高中化学酸的强弱规律及其应用.docx

一、常见酸按酸性强弱的分类习惯上，按照酸的电离能力的大小，可将酸大致分为以下三类：1.强酸：如盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、高氯酸等。2.中强酸：如亚硫酸、磷酸、氢氟酸等。3.弱酸：如醋酸、碳酸、氢硫酸、次氯酸等。二、酸的强弱变化规律酸的强弱是由酸本身的组成和结构决定的，表现在其电离能力的大小上。1.无氧酸 中心元素的原子半径越大，非金属性越弱，对氢原子的吸引能力就越弱，酸就越容易电离出氢离子，酸性越强。例如，氢卤酸的酸性：HFHCLHBRHBrOHIO;亚卤酸(HXO2)酸性：HClO2HBrO2HIO2;卤酸(HXO3)酸性：HClO3HBrO3HIO3。(2)同种元素作中心原子，中心元素的化合价越高，酸性越强。例如，酸性：HClO4HClO3HClO2HClO，H2SO4H2SO3。(3)非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。例如，酸性：HClO4H2SO4H3PO4H4SiO4。(4)酸分子中不与氢原子相连的氧原子数目越多，酸性越强。美国化学家鲍林从实验中总结出一条经验规律，他把含氧酸用通式表示为(HO)mROn,其中n为非羟基氧原子(即不与氢相连的氧原子)的数目,n越大,酸性越强.例如:HClO4(HO)ClO3n=3 很强酸HClO3(HO)ClO2n=2 强酸H2SO3(HO)2SO n=1 中强酸HNO2(HO)NO n=1 中强酸H3BO3(HO)3B n=0 弱酸HClO (HO)Cl n=0 弱酸事实证明:鲍林的经验规律对于大多数含氧酸都是适用的。事实上，以上诸点是相互联系、不可分割的。例如，某中心原子的化合价较高，就可能与更多的原子形成配位键;中心原子所带的正电荷越多，中心原子的半径越小，一般来说其吸引电子的能力就越强，其酸性也越强，反之越弱。3.羧酸的酸性乙酸极其同系物的酸性变化规律是：碳原子数越多，酸性越弱。三、酸的强弱规律的应用根据中学化学的要求，高三化学总复习时，学生必须理解并熟练地记住以下粗略的酸性强弱变化规律：H2SO4HFH4SiO4HNO3 H2SO3 CH3COOH H2CO3 HClO Al(OH)3HClH3PO4C6H5OH下面谈谈这一规律的重要应用。1.离子浓度比较型利用酸的强弱规律可以比较一定的条件下酸溶液PH值的大小、导电能力的强弱和化学反应速率大小等问题，其本质都是要根据酸的强弱规律确定溶液中相应离子浓度的大小。例1.PH值相同的等体积的两份溶液(A为盐酸、B为醋酸)分别和锌反应，若最后有一份溶液中锌有剩余，且放出的氢气一样多，则正确的判断为( )反应所需要的时间AB开始时反应速率AB参加反应的锌的质量A=B ，整个反应阶段平均速率BA盐酸里锌有剩余醋酸溶液里锌有剩余。A、 B、 C、 D、解析：两份溶液的pH相同，即开始时溶液中的氢离子浓度相同，反应的起始速率相等;醋酸为弱酸，与锌反应过程中能不断电离出氢离子，氢离子浓度比盐酸中的大，平均反应速率大，放出等量的氢气所需时间比盐酸少;放出气体一样多，消耗锌的量必定相等;根据酸性HClCH3COOH，在PH值相同时，两种酸的物质的量浓度大小关系为CH3COOH HCl，两种溶液的体积又相同，所有锌只能剩余在盐酸中，应选A。2.强弱互换利用型化学反应中有一条重要的规律：强酸制弱酸，需要注意的是，此处的“强”和“弱”具有相对性。实验室用盐酸和石灰石反应制取二氧化碳、用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫、用稀硫酸或盐酸与硫化亚铁反应制取硫化氢都是利用这条规律。这条规律还有很多重要的应用，如判断酸和盐之间的反应能否发生、实现指定物质间的转化等。例2.向下列溶液中通入过量的CO2，最终会产生沉淀的是( )A、Na2SiO3饱和溶液 B、苯酚钠饱和溶液C、CH3COONa饱和溶液 D、CaCl2饱和溶液解析：硅酸和苯酚的酸性比碳酸的酸性弱，在Na2SiO3饱和溶液和苯酚钠饱和溶液中通入过量的CO2会析出硅酸沉淀和苯酚沉淀;而CH3COOH和HCl的酸性比碳酸强，CO2通入CH3COONa饱和溶液和CaCl2饱和溶液中不会产生沉淀，选A、B。3.逆向思维应用型酸越弱，即酸越难电离出氢离子和酸根离子，反过来思考就意味着电离出的酸根就越容易结合氢离子，反映在弱酸的盐容易水解，且酸越弱，其对应的盐水解能力越强(相同条件下)。弱酸都较难电离，所以在书写离子方程式时，弱酸分子不能拆成离子，在溶液中，氢离子和弱酸酸根也不能大量共存。例3.在Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3三种溶液中，已知SO42-=SO32-=CO32-，试比较三种溶液中钠离子浓度的大小。解析：酸性：H2SO3 H2CO3，相同条件下，CO32-水解的程度比SO32-的大，而SO42-不水解，所以当三种溶液中SO42-=SO32-=CO32-时，必有Na2CO3 Na2SO3 Na2SO4，答案即可求出。4.综合运用设计型酸的强弱规律还可以广泛地运用在实验设计类的综合题中，如混合物的分离和提纯、物质的检验、实验证明等。例4、试设计一个实验方案，分离乙酸、苯酚和苯的混合液。解析：分析三种物质的性质，采用以退为进的思路，确定先加NaOH溶液，使乙酸和苯酚转化为易溶于水的离子化合物，分液可得苯。然后通入足量的CO2，利用碳酸的酸性强于苯酚，使苯酚钠转化为苯酚，分液后提取。最后在余液中加入浓硫酸，蒸馏可得乙酸。下面几题留给同学们去练习：1.如何除去CO2中少量的HCl和SO2气体?2.用实验证明苯酚有弱的酸性。3.只用蒸馏水和PH试纸，区别PH=2盐酸和乙酸两瓶无色溶液。