探索比較離子濃度大小的方法

夏岷

[摘???要]對離子濃度大小的相關問題進行分類，在多種題型中總結出有關“離子濃度大小”問題的解決方法和思路，以促使學生領悟其方法的科學性和高效性。

[關鍵詞]離子濃度;方法;探索

[中圖分類號]???G633.8????????[文獻標識碼]???A????????[文章編號]???1674-6058（2019）35-0062-02

“溶液中離子濃度的大小”是高考化學中的必考內容，所占分值雖然不大，卻是高考試題中的難點部分，特別是溶液中同時存在電離平衡和水解平衡時，學生感覺其中的平衡關系特別復雜，分不清哪個離子多、哪個離子少。究其原因，是學生對研究對象認識不清，對其中的平衡關系了解得不全面、分析得不透徹。本文對離子濃度大小的相關問題進行分類，在多種題型中總結出有關離子濃度大小問題的解決方法和思路，以促使學生領悟其方法的科學性和高效性。

一、方法總結，領悟其科學性

溶液中的平衡主要是弱電解質的電離平衡和鹽的水解平衡，這兩種平衡是離子濃度大小比較問題的研究核心。可逆、微弱是弱電解質電離平衡和鹽水解平衡的兩大特點，也是解決離子濃度大小問題的關鍵。學生明白了這一點，教師就可以小組討論的形式，引導學生對離子濃度大小的問題進行討論辨析，以使學生能夠在思維的碰撞中獲取靈感，總結出科學合理的方法技巧。

討論主題①：以“CH3COOH溶液”為研究對象，討論其中的離子濃度大小。

醋酸溶液是混合物，溶質為醋酸，溶劑為水，兩者都是弱電解質，故溶液中存在醋酸的電離平衡和水的電離平衡：CH3COOH？CH3COO-?+H+?，?H2O？H++OH-。其中，醋酸的電離平衡是主要的，水的電離平衡是次要的，兩者都是微弱的。學生能很快得出溶液中的離子濃度大小關系：c（H+）>c（CH3COO-）>c（OH-）。

討論主題②：以“CH3COONa溶液”為研究對象，討論其中的離子濃度大小。

醋酸鈉溶液是混合物，溶質為醋酸鈉，溶劑為水，前者是強堿弱酸鹽，存在鹽的水解;后者是弱電解質，存在電離平衡：CH3COO-?+H2O？CH3COOH+OH-，H2O？H++OH-。其中，醋酸根的水解平衡是主要的，水的電離平衡是次要的，兩者都是微弱的。學生能很快得出溶液中的離子濃度大小關系：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）。

學生經過對簡單實例的討論，可以總結出其中的規律方法：（1）確定研究對象，寫出相關平衡;（2）分清平衡主次，解決離子濃度大小的問題。有了這個方法，教師就可以引導學生由簡入繁、由易到難地分析相關問題，使學生能夠對這一方法技巧做到靈活運用、舉一反三。

二、練習實踐，驗證其高效性

離子濃度大小的問題，一般涉及單一溶液和混合溶液，復雜的是電離平衡和水解平衡共存的溶液。教師可以創設一系列有梯度的問題，組織學生進行討論，使學生對解題的方法理解更為透徹，運用更為靈活。

1.單一溶液中離子濃度大小比較

酸式鹽溶液是單一溶液中離子濃度大小比較的重難點，教師在引導學生討論時，切忌脫離研究主題，以免給學生帶來不必要的困擾，更要引導學生弄清溶液中存在的眾多平衡及其主次關系，以使離子濃度的大小能夠清晰地呈現在學生的大腦中。

[案例1]NaHCO3溶液中離子濃度的大小比較。

分析：本題的研究對象為NaHCO3和H2O，確切地說是HCO3-和H2O，HCO3-既存在電離平衡又存在水解平衡：HCO3-？CO32-+H+，HCO3-+H2O？H2CO3+OH-?。已知NaHCO3溶液呈堿性，因此水解大于電離，以水解平衡為主，電離平衡次之，水的電離更次之，三者都是微弱的。據此，答案就變得非常明顯了：c（Na+）>?c（HCO3-）>?c（OH-）>?c（H+）>c（CO32-）。

