无机化学与化学分析的学习指导5

第 5 章

酸碱和酸碱反应

一、基本要求

1．理解布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论的意义和要点；

2．掌握一元弱酸、弱碱的pH的计算公式；

3．掌握缓冲溶液pH的计算；

4．盐的水解及其溶液pH的计算。

二、要点

1．酸

酸是(1)含氢的化合物，在适当的条件下产生氢离子（阿累尼乌斯理论）；(2)质子受

体（布朗斯特-劳瑞理论）；(3)能够接受电子对的原子、离子或分子，形成共价键（路

易斯理论）。

2．碱

碱是(1)在水溶液中能够产生氢氧根离子的化合物（阿累尼乌斯理论）；(2)质子接受

体（布朗斯特-劳瑞理论）；(3)能够给出电子对的原子、离子或分子，形成共价键（路

易斯理论）。

3．中和

中和反应是指酸和碱作用生成水和盐的反应。

4．共轭酸

布朗斯特-劳瑞碱得质子产生共轭酸，相对每一个碱都有其共轭酸。

5．共轭碱

布朗斯特-劳瑞酸失质子产生共轭碱，相对每一个酸都有其共轭碱。

6．强、弱酸

水溶液中可完全离解成离子的酸是强酸，而部分解离的酸是弱酸。

7．强、弱碱

水溶液中可完全离解成离子的碱是强碱，而部分解离的碱是弱碱。

8．酸性常数，θ

K

a

是指弱酸质子转移反应的平衡常数。又叫酸的解离常数。

9．碱性常数，θ

K

b

是指弱碱质子转移反应的平衡常数，又叫碱的解离常数。

10．两性现象

是指一些氧化物和羟基化合物既可作酸也可作碱。

11．水合氢离子

水溶液中质子的存在形式。

12．水的质子自递常数

在纯水或水溶液中，氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积称作水的质子自递常数，它仅随温度的变化而变化，25 ℃时，

K= 1.0 × 10-14，又称作“水的离子积”。

w

13． 自身解离

自身解离是一类酸碱反应，其中一个分子作为酸提供质子给另一个作为碱的分子而完成中和反应。 14． 区分效应

基于酸碱质子理论，较溶剂水而言，以难于接受质子的溶剂可分辨出物质酸性强弱。对于要区分的物种，该溶剂称作分辨试剂，其作用具有区分效应。 15． 含氧酸的分类

在水溶液中能给出羟基质子的布朗斯特酸，均含有氧原子，因而叫含氧酸，其按组成可分为三类：1. 水合酸 – 水合酸的酸质子处在与金属离子配位的水分子中；2. 羟合酸 – 羟合酸的酸质子处在相邻位置上没有氧基的羟基上；3. 氧合酸 – 氧合酸的酸质子也处在羟基上，但与羟基相连的中心原子上带有若干个氧基。 16． 鲍林规则

鲍林提出的可用来粗略估算氧合酸O p E(OH)q (p 和q 分别代表氧基和羟基的数

目)θ

a p K 的两条规则：1. 电中性氧合酸的θa p K ≈ 8 – 5p 。2. 多元酸 (q > 1) 多步质

子转移反应的θa p K 值逐级增加5。

17． 软硬酸碱

硬酸 – 路易斯酸，具有体积小、正电荷多、不易变形和失去电子、易形成离子性较强的键的物质；软酸 – 路易斯酸，具有体积大、正电荷少、易变形、易失去电子、易形成共价性较强的键的物质；硬碱 – 路易斯碱，具有电负性大，不易变形、不易失去电子、而且其低能轨道已饱和、易形成离子性较强的键的物质；软碱 – 路易斯碱，具有电负性小、易变形、易失去电子，其低能轨道不饱和，易形成共价性较强的键的物质。 18． 盐的水解

盐在水溶液中使水的电离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度，这种作用称作盐的水解。当水解达到平衡时，溶液中各离子浓度的乘积项为一常数，称作水解平衡常数。 19． 缓冲溶液

由弱酸与其共轭碱或者弱碱与其共轭酸组成的酸碱系统，它能阻止外加的少量酸、碱（或反应过程中产生的少量酸、碱，或一定范围内稀释作用）使系统的pH 产生剧烈变化。 20． 电离度

弱酸及弱碱在溶液中电离出的百分数称作其电离度。物质的起始浓度越小，电离度越大。 21． 电离平衡

也称离子平衡, 化学平衡的一种。指在水溶液弱电解质分子和离子之间的动态平衡, 例如醋酸的电离平衡。

三、 学生自测练习题

1． 是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）

1. 1 0.20 mol·dm -3 HAc 溶液中c [H +]是0.10 mol·dm -3 HAc 溶液中c [H +]的2倍。 ( )

1. 2 H 2S 溶液中c [H +]是c [S 2-]的2倍。 ( )

1. 3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。( )

1. 4同离子效应可以使溶液的pH值增大，也可以使pH值减小，但一定会使电解质的

电离度降低。( )

1. 5 pH = 7的盐的水溶液，表明该盐不发生水解。( )

1. 6阳离子水解总是显酸性，而阴离子水解必定显碱性。( )

1. 7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用。( )

1. 8 H2PO4-和HS- 既是酸又是碱。( ) 2．选择题(选择正确答案的题号填入)

2.1 将浓度相同的NaCl，NH4Ac, NaAc和NaCN溶液，按它们的c[H+]从大到小排列的

顺序为：( )

a NaCl > NaAc > NH4Ac > NaCN

b NaAc> NaCl ≈NH4A

c > NaCN

c NaCl ≈NH4Ac > NaAc> NaCN

d NaCN > NaAc > NaCl≈NH4Ac

2.2 中性（pH = 7）的水是( )

a 海水

b 雨水

c 蒸馏水

d 自来水

2.3 已知KθHF = 6.7×10-4，KθHCN = 7.2×10-10，KθHAc = 1.8×10-5。可配成pH = 9的缓冲

溶液的为( )

a HF 和NaF

b HCN和NaCN

c HAc和NaAc

d 都可以

2.4 下列各种物质中，既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是( )

a B2H6

b CCl4

c H2O

d SO2Cl2

2.5 在Hac —NaAc组成的缓冲溶液中，若c(Hac) > c(Ac-)，则缓冲溶液抵抗酸或碱的

能力为( )

a 抗酸能力>抗碱能力

b 抗酸能力﹤抗碱能力

c 抗酸碱能力相同

d 无法判断

2.6 已知H3PO4的p Kθ

a1= 2.12, p Kθ

a2

=7.20, pKθ

a3

= 12.36, 0.10 mol·dm-3 Na2HPO4溶液的

pH约为( )

a 4.7

b 7.3

c 10.1

d 9.8

2.7 不是共轭酸碱对的一组物质是( )