浅谈盐类水解与 pH 综合选择题

浅谈盐类水解与 \(pH\) 综合选择题

（蒟蒻瞎写的，应该也没人能看到。）

前言

水溶液中的离子反应与平衡问题是高中化学的重点之一，也是高考难点集中之处。在做盐类水解与 \(pH\) 相关选择题的时候，笔者被一些综合题恶心到了，因此决定写一篇博客分析一下类似问题。

笔者只有弱省高二水平，写得不好尽管喷。

0.前置知识

P.S. 本文默认读者具有高一及以上化学水平。如果对部分概念感到困惑，可以点击这里学习。

1.勒夏特列原理

勒夏特列原理是平衡问题的基本处理原则，适用范围极广。

\(\color{#6873a6}{\text{勒夏特列原理}}\) 如果改变影响平衡的一个因素，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。

勒夏特列原理在电离平衡中的应用主要体现在稀释、加热等问题中；与影响电离平衡（下文会提到）的因素结合，这里给出两个结论：

1.越稀越电离： 在一定温度下稀释弱电解质溶液的过程中，其电离程度 \(\alpha\) 会随着加入水的体积增大而不断增大，但是溶液中由该弱电解质电离出的离子浓度和其本身的分子浓度都会不断减小。

2.越热越电离： 在一定浓度下加热弱电解质溶液的过程中，其电离程度 \(\alpha\) 会随着温度升高不断增大，溶液中由该弱电解质电离出的离子浓度不断增大，其本身的分子浓度不断减小。

2.弱电解质

电解质在水中并不都是完全电离的。一般情况下，在高中化学的讨论范围内，强酸、强碱、盐类以外的电解质都是弱电解质。弱电解质在水中部分电离出 \(H^+\) 或 \(OH^-\)，这成为我们接下来处理问题的关键。

容易得到，弱电解质的电离会形成平衡。

3.电离平衡常数

和其他化学平衡类似，在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定关系。

类比于化学平衡常数，我们形式化地给出 \(\color{#6873a6}{\text{电离平衡常数}}\) 的公式：

对于一元弱酸 \(HA\)，其电离方程式为

\[HA\rightleftharpoons H^++A^- \]

其电离平衡常数

\[K_a=\frac{c(H^+) \cdot c(A^-)}{c(HA)} \]

对于一元弱碱 \(BOH\)，其电离方程式为

\[BOH\rightleftharpoons OH^-+B^+ \]

其电离平衡常数

\[K_a=\frac{c(OH^-) \cdot c(B^+)}{c(BOH)} \]

电离平衡常数的主要影响因素是温度。温度越高，电离平衡常数越大。

4.水的离子积常数

(1) 水是极弱的电解质，在水中可以电离出 \(H^+\) 与 \(OH^-\)，电离方程式如下：

\[H_2O\rightleftharpoons H^++OH^- \]

类比电离平衡常数，容易得到，在一定温度下水的电离达到平衡时，存在一个常数

\[K_W=c(H^+) \cdot c(OH^-) \]

我们把这个常数称作 \(\color{#6873a6}{\text{水的离子积常数}}\)。和电离平衡常数一样，温度越高，水的离子积常数越大。

常温下（\(25^\circ\)C）\(K_W=1 \times 10^{-14}\)。

(2) \(pH\) 的定义：

\[pH=-lg \ c(H^+) \]

中性溶液的定义：在溶液中\(c(H^+) = c(OH^-)\)，则该溶液呈中性。

因此，在常温下（\(25^\circ\)C），\(pH=7\) 的溶液显中性。同样，容易得到，在非常温下，中性溶液的 \(pH \ne 7\)，这一点相当重要。

5.盐类水解基本原理

（咕咕咕中）