案例分析結束后，可以讓學生比較NaHSO3溶液中離子濃度的大小，雖然溶液呈酸性，情況有些不同，但方法是一樣的。

2.混合溶液中離子濃度大小比較

混合溶液一般由兩種溶質組成，往往是電離平衡和水解平衡共同存在。解決混合溶液中離子濃度大小問題的關鍵是要明確其中的研究對象，兩溶質有反應時，反應后的生成物和剩余物質才是真正的研究對象。學生只要弄清楚了其中的主次，問題的解決也會變得非常簡單。

[案例2]等濃度的CH3COONa和CH3COOH溶液等體積混合后，溶液呈酸性，試比較溶液中離子濃度的大小。

分析：從題目可以看出，溶液中的CH3COONa和CH3COOH不反應，研究對象是CH3COONa、CH3COOH和H2O。其中既存在電離平衡又存在水解平衡的有：CH3COOH？CH3COO-?+H+?，CH3COO-?+H2O？CH3COOH+OH-?，H2O？H++OH-。又因為溶液呈酸性，可知電離大于水解，故以電離平衡為主，水解平衡次之，水的電離平衡更次之，三者都是微弱的。這樣一來，問題就變得非常簡單，學生能夠很快從中得到答案：c（CH3COO-）>?c（Na+）>?c（H+）>?c（OH-）。

案例分析結束后，可以讓學生比較NH4Cl和NH3·H2O的混合液，方法也是一樣的。

對于溶液中兩物質反應的情況，要先分析反應，從而準確確定研究對象，而不是題中所給的兩種物質。

[案例3]0.2?mol/L的CH3COOH溶液和0.1?mol/L的NaOH溶液等體積混合后，試比較溶液中的離子濃度的大小。

這樣的問題看似研究對象為CH3COOH和NaOH，實際上這兩者會發生中和反應，因此應考慮反應后離子濃度的大小。通過反應可知，反應后溶液中CH3COONa和CH3COOH的濃度比為1∶1。接下來的問題分析和解題方法與案例2相同，解題方法此處不再贅述。

3.綜合問題中離子濃度大小比較

雖然溶液中離子濃度大小的問題形式多樣，但對相關試題進行歸納總結后不難發現，問題的解決方法大同小異，只要學生掌握了方法的核心，復雜的問題也會變得簡單易解。

[案例4]室溫下，用0.100?mol/L?NaOH溶液分別滴定20?mL?0.100?mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖1所示。下列說法正確的是（?????）。

A.?Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲線

B.?pH=7時，滴定醋酸消耗的V（NaOH）小于20?mL

C.?V（NaOH）=?20?mL時，兩種溶液中c（Cl-）=?c（CH3COO-）

D.?V（NaOH）?=10?mL時，醋酸溶液中c（Na+）>??????c（CH3COO-）>?c（H+）>?c（OH-）

分析：A.鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，所以0.100?mol/L的鹽酸和醋酸，其pH分別為1和大于1，未滴加NaOH時，其對應圖像Ⅰ為醋酸，Ⅱ為鹽酸。B.?因NaOH是強堿，HCl是強酸，且兩者的濃度相等，由兩者按1∶1反應可知，當溶液pH=7時，V（NaOH）=20?mL?;而醋酸為弱酸，則需NaOH的體積應小于20?mL。C.?V（NaOH）=?20?mL時，醋酸與鹽酸恰好與NaOH完全反應，生成等物質的量的醋酸鈉和氯化鈉，因CH3COO-發生水解而Cl-不發生水解，因此，c（Cl-）>?c（CH3COO-）。D.?V（NaOH）?=10?mL時，NaOH與醋酸反應，由題意可知，醋酸剩余一半，則研究對象為等濃度的醋酸與醋酸鈉的混合溶液，因醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度，可得溶液中：c（CH3COO-）>?c（Na+）>?c（H+）>?c（OH-）。

高考題最具代表性，只要教師能從眾多的試題中精心選擇，就可以做到精練、精講，促進學生能力的提升，提高學生的解題效果。

總之，溶液中離子濃度大小問題是高考中的熱點、重點問題，在選擇題中往往作為壓軸題。只要學生沉著應對，明確其中的研究對象，分清平衡的主次，就能在解題中贏得時間，快速且準確地完成答題。

（責任編輯 羅???艷）