滴定曲线中水的电离程度的定量认识

2020-05-07柳先美

数理化解题研究 2020年13期

柳先美

(广东省广州市实验中学 510375)

近些年的全国高考卷中，有一道选择题是考查水溶液中离子平衡的一些知识点，涉及到溶液溶质的判断、K值的计算、浓度大小的比较、水的电离程度大小的比较.从平时测试的数据来看，这一题的得分率偏低的，说明学生在该知识点的理解和认识上还是比较困难的.

根据该知识点的属性和笔者的教学经验，建议教学中能够抓住溶质微粒这个基本的化学核心素养的微粒观，分析出每个状态下的溶质，通过适当的定量计算，以数据再结合图像曲线呈现给学生，让学生对该知识点有一个全面、深刻的认识.有助于学生吃透该知识点，提高得分率.

一、水的电离

水是一个极弱的电解质，在常温的情况下，c水(H+)=c水(OH-)=1×10-7，所以Kw=c水(H+)·c水(OH-)=1×10-14(这里在浓度c右下角加上水，表示由水电离产生的离子).水的电离存在平衡，就会受到一些离子的影响.水的电离程度关键在于求出c总(H+)、c总(OH-)和c水(H+)、c水(OH-)，同时必须搞清他们的关系，不能混淆.

二、水的电离的促进与抑制

表1 不同溶液中水的电离

注：常温下

通过数据分析，酸碱中算“小的”，水解盐算“大的”，还可以得到下面几点规律：

①常温下水溶液中，c水(H+)=c水(OH-)=1×10-7水的电离不被抑制也不被促进.

②c水(H+)=c水(OH-)<1×10-7水的电离被抑制；c水(H+)=c水(OH-)>1×10-7水的电离被促进.

③pH相加等于14的酸和碱，抑制程度相等，pH相加等于14的盐，促进程度相等.

④c水(H+)越小，水的电离越被抑制；c水(H+)越大，水的电离越被促进，但溶液的pH都是越远离7的.

详细的关系可以看图1.

图1

三、中和滴定曲线中各个点水的电离程度情况

以这样一个题目来分析中和滴定曲线中水的电离程度.

常温下，向20mL 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入0.1mol·L-1的NaOH溶液的滴定曲线如图2所示.

图2

当溶质是纯CH3COONa溶液的时候，水的电离程度是最大的.左极限VNaOH=0mL时，纯CH3COOH溶液水的电离被抑制.右极限VNaOH无限大时是NaOH溶液，水的电离是被抑制.因此，在这个左极限与最高点之间，有一个点水的电离既不被抑制也不被促进；最高点和右极限之间也有一个点水的电离既不被抑制也不被促进.

这两个点的溶质是什么，溶液的酸碱性以及横坐标是多少，这是常考的一个难点.可以先分析清楚曲线上每一个点的溶质是什么，如图3所示，左极限点①是纯CH3COOH，抑制水的电离；最高点⑤是纯CH3COONa，促进水的电离.再以这两个点为参考，一定有一个点④水的电离既不被促进也不被抑制，这个点④是少量CH3COOH和过量CH3COONa的混合溶液，且溶液pH=7，CH3COOH抑制水的电离与CH3COONa促进水的电离相互抵消，既不抑制也不促进水的电离.同理，也有⑦水的电离既不被促进也不被抑制，这个点⑦是NaOH和CH3COONa的混合溶液，NaOH抑制水的电离与CH3COONa促进水的电离相互抵消，既不抑制也不促进水的电离，但溶液pH>7.

点③是等量的CH3COOH和CH3COONa，CH3COOH电离大于CH3COONa的水解，所以是抑制水的电离；点②靠近点①是过量CH3COOH和少量CH3COONa的混合溶液，抑制水的电离；点⑥溶质中NaOH较多，水的电离被抑制.