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关于盐类水解中离子浓度大小的判定
王桂龙
(安徽省怀远第一中学化学组,安徽怀远233400)
摘要:本文的目的是让学生能够正确掌握离子浓度大
小的比较方法通过对三大守恒的解读、单一溶液和混合缓冲
溶液的分析.让学生全面理解并掌握了盐类水解的实质和能
熟练运用正确的方法比较溶液中离子浓度的大小。为以后的
学习打下坚实的基础。
关键词:盐类水解离子浓度三大守恒
盐类水解的离子浓度大d,~tl定是高考的热点和难点,学
生做这类问题时出现了许多问题,主要表现在:1.强弱电解质
不能做出正确的判定;2.分不清某些溶液中对应离子的电离
占主导地位还是水解占主导地位;3.对三种守恒关系的理解
不够.不能正确运用三种守恒关系快速判断浓度大小。基于以
上原因。我结合自己的教学实际情况,浅谈如下。
一
、三大守恒关系的解读
1.电荷守恒关系
任何溶液对外必然是显示电中性,这就意味着溶液中的
阴阳离子所带的电荷总量也一定是相等的。即:正电荷总数=
负电荷总数。
1)先找出溶液中存在的所有离子种类。学生存在的问题
主要有以下几点:①不能找全溶液中存在的所有离子种类,常
常不是忘掉电离就是忘掉水解生成的离子;②对电离程度和
水解程度的相对大小认识不清。!)2NaCl(aq)为例,溶液中存在
的所有离子种类:Na-、C1、H、0H;
2)将所有的阳离子和阴离子分在等号的两边,不同的离
子种类用加号连接上,所有的离子带上相应的浓度符号:C(Na)
+C(H):C(C1一)+C(OH一);
3)将每种离子的电荷数放于浓度前:1c(Na’)+lC(H。)=
1C(C1)+1C(OH),即完成电荷守恒式的书写。
相似的如:Na,s0(aq):1C(Na。)+lC(H’)=2C(SO:)+IC
(0H)
++2一一
Na2CO3(aq):1C(Na)+lC(H)=2C(CO3)+IC(OH)+IC
(HCO3)
NaHCO(aq):1C(Na)+1c(H)=2C(col一)+1c(OH一)+1c
(HCO)
关键点:离子种类,离子所带电荷
2.物料守恒关系
所有加入溶液中的物质,其所含的元素种类及对应原子
的数目一定是不会变化的。但是溶剂中的H和0元素必然会影
响到加入的H和O原子的数目.所以在物料守恒式中一定不会
出现以H和0元素作为守恒的判断,那么,所加入的物质中其
他的元素就一定要出现在守恒式中,且对应的元素比例要等
于物质中的比例。
以Na2S04(q)为例:
1)写出元素的比例式:Na/S=2/1
2)将对应元素在溶液中的所有组成形式罗列:Na。、SO:
3)得到式子:C(Na。)/C(SO:)=2/1
展开为即为物料守恒式C(Na。)=2C(SO:)。
相似的女口:Nac03(aq):C(Na)=2[c(CO;)+c(HCO,)+
C(H,CO)]
NaHCO,(aq):C(Na。)=c(co;)+c(HCO)+c(HCO3)
NHAC(aq):C(NH4~+C(NH‘H2O)=C(AC)+C(HAC)
关键点:元素种类,元素存在形式
3.质子守恒关系
质子守恒是学生在理解时最难理解的一种守恒式,在教
3.引导学生设计实验
照方抓药式的实验能提高学生熟练操作的程度,但无法
锻炼学生的创新能力。通过引导学生根据实验目的和原理自
行设计实验,可培养学生的创新能力。
例如:a.以2Fe+Cu=2Fe+Cu反应设计一个原电池的装
置.b.要求设计实验来鉴定下列无色溶液Na,CO、Na。S0、KCl、
HC1、稀H,S0。学生经过思考,很快设计出了实验方案,并动手
完成了实验。实践证明,这样不但可以有效地培养、锻炼学生
的实验能力,巩固所学知识,更重要的是能有效培养学生的创
新能力。
三、运用多媒体辅助教学,让学生乐于学习。
