人教高二化学选修4化学反应原理-一元强酸与一元弱酸比较的几种方法2页
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一元强酸与一元弱酸比较的几种方法
在中学化学电解质溶液一章的学习中,常常需要根据一元强酸与一元弱酸的一些性质进行有关的判断和推断。
一元强酸与一元弱酸(或一元强碱与一元弱碱)的比较,属于高考的热点,掌握一强一弱的比较方法和技巧,在解题中能达到事半功倍的效果。
下面结合自己的教学,谈谈几种比较方法。
一、以盐酸与醋酸的比较为例
1.物质的量浓度相同的盐酸和醋酸的比较
分别取浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,测其pH,盐酸pH=1,醋酸pH>1,说明盐酸在水中完全电离是强酸,醋酸在水中部分电离为弱酸。
2.pH相同的盐酸和醋酸的比较
将体积相同、pH都等于3的盐酸和醋酸(不能取pH=1,因无法配制此醋酸溶液)加水稀释相同的倍数,如10倍,用pH试纸测其稀释后的pH,结果盐酸的pH=4,醋酸的3<pH<4,可见盐酸的pH大(或变化大),醋酸的pH小(或变化小)。
因为盐酸在水中完全电离,当溶液的体积增大至原来的10倍,c(H+)由1×10-3mol·L-1变为1×10-4mol·L-1,pH=4;而醋酸在稀释过程中,溶液中大量未电离的醋酸分子继续电离(即电离度增大),c(H+)减小较慢,不是由1×10-3mol·L-1变为1×10-4mol·L-1,而是介于1×10-3mol·L-1与1×10-4mol·L-1之间,溶液的pH不是由3变至4而是变到3与4之间,由此证明盐酸为强酸,醋酸为弱酸。
3.通过测定盐酸和醋酸的钠盐溶液的pH大小比较
分别取物质的量浓度为0.1mol·L-1的NaCl溶液和CH3COONa溶液,用pH试纸测其pH,前者pH=7,后者pH>7,则说明NaCl为强碱强酸盐,而CH3COONa为强碱弱酸盐,CH3COO-水解,破坏了水的电离平衡,使溶液呈碱性。
故盐酸为强酸,醋酸为弱酸。
4.向盐酸和醋酸的溶液中分别加入相应的钠盐固体,再测二者的pH,根据pH的变化大小比较
各取少量pH均为3的盐酸和醋酸溶液,向其中分别加入NaCl晶体和CH3COONa晶体,振荡,待晶体溶解后,测得盐酸的pH几乎不变,而醋酸溶液的pH增大。
这说明在醋酸的溶液中存在着CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡,CH3COONa溶于水后,电离出大量CH3COO-离子,使醋酸的电离平衡向生成醋酸的方向移动,抑制了CH3COOH的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。
由此证明盐酸为强酸,醋酸为弱酸。
这里值得注意的是,如果用CH3COONH4代替CH3COONa情况又如何?因CH3COONH4为中性盐,加入CH3COOH中,通过酸性减弱,说明其原因是共同离子的作用,使醋酸平衡移动,而CH3COONa是强碱弱酸盐,水解呈碱性,即便是溶液的酸性减弱,但要说明破坏了醋酸平衡的移动,就不及CH3COONH4更有说服力。
5.向盐酸和醋酸的钠盐溶液中滴加酚酞指示剂,通过观察溶液的颜色变化进行比较将NaCl和CH3COONa晶体分别溶于少量水中,然后滴入酚酞溶液,结果前者溶液不变色,后者溶液呈红色,说明NaCl为强碱强酸盐,CH3COONa显碱性,
为强碱弱酸盐。
由此证明盐酸为强酸,醋酸为弱酸。
用此方法要注意:CH3COONa溶液的浓度不能太稀,否则水解的碱性不明显,无法用酚酞指示剂(变色范围8~10)检出。
且不能用甲基橙作指示剂(变色范围3.1~4.4)。
6.向盐酸和醋酸的稀溶液中分别加入甲基橙,然后再加入相应的钠盐,根据溶液的颜色变化进行比较
分别取适量0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,向二者之中加入甲基橙溶液,均呈红色,然后分别加入相应的钠盐晶体,前者溶液不变色,后者溶液逐渐变为橙色或黄色。
以上6种方法,是比较强酸与弱酸的几种常用方法,高考中常以选择题和简答题的形式出现。
一元强碱与一元弱碱的比较方法与上述类似,只是在5中将酚酞改为石蕊试液,在6中将甲基橙溶液改为酚酞试液。
二、应用
1.若pH=3的酸和pH=11的碱等体积混合后溶液呈酸性,其原因可能是()。
A.生成了一种强酸弱碱盐B.弱酸溶液和强碱溶液反应
C.强酸溶液和弱碱溶液反应D.一元强酸溶液和一元强碱溶液
答案:B
2.在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是()。
A.将pH=4的盐酸和醋酸稀释到pH=5的溶液,醋酸所加的水量多
B.盐酸和醋酸都可以用相应的钠盐与浓H2SO4反应制取
C.相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变化大
D.相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速率相等
答案:A、C
3.甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是()。
A.1mol·L-1甲酸溶液的pH约为2
B.甲酸能与水以任意比例互溶
C.10mL1mol·L-1甲酸恰好与10mL1mol·L-1NaOH溶液完全反应
D.在甲酸钠的溶液滴加酚酞溶液,呈红色
答案:A、C
4.将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度关系正确的是()。
A.[NH4+]>[Cl-]>[H+]>[OH-]
B.[NH4+]>[Cl-]>[OH-]>[H+]
C.[Cl-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
D.[Cl-]>[NH4+]>[OH-]>[H+]
答案:B。