怎样理解“由水电离出的氢离子浓度=的a次方摩尔每升”.docVIP

怎样理解“由水电离出的氢离子浓度=10 –a mol/L” “由水电离出的氢离子浓度=10 –a mol/L”这句话能够推出什么，是令许多同学困惑的问题。我认为，主要原因是这是一个逆向思维的问题。由于思维所需要的知识不清楚，所以导致了思维混乱。为了解决这一难题，本文拟做以下尝试。 为了能够解决本文题目提出的问题，你必须能够真正地看懂以下例题。 例一：求常温下0.1mol/L的盐酸溶液中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。 我们知道，盐酸是强酸，在溶液中是完全电离的。也就是说，由HCl电离出的氢离子浓度＝0.1mol/L，设由水电离出的氢离子浓度＝ x mol/L，那么由水电离出的氢氧根离子浓度也＝ x mol/L，根据水的离子积常数有：Kw＝（0.1＋x）x ＝ 10-14 展开得: x2＋0.1x－10-14＝0解此一元二次方程，得x＝10-13 mol/L 。如果你自己动手解一下，就会发现很麻烦。实际上，因为x比起0.1来，完全可以忽略不计，所以，Kw＝（0.1＋x）x＝0.1×x＝ 10-14 x＝10-13 mol/L 要简便的多。 溶液的pH值＝－lgc（H+）＝－lg（0.1＋x）＝－lg 0.1＝ 1 答案: 常温下0.1mol/L的盐酸溶液中，由水电离出的氢离子浓度＝10-13 mol/L ,溶液的pH值＝1 。 实际上，不仅是盐酸，就是硫酸、醋酸等等，只要由酸电离出的氢离子浓度＝0.1mol/L，就有由水电离出的氢离子浓度＝10-13 mol/L ,溶液的pH值＝1 。 结论1：在酸的溶液中【注意！不是酸性溶液！】，由水电离出的氢离子浓度＝由水电离出的氢氧根离子浓度,如果它＝10-a mol/L（a＞7），溶液的pH值＝14－a 。（你得花点儿时间，对照上面的例题，好好理解一下这几句话的含义。） 例二：求常温下0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。 我们知道，氢氧化钠是强碱，在溶液中是完全电离的。也就是说，由NaOH电离出的氢氧根离子浓度＝0.1mol/L，设由水电离出的氢氧根离子浓度＝ x mol/L，那么由水电离出的氢离子浓度也＝ x mol/L，根据水的离子积常数有：Kw＝x（0.1＋x）＝ 10-14 展开得: x2＋0.1x－10-14＝0解此一元二次方程，得x＝10-13 mol/L 。如果你自己动手解一下，就会发现很麻烦。实际上，因为x比起0.1来，完全可以忽略不计，所以，Kw＝x（0.1＋x）＝0.1 x＝ 10-14 x＝10-13 mol/L 要简便的多。 溶液的pH值＝－lgc（H+）＝－lg x ＝－lg10-13＝ 13 答案: 常温下0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，由水电离出的氢离子浓度＝10-13 mol/L ,溶液的pH值＝13。 实际上，不仅是氢氧化钠，就是氢氧化钡、氨水等等，只要由碱电离出的氢氧根离子浓度＝0.1mol/L，就有由水电离出的氢离子浓度＝10-13 mol/L ,溶液的pH值＝13 。 结论2：在碱的溶液中【注意！不是碱性溶液！】，由水电离出的氢离子浓度＝由水电离出的氢氧根离子浓度,如果它＝10-a mol/L（a＞7），溶液的pH值＝ a 。（你得花点儿时间，对照上面的例题，好好理解一下这几句话的含义。再和结论1对照比较一下。） 例三：求常温下0.1mol/L的醋酸钠溶液（已知Ka（CH3COOH）＝1.8×10-5）中，由水电离出的氢离子浓度以及溶液的pH值。 我们知道，醋酸钠完全电离，是不会电离出氢离子、氢氧根离子的，所以，此溶液中的氢离子和氢氧根离子全部是由水电离出的！ 对于此题的解法，中学阶段不做要求，所以，我们详细写一下： 设醋酸根离子水解生成的氢氧根离子浓度为xmol/L。 在醋酸钠溶液中：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－ 起始浓度： 0.1 【常数】 0 0 转变浓度： x x x 平衡浓度： 0.1－x≈0.1 x x c（CH3COOH）×c（OH－） c（CH3COO－） 把分子、分母都乘以此条件下溶液中的氢离子浓度： c（CH3COOH）×c（OH－）×c（H+） c（CH3COO－）×c（H+） 仔细看看，上式中红色部分是Kw，黑色部分是Ka（CH3COOH）的倒数。所以：醋酸根离子水解的水解平衡常数 Kh＝kw/ Ka（CH3COOH）＝10-14/（1.8×10-5）＝5.6×1