“冰山图”在一元强弱酸碱比较中的应用

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摘 要： 在《电离平衡》的教学过程中，一元强弱酸（碱）的比较是一个难点，本文作者在教学中引入“冰山图”，不仅表达了弱电解质的电离平衡状态及移动特点，而且通过学生的内化，借图示的启发。这样既减轻了学生学习的负担，又加深了其对弱电解质电离平衡的理解，进而提高了教学效率。

关键词： 冰山图 一元强弱酸碱比较 电离平衡 弱电解质 应用

一、物质的量浓度相同，体积相同的情况

1. “水面”上的部分表示HCl或者CHCOOH在溶液中已电离的部分，可表示c（H）的大小。盐酸中HCl完全电离。因此，“水面”下不存在HCl分子。醋酸溶液中CHCOOH不完全电离，“水面”下表示CHCOOH分子。

2. “冰山理论”认为，冰山之所以雄伟壮观，是因为它只有“八分之一”在水面上，而水下却有“八分之七”。在冰山运动时，这水下的“八分之七”是冰山的基础。由此，结合298K，0.1 mol/L CHCOOH溶液的解离度（又称电离度，指平衡时已经电离的醋酸的浓度与醋酸起始浓度之比）为1.34%知，在醋酸溶液中，“水面”上的部分是微量的。此时，冰山漂浮在“水面”上，达到平衡状态。

3. 当外界条件改变（譬如用胶头滴管向盐酸和醋酸溶液中分别逐滴加入一定量一定浓度的NaOH溶液时），使冰山“水面”上的部分（即c（H）的大小）减少时，盐酸中的“冰山”持续减少至消失。醋酸溶液中“冰山”下的部分会向上“移动”，即原来未电离的CHCOOH分子会继续电离出H，减弱这种改变，达到新的平衡。

由此图，容易得到：

注：其中“中和碱的能力”和“与足量活泼金属反应时产生H的量”与“冰山”的“面积”有关。无论是一元强酸还是弱酸，“冰山”的面积大小均表示该酸在溶液中反应完全是提供的H的物质的量。

二、 pH相同，体积相同的情况

由此图2，容易得到：

注：一元强碱（如NaOH溶液）与一元弱碱（如NH•HO）的比较规律类似。

例1: 用pH均为2的盐酸和醋酸溶液，分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液，当氢氧化钠恰好被完全中和时，消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V和V，则V和V的关系正确的是（）。

A．V＞VB．V＜V C．V＝VD．V≤V

解析：此题用等pH的盐酸和醋酸溶液中和等物质的量的OH，实际上是在讨论等pH的盐酸和醋酸溶液中和碱的能力大小。由图2知，此时醋酸溶液中和碱的能力强，因此所需体积小，答案是A。

例2：室温下，下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH一定大于7的是（）。

A．0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液

B．0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钡溶液

C．pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氢氧化钠溶液

D．pH＝4的盐酸和pH＝l0的氨水

解析：A项情况可作图为：

相互反应后恰好反应完生成NaCl，不水解呈中性，室温下，pH等于7。

B项情况可作图为：

相互反应后，OH有剩余，室温下，pH一定大于7。

C项情况可作图为：

pH=4的醋酸溶液

相互反应后，CHCOOH过量，室温下，所得溶液的pH小于7。

D项的情况可作图为：

相互反应后，氨水过量，室温下，所得溶液的pH一定大于7。因此，例2正确答案是BD。

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”

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