对水溶液中的离子平衡几个问题的解释方法的探讨

2017-03-25 17:25班寿燕刘志峰
化学教与学 2017年3期

班寿燕 刘志峰

摘要:水溶液中的电离平衡经常同时存在多个复杂平衡,该文以两个常见问题为例,探究了过程本质,明确了解释方法。

关键词:电离平衡;过程探究;解释方法

文章编号:1008-0546(2017)03-0074-01 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.025

水溶液中的离子平衡相关考题是历年高考中的热点也是难点之一,经常在一种溶液中涉及到几种平衡,它们相互影响,相互干扰,使得难以分析清楚,学生因为很难对该部分知识融会贯通,经常提出一些错误的论断,有时老师也不能很好地说服学生改正,下面对两类常见溶液的离子平衡移动情况进行分析。

一、Mg(OH)2固体可溶于NH4Cl溶液,如何解释?

对于该问题的解释,出现了两种情况:

1. NH4Cl溶液水解呈酸性,Mg(OH)2电离产生的OH-被H+中和,使溶解平衡正向移动。

2. NH4Cl电离出NH4+,结合Mg(OH)2电离出来的OH-,使Mg(OH)2的电离平衡正向移动。

到底哪一种分析更为合理呢?很多人知道应该是第2种解释更合理,但又不能很好地说出理由来。下面我们写出这两种解释的离子反应方程式:

第1种解释:NH4++ H2ONH3·H2O+H+

第2种解释:NH4++ OH-NH3·H2O

这两个过程很相似,反应物都有NH4+,生成物都有NH3·H2O,NH4+都结合了OH-,不同之處是OH-的来源不同,第1种解释NH4+结合的是水电离的OH-,第2种解释NH4+结合的是Mg(OH)2的OH-,NH4+在结合OH-的时候不会挑OH-是如何产生的,只要是溶液中的OH-它都会结合,但溶液中的OH-主要是Mg(OH)2电离出来的,由此可以得出第2种解释更合理。

我们再看一道类似的试题:

已知25 ℃时0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入醋酸钠晶体,等晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。

你认为上述两种解释中 (填“甲”或“乙”)正确。

这道题与上面的题目相似,甲同学的解释可以用CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-表示,乙同学的解释可以用CH3COO-+H+CH3COOH表示,两者不同的只是CH3COO-结合的H+来源不同,因为溶液中的H+主要是CH3COOH电离出来的,所以应该是乙同学的解释更合理。

二、Na2S溶液中通入H2S,c(S2-)如何变化?

这个问题答案确定,两者发生反应:Na2S+H2S2NaHS,所以c(S2-)减小,c(HS-)增大,但反应也肯定是平衡移动的结果,对于如何用平衡移动解释该问题,学生产生疑问。

Na2S中: S2-+H2OHS-+OH-,

H2S中: H2SHS-+H+,

如果说两个平衡中产生的H+与OH-中和生成H2O,那就会促进两个平衡正向移动。如果说H2S电离产生了HS-,根据同离子效应,则对Na2S的水解产生抑制作用。肯定是第1种解释正确,可是如何反驳第2种解释呢?

第1种解释发生的反应为:H2S+OH-HS-+ H2O

第2种解释发生的反应为:HS-+OH-S2-+H2O

这两种解释很相似,本质上来说都是OH-中和H+,只不过第1种解释OH-中和的是H2S第一步电离产生的H+,第2种解释OH-中和的是H2S第二步电离产生的H+,因为H2S的第一步电离大于第二步电离,所以肯定是第1种解释更正确。

参考文献

[1] 王飞,赵华.复习课应回归教学原点——基于“沉淀溶解平衡”复习课设计的几点思考[J].化学教育,2014(1):44-47