以“水溶液中的離子平衡”為例談化學解題策略

曾 山

(廣東省河源市職業技術學校 517000)

一、“水溶液中的離子平衡”概述

水是一種很好的無機溶劑，可以溶解很多的物質，用水做溶劑的溶液，即被稱為水溶液.在日常的實驗和教學中，若沒有進行特別說明的情況下，我們就會對某某溶液指的是某某物質的水溶液，凡是含有水的溶液都可稱為是水溶液，不需要重視溶質溶于水的比例為多少，只有含有水就會將水作為溶劑，當物質溶于水的情況下，其中共價化合物與離子化合物就會在水中電離，這種情況下產生的溶液呈透明狀態.當分子溶于水時，可能會發生兩種情況，一種是分子與水發生反應后形成一種新的物質，新物質能夠溶解于水中；另一種是分子填補與水分子空隙中，使其溶于水，分子、離子等都是其中的溶質.

對于大部分物質來講能夠在水中溶解的質量有一定的限度，也可以將這種溶解限度看成為是溶解度或者飽和度，當物質在水中的溶解達到飽和狀態下就不會繼續溶解，過飽和的溶液會產生沉淀或放出氣體，這種現象為析出現象，也有少部分物質和水是以任意比例互溶的，如乙醇等.溶液中有一種比較特殊的分散系為膠體，其中的例子大小為100 nm左右，因膠粒本身具有典型作用，因此膠粒在溶液中處于懸浮狀態而不會產生沉淀.另外不同類型的溶液由于其中溶質顆粒大小以及溶解度不同，使得溶液透明度也存在一定的差異性，一般情況下，比較透明的溶液稱為是真溶液，比較渾濁的溶液稱為是懸濁液或乳濁液.某些膠態溶液可能會形成沉淀，稱其為沉淀膠態溶液.

“水溶液中的離子平衡”所要研究的就是不同物質在水中的電離過程.所謂電離過程,簡單來講就是電解質在水溶液或熔融狀態下進行離解為自由移動的陰陽離子過程，其中電解質主要是指水溶液或熔融狀態下可導電的一種化合物，可分為兩種，一種為強電解質，主要是指在水溶液中全部電離成離子的電解質；另一種為弱電解質，主要是指在水溶液中只有部分分子電離成離子的電解質.因此在水溶液或熔融狀態下不能進行導電的化合物被稱為非電解質.

“水溶液中的離子平衡”，即水溶液中的電離過程處于平衡，簡單來講就是在一定條件下，電解質分子電離成離子的速率與離子結合成分子速率兩者處于相等狀態下，水溶液電離過程處于動態平衡，又稱為電離平衡.

二、“水溶液中離子平衡”特征分析

1.微弱特征

對于弱電解質而言，其在水溶液中的電離是非常微弱的，另外，一些鹽類的水解，或者難溶鹽的電離，其程度都是非常微弱的.在實際的教學中，往往以“1%”為反應程度的參照，例如，在25℃條件下，0.1 mol/L的醋酸溶液中，醋酸的電離度為1.32%.以“1%”作為參照值，為學生樹立電離程度的微弱意識提供了一個量化的標準，這使得學生在思考和分析問題時，心中能有一個量化的參考標準界限.

2.動態平衡特征

在進行“水溶液中的離子平衡”這部分內容學習前，學生已經進行化學平衡部分內容的學習，所謂化學平衡，就是在宏觀條件下的可逆反應中，化學反應正反應速率與逆反應速率相等，反應物與生成物兩者組分濃度不會再發生變化，即系統達到了動態平衡的狀態.“水溶液中的離子平衡”從本質上講與化學平衡相似，不同的是，化學平衡是反應物和生成物之間的移動平衡，而離子平衡則是分子電離和離子結合之間的平衡移動.通過化學平衡的概念來理解電離平衡簡單易懂，以化學平衡常數來做對比，則可理解電離平衡常數的概念和應用.

3.主要矛盾特征

4.守恒特征

在“水溶液中的離子平衡”教學中，守恒思維也是一種重要的思維方式，如電荷守恒、物料守恒、元素守恒等.在教學中，應該讓學生靈活地掌握守恒的概念和應用方式，理解守恒的真正含義，這一思維對于解決有關電離平衡的化學問題具有重要作用.

三、化學問題解題策略

1.對比分析策略

在思考和理解某些化學問題時，利用對比分析的方式可以更容易理解.例如，在恒溫條件下，理解弱電解質溶液稀釋時平衡移動的方向及各物質濃度的變化，此時可以對比分析化學平衡中壓強對于平衡移動的影響.當其他條件不變時，通過降低壓強或增大容器體積，促使平衡朝向氣體體積增大的方面移動.類似的，將溶液稀釋同樣是使物質的濃度變小，這一點與壓強的改變導致的變化是一致的，即溶液稀釋時，平衡會向著系數大的方向移動.

2.知識系統策略

“水溶液中的離子平衡”是中學化學知識架構中的一部分，因此，在考慮本部分的相關問題時，必須要在腦海中建立起本部分的知識架構和知識系統，這樣在思考和理解問題時才能游刃有余.例如通過對弱酸的電離平衡和呈酸性的鹽類的水解平衡進行對比，建立起廣義的酸堿概念，然后綜合理解分析電解質溶液中酸堿、鹽、水以及難溶鹽四種電力平衡之間存在的關聯，可以建立起如圖所示的知識系統.

從更長遠的角度來看，知識系統的解題策略或者說知識系統的思維方式給了學生一種思考問題的模式，系統的觀念可以讓學生從宏觀的角度認識化學反應，幫助學生樹立起科學的思考習慣，這不僅對于知識的學習有利，對于學生未來的成長和發展都有極大的作用.

3.主要矛盾策略

上文中講到“水溶液的離子平衡”，通常會有多個平衡，而且平衡與平衡之間相互聯系又相互影響，只有抓住平衡系統的主要矛盾，即主要的平衡，才能正確解決問題.例如，在常溫情況下，某弱酸溶液HA以及NaA混合溶液各有0.1mol/L，根據所學知識電離平衡以及水解平衡兩者常數進行溶液酸堿性分析，通過思考得出HA溶液存在電離平衡，即HAH++A-,而NaA溶液存在著水解平衡，即A-+H2OHA+OH-.HA的電離會導致溶液呈弱酸性，而NaA的水解會導致溶液呈弱堿性，這顯然存在著矛盾.根據Ka·Kh=Kw可知，兩個平衡狀態處于相互抑制狀態，當Ka>Kh時，電離為主要矛盾，溶液會呈現弱酸性；相反，若Ka

“水溶液中的離子平衡”是教學難點，同時也是學習的重點.在知識的教學實踐中，本部分的知識教學很重要，但是教師在教學中應該引導學生樹立起科學的思維意識，培養學生科學的思考方式.本部分教學所需的對比分析方法、主要矛盾方法等不僅僅對于本部分的知識教學有益，同時對于學生思維方式的培養具有重要意義.