主次矛盾分析法解決高中化學(xué)電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的判定

謝湘玲

摘 要：在電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的比較中往往會(huì)遇到復(fù)雜的多重平衡體系，如何快速?gòu)谋姸嗥胶庵姓页鲇绊戨x子濃度的主要矛盾，就成了考查學(xué)生對(duì)多重矛盾綜合體系的問(wèn)題處理能力。本文從幾種電解質(zhì)溶液展開分析，為應(yīng)用主次矛盾分析法解決電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的判定總結(jié)方法，提供相關(guān)教學(xué)研究參考。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);主次矛盾分析法;電解質(zhì)溶液;離子濃度

引言：電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的比較是高中化學(xué)重要的理論知識(shí)，它既是高中教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，又是高考化學(xué)常考查的熱點(diǎn)問(wèn)題。此類題綜合性強(qiáng)，往往會(huì)遇到復(fù)雜的多重平衡體系，難以分析。辯證唯物主義告訴我們，事物的發(fā)展都由主要矛盾所決定。“在復(fù)雜的事物的發(fā)展過(guò)程中，有許多的矛盾存在，其中必有一種是主要的矛盾，由于它的存在和發(fā)展規(guī)定或影響著其它矛盾的存在和發(fā)展”?！盃颗Ｒ獱颗１亲印?，如何快速?gòu)谋姸嗥胶庵袑ふ页鲋饕绊戨x子濃度的矛盾體系，一定要分清主次矛盾。下面應(yīng)用主次矛盾分析法來(lái)辯析幾個(gè)溶液中離子濃度大小的案例。

一、單一電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較

例如二元弱酸H2S溶液中存在H2SH++HS-、HS-H++S2-兩種電離平衡，且常溫下Ka1（9.110-8）>Ka2（1.110-12），所以c（HS-）>c（S2-）?？墒遣糠謱W(xué)生會(huì)認(rèn)為電離出的S2-、HS-同時(shí)也進(jìn)行著水解，存在S2-+H2OOH-+HS-、HS-+H2OOH-+H2S，且S2-的一級(jí)水解程度大于HS-的水解程度。這么一來(lái)學(xué)生的腦海中會(huì)亂成一鍋粥，根本不知如何下手應(yīng)對(duì)。其實(shí)這就是不懂得抓住主要矛盾來(lái)解決問(wèn)題。由Ka1可知此時(shí)0.1mol/LH2S電離度約為0.1%，即1011個(gè)H2S分子只電離了108個(gè)，在二級(jí)電離108個(gè)HS-只電離了約103個(gè)，可知溶液中c（H2S）>c（HS-）>c（S2-）。那么這時(shí)要不要考慮S2-水解使HS-增多呢？參照Ka2，S2-的水解率約為10%，看到該數(shù)據(jù)好像水解挺“利害”的，但是回頭一看S2-的基數(shù)才約103個(gè)，再乘以水解率，其水解產(chǎn)生的HS-與原來(lái)的HS-相差10-6數(shù)量級(jí)，對(duì)c（HS-）的影響微乎其微。所以沒(méi)有必要考慮H2S溶液中S2-或HS-的水解，因?yàn)樗鼘?duì)電離平衡這個(gè)主要矛盾而言完全是次要矛盾，不必受其干擾，可以直接確定c（H2S）>c（HS-）>c（S2-）。比較溶液中的c（H+）時(shí)，只需關(guān)注兩步電離都有H+就可知c（H+）>c（HS-），這時(shí)水電離的H+比H2S兩個(gè)電離都微弱得多，當(dāng)成次要矛盾不考慮。但到了OH-與S2-比較時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)的Ka2也是很小，這時(shí)就要考慮水電離。Ka2>Kw，所以c（S2-）>c（OH-）。

二、含多種互不反應(yīng)電解質(zhì)的溶液中離子濃度大小比較

例如常溫下，0.1mol/L的CH3COOH與0.1mol/L的CH3COONa等體積混合，此時(shí)溶液中就存在CH3COOH的電離平衡與CH3COO-的水解平衡，要找出主要影響矛盾就得首先判斷溶液酸堿性。因?yàn)?.1mol/L的CH3COOH顯酸性，C（H+）≈，0.1mol/L的CH3COONa顯堿性，C（OH-）≈=，只要知道了溶液的酸堿性或Ka，立刻就能知道溶液中的主要矛盾是誰(shuí)。事實(shí)上該溶液呈酸性，因此溶液中以醋酸的電離平衡為主要矛盾，主要考慮醋酸的電離，不必糾結(jié)醋酸根的水解平衡。根據(jù)勒沙特列原理，就可以得出C（CH3COO-）等于CH3COONa的CH3COO-加上CH3COOH的電離而最終略大于0.05mol/L，C（CH3COOH）比0.05mol/L來(lái)的略小，C（Na+）等于0.05mol/L。因?yàn)樗碾婋x此時(shí)受主要矛盾醋酸電離出的H+的抑制，所以溶液中c（OH-）是最小的。再根據(jù)醋酸的電離度約為0.1%，再加上加入的CH3COONa的抑制，所以醋酸電離出的c（H+）肯定比C（CH3COOH）小得多，因此可得溶液中C（CH3COO-）>C（Na+）>C（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-）。

三、兩種或多種可能發(fā)生反應(yīng)的電解質(zhì)混合溶液中離子濃度大小比較

如果多種溶液混合時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，想對(duì)最后溶液中離子濃度大小進(jìn)行比較，一定要將物質(zhì)間的反應(yīng)這個(gè)最大的矛盾先解決。求出反應(yīng)后物質(zhì)，再來(lái)考慮這些物質(zhì)在溶液中的電離或水解平衡，這樣問(wèn)題才能迎刃而解。例如上題若改為“已知某溫度下醋酸的Ka>醋酸根的Kh，向100mL0.1mol/L的CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol/L的NaOH溶液50mL，求最后溶液中的各離子濃度大小”。此時(shí)抓住最主要的矛盾“能反應(yīng)的先反應(yīng)”，CH3COOH與NaOH反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)其實(shí)就是含有0.005molCH3COOH和0.005molCH3COONa的150mL混合溶液的問(wèn)題，這樣一來(lái)就轉(zhuǎn)為了第二種類型的問(wèn)題。

總結(jié)：綜合來(lái)看，應(yīng)用主次矛盾分析法來(lái)處理離子濃度大小的判斷，其復(fù)雜性在于雙重或多重因素影響，一定要弄清溶液中的主要矛盾是什么并優(yōu)先考慮，再考慮次要矛盾。只要抓住矛盾的主次、影響的主次，問(wèn)題的解決就會(huì)趨于明析化、層次化、規(guī)律化、科學(xué)化。當(dāng)然該法的應(yīng)用還必須由學(xué)生在不斷實(shí)踐的過(guò)程中，積累一定經(jīng)驗(yàn)，從而使教學(xué)方法落實(shí)到地，成為提升學(xué)生核心素養(yǎng)與綜合能力的有力保障與堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。