化學(xué)電離平衡與水解平衡解題方法之我見(jiàn)

◆馮 濤

(山東省濟(jì)南市平陰縣實(shí)驗(yàn)學(xué)校)

一、電離平衡與水解平衡的平衡移動(dòng)

很多同學(xué)對(duì)于如何抑制平衡與促進(jìn)平衡判斷不好，這一部分在高考中也是作為重點(diǎn)考察的內(nèi)容。

例1.醋酸的電離平衡，其電離平衡方程式有兩種表示:

(1)對(duì)于b這種寫法要與醋酸跟的水解方程式CH3COO－+H2O?CH3OOH+OH－區(qū)分開(kāi);

(2)反應(yīng)需要破壞化學(xué)鍵，所以電離是吸熱的;

(3)加熱，加入堿性物質(zhì)、活潑金屬、金屬氧化物，還有加入水稀釋都可以促進(jìn)醋酸的電離。其中，加入水稀釋促進(jìn)醋酸電離，可以這樣理解:

在化學(xué)平衡中，如A(g)+B(g)? C(g)+D(g) 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，若加入B，則A的轉(zhuǎn)化率增加，B的轉(zhuǎn)化率減小。

所以在醋酸中加水稀釋，則醋酸的轉(zhuǎn)化率增加，也就是醋酸的電離程度增大，所以加水稀釋促進(jìn)醋酸的電離。而增加醋酸的濃度，如增加冰醋酸，醋酸的轉(zhuǎn)化率減小，抑制醋酸的電離。

(4)抑制醋酸電離的方法還有有降溫、加入酸性物質(zhì)、通入酸性氣體等，同理在CH3COO－+H2O? CH3OOH+OH－中，加水稀釋也是促進(jìn)醋酸根離子的水解。

例2.醋酸鈉水解平衡的方程式可表示為:

CH3COO－+H2O?CH3OOH+OH－

(1)水解反應(yīng)的逆反應(yīng)是中和反應(yīng)，中和反應(yīng)放熱，所以水解反應(yīng)是吸熱的。

(2)促進(jìn)CH3COO－水解可以升高溫度或者加酸性物質(zhì)，還可以加水稀釋加水稀釋時(shí)，CH3COO－的轉(zhuǎn)化率增加，也就是它的水解程度增大，所以促進(jìn)水解。

二、電離平衡和水解平衡中的守恒

1.物料守恒(元素守恒)

例:Na2CO3溶液，CNa+=2［CO32－］水解前 =2〔CCO32－+CHCO3－+CH2CO3〕

2.電荷守恒(陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)相等)

例:Na2CO3溶液，CNa++CH+－=2CCO32－+CHCO3－+COH

3.質(zhì)子守恒(水電離出的CH+=COH－)

例:Na2CO3溶液，CH+=COH－+CHCO3－+2 CH2CO3

注:質(zhì)子守恒也可根據(jù)物料守恒與電荷守恒相減得來(lái)

得出:CH+=COH－+CHCO3－+2 CH2CO3

典型練習(xí):在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是:

分析:Na2S溶液中存在下列平衡:Na2S=2Na++S2－

①根據(jù)物料守恒:(鈉與硫的物質(zhì)的量2︰1)［Na+］=2［S2－］+2［HS－］+2［H2S］，所以 A 錯(cuò)②根據(jù)電荷守恒:［Na+］+［H+］=2［S2－］+［HS－］+［OH－］，所以 B正確。根據(jù)質(zhì)子守恒(或①、②兩式相減)。［OH－］=［HS－］+［H+］+2［H2S］，所以 D 錯(cuò)誤。答案為 A、D。

4.鹽類水解規(guī)律及應(yīng)用

(1)誰(shuí)弱誰(shuí)水解，誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性，越弱越水解，都弱都水解，兩強(qiáng)不水解。

(2)大多數(shù)鹽水解程度較小，多元弱酸的酸根分步水解，以第一步水解為主。

例:由一價(jià)離子組成的四種鹽溶液AC、BD、AD、BC，濃度均為0.1mol/L，在室溫下前兩種溶液的pH=7，第三種溶液pH>7，最后一種溶液pH<7。根據(jù)水解規(guī)律分析這四種鹽中陰陽(yáng)離子所對(duì)應(yīng)的酸、堿的相對(duì)強(qiáng)弱是怎樣的?

分析:根據(jù)水解規(guī)律，“越弱越水解，兩強(qiáng)不水解”，強(qiáng)堿弱酸鹽溶液的堿性越強(qiáng)，其相應(yīng)弱酸的酸性就越弱。同理，強(qiáng)酸弱堿鹽溶液的酸性越強(qiáng)，其相應(yīng)弱堿的堿性就越弱。

解答:由于AC溶液pH=7，AD溶液pH>7，說(shuō)明D－為弱酸根離子，且D－的水解程度大于C－，因此，它們相應(yīng)酸的酸性:HC>HD。又因AC溶液pH=7，BC溶液pH<7，說(shuō)明B+為弱堿陽(yáng)離子，且水解程度大于A+，因此，它們相應(yīng)堿的堿性:AOH>BOH。

高考中在證明弱酸、弱堿方面是個(gè)重點(diǎn)。

例1:現(xiàn)有酚酞、石蕊、0.1mol/L氨水、氯化銨晶體、0.1mol/L鹽酸、熟石灰和蒸餾水，若僅用上述試劑怎樣用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法證明氨水是弱堿?請(qǐng)討論可能的實(shí)驗(yàn)方案。

方法(1):取少量NH4Cl晶體溶于水，滴加石蕊試液，溶液顯紅色，說(shuō)明NH4+水解生成了NH3·H2O和HCl，從而破壞了水的電離平衡，亦說(shuō)明氨水是弱堿。

方法(2):將 0.1mol/L NH3· H2O與0.1mol/L鹽酸等體積混合，再滴加石蕊試劑，溶液顯紅色，說(shuō)明NH4+水解破壞了水的電離平衡，從而說(shuō)明氨水是弱堿。

方法(3):取少量氨水，滴加酚酞，溶液呈紅色，然后向其中加人少量CH3COONH4晶體，振蕩，可看到紅色變淺，說(shuō)明氨水中存在電離平衡，氨水為弱堿。

例2:25℃時(shí)，pH均等于11的NaOH溶液和NaCN溶液中，水的電離度是否也相同呢?請(qǐng)討論比較兩溶液中水的電離度大小。

分析:水解得到的H+或OH－都來(lái)自水。NaOH中CH+水=10－11，NaCN中COH－水=10－4，所以后者水的電離度大。