越州中学柴国英吴文中

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1、探究醋酸铵对溶液酸碱性的影响差异性越州中学柴国英吴文中2018年浙江省教研规划课题《基于学科理论认知模型的创新实验与疑难问题研究》立项编号：G18191一、问题提出实验内容醋酸钠和醋酸铵对醋酸电离的影响醋酸铵对醋酸钠和氯化铵溶液酸碱性的影响醋酸铵与氯化铵对醋酸钠溶液酸碱性影响的差异性三、理论分析四、实验论证五、获得结论二、错误认知六、结束语一、问题提出CH3COONa溶液中加CH3COONH4后，影响其酸碱性的粒子主要是NH4+离子，而影响对NH4Cl溶液酸碱性影响主要离子是CH3COO－。由此联想到CH3COONH4对溶液酸碱性影响的复

2、杂性，其溶液几乎为中性，因此常被当作一种“理想”试剂来研究某因子对化学过程的影响。二、错误认知[案例1]NH4Cl溶液可以使Mg(OH)2悬浊液变澄清主因是什么？李家郢的研究认为NH4Cl溶液水解呈酸性，促进下述平衡往溶解方向移动。Mg(OH)2(s)==Mg2+(aq)+OH－(aq)该研究忽略了NH4+对上述沉淀平衡的影响，采用CH3COONH4试剂来验证实验，就是不错的选择(控制变量)。[案例2]在CH3COOH溶液中滴入CH3COONa溶液，CH3COOH溶液的酸性减弱的原因是什么？一般有两种观点：CH3COONa溶液水解为碱性，

3、中和了溶液中的H+；CH3COONa溶液中CH3COO－抑制了CH3COOH的电离。此时，同样可以采用在CH3COOH溶液滴入CH3COONH4溶液来说明CH3COONa溶液中到底哪种粒子对溶液酸碱性的影响是理智的。[案例3]证明CH3COONa溶液存在水解平衡的事实：0.1mol/L的CH3COONa溶液中，滴入几滴酚酞溶液，然后加入固体CH3COONH4固体(且假定CH3COONH4溶液为中性)，观察溶液颜色的变化；[结论]加CH3COONH4固体，使CH3COONa溶液水解平衡逆向移动，溶液颜色变浅。三、理论分析1、醋酸钠和醋酸铵对

4、醋酸电离的影响CH3COONa或CH3COONH4加入到CH3COOH溶液中，CH3COOH溶液的酸性减弱，但影响力是否一样？CH3COONH4溶液中的铵根离子对溶液的酸碱性影响可以忽略吗？影响CH3COOH溶液酸性变化的主因是什么？假设在1L0.01mol·L－1的CH3COOH溶液加入CH3COONa或CH3COONH4(体积变化忽略)后，溶液的pH为y，基于WolframMathematica软件平台可得相应函数关系并作如下图1：由此可知：在CH3COOH溶液加少量CH3COONa或CH3COONH4时，对醋酸的电离平衡产生影响主要

5、离子是CH3COO-。2、醋酸钠和醋酸铵对醋酸电离的影响同样方法，在CH3COONa或NH4Cl溶液中随CH3COONH4固体的加入量与混合溶液pH的变化曲线，如图2：图21L0.1mol·L－1的CH3COONa或NH4Cl溶液加入CH3COONH4固体后的pH变化曲线由此可知：若加入的CH3COONH4足够多，最终溶液都体现出CH3COONH4溶液本身的性质。3、CH3COONH4与NH4Cl对CH3COONa溶液酸碱性影响的差异性若CH3COONa溶液中引入CH3COO－后，其水解程度较小；若溶液中引入NH4+，因原溶液碱性较强，N

6、H4+就与OH－发生离子反应，由于其反应量更大，则可认为NH4+对CH3COONa溶液酸碱性的影响是主要的，为此作图3加以比较：图31L0.1mol·L－1醋酸钠溶液中加入醋酸铵或氯化铵的pH变化比较由此可知：少量的CH3COONH4和NH4Cl对CH3COONa溶液碱性的影响力是一样的；过量NH4Cl的加入，最终溶液为酸性。考查[案例3]中的问题(见前文)：在CH3COONa溶液中加CH3COONH4固体后溶液碱性减弱能否证明水解平衡的存在。错误认知：大多数命题者认为[案例3]的论述是正确的。原因分析：使用CH3COONH4时没有考虑N

7、H4+对水解平衡的影响，影响CH3COO－水解因素既有CH3COO－浓度增大的影响，还有NH4+的存在使得OH－离子浓度降低的影响，若假定CH3COO－+H2O==CH3COOH+OH－不存在，由于NH4+离子介入，也能使溶液的碱性减弱，溶液颜色也会变浅，因此[案例3]有关实验设计出现了科学性错误。初步结论：在溶液中加CH3COONH4后，溶液的酸碱性，始终向CH3COONH4溶液性质转化，不管原溶液为酸性还是碱性，加了CH3COONH4后，溶液的酸碱性向中性靠拢。在盐酸中滴加CH3COONH4后，盐酸转化为CH3COOH和NH4Cl混溶

8、液，混合溶液的酸性减弱；在NaOH溶液中加入CH3COONH4，NaOH溶液转化为CH3COONa和氨水，混合溶液的碱性减弱。CH3COONH4是否可以看作既是酸又是碱呢？酸碱质子理论:可接受