“溶液中粒子濃度大小比較”題型的解題思路與技巧

賈碩杰

摘 要：以“電解質(zhì)溶液中的粒子濃度大小比較”這一類高考熱點題型常見思維障礙為切入點，幫助學(xué)生構(gòu)建單一溶質(zhì)溶液中電離、水解過程的原型定向，實現(xiàn)解題思想和解題方法的達(dá)成，進一步上升到解答兩種溶質(zhì)溶液中粒子濃度習(xí)題的高度，有效實現(xiàn)原型內(nèi)化。

關(guān)鍵詞：電解質(zhì)溶液；粒子濃度大小比較；規(guī)律和應(yīng)用；思維原型理論

中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-010X（2015）30-0067-03

“電解質(zhì)溶液中的粒子濃度大小比較”是歷年高考的“熱點”之一。該題型考查的知識點多、知識面廣，靈活性、綜合性都較強，有較好的區(qū)分度。它能有效地測試出學(xué)生對弱電解質(zhì)的電離、水的電離及溶液的pH、鹽類的水解等基本概念的掌握程度以及對這些知識的綜合運用能力。

該類試題主要考查弱電解質(zhì)的電離、水的電離及溶液的pH、鹽類的水解等基本概念的掌握程度以及對這些知識的綜合運用能力。試題的呈現(xiàn)形式為：單一溶質(zhì)、兩種溶質(zhì)的溶液。設(shè)問指向有：溶液中離子濃度比較、三種守恒的應(yīng)用、pH、水的電離、離子積常數(shù)、溶解性。其中溶液中離子濃度比較、三種守恒的應(yīng)用，屬高考命題中出現(xiàn)頻率較高的熱點。

一、單一溶質(zhì)的溶液中離子濃度比較的解題思想

（一）做這類試題要注意的內(nèi)容

1.分析試題，建構(gòu)解題思路，形成解題方法：①溶液的組成是什么？②電離、水解孰強？③溶液的酸堿性如何？如第1題A選項，溶質(zhì)為NaHCO3，HCO3-水解程度大于電離程度，溶液顯堿性。

2.明確電離、水解的過程，通過電荷守恒、原子守恒的等式，后推導(dǎo)質(zhì)子守恒的表達(dá)式，分析溶液中離子濃度大小順序。

（二）該類試題解題方法

1.粒子濃度比較時依據(jù)：強過程>弱過程；多步>一步；顯性>隱性

NaHCO3溶液中存在以下四個電離或水解過程： NaHCO3=Na++HCO3-②HCO3-+H2O （H2CO3+OH-）③HCO3-（H++CO32-）④H2O（H++OH-），以上四個過程體現(xiàn)了由強到弱的順序，即①中NaHCO3完全電離最強，②中HCO3-的水解程度比③中HCO3-的電離程度大，②中HCO3-水解程度比④中H2O的電離程度大，在比較濃度大小時依據(jù)強過程產(chǎn)生的離子濃度比弱過程產(chǎn)生的離子濃度大，可確定Na+和HCO3-比其他離子濃度大，H2CO3和OH-居中，H+和CO32-最小再依據(jù)多步大于一步可確定OH-> H2CO3，H+> CO32-，這樣可排出總的離子濃度順序為：c（Na+）>c（HCO3-）> c（OH-） >c（H2CO3） > c（H+）>c（CO32-），而現(xiàn)依據(jù)顯性大于隱性的思路，明確溶液呈堿性，可進一步驗證c（OH-） > > c（H+）。

2.不論溶液是酸性、中性、堿性，三大守恒永遠(yuǎn)成立。其中質(zhì)子守恒的等式可以通過電荷守恒、原子守恒的等式推導(dǎo)得出。比如第1題B選項，溶質(zhì)是兩種，質(zhì)子守恒的等式可以通過電荷守恒、原子守恒的等式推導(dǎo)得出：2c（H+）+ c （CH3COOH） =2c（OH-） +c （CH3COO-）。而試題可能的設(shè)問還有以下三種離子濃度大小比較方式：（1）c （CH3COOH） ____c （CH3COO-）；（2）c（H+）+ c （CH3COOH） ____c（OH-） +c （CH3COO-）；（3）c（H+） ____ c（OH-）。③明確“中性”和“中和”的區(qū)別。

