多选题
在纯水中,加入一些酸,其溶液描述错误的是( )
A
[H+]与[OH-]乘积变大
B
[H+]与[OH-]乘积不变
C
[H+]等于[OH-]
D
[H+]与[OH-]乘积变小
答案解析
正确答案:ACD
解析:
好的,让我们一起来探讨一下这道题吧!首先我们要理解几个概念:纯水、酸性溶液以及水的离子积常数。
### 纯水中的离子平衡
在纯水中,存在一个重要的平衡反应:
\[ H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^- \]
在这个平衡中,水分子会自发地离解成氢离子(\[ H^+ \])和氢氧根离子(\[ OH^- \])。而这种离解是非常微弱的,因此在纯水中,\[ H^+ \] 和 \[ OH^- \] 的浓度是相等的。在室温下(大约25°C),纯水中的 \[ H^+ \] 浓度约为 \(1 \times 10^{-7} M\),相应的 \[ OH^- \] 浓度也是 \(1 \times 10^{-7} M\)。
### 水的离子积常数
对于纯水来说,有一个非常重要的物理量叫做“水的离子积常数”(\(K_w\)),表示为:
\[ K_w = [H^+][OH^-] \]
在25°C时,\(K_w\) 的值大约为 \(1 \times 10^{-14}\)。这意味着不管 \([H^+]\) 和 \([OH^-]\) 如何变化,它们的乘积始终是固定的。
### 加入酸后的影响
现在我们来考虑题目中的情况:向纯水中加入一些酸。酸会在水中离解出更多的氢离子(\[ H^+ \]),从而打破原有的平衡状态。例如,如果加入盐酸(HCl),它会完全离解成 \[ H^+ \] 和 \[ Cl^- \] 离子:
\[ HCl \rightarrow H^+ + Cl^- \]
这样一来,\[ H^+ \] 的浓度显著增加。为了保持 \(K_w\) 的恒定,溶液中必须减少 \[ OH^- \] 的浓度以补偿 \[ H^+ \] 的增加。因此,在酸性溶液中,\[ H^+ \] 的浓度大于 \[ OH^- \] 的浓度。
### 分析选项
接下来我们分析每个选项:
**A. \([H^+]\) 与 \([OH^-]\) 乘积变大**
这个说法是不正确的。因为不管加入什么酸,\([H^+]\) 和 \([OH^-]\) 的乘积始终等于 \(K_w\),即 \(1 \times 10^{-14}\)。
**B. \([H^+]\) 与 \([OH^-]\) 乘积不变**
这个说法是正确的。根据 \(K_w\) 的定义,即使 \([H^+]\) 增加,\([OH^-]\) 也会相应减少,使得它们的乘积保持不变。
**C. \([H^+]\) 等于 \([OH^-]\)**
这个说法是不正确的。在酸性溶液中,\([H^+]\) 大于 \([OH^-]\),二者不可能相等。
**D. \([H^+]\) 与 \([OH^-]\) 乘积变小**
这个说法同样是不正确的。因为 \([H^+]\) 和 \([OH^-]\) 的乘积总是等于 \(K_w\),不会变小。
### 结论
综上所述,错误的选项是 **A、C 和 D**。希望这些解释能帮助你更好地理解这个知识点。如果你还有任何疑问或者需要进一步的说明,请随时告诉我!
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