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化学小编 高中化学水溶液中的离子平衡中，常常需要根据一元强酸与一元弱酸的一些性质进行有关的判断和推断。一元强酸与一元弱酸(或一元强碱与一元弱碱)的比较，属于高考的热点，掌握一强一弱的比较方法和技巧，在解题中能达到事半功倍的效果。 一. 浓度相同、体积相同的一元强酸与一元弱酸的比较
1．相同物质的量浓度的强酸弱酸比较 体积相同、物质的量浓度相同的一元强酸与一元弱酸，他们的物质的量相同，强酸溶液中氢离子浓度大，但两种酸溶液中所能提供的n（H+）相同。 例1、今有物质的量浓度相等的三种酸：① 盐酸、② 醋酸、③ 硫酸三种稀溶液，用序号回答下列问题。 （1）三种溶液中的c(H＋)大小关系为________。 （2）取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系为___ _。 （3）若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为_ _。 分析：盐酸、硫酸是强酸，醋酸是弱酸，浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸提供的n（H+）相同，硫酸提供的n（H+）是他们的二倍。 解析：⑴ 盐酸是一元强酸、硫酸是二元强酸、醋酸是一元弱酸，相同浓度的这三种酸c（H+）大小关系为：③＞①＞②； ⑵ 消耗相同浓度NaOH溶液体积与酸的物质的量和元数成正比，相同浓度相同体积的三种酸，其物质的量相等，所以消耗相同浓度NaOH体积大小关系为③＞①=②； ⑶ 若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，酸的浓度越大，体积越小，所以消耗三种酸的体积大小关系为①=②＞③。 2．物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸与NaOH溶液反应的比较 体积相同、物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸溶液中，c（H+）不同，pH不同，由于所能提供的n（H+）相同，所以消耗的NaOH物质的量相同。 例2、 25℃时，用0.1000 mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.1000 mol·L－1的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线 B. pH=7时，滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积不相等 C. V(NaOH) =10.00mL时，醋酸溶液中：c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) ＞c(H+) D. V(NaOH) =20.00mL时，两溶液中 c(CH3COO－)＞c(Cl－) 分析：在分析酸碱中和滴定曲线时，要找准两个点：一是恰好完全反应的点；二是溶液显中性的点。等物质的量浓度的醋酸与醋酸钠的混合溶液，醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度。在比较离子浓度大小时，应先判断溶液的酸碱性，再用电荷守恒比较其他离子浓度大小。 解析：A．根据图示可知，Ⅰ的pH较大，Ⅱ的pH较小，则Ⅰ表示的是醋酸，Ⅱ表示盐酸，故A错误；B．醋酸为弱酸，溶液体积相同时，醋酸和氯化氢的物质的量相等，醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠，溶液呈碱性，若pH=7时，醋酸的体积应该稍大，故B正确；C．V（NaOH）=10.00mL时，反应后溶质浓度相同的醋酸和醋酸钠，醋酸的电离程度较大，溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），反应后溶液中离子浓度大小为：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），故C错误；D．V（NaOH）=20.00mL时，两溶液都恰好反应，由于醋酸根离子部分水解，则两溶液中 c（CH3COO-）＜c（Cl-），故D错误；故选B。 二. pH相同的一元强酸与一元弱酸的比较：
