碳酸氢钠溶液中有关离子浓度排序问题.pdf

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1、中学化学2015年第2期·27·碳酸氢钠溶液中有关离子浓度排序问题江苏省海门中学226100张盛学生在“水溶液中的离子平衡”中关于离子KwKwKw+则:c＞+++c(H)浓度排序问题讨论中，碳酸氢钠溶液中离子浓度c(H)Ka2Ka1·Ka2大小的排序是经常遇到的问题，学生普遍认为:KKKwww+＞+2·c(H)“一般情况下NaHCO溶液中离子浓度的大小顺序+3Ka2槡c(H)Ka1·Ka2+－－2－为:c(Na)＞c(HCO3)＞c(OH)＞c(CO3)＞KK·Kwww+＞+2c(H)”。事实是否如此呢?下面作一简要

2、分析。KK·Ka2槡a1a21．理论分析－14－4－41．0×101．0×10×10×10＞+2对于cmol/L的NaHCO3溶液，存在如下反5．6×10－4槡4．2×10－7×5．6×10－11应:＞1．84×10－4+－NaHCONa+HCO33即当碳酸氢钠溶液的物质的量浓度－2－+HCO3+H2O幑幐CO3+H3Oc(NaHCO)＞1．84×10―4mol/L时，假设成立。3－－HCO3+H2O幑幐H2CO3+OH故在一般情况下，对于NaHCO3溶液中各离查阅资料得:子浓度的大小排序应为:+－c(H)·c

3、(HCO)+－2－－3－7c(Na)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH)＞K==4．2×1033a1c(HCO)23c(H+)+2－c(H)·c(CO)3－11下面再以1．0mol/L的NaHCO溶液加以证K==5．6×103a2－c(HCO)3明:+2－c(H)·c(CO)－3+即:c(HCO3)=K①由于cKa1，cKa2Kw，因此c(H)=槡Ka1Ka2a2―92+2－=4．9×10mol/L，代入上述③式，得:c(H)·c(CO)3c(H2CO3)=②2－0．10．1Ka1·Ka2c(CO3)==－7另

4、由物料守恒可得:Ka14．2×102+2+－11c=c(HCO－)+c(CO2－)+c(HCO)槡Ka2槡5．6×103323=0．00112mol/L将①、②两式代入，得:+2－而此时c(H)·c(CO)3c=+1．0×10－14K－－6a2c(OH)=－9=2．04×10mol/L2+2－4．9×10c(H)·c(CO)c(CO2－)+32－－3K·K即c(CO3)＞c(OH)。a1a22．建议2－c即:c(CO3)=+2+③中学化学学习中，为不违背科学性原则，应该c(H)c(H)1++Ka2Ka1·Ka2回避讨

5、论NaHCO3溶液中离子浓度大小比较，只－Kw需讨论NaHCO3溶液的酸碱性及三个守恒(电荷而溶液中:c(OH)=+c(H)守恒、物料守恒、质子守恒)即可。其中，质子守2－－现假设c(CO3)＞c(OH)，即:恒可由电荷守恒、物料守恒相加或相减约去不水cKw解的离子得到。例如:＞+2++1+c(H)+c(H)c(H)25℃时，0．1molNa2CO3与盐酸混合所得KK·Ka2a1a2·28·中学化学2015年第2期锡和铅的金属性比较江苏省盐城中学224000陈宏兆锡和铅在元素周期表中同属第ⅣA主族元化态不稳定，而铅

6、则是+2氧化态稳定，+4氧化素，铅位于锡的下方。按主族元素性质递变规律，态不稳定，只有氧化数为+2的铅化物才是典型从上到下递变的规律应是铅比锡的金属性强;而的离子化合物。在金属活动顺序表中，锡却排在铅的前面，究竟何者它们的氢氧化物也有M(OH)2和M(OH)4金属的性更强?要从以下两方面进行分析和阐述。两种，它们都是两性氢氧化物。锗、锡、铅的两性首先从锡和铅的主要特征常数及性质来分氢氧化物的酸性强弱递变规律如图1所示。析。两者的第一电离能和标准电极电势相差不多(见表1)。表1锡、铅的一些性质锡铅原子序号5082图12

7、222价电子层结构5s5p6s6p可以看出其中Pb(OH)2的碱性最强。主要氧化数+4，+2+2(+4)锡和铅都可以和酸反应放出氢气，即:－1171172第一电离能/kJ·mol+2+M+2HM+H2↑电负性1．721．55锡和冷的稀硝酸作用生成Sn(NO3)2，而热的标准电极电势/V－0．136－0．126·HO，锡和氢浓硝酸能把锡转变为不溶的SnO22在碳族元素中，锗分族具有金属性。碳和硅氧化钠溶液作用生成亚锡酸盐和氢气:－2－的主要氧化数为+4，在锗、锡、铅中，随着原子序Sn+2OH+2H2O［Sn

8、(OH)4］+H2↑数的增大，稳定氧化数由+4变为+2。由锡和浓硝酸和氢氧化钠的反应，说明锡具碳族元素的离子型化合物中，碳和硅总是存有非金属性。而铅只能和稀硝酸反应生成在于酸根阴离子中，而锗、锡、铅却可以形成+2Pb(NO)，它不能和浓硝酸反应。322+2+2+价的阳离子Ge、Sn、Pb。但锗和锡的+2氧新切开的铅有金属光泽，但受空气中的氧、