无机化学第五章 电解质溶液(学生内容)

第五章电解质溶液

一、关键词

二、学习感悟

1．本章在化学平衡理论的基础上，主要介绍电解质溶液的解离平衡,除酸碱理论之外主要是计算方面的内容。在熟悉公式推导过程的同时，重点掌握有关计算公式。

2．解离平衡计算部分,要注意每个公式的使用条件。避免引起较大误差。

3．本章的重点是弱电解质溶液和缓冲溶液的pH计算及难溶电解质溶度积规则的应用。

三、难点辅导

1. 为什么任何物质的水溶液中都含有H3O+和OH−，而且在常温时，[H3O+]∙[OH−]=K w=1.0×10−14？

无论是酸性还是碱性的物质，一旦与水形成溶液后，由于水发生的质子自递平衡中，会产生H3O+和OH−，所以任何物质的水溶液都含有H3O+和OH−。

在水溶液中，按照酸碱质子理论，酸会给出质子，碱会接受质子，这样必定会引起水的解离平衡发生移动，但水的解离平衡常数不会因平衡的移动发生改变，其解离平衡常数只与温度有关，在常温时，[H3O+]∙[OH−]=K w=1.0×10−14。对酸性溶液来说，H3O+主要来自酸性物质（水的极少量解离可忽略），OH−则来自水的少量解离；对碱性溶液来说，OH−主要来自碱性物质（水的极少量解离可忽略），H3O+则来自水的少量解离。

2. 酸碱的强弱由哪些因素决定？

酸碱的强弱首先取决于酸碱本身给出和接受质子的能力，其次取决于溶剂接受和给出质子的能力。同一种物质在不同溶剂中的酸碱性不同，如HCl 在水中是强酸，在冰醋酸中是弱酸，这是因为水接受质子的能力比冰醋酸强；NH3在水中是弱碱，在冰醋酸中是强碱，冰醋酸给予质子的能力比水强的缘故。所以在比较不同酸碱的强弱时，应在同一溶剂中进行，一般以水为溶剂比较其酸碱性的强弱，即比较在水溶液中的离解平衡常数K a或K b。

3. 缓冲溶液通常由一对共轭酸碱组成，那么HCl-NaCl这对共轭酸碱可组成缓冲溶液吗？为什么？

缓冲溶液是由共轭酸碱对组成，其中共轭酸是抗碱成分，共轭碱是抗酸成分。缓冲溶液的实质是因有足够浓度的抗碱成分，抗酸成分，当外加少量强酸、强碱时，可以通过解离平衡的移动，来保持溶液pH基本不变。

而HCl-NaCl这对共轭酸碱中的酸是强酸，完全解离，不构成解离平衡，如式：HCl + H2O H3O+ + Cl−，当外加少量[H3O+]时，溶液中碱Cl−不能与少量[H3O+]作用生成HCl，从而溶液中H3O+ 离子浓度会显著增加，溶液的pH也会明显下降；而当外加少量[OH−]时，OH−立即会与H3O+生成难解离的H2O，从

而导致溶液中H3O+离子浓度会显著减少，溶液的pH也会明显增大，所以HCl-NaCl这对共轭酸碱不具有缓冲作用，不能作为缓冲溶液。

4. 溶度积与离子积的有何区别？

溶度积K sp =[A a+]m∙[B b−]n，是指难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，离子浓度幂的乘积；而离子积Q= (A a+)m∙(B b−)n，是指难溶电解质的任意浓度时，离子浓度幂的乘积；任何一种难溶电解质在一定温度下，它的离子积可以有多个，而它的溶度积只有一个。

5. 影响难溶电解质分级沉淀的因素有哪些？用分级沉淀原理怎么确定能分离混合离子，达到提纯的目的？

影响难溶电解质分级沉淀的因素是沉淀的溶度积和被沉淀离子的浓度。对同一类型的难溶电解质，K sp小的先沉淀，且K sp相差越大，混合离子越易分离；但对不同一类型的难溶电解质，则不能直接根据K sp的大小来判断沉淀的先后顺序，而应根据溶度积规则分别计算出各个不同离子开始沉淀时所需沉淀剂的浓度，所需沉淀剂浓度低的离子先沉淀，所需沉淀剂浓度高的离子后沉淀。

