◇ 安徽 李 昆
比較溶液中微粒濃度大小
◇安徽李昆
電解質溶液中微粒大小比較的問題是高中化學的熱點問題,也是高考化學復習的重難點.此類試題,由于涉及電離理論、水解理論、守恒思想、平衡思想、元素觀、微粒觀、定量觀等理論知識和化學核心觀念,可以有效測試綜合應用能力和處理圖表信息能力,因此已成為高考命題的熱門.下面通過一個具體實例來分析:
圖1
(1)在此過程中,溶液中的溶質可能是什么?
(2)溶液的酸堿性如何?分析溶液中微粒濃度的大小關系.
(3)溶液中存在哪些微粒?分析醋酸鈉溶液中的等量關系.
分析(1) 溶質為CH3COOH和CH3COONa(對應圖中①、②點),溶質為CH3COONa(對應圖中③點), 溶質為CH3COONa和NaOH(對應圖中③點以后).
(2)① 酸性.
c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-);
c(CH3COO-)>c(Na+)=c(H+)>c(OH-);
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).
② 中性.
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+).
③ 堿性.
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+).
c(Na+)>c(OH-)=c(CH3COO-)>c(H+);
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+).
由上述可知,滴加NaOH溶液后,Na+和OH-濃度在溶液中逐漸變大,整個滴定過程呈現漸變量關系.
(3) 溶液中存在微粒CH3COOH、H2O、CH3COO-、Na+、H+、OH-,在醋酸鈉溶液中存在的等量關系如下.
① 電荷守恒關系式
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
② 物料守恒關系式
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);
③ 水電離的氫離子和氫氧根離子守恒關系式
c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+).
1) 分辨不清電解質溶液中的微粒是電離程度大還是水解程度大.單一弱酸酸式鹽;若是NaHSO3、NaH2PO4等溶液,弱酸酸式根的電離程度大于其水解程度,溶液呈酸性;若是NaHCO3、NaHS等溶液,弱酸酸式根的水解程度大于其電離程度,溶液呈堿性.混合溶液:若是CH3COOH與CH3COONa、NH3·H2O與NH4Cl的混合溶液,CH3COOH或NH3·H2O的電離程度分別大于CH3COONa或NH4Cl的水解程度,溶液呈酸性;若是HCN與NaCN、HClO與NaClO的混合溶液,NaCN或NaClO的水解程度分別大于HCN或HClO的電離程度,溶液呈堿性.
2) 三大守恒分辨不清.電荷守恒的本質是電解質溶液總是呈電中性,電荷守恒式的直觀識別方法是等號一側全是陰離子,另一側全是陽離子.物料守恒的本質就是元素守恒,可以理解為某粒子發生水解或電離后,微粒種類增多,但元素總是守恒的,物料守恒式的直觀識別方法是等號兩側的微粒中分別含有同種元素.質子守恒(又稱水的電離守恒)的本質就是水電離出來的H+濃度等于OH-濃度,質子守恒式的直觀識別方法是等號一側僅是H+或僅是OH-,質子守恒也可理解為電解質溶液中的粒子電離出的H+總數等于粒子接收的H+總數再加上游離的H+總數.
(作者單位:安徽省阜陽市臨泉縣第二中學南校)