董家鳴
【摘 要】水溶液中的離子平衡是化學科目中最基本的知識點之一,它也是近年來高考題目中涉及的熱點與難點。因為該知識點涉及的內容廣泛。因此,本文結合“水溶液中離子平衡”的主要內容:水的電離、弱點解質的電離和溶液的酸堿性,分析水溶液中離子平衡的主要要點,最后總結關于水溶液中離子平衡的相關策略。
【關鍵詞】水溶液;化學;離子平衡;解題技巧
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1671-8437(2019)04-0054-01
在高中的化學知識中,離子濃度及其變化規律是“水溶液中的離子平衡”的重要內容之一。在相關的教材中,涉及的內容從“氫離子與氫氧根離子濃度曲線變化”、“電解質的金屬離子與酸根離子濃度關系與曲線變化”、到“弱酸與堿混合的溶液中氫離子的變化”等,出題的類型通常包括選擇或填空題等。該知識點比較多,知識面又分散,因此也是本文闡述水溶液中的離子平衡解題技巧的原因之一。
1 水溶液中離子平衡的概述
這一節主要介紹該知識點涉及的概念和公式等。主要闡述了弱電解質電離定義,電離平衡的定義,電離方程式等知識要點。這些在化學知識點中是基本的內容和要點。通常情況下,化合物在水溶液中或熔化狀態下能導電時的物質稱為電解質。相反,如果化合物在水溶液中或熔化狀態下都不能導電時稱為非電解質。在電離平衡中,包含一個電離平衡常數,表示方法為Ki=[A+][B-]/[AB],(一般用Ka表示酸,Kb表示堿)。在離子平衡中,水是重要的一種物質,它可以用來溶解很多種物質,是很好的無機溶劑。在將水作溶劑的溶液稱為水溶液,其用“aq”表示,如“HCl(aq)”。當離子化合物和共價化合物溶解于水時,他們在水中會發生電離,并且以水合離子的形式存在,形成的溶液呈透明狀。
2 水溶液中的離子平衡解題技巧
本節主要以練習題的形式,來說明在求解該類型題時的解題技巧。主要介紹鹽類的水解和水的電離。
2.1 鹽類的水解
在平常的習題練習和“三年高考,五年模擬”題中,較為常見的是鹽類水解。根據筆者平時的總結,鹽類水解規律可以總結為無弱不水解有弱就水解;誰強顯誰性,弱弱具體定;越弱、越熱越稀越水解等。下面的習題就用到了這個規律。
習題1:在滴有酚酞試液的溶液中,以下哪種行為會使溶液的顏色變深( ).
A 對CH3COONa溶液加熱
B 氨水中加入少量的NH4C1
C 在小蘇打溶液中加入少量的NaC1固體
D 對明礬溶液進行加熱
解題技巧:首先看選項A,CH3COONa溶液加熱后使得溶液的狀態變為堿性,在后續的加熱過程中水解逐漸增大,堿性狀態逐漸加大,根據總結的規律口訣:誰強誰顯性,同強顯中性,所以該行為會使溶液的顏色逐漸變深.因此,可以選A。根據排除法,其他選項可以不用看了。但還是要簡要分析其他選項。B項中NH4C1水解后為呈現酸性,對溶液的顏色沒有影響.C項,NaC1加入到酚酞試液中不發生水解,溶液的顏色不會發生變化。D項中,根據化學公式Al3++3H2O=A(OH)3+3H+,可知明礬溶液加熱過程中,水解程度逐漸增大,酸性逐漸增強,溶液的顏色不會發生變化。正確答案為A。
2.2 水的電離
影響水電離的因素主要有溫度、活潑金屬、鹽類和酸堿度。高溫或者鹽類化合物可以促進水的電離;強弱酸、強弱堿會抑制水的電離。
例1:25℃在等體積的①PH=0的H2SO4溶液,②0.05的Ba(OH)2溶液,③PH=10的Na2S溶液,④PH=5的NH4NO3溶液中,發生電離的水的物質的量之比是( ).
A 1:10:1010:109 B 1:5:5×109:5×109
C 1:20:1010:109 D 1:10:104:109
該題的知識點是對水電離的理解以及與酸、堿、鹽的化學反應.H2SO4溶液中,c(H+)=1,水電離出的c(OH-)=;Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,故水電離出的c(OH+)=;Na2S溶液中S2-水解消耗H+,并且使水電離出的c(OH-)>c(H+),另外,此時的水溶液呈堿性。所以c(OH-)=;NH4NO3溶液中,NH4+水解消耗OH-,并且使水電離出的c(OH-)