通过分级沉淀原理要分离混合离子，则要求先沉淀的离子在后沉淀的离子开始沉淀时，先沉淀的离子已沉淀完全，所谓“沉淀完全”并不是指这种离子在溶液中绝对不存在，而是指这种离子在溶液中的浓度小于1×10−5mol/L（在定量分析中，则要求离子的浓度小于1×10−6mol/L），则认为该离子已沉淀完全。所以要确定能否分离混合离子，则需计算在后沉淀的离子刚开始沉淀时，此时先沉淀的离子在溶液中的残留浓度，如果先沉淀的离子浓度小于1×10−5mol/L，则说明可以分离混合离子，达到提纯的目的。如果先沉淀的离子浓度大于1×10−5mol/L，说明两种离子会同时析出，则不能分离混合离子。

6. 缓冲溶液中各组分的量的关系

例：将0.2mol/L的CH3COOH溶液和0.2mol/L的CH3COONa溶液等体积混合，溶液中大量存在的离子是什么？大量存在的分子有哪些？若向混合溶液中加少量强酸，溶液的pH几乎不变，其理由是什么？若向混合溶液中加少量强碱，溶液的pH也几乎不变，其理由是什么？

混合溶液中CH3COONa全部电离，CH3COOH微弱电离，H2O极难电离。溶液中大量存在的离子为Na+ 、CH3COO−；溶液中大量存在的分子为CH3COOH、H2O 。由于溶液中有大量CH3COO−，当向混合溶液中加少量强酸时，则绝大多数H+与它结合成CH3COOH，故溶液的pH减小不明显；同样，由于溶液中有大

量的CH 3COOH ，当向混合溶液中加少量强碱时，则绝大多数OH −与它反应成CH 3COO −和水，故溶液的pH 增加也不明显。

在一个无限大的量上，增加或减小一个小的量，对这个无限大的量没有影响。

相比较而言，Na + 、CH 3COO −、CH 3COOH 、H 2O 就是无限大的量。

四、补充习题

（一）单项选择题

1．-

42PO H 的共轭碱是（ ）

A ． H 3PO 4

B ．-2

4HPO C ．-34PO D ．OH −

2．根据酸碱质子理论，下列离子中既可作酸，又可作碱的是（ ）

A ．+

4NH B ．-24SO C ．-3HCO D ．-Ac

3．在1mol/L HAc 溶液中，欲使[H 3O +]增大，可采取的方法是（ ）

A ．加水

B ．加NaAc

C ．加NaOH

D ．加 HCl

4．在一定温度下，稀释某弱酸溶液，则（ ）

A ．α增大，K a 不变

B ．α减少，K a 不变，

C ．α不变，K a 增大

D ．α不变，K a 减少

5．下列物质属于共轭酸碱对的是（ ）

A ．--2

442S O S O H B ．---2S HS C ．--Cl HAc D ．--Ac HCl

6．+4

NH 的K a = 10-9.26，则0.1mol/L NH 3∙H 2O 水溶液的pH 是（ ） A ． 9.26 B ．4.47 C ．11.13 D ．2.87

7．欲配制pH=9的缓冲溶液，应选用的缓冲对是（ ）

A ．NH 3∙H 2O —NH 4Cl (K b = 1×10-5)

B ．HAc —NaAc(K a = 1×10-5)

C ．HCOOH —NaCOOH(K a = 1×10-4)

D ．HNO 2—NaNO 2(K a = 5×10-4)

8．向饱和AgCl 溶液中加水，下列叙述正确的是（ ）

A ．AgCl 的K sp 增大

B ．AgCl 的溶解度和K sp 都不变

C ．AgCl 的溶解度增大

D ．AgCl 的溶解度和K sp 都增大

9．对A 2B 型难溶电解质，其溶解度s 和K sp 的换算关系式为（ ）

A ．K sp = s 2

B ．K sp =4s 2

C ．K sp =4s 3

D ．K sp =16s 4

10．下列溶液不能使Mg(OH)2沉淀溶解的是（ ）

A ．HCl

B ．HNO 3

C ．NH 4Cl

D ．MgCl 2

11．下列混合溶液中有同离子效应的是( )