当今社会是一个信息化时代,随着经济和社会的发展,网
络技术和多媒体技术成为现代人们青睐的工具。通过多媒体
资源可以超越狭隘抽象的课本内容,生动形象地给学生展示
教学内容,使原本枯燥乏味的课堂丰富多彩.给师生搭建和谐
沟通的桥梁.使学生从被动的接受者变成知识的构建者。从而
激发学生的学习积极性和主动性
对于化学学科来说,生动有趣的化学实验是化学课堂教
学的显著特征。但是,由于常规实验仪器的局限性,有些实验
结果往往不能达到预定的效果,不能生动全面地把实验结果
展示给学生。一些现象不明显的实验,一般很难观察。学生也
会忽视那些很难观察和轻易消失的现象。而通过多媒体技术
模拟一些重要的、在现实中很难实现的化学实验,可以弥补常
规实验的不足之处,使化学实验的演示效果大大增强,避免以
前的“纸上谈兵”,使学生乐于学习,实现学生听觉、视觉的完
美享受。而且一些实验本身具有一定的危险性、腐蚀性,对人
体健康造成巨大伤害。学生进行此类实验,往往会因操作不规
范、不正确而造成较为严重的后果。例如由于硫酸具有腐蚀
性,人体接触有一定危害。通过多媒体技术,可以避免不安全
因素。
运用多媒体辅助教学,使学生达到视觉、听觉的完美享
受,轻松愉快地学到知识,通过观看画面让他们印象深刻,不
易遗忘,避免传统的听完就忘记的现象。
参考文献:
[1]徐佩苓.化学教学中培养创新精神的探索与实践.化学
教学,2000,(5).
[2]董敬芳.无机化学.化学工业出版社,2003.
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■墨璧
学中多数教师利用电荷守恒式减去物料守恒式的方法来突破
难点,但是却没有告诉学生为什么要这样做。我在处理这类问
题时,多讲了下相减的目的是为了约掉不发生二次电离或水
解的离子,因为这类离子不影响水的电离平衡。结果在做练习
时学生书写质子守恒式的正确率显著提高了。
质子守恒关系的核心是水电离的氢离子等于水电离的氢
氧根离子,但是在盐溶液中,由于存在某些离子的水解或者是
分子的电离,这些水解或者电离干扰了水本身电离出来的阴
阳离子,造成氢离子的浓度不等于氢氧根离子的浓度。我们所
要写的质子守恒就是要找出水电离出来的离子到底在哪。由
于强碱阳离子和强酸的酸根离子不发生水解和电离.因而它
们对水的电离不造成影响,故而在质子守恒式中不会出现.所
以才可以用相减的方法求出质子守恒式。
以NaCO(aq)为例:
''一~一一一
CO+H,0HC0+OH;HCO+H,O圭,CO+OH
由于以上水解方程式的存在,我们可以看成是C0:一
HCO消耗一个H。,c0:一H,c0消耗两个H。。所以质子守恒式
为:C(H)+C(HCO)+2C(H,CO)=C(0H)。
也可以利用相减得到:
①电荷守恒:c(Na)+c(H)=2c(c02-)+c(0H一)+c(HcO:)
②物料守恒:C(Na’)=2Cc(co:)+c(HCO)+c(H,c0)]
①一②质子守恒:c(|{十)+c(HcO:)+2c(H,co)=C(OH一)
关键点:水的电离平衡中的C(H)=C(OH一)
二、溶液中的离子浓度大小比较
1.单一溶液
这类溶液首先是要分清是弱电解质溶液还是盐溶液,然
后才能作出判断。如果是弱电解质溶液则考虑电解质的电离,
如果是盐溶液则考虑盐类的水解。但无论是哪一种溶液.其中
的电离或者水解程度始终是比较弱的,其浓度不会超过原来
溶质的浓度。
例如:
1)弱电解质溶液
氨水溶液(NH·H0)中的离子浓度大小关系比较:由于
是弱电解质,冈而考虑其电离平衡.得到溶液显示碱性。由于
还有水电离出的氢氧根离子.得出比较:
C(0H)>C(NH)>C(H)。
二氧化碳溶于水得到的碳酸溶液(HCO)中的离子浓度
大小比较关系:由于是二元弱酸,所以其一级电离远大于二级