1．pH相同的一元强酸与一元弱酸加水稀释 由于弱酸溶液中存在电离平衡，根据越稀越电离的原则，在稀释过程中n（H+）逐渐增大，在稀释相同的倍数后，弱酸的c（H+）大于强酸的c（H+）；加水稀释后pH相同，弱酸中加水的量多。 例3、 pH＝2的HA、HB两种酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1000 mL，其pH与溶液体积V的关系如图所示，其中A代表酸HA，B代表酸HB。下列说法正确的是 A. 稀释前两酸溶液的物质的量浓度相等 B. 稀释后，HA酸溶液的酸性比HB酸溶液强 C. a＝5时，HA是强酸，HB是弱酸 D. 若有等浓度的NaA溶液和NaB溶液，则溶液的碱性NaA＞NaB 分析：本题考查酸的稀释及图象，侧重于学生的分析能力的考查，明确强酸在稀释时pH变化程度大，以及酸的浓度与氢离子的浓度的关系是解答本题的关键。 解析：由图可知，稀释相同的倍数，A的变化大，则A的酸性比B的酸性强。A．因A、B酸的强弱不同，一元强酸来说c(酸)=c(H+)，对于一元弱酸，c(酸)＞c(H+)，由于起始时两溶液的pH相等，则A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定不相等，故A错误；B．根据图像，稀释后，HA酸溶液的pH大，酸性弱，故B错误；C．由图可知，若a=5，A完全电离，则A是强酸，B的pH变化小，则B为弱酸，故C正确；D．由于A的酸性比B的酸性强，等浓度的NaA溶液和NaB溶液，NaB溶液的水解程度大，溶液的碱性NaA＜NaB，故D错误；故选C。 2．pH相同的一元强酸与一元弱酸与活泼金属反应情况分析 pH相同的一元强酸与一元弱酸相比，弱酸的浓度大，随着反应的进行，弱酸的电离平衡继续向电离方向移动，金属足量，弱酸产生的氢气多。 例4、在体积都为1L、pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中，投入0.65g锌粒，则下列各图所示内容比较符合客观事实的是 分析：该题侧重考查分析、推断能力，明确弱电解质电离特点是解本题关键，注意反应速率与离子浓度有关，与电解质强弱无关，金属足量时产生气体的量与酸的量有关，与酸的强弱无关，这些都是易错点。 解析：n（Zn）=0.65g÷65g/mol=0.01mol，n（HCl）=0.01mol/L×1L=0.01mol，CH3COOH是弱电解质，醋酸浓度大于盐酸，所以等pH、等体积的醋酸和盐酸，n（CH3COOH）＞n（HCl）=0.01mol，酸和Zn反应离子方程式为Zn+2 H+=Zn2++H2↑，根据方程式知，锌剩余0.005mol，CH3COOH溶液中存在电离平衡，平衡状态下的H+不足，但随着反应进行，CH3COOH又电离出H+进行反应，放出的氢气一定比HCl多，开始时由于c（H+）相同，开始的反应速率相同，反应过程中CH3COOH溶液中的c（H+）始终比HCl溶液中的c（H+）大，所以反应速率快；反应后，CH3COOH有剩余，导致CH3COOH溶液pH小于盐酸溶液，A．通过以上分析知，开始时，二者溶液中pH相等，随着反应的进行，醋酸电离出部分氢离子，且最终反应后产生有剩余，所以醋酸pH＜HCl，当HCl完全反应后，溶液中pH不变，A错误；B．反应速率与c（H+）成正比，开始时c（H+）相等所以其反应速率相等，但随着反应进行，HCl中c（H+）小于CH3COOH，所以反应速率CH3COOH＞HCl，B错误；C．等pH、等体积的醋酸和盐酸，n（CH3COOH）＞n（HCl）=0.01mol，与足量锌反应时，生成氢气的量取决于酸的物质的量，所以生成氢气的量CH3COOH＞HCl，反应速率与离子浓度成正比，反应过程中c（H+）：CH3COOH＞HCl，所以醋酸反应时间短，C正确；D．CH3COOH是弱电解质、HCl是强电解质，随着反应的进行，CH3COOH继续电离，所以反应过程中c（H+）：CH3COOH＞HCl，但都是减小的，当酸完全反应后，c（H+）：不变，反应速率与离子浓度成正比，反应过程中c（H+）：CH3COOH＞HCl，所以醋酸反应时间短，D错误，答案选C。 总之，强（弱）酸与弱（强）碱的比较是高考的必考点之一。该类题综合性强，题答此类问题时注意弱酸（碱），存在可逆的电离平衡，外界条件的改变会影响电离平衡的移动。同时还会结合离子浓度大小比较考查，同样电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考热点中的热点。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。解决这类题目必须掌握的知识基础有：掌握强弱电解质判断及其电离，盐类的水解，化学平衡理论(电离平衡、水解平衡)，电离与水解的竞争反应，以及化学反应类型，化学计算，甚至还要用到“守恒”来求解。 |
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