【摘要】鹽類的水解平衡在高中化學占有重要地位,是高考的熱點內容之一。要解決這類問題應準確把握水解規律,本文借助高考例題,對此規律加以分析。
【關鍵詞】鹽類水解;水解規律;題型特點;分析方法
鹽類水解重在應用,現結合江蘇省近年來高考命題中關于鹽類水解的命題,來分析其題型特點以及變化趨勢。筆者對比近年來高考題目發現化學平衡、水的電離、溶液的酸堿性和鹽類水解這部分知識以及對這部分知識的綜合運用,是學生學習的難點也是每年高考的“熱點”。鹽類的水解平衡幾乎是每年必考的內容,高考中的題型以選擇題為主,有時也以填空題、簡答題形式考查。而且,除了在08年高考中出現考察學生對鹽類水解的離子方程式書寫,鹽類水解的題目考察的重點一般都是通過使用物料守恒關系和電荷守恒關系來對離子濃度的大小進行比較。
一、電荷守恒關系
因為電解質溶液在整體上呈電中性,所以電解質溶液中陽離子所帶的正電荷總數等于陰離子所帶的負電荷總數。也就是說溶液中正電荷的物質的量濃度等于負電荷的物質的量濃度,但一定要注意電荷守恒不一定是陰陽離子數守恒。在應用電荷守恒寫等式時,一定要弄清電解質溶液中所存在的所有離子的種類,不能忽視水的電離。如在NaCO溶液中,陽離子有Na、H之外,還有HCO, CO,OH;根據電荷守恒即可推出:
C(Na)+C(H)=2C(CO)+C(HCO)+C(OH)
如HS溶液中:[H]=[HS-]+[OH-]+2[S]………①
NaS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………②
NaHS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………③
列此類等式時要注意:(1)必須準確判斷溶液中有哪些陰、陽離子;(2)必須弄清電荷濃度和離子濃度的關系。如S的電荷濃度是離子濃度的2倍,即2[S]
例 等體積等濃度的MOH強堿溶液和HA弱酸溶液混合后,混合液中有關離子的濃度應該滿足的關系是()
A.c(M+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-) C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-) 解析:因體積和濃度均相同,所以恰好生成強堿弱酸鹽(MA),弱酸根離子(A-)水解后顯堿性,故C為正確選項;又由于溶液不顯電性,故根據電荷守恒得出D也正確。 二、物料守恒關系 在電解質溶液中,電解質在發生電離或水解前某元素的原子(或離子)的物質的量等于電解質變化后溶液中所含該元素的微粒的物質的量之和,通常也稱之為原子守恒。應用物料守恒時,一定要弄清電解質溶液中存在的變化。例如,在0.1mol#8226;LNaCO溶液中,碳元素以CO、HCO、HCO等形式存在,故有 ①碳原子守恒:C(CO)+C(HCO)+C(HCO)=0.1mol#8226;L-1 ②n(Na)=2n(C):C(Na)=2[C(CO)+C(HCO)+C(HCO)] 如在NaS溶液中,由n(Na)=2n(S)推出:[Na]=2{[S]+[HS]+[NS]}……④; 在NaHS溶液中由n(Na)=n(S)推出:[Na]={[S]+[HS]+[NS]}……⑤ 三、質子守恒關系 如果某溶液既有物料守恒又有電荷守恒,將兩者相加減約去與H元素無關的其他離子,即得一新的等式,此等式與質子H得失有關,稱為質子守恒等式。我們知道,在任何溶液中,由水所電離出來的氫離子始終等于由水所店里出來的氫氧根離子;但是部分氫離子或氫氧根離子在水溶液中可以與其他離子相結合。例如,如上文中NaS溶液的②式減④式并整理可得:[H]+[HS]+2[HS]=[OH] 此關系式可理解為NaS溶液中,水原來電離產生的[H]和[OH]是恒等的,而此時溶液中的一部分H已與S結合成HS和HS了,所以把此時溶液中的[H]加上變為HS的[H]再加上變為HS的[H]才得到原來水電離產生的[H]水。即[H]=[H]+[HS]+2[HS] =[OH] 又如在上文NaHS溶液中,③式減⑤式整理可得質子守恒式:[H]+[HS]=[OH]+[S] 鹽類水解比較電解質溶液中離子濃度大小的題型最近幾年高考中作為一種傳統題型,屢屢出現。做這類習題時除考慮到溶液中某些離子的水解外,還必須理解一些守恒關系的運用。其中,由兩個基本等式(電荷守恒、物料守恒)可以推導出很多其他的等式形式,同學們應該掌握這類題型的基本策略,學會舉一反三,從而真正走出解題的誤區。 【參考文獻】 [1]王后雄.教材完全解讀[M].北京:中國青年出版社.2006.60—61 [2]陸軍.重構教材內容:新課程教學設計的起點.化學教育.2010.(1).29-31 [3]許紅梅.也談化學解題誤區及對策.化學教學.2007.(4).77-79 (作者單位:蘇州工業園區第二高級中學) 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文