“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，幫助學生構建單一溶質溶液中電離、水解過程的原型定向，實現解題思想和解題方法的達成，進一步上升到解答兩種溶質溶液中粒子濃度習題的高度，有效實現原型內化。

關鍵詞：電解質溶液；粒子濃度大小比較；規律和應用；思維原型理論

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

“電解質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，有較好的區分度。它能有效地測試出學生對弱電解質的電離、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。試題的呈現形式為：單一溶質、兩種溶質的溶液。設問指向有：溶液中離子濃度比較、三種守恒的應用、pH、水的電離、離子積常數、溶解性。其中溶液中離子濃度比較、三種守恒的應用，屬高考命題中出現頻率較高的熱點。

一、單一溶質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容

1.分析試題，建構解題思路，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，后推導質子守恒的表達式，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：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強過程產生的離子濃度比弱過程產生的離子濃度大，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-），而現依據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，三大守恒永遠成立。其中質子守恒的等式可以通過電荷守恒、原子守恒的等式推導得出。比如第1題B選項，溶質是兩種，質子守恒的等式可以通過電荷守恒、原子守恒的等式推導得出：2c（H+）+ c （CH3COOH） =2c（OH-） +c （CH3COO-）。而試題可能的設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”的區別。

二、兩種溶質的溶液中離子濃度比較的解題思想

3.總結分析7條順序，得出規律，提升結題思維與方法。

（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>、=、<的變化，溶質均為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>、=、<的變化，順序5可看作CH3COOH和NaOH恰好中和，順序6、7溶質均為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，致力于構建單一溶質溶液中電離、水解過程的原型定向，實現解題思想和解題方法的達成，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，體會量變到質變的過程，把握三大守恒的靈活應用，從而上升到解答兩種溶質溶液中粒子濃度習題的高度，有效實現原型內化。解題思維遵循心智能力的心理學原理，按照馮忠良教授的思維原型理論[1]，幫助學生經歷原型定向、原型操作、原型內化的智力形成三個階段，達成應有的思維能力。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，學生雖體會到量變到質變的過程，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。可通過酸堿中和滴定的數字化實驗[2]，讓學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溶液體積兩組對應的數據，并且借助計算機以圖像形式顯示出來滴定曲線圖。使學生獲得感性和理性的認識，非常直觀地掌握了酸堿恰好中和與中性的區別，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[M].人民教育出版社，2011.

[2]吳順迪.利用數字化實驗系統繪制中和滴定曲線[J].高中數理化，2012，06.