梁麗娟
摘 要:溶液中的離子濃度的比較類題型的處理規律,先明確是單一溶液還是混合溶液,其次看是單一溶液還是混合溶液。
關鍵詞:鹽溶液離子濃度比較學習方法
人教版選修四在高考中起著重要的作用,其中溶液中的離子濃度的比較更為出題者所親睞,由于知識點多,靈活性、綜合性較強,學生硬記知識點很費勁,靈活應用知識的能力很差。下面就本人教學中一點體會與大家共享。希望學生學習起來能輕松,增強學習的自信心,并能達到孰能生巧的目的。
首先:明確解題思路,找離子,方法是寫出所有的電離方程式和水解的離子方程式。學生要勤動筆,養成認真、細致、嚴謹的解題習慣,在形成正確解題思路的基礎上學會常規分析方法。
其次:明確是單一溶液還是混合溶液。下面對兩種溶液分別談。
一、單一溶液,如Na2CO3溶液中,物料守恒式
電解質溶液中由于電離或水解,離子會變成其他離子或分子等,但離子或分子中某特定元素的原子總數是不會改變的。看化學式,即Na和C的濃度比是,2:1寫出所有的方程式,把含C的粒子找全,就可列出正確的守恒式,即C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3)。電荷守恒式,電荷守恒式陽離子所帶的正電荷等于陰離子所帶的負電荷。需要注意的是不是陰陽離子的量相等,即Na2CO3溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)而不是c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-)。質子守恒式,由水電離出的C(H+)水=C(OH-)水,得質子守恒關系為:C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3),但學生在初學階段很難理解。可通過電荷守恒和物料守恒推導,把鹽對應的離子約下去,得到C(OH-)和C(H+)的一個關系式,這樣學生就會覺得好理解。三個守恒完了,還有一個離子濃度大小比較。首先明確水解是微弱的,鹽的離子要排在前邊,如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>C(CO32-),再有弱酸根離子的水解是分步進行的,其主要是第一步水解,C(CO32-)>C(HCO3-)>C(H2CO3),即c(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C C(H2CO3).
二、混合溶液離子濃度比較
首先判斷兩溶質能否反應,從而確定溶液中溶質的成分。比較典型的是酸堿混合,其中又以強酸與弱堿或弱酸與強堿的混合最為常見。以CH3COOH與NaOH的反應為例,由于CH3COOH與NaOH反應生成了CH3COONa,溶質的成分有三種,CH3COONa;CH3COONa與NaOH;CH3COONa與CH3COOH,無論是那種成分,寫出所有的電離方程式和水解的離子方程式,溶液中都是只有四種離子,即:c(Na+),c(CH3COO-),c(OH-),c(H+),都會有電荷守恒式,即c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),在此基礎上如果已知溶液的酸堿性,即c(OH-),c(H+)的關系,就可以判斷出另外兩種離子濃度的關系。常見的題型有四種,
1.酸堿恰好完全反應:
例1.100 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH與100 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,所得溶液中()
A、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)D、c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)解析:由于CH3COOH與NaOH物質的量相等,恰好完全反應得到CH3COONa溶液,強堿弱酸鹽pH>7,即c(OH-)>c(H+),由電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故有c(Na+)>c(CH3COO-),所以,此題選擇A.
2.酸堿反應后pH=7:
例2、常溫下,將CH3COOH與NaOH溶液混合,所得溶液pH=7,則此溶液中( )
A.c(Na+) B.c(Na+)>c(CH3COO-) C.c(CH3COO-)=C(Na+) D.無法確定c(CH3COO-)與C(Na+)的關系 解析:由電荷守恒:C(Na+)+C(H+)=c(CH3COO-)+C(OH-),因pH=7,故C(H+)=C(OH-),所以有C(Na+)=c(CH3COO-),有時也可判斷CH3COOH與NaOH物質的量的關系,可先假設恰好完全反應,生成的CH3COONa為強堿弱酸鹽,溶液呈堿性,而現在pH=7,故溶質的成分為CH3COONa與CH3COOH的混合物,即n(CH3COOH)>n(NaOH),此題選擇C。 3.酸堿反應后得到等濃度CH3COOH與CH3COONa的混合物。 例3、將0.2mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等體積混合后,溶液顯酸性,下列關系式中正確的是( )。 A.C(CH3COOH)>c(CH3COO-) B.C(Na+)>c(CH3COO-) C.C(CH3COO-)-c(CH3COOH)=C(OH-) D.C(CH3COOH)+C c(CH3COO-)=0.1mol·L-1 解析:將CH3COOH溶液和NaOH溶液等體積混合后,由于混合后溶液呈酸性,說明CH3COONa水解程度小于CH3COOH的電離程度,故C(CH3COOH)>c(CH3COO-),A錯。由上述分析知c(CH3COO-)>0.05mol·L-1,而C(Na+)=0.05mol·L-1,B錯;根據C元素守恒即物料守恒可得C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.1mol·L-1,故D正確;根據電荷守恒:C(OH-)=C(H+)+C(Na+)-C(CH3COO-)故C錯,綜上此題選擇D。