同浓度的亚硫酸氢钠和亚硫酸氢铵溶液中.doc

问题：同浓度的亚硫酸氢钠和亚硫酸氢铵溶液中，亚硫酸氢根离子电离程度较大的是

解答：设亚硫酸氢钠溶液的浓度为0.1mol/L。
溶液中存在下列过程：
NaHSO3==Na++ HSO3- (1)
HSO3- =可逆＝H++SO32- (2)
HSO3-+H2O===H2SO3+OH- (3)
H2O==H++OH- (4)
依上述四式，可列出以下等式：
亚硫酸氢根的电离平衡式：…………①
亚硫酸氢根的水解平衡式：…………②
水的电离平衡式: c(H+)*c(OH-)=Kw …………③
物料守恒式： c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)…………④
电荷守恒式：c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+2c(SO32-)+c(HSO3-) …………⑤
因表达式中已有水的离子积，故水解平衡式可化简为亚硫酸的第一步电离常数表达式：…………②’
设：a= c(H+),b= c(OH-),x= c(HSO3-),y= c(SO32-),z= c(H2SO3)，列方程组，用计算机辅助进行计算
Solve[{(a*y)/xŠ6.1*10^(-8),(a*x)/z==1.29*10^(-2),0.1Šx+y+z,a*bŠ10^(-14),0.1+aŠb+x+2y},{a,y,x,z,b}]
得如下结果：
a®0.000026394,y®0.000230111,x®0.0995662,z®0.000203717,b®3.78874×10-10
即：c(H+)＝0.000026394mol/L
c(OH-)=3.78874×10-10 mol/L
c(HSO3-)=0.0995662 mol/L
c(SO32-)=0.000230111 mol/L
c(H2SO3)= 0.000203717 mol/L
亚硫酸氢根的电离度＝＝0.000230111/0.1000=0.2301%
将亚硫酸氢钠换成亚硫酸氢铵，则比亚硫酸氢钠多出铵根离子的水解：
NH4++H2O==NH3·H2O+H+ …………⑥
设w=c(NH4+),k=c(NH3·H2O)再加上氮元素的物料守恒式，参比上式进行计算：
Solve[{(a*y)/xŠ6.1*10^(-8),(a*x)/z==1.29*10^(-2),0.1Šx+y+z,a*bŠ10^(-14),w+aŠb+x+2y,0.1Šw+k,(w*b)/kŠ1.77*10^(-5)},{a,y,x,z,b,w,k}]
又得如下结果：
{a®0.0000265165,y®0.000229048,x®0.0995663,z®0.000204663,b®3.77124×10-10,w®0.0999979,k®2.1306×10-6}
即：c(H+)＝0.0000265165mol/L
c(OH-)=3.77124×10-10mol/L
c(HSO3-)=0.0995663 mol/L
c(SO32-)=0.000229048 mol/L
c(H2SO3)= 0.000204663 mol/L
c(NH4+)＝0.0999979 mol/L
c(NH3·H2O)＝2.1306×10-6 mol/L
亚硫酸氢根的电离度＝＝0.000229048/0.1000=0.2290%
两相比较，在亚硫酸氢钠溶液和亚硫酸氢铵溶液中，亚硫酸氢根离子的电离程度，在亚硫酸氢钠溶液中稍大点，但相差极小。
在高中化学教学中，要比较存在多元弱酸酸式盐的电离和水解等类似的、存在多个平衡体系中的某些离子比较其大小的问题意义不大。