二、兩種溶質(zhì)的溶液中離子濃度比較的解題思想

3.總結(jié)分析7條順序，得出規(guī)律，提升結(jié)題思維與方法。

（1）順序1、2、3溶液呈酸性， c（CH3COO-）和c（OH-）在兩頭，而 c（H+）和c（Na+）在中間出現(xiàn)>、=、<的變化，溶質(zhì)均為CH3COOH和CH3COONa，隨著NaOH逐滴加入，CH3COONa逐漸增多，CH3COOH相對變少。

（2）順序4溶液為中性，c（CH3COO-）= c（Na+），c（H+）= c（OH-），CH3COOH幾乎被中和完全。

（3）順序5、6、7溶液呈堿性， c（H+）和c（Na+）在兩頭而c（CH3COO-） 和c（OH-）在中間出現(xiàn)>、=、<的變化，順序5可看作CH3COOH和NaOH恰好中和，順序6、7溶質(zhì)均為CH3COONa和NaOH。

分析其中圖中①點即為順序3， 可視為CH3COOH與CH3COONa相等，電離大于水解，C（CH3COO-）> C（Na+），溶液呈酸性，存在c （CH3COO-）+ 2c（OH-）= c （CH3COOH）+ 2c（H+），A選項錯誤；①之前的點可看作順序1、2。其中圖中②即為順序4，即溶液呈中性，C（CH3COO-）= C（Na+），B選項錯誤；其中圖中③即為順序5，恰好完全中和，溶質(zhì)為CH3COONa，C（Na+）> C（CH3COOH） > c（OH-） > c（H+），C選項錯誤；③之后的點可看作順序6、7，選項D是剛剛滴加0.1000 mol·L-1NaOH時的情境，為①之前的點，D選項正確。

三、總結(jié)與反思

從2010年江蘇高考真題、2012年四川高考真題遇到的思維障礙點入手，致力于構(gòu)建單一溶質(zhì)溶液中電離、水解過程的原型定向，實現(xiàn)解題思想和解題方法的達(dá)成，再由此借助“將濃度相等的NaOH溶液滴加到CH3COOH溶液中”這一具體情境，體會量變到質(zhì)變的過程，把握三大守恒的靈活應(yīng)用，從而上升到解答兩種溶質(zhì)溶液中粒子濃度習(xí)題的高度，有效實現(xiàn)原型內(nèi)化。解題思維遵循心智能力的心理學(xué)原理，按照馮忠良教授的思維原型理論[1]，幫助學(xué)生經(jīng)歷原型定向、原型操作、原型內(nèi)化的智力形成三個階段，達(dá)成應(yīng)有的思維能力。但分析將濃度相等的NaOH溶液滴加到CH3COOH溶液中這一具體情景時，學(xué)生雖體會到量變到質(zhì)變的過程，也能理解七個離子濃度順序，但這種量變過程還不夠具體詳盡?？赏ㄟ^酸堿中和滴定的數(shù)字化實驗[2]，讓學(xué)生通過計算機觀察到pH傳感器[3]測定NaOH溶液滴定CH3COOH溶液過程中溶液pH和光電門傳感器測定的NaOH溶液體積兩組對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且借助計算機以圖像形式顯示出來滴定曲線圖。使學(xué)生獲得感性和理性的認(rèn)識，非常直觀地掌握了酸堿恰好中和與中性的區(qū)別，從而加深了對該類試題的理解。

參考文獻：

[1]馮忠良.教育心理學(xué)[M].人民教育出版社，2011.

[2]吳順迪.利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)繪制中和滴定曲線[J].高中數(shù)理化，2012，06.