弱酸及其盐混合溶液酸碱性探究

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1、弱酸及其盐混合溶液酸碱性探究　　一、问题提出　　学生学习盐类水解知识后常会产生困惑：CH3COOH溶液呈酸性。CH3COONa溶液呈碱性，当把这两种溶液以不同比例混合时，又呈何性？　　二、问题解决　　问题1常温下等体积等物质的量浓度的CH3COOH（Ka=1.76×10-5）和CH3COONa混合溶液呈何性？1.理论分析　　在CH3COOH和CH3COONa混合溶液中存在醋酸的电离平衡　　CH3COOHCH3COO-+H+，醋酸电离平衡常数表达式为　　Ka=c（H+）?c（CH3COO-）c（CH3COOH）　

2、　。由于溶液中CH3COO-和CH3COONa物质的量相等，因此，CH3COOH和CH3COO-的物质的量浓度也相同，因而抵消：　　c（H+）=Ka?c（CH3COO-）c（CH3COOH）=Ka。　　解得c（H+）=1.76×10-5>1.0×10-7。因此，常温下混合溶液呈酸性，分析考虑CH3COOH电离为主。　　问题2常温下，将等物质的量浓度的　　CH3COOH（Ka=1.76×10-5）和CH3COONa按体积比多少混合，溶液恰好呈中性？　　常温下要使混合溶液呈中性，则溶液中　　c（H+）=1.0×10

3、-7。　　与问题1分析相似，　　通过公式转化计算得：　　c（CH3COO-）c（CH3COOH）=　　Kac（H+）　　=1.76×10-51.0×10-7=176，即混合溶液中CH3COO-物质的量浓度是CH3COOH物质的量浓度176倍，　　从而得出等物质的量浓度CH3COONa溶液体积是CH3COOH溶液体积176倍时，混合溶液恰好呈中性。　　上述理论分析CH3COOH和CH3COONa混合溶液呈酸性、中性时，各自量的比值关系，下面通过实验论证一下。　　2.实验探究　　实验：常温下，向体积为500mL浓度

4、为　　0.1mol?L-1CH3COONa溶液中，滴加0.1mol?L-1的CH3COOH溶液。　　是一套数字化滴定实验装置，由于pH传感器电极对液体量有要求，故烧杯中盛500mL　　0.1mol?L-1CH3COONa溶液，酸式滴定管盛0.1mol?L-1CH3COOH溶液。　　随着CH3COOH溶液逐滴加入，电脑屏幕左方会显示pH逐渐减少，电脑屏幕右方会自动绘制出pH-V（CH3COOH溶液）关系曲线如图2。　　由图2可知，A点溶液呈中性，对应滴加　　CH3COOH体积为2.85mL，CH3COONa溶液（

5、500mL）是滴加CH3COOH溶液体积（2.85mL）的175.4倍，与理论分析176倍接近。若继续滴加CH3COOH溶液，体积增至500mL（即等体积混合），溶液呈酸性，与前面理论分析一致。　　（1）曲线上A点对应混合溶液离子浓度大小关系？　　A点溶液呈中性，故c（H+）=c（OH-）。根据混合溶液中存在电荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），可得c（CH3COO-）=　　c（Na+），结合A点对应的CH3COONa和CH3COOH量比关系，不难得出溶液离子浓度大小关系为：

6、c（CH3COO-）=c（Na+）>c（H+）=c（OH-）。　　（2）曲线上B点对应混合溶液离子浓度大小关系？　　B点溶液呈碱性，结合电荷守恒式和量比关系，不难得出溶液离子浓度大小关系为：　　c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）。　　三、问题反思　　前面讨论了等物质的量浓度的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液按不同体积比混合，溶液酸碱性情况，若换成其它一元弱酸（HCN）与其盐（NaCN）混合溶液，答案是否相同？　　问题3：常温下，等体积等物质的量浓度的HCN（Ka=4.92×10

7、-10）和NaCN混合，溶液酸碱性如何？　　分析类似问题1，依据HCN电离平衡常数表达式　　Ka=c（H+）?c（CN-）c（HCN），　　混合溶液中的HCN和CN-的物?

8、的量浓度相同而抵消，解得c（H+）=4.92×10-10<1.0×10-7，常温下，该混合溶液呈碱性，分析考虑NaCN水解为主。　　有人认为上述混合溶液以NaCN水解为主，故应从NaCN水解平衡分析入手：　　CN-+H2OHCN+OH-　　Kh=c（HCN）?c（OH-）c（CN-）　　=KwKa=　　1.0×10-144.92×10-10

9、=2.03×10-5　　c（HCN）?c（OH-）c（CN-）=2.03×10-5　　c（OH-）=2.03×10-5>1.0×10-7，该混合溶液呈碱性。　　答案与HCN电离平衡分析一致。因为一元弱酸与其盐无论按何种比例混合组成的混合溶液中，一元弱酸电离平衡和其盐水解平衡均存在；故混合溶液酸碱性判断无论从弱酸电离平衡分析入手，还是从其盐水解平衡入手均可。一般从弱酸电离平衡分解较为简便