基于滴定曲線分布圖的離子濃度大小比較

摘 要：以近五年高考真題的離子濃度大小比較的題型分析，近些年的高考題中出現的離子濃度大小比較的題目有了一些新的變化，近幾年側重于水解與電離和滴定曲線分布系數圖的綜合考查。本文利用電離的概念、鹽類水解的三大守恒、酸式鹽的離子濃度大小關系和酸、堿中和型的離子濃度關系的基本思路和方法，通過例題對滴定曲線分布系數圖的離子濃度大小關系進行討論和分析，并例舉少量典型習題幫助學生掌握理解考點。

關鍵詞：電荷守恒;物料守恒;質子守恒;滴定分布系數圖;離子濃度大小比較

一、 基本思路和方法

（一） 水解的三大守恒（以Na2S為例，Na2S水解離子方程式子為S2-+H2OHS-+OH-;HS-+H2OH2S+OH-）

1. 電荷守恒：鹽溶液呈電中性，即溶液中所有的陽離子所帶的電荷量等于陰離子所帶的電荷量，則Na2S的電荷守恒為：c（Na+）+c（H+）=2c（S2-）+c（HS-）+c（OH-）;需要注意的是：當離子的所帶電荷量超過1時，所帶電荷量的數值提到離子濃度之前作為系數。

2. 物料守恒：有關聯原子間的定量關系。需要注意的是：當鹽在水中電離時，陽離子與陰離子的系數在寫物料守恒時只需要交叉相乘即可。那么Na2S的物料守恒為：c（Na+）=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S）。

3. 質子守恒：由電荷守恒和物料守恒聯立即可得質子守恒。則Na2S的質子守恒為：c（OH-）=2c（H2S）+c（HS-）+c（H+）。

（二） 電離與水解

1. 電離：電解質在水的作用下離解出離子的過程，其中多元弱酸的電離要分步電離，若有酸式酸根離子（如HSO-3、HCO-3等）存在時，需要考慮電離，也需要考慮水解。

2）水解：鹽溶液中由鹽電離出來的離子破壞了水的電離平衡，使得c（OH-）與c（H+）不一致，導致溶液顯酸性或顯堿性。

如果題目中提到含有酸式酸根離子的強堿弱酸鹽溶液顯酸性（如NaHSO3），此時電離程度大于水解程度，此溶液中的離子濃度大小關系為：c（Na+）>c（HSO-3）>c（SO2-3）>c（H+）>c（OH-）;如果題目中顯堿性，此時水解程度大于電離程度，那么溶液中的離子的濃度大小為：c（Na+）>c（HSO-3）>c（OH-）>c（H+）。

（三） 酸、堿中和型離子濃度的關系

（四） 分布系數圖中確定離子濃度關系

1. 確定好縱坐標和橫坐標的具體代表意義。

2. 確定圖線所代表的具體含義。

3. 確定好交點或是起點等情況，一般考點都會在此設置，然后根據上述基本解題思路對圖像進行分析，就可以解答了。

二、 例題解析

（一） 根據“單雙曲線”變化判斷離子濃度大小

1. 室溫下，用0.100mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.100mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖所示，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V（NaOH）小于20mL

C. V（NaOH）=20mL時，c（Cl-）=c（CH3COO-）

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

【答案】B（注意圖像中兩條線的前點及兩條線的變化趨勢）

【解析】滴定開始時0.1000mol/L鹽酸pH=1，0.1000mol/L醋酸pH>1，所以滴定鹽酸的曲線是圖Ⅱ，滴定醋酸的曲線是圖Ⅰ，A項錯誤;醋酸鈉水解呈堿性，氯化鈉不水解，pH=7時，醋酸所用NaOH溶液的體積小于20mL，B項正確;V（NaOH）=20.00mL時，二者反應生成氯化鈉和醋酸鈉，醋酸根發生水解，濃度小于氯離子，故c（Cl-）>c（CH3COO-），C項錯誤;加入10mL氫氧化鈉時，溶液中恰好為同濃度的醋酸和醋酸鈉，醋酸電離大于醋酸根的水解程度，即c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-），D項錯誤。

（二） 根據“多曲線”變化判斷離子濃度大小

2. 改變0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA-、A2-的物質的量分數δ（X）隨pH的變化如圖所示[已知δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]。

下列敘述錯誤的是（? ）

A. pH=1.2時，c（H2A）=c（HA-）

B. lg[K2（H2A）]=-4.2

C. pH=2.7時，c（HA-）>c（H2A）=c（A2-）

D. pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-）=c（H+）

【答案】D（注意對應每個選項找到選項中的關鍵點和交叉點）

【解析】A. 根據圖像，pH=1.2時，H2A和HA-相交，則有c（H2A）=c（HA-），正確;B. 根據pH=4.2點，K2（H2A）=c（H+）c（A2-）/c（HA-）=c（H+）=10-4.2，正確;C. 根據圖像，pH=2.7時，H2A和A2-相交，則有c（H2A）=c（A2-），正確;D. 根據pH=4.2時，c（HA-）=c（A2-），且物質的量分數約為 0.48，而c（H+）=10-4.2，可知c（HA-）=c（A2-）>c（H+），錯誤。

三、 總結

判斷離子濃度的大小的關系依照的就是三大守恒和電離、水解的知識點的應用，在此基礎上，水解與電離會出現先后順序，則此時先判定先后順序。水解程度大于電離程度時，水解出來的離子的濃度大于電離出來的離子濃度，如果小于，則反之。當然，再考慮先后順序的時候往往偏重于考量占據優勢的，則沒有占據優勢的水解或是電離，往往都先忽略，如果題目中出現了不占優勢的離子，則先考慮占據優勢的，再考慮不在優勢的水解或電離產生的離子。在做分布系數圖與離子濃度大小關系的題時，先分析圖像中橫坐標與縱坐標所代表的意義，抓住圖像中線段的起點、交叉點及走向趨勢，對應選項和圖像看問題，再利用基本思路解決問題。

參考文獻：

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作者簡介：

韓源，貴州省六盤水市，六盤水市第一實驗中學。