电离程度,溶液显示酸性,得出比较:
,一一
C(H)>C(HCO)>C(C0)>C(0H)。
2)正盐溶液
NaAC(aq)中的离子浓度大小关系比较:由于是盐溶液,
因而考虑其电离后的弱离子的水解平衡,得到溶液显示碱性,
由于还有水电离出的氢氧根离子,得出比较:C(Na。)>C(AC)
>C(0H)>C(H)。
NHCI(aq)中的离子浓度大小关系比较:由于是盐溶液,
因而考虑其电离后的弱离子的水解平衡,得到溶液显示酸性,
由于还有水电离出的氢离子,得出比较:c(c1)>c(NH:)>c(H。)
>C(0H)。
3)弱酸酸式盐溶液
大多数弱酸酸式根离子的水解大于其电离程度(HSO
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H,PO这两个离子的电离大于其水解程度)。
NaHCO(aq)中的离子浓度大小关系比较:C(Na。)>
一一’一
C(HC0)>C(0H)>C(C0,)>C(H)
2.等浓度的混合缓冲溶液
这类溶液的组成通常拥有相同的阳离子或者相同的阴
离子,如:醋酸和醋酸钠的缓冲液有相同的阴离子,氨水和氯
化铵的缓冲液有相同的阳离子.氢氰酸和氰化钠的缓冲液有
相同的阴离子,正是这些相同的成分离子才成为我们解题的
关键。
当弱电解质的电离超过盐中离子水解的量就会使得电离
大于水解,使得相同成分离子的量大于另一个离子的量,反之
亦然。
1)以醋酸和醋酸钠的缓冲液为例:
0.1moULNaAC(aq)和0.1mol/LHAC(aq)等体积混合后溶
液中的离子浓度大小比较:由于该弱电解质的电离大于该盐
的水解程度.因而有
C(AC)>C(Na)>C(H)>C(OH)
C(AC)>C(Na)>C(HAC)>C(H)>C(OH)
(通常酸的酸性越强,则越易电离出氢离子,则越不易
水解)
分析过程:可以假设混合后的溶液中只有盐的电离,不
存在弱电解质的电离和弱酸根离子的水解,此时,溶液中存
在:C(AC)=C(Na)=C(HAC)。然后我们来考虑水解和电离的
相互影响.由于等浓度的HAC的电离大于AC水解程度,所以
最终的结果将使得C(AC)>C(HAC),C(AC)>C(Na’),C(Na。)
>C(HAC),C(H。)>C(OH),又由于电离的量不会太多,因而H。
不会大于原物质的浓度(AC,Na。,HAC)。
2)以氨水和氯化铵的缓冲液为例:
0.1moUL氨水溶液和0.1moⅣLNHC1(aq)等体积混合后溶
液中的离子浓度大小比较:由于该弱电解质的电离大于该盐
的水解程度.所以有
C(NH)>C(c1)>C(OH)>C(H)
C(NH)>C(C1C(NH·H,0)>C(OH)>C(H)
(与酸相似,即碱性越强,越易电离出氢氧根离子,则越不
易水解)
分析过程:同上假设,即混合后的溶液中只有盐的电离,
不存在弱电解质的电离和弱碱阳离子的水解,此时,溶液中存
在c(NH:)=c(cl一)=c(NH·H20)。然后我们再来考虑水解和电
离的相互影响,由于等浓度的NH·H,O的电离大于NH:的水解
程度,所以最终的结果将使得C(NH:)>c(NH·H0),C(NH)>
C(Cr),C(C1一)>C(NH·H,0),C(OH一)>C(H),叉由于电离的
量不会太多,因而OH不会大于原物质的浓度(NH,C1,NH·
H20)。
3)氢氰酸和氰化钠的缓冲液中盐中离子水解超过弱电解
质的电离的量,使得水解大于电离,所以溶液中的离子浓度关
系为:
C(HCN)>C(Na)>C(CN)>C(0H)>C(H)
溶液中离子浓度的大小比较问题解决的最终途径是理解
电离和水解这两种过程的相对强弱,只有充分考虑到这两种
影响因素,才能正确快速地解决离子大小比较的问题。
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