構建思維模型 解答電解質溶液中粒子濃度問題

寸待羅

溶液中粒子數目及濃度計算類題目是近幾年高考的常考題型之一，電解質溶液中的粒子數目及濃度受眾多因素影響，解答此類題目還需具備各種平衡知識。因此，溶液中粒子數目及濃度計算類題目難度大，綜合性強，區分度明顯。然而這類題目也有較固定的解題模式，學生若能構建相應的模型即可順利攻克。

1.電解質溶液中粒子數目計算

1.1 模型方法

一看前提條件：必須知道溶液的濃度和體積。

二熟悉不會水解的離子：Cl—、NO3—、SO42—、ClO4—、Br—、I—、K+、Na+、Ca2+、Ba2+。

三掌握計算公式：N=c·v·n·NA 期中n表示化學式中離子的個數。

解題模式：①只有濃度沒有體積的溶液離子數目無法計算;②會水解的離子的數目無法計算;③膠粒的數目無法計算。

1.2 真題演練

【例1】NA表示阿伏伽德羅常數的值，下列說法是否正確。

（1）0.1mol·L—1的KNO3溶液中含有NO3—和K+離子數的總和為2NA。

（2）1 L 0.1mol·L-1硫代硫酸鈉溶液含有的S2O32-數目為0.1NA。

（3）常溫下pH=2的鹽酸，每升溶液中的HCl分子數目為0.01NA。

（4）常溫下100g46﹪的乙醇水溶液中含有氧原子的數目為1NA。

（5）將含0.1molAlCl3的溶液制成膠體，生成的Al（OH）3膠粒的數目為0.1NA。

答案 （1）× （2）× （3）× （4）×（5） ×

陷阱突破：細審題、抓“四看”

一看是否指明溶液的體積;

二看是否有弱電解質或可水解的離子，只有不會電離或水解的粒子才能根據公式計算;

三看所給條件是否與電解質的組成有關;

四看是否忽略溶劑中的某些原子。

2.利用電解質溶液中三大守恒規律計算、比較粒子濃度

2.1 模型方法

一是熟悉三大守恒規律及其數學表達式：電荷守恒是指離子所帶的正、負電荷總數相等;物料守恒是指原子數目比是固定不變的;質子守恒是指基準態粒子（包括水分子）得、失質子數相等。

二是會判斷適用哪個守恒規律：只有陰、陽離子濃度的等式用電荷守恒;有離子和分子濃度，但無c（H+）和c（OH-）的等式用物料守恒;有c（H+）、 c（OH-） 和分子濃度的等式用質子守恒。

解題模式：①先看溶質種類，單一溶液主要考慮電離或水解，混合溶液先考慮是否會反應后考慮電離或水解;②濃度大小比較根據電離或水解程度判斷，濃度等式用守恒規律判斷;③利用守恒規律和溶液酸堿性寫出相關的粒子濃度關系式。

2.2 真題演練

【例2】室溫下，下列溶液中粒子濃度關系正確的是（）

A.Na2S溶液：c（Na+）>c（HS-）>c（OH-）>c（H2S）

B.Na2C2O4溶液：c（OH-）=c（H+）+c（HC2O）+2c（H2C2O4）

C.Na2CO3溶液：c（Na+）+c（H+）=2c（CO）+c（OH-）

D.CH3COOK和BaCl2混合溶液：c（K+）+c（Ba2+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）+2c（Cl-）

答案 B

易錯警示：①電荷守恒等式不是各離子濃度的簡單相加。②物料守恒等式，必須寫離子濃度系數。③單一溶液的質子守恒等式用列表法得出，混合溶液的質子守恒式根據電荷守恒等式和物料守恒等式聯立得出。

3.離子平衡圖像問題

3.1模型方法

一看圖找信息：明確橫、縱坐標的物理量及其含義;找出曲線的變化趨勢、起點、終點及拐點。

二找聯系：根據圖像中點線面的含義，結合粒子間的化學反應及粒子濃度與PH值、Ka、Kh、Kw、Ksp的聯系做出判斷。

三思考原理：物質的性質及反應、化學平衡理論、化學守恒規律。

解題模式：先總覽全圖再找點。①滴定曲線圖找起點、恰好反應點、滴定終點、過量點;②分布系數曲線圖找交叉點，交叉點的c（H+）一般為對應酸的Ka;③粒子濃度比值對數曲線圖找對數值為0的點;④溶解度曲線圖找Ksp點。

3.2真題演練

【例3】（滴定和分布系數綜合曲線.2020.課標全國I，13）以酚酞為指示劑，用0.100 0mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖所示。[比如A2-的分布系數：δ（A2-）=]

下列敘述正確的是（）

A.曲線①代表δ（H2A），曲線②代表δ（HA-）

B.H2A溶液的濃度為0.2000mol·L-1

C.HA-的電離常數Ka=1.0×10-2

D.滴定終點時，溶液中c（Na+）<2c（A2-）+c（HA-）

答案 C

【例4】（粒子濃度比對數曲線） 已知常溫下HCN酸性弱于HF，分別向1 L 1 mol·L-1的HCN和HF溶液中加NaOH固體，溶液中lg（X表示F或者CN）隨pH變化情況如圖所示，下列說法錯誤的是（）

A.直線Ⅰ對應的是lg

B.Ⅰ中a點到b點的過程中水的電離程度逐漸增大

C.c點溶液中：c（Na+）>c（X-）=c（HX）>c（OH-）>c（H+）

D.b點溶液和d點溶液相比：cb（Na+）

答案 D

總結：離子平衡圖像問題分析步驟

①明確橫、縱坐標的含義。②理解圖像上線及點的含義。③抓住Ka、Kh、Ksp的特點，結合選項分析判斷。

高三復習不是學生高一、高二所學知識的簡單再現，而是深度的知識整合，學生不僅要立足于課本，更要超越課本，不斷學習總結，培養學科素養，構建思維模型，形成相應的知識體系。

參考文獻

[1]北京師范大學.華中師范大學.南京師范大學無機化學教研室編.高度學校教材《無機化學》.高等教育出版社.1992.

[2]王朝銀主編《創新設計.2022復習用書.化學》.陜西人民出版社.2021.

[3]催麗娜. 構建思維模型解決離子平衡圖像問題【j】.《教學考試》2021（3）：12-15.