董家鳴
【摘 要】水溶液中的離子平衡是化學(xué)科目中最基本的知識(shí)點(diǎn)之一,它也是近年來(lái)高考題目中涉及的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。因?yàn)樵撝R(shí)點(diǎn)涉及的內(nèi)容廣泛。因此,本文結(jié)合“水溶液中離子平衡”的主要內(nèi)容:水的電離、弱點(diǎn)解質(zhì)的電離和溶液的酸堿性,分析水溶液中離子平衡的主要要點(diǎn),最后總結(jié)關(guān)于水溶液中離子平衡的相關(guān)策略。
【關(guān)鍵詞】水溶液;化學(xué);離子平衡;解題技巧
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1671-8437(2019)04-0054-01
在高中的化學(xué)知識(shí)中,離子濃度及其變化規(guī)律是“水溶液中的離子平衡”的重要內(nèi)容之一。在相關(guān)的教材中,涉及的內(nèi)容從“氫離子與氫氧根離子濃度曲線(xiàn)變化”、“電解質(zhì)的金屬離子與酸根離子濃度關(guān)系與曲線(xiàn)變化”、到“弱酸與堿混合的溶液中氫離子的變化”等,出題的類(lèi)型通常包括選擇或填空題等。該知識(shí)點(diǎn)比較多,知識(shí)面又分散,因此也是本文闡述水溶液中的離子平衡解題技巧的原因之一。
1 水溶液中離子平衡的概述
這一節(jié)主要介紹該知識(shí)點(diǎn)涉及的概念和公式等。主要闡述了弱電解質(zhì)電離定義,電離平衡的定義,電離方程式等知識(shí)要點(diǎn)。這些在化學(xué)知識(shí)點(diǎn)中是基本的內(nèi)容和要點(diǎn)。通常情況下,化合物在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電時(shí)的物質(zhì)稱(chēng)為電解質(zhì)。相反,如果化合物在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導(dǎo)電時(shí)稱(chēng)為非電解質(zhì)。在電離平衡中,包含一個(gè)電離平衡常數(shù),表示方法為Ki=[A+][B-]/[AB],(一般用Ka表示酸,Kb表示堿)。在離子平衡中,水是重要的一種物質(zhì),它可以用來(lái)溶解很多種物質(zhì),是很好的無(wú)機(jī)溶劑。在將水作溶劑的溶液稱(chēng)為水溶液,其用“aq”表示,如“HCl(aq)”。當(dāng)離子化合物和共價(jià)化合物溶解于水時(shí),他們?cè)谒袝?huì)發(fā)生電離,并且以水合離子的形式存在,形成的溶液呈透明狀。
2 水溶液中的離子平衡解題技巧
本節(jié)主要以練習(xí)題的形式,來(lái)說(shuō)明在求解該類(lèi)型題時(shí)的解題技巧。主要介紹鹽類(lèi)的水解和水的電離。
2.1 鹽類(lèi)的水解
在平常的習(xí)題練習(xí)和“三年高考,五年模擬”題中,較為常見(jiàn)的是鹽類(lèi)水解。根據(jù)筆者平時(shí)的總結(jié),鹽類(lèi)水解規(guī)律可以總結(jié)為無(wú)弱不水解有弱就水解;誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,弱弱具體定;越弱、越熱越稀越水解等。下面的習(xí)題就用到了這個(gè)規(guī)律。
習(xí)題1:在滴有酚酞試液的溶液中,以下哪種行為會(huì)使溶液的顏色變深( ).
A 對(duì)CH3COONa溶液加熱
B 氨水中加入少量的NH4C1
C 在小蘇打溶液中加入少量的NaC1固體
D 對(duì)明礬溶液進(jìn)行加熱
解題技巧:首先看選項(xiàng)A,CH3COONa溶液加熱后使得溶液的狀態(tài)變?yōu)閴A性,在后續(xù)的加熱過(guò)程中水解逐漸增大,堿性狀態(tài)逐漸加大,根據(jù)總結(jié)的規(guī)律口訣:誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)顯性,同強(qiáng)顯中性,所以該行為會(huì)使溶液的顏色逐漸變深.因此,可以選A。根據(jù)排除法,其他選項(xiàng)可以不用看了。但還是要簡(jiǎn)要分析其他選項(xiàng)。B項(xiàng)中NH4C1水解后為呈現(xiàn)酸性,對(duì)溶液的顏色沒(méi)有影響.C項(xiàng),NaC1加入到酚酞試液中不發(fā)生水解,溶液的顏色不會(huì)發(fā)生變化。D項(xiàng)中,根據(jù)化學(xué)公式Al3++3H2O=A(OH)3+3H+,可知明礬溶液加熱過(guò)程中,水解程度逐漸增大,酸性逐漸增強(qiáng),溶液的顏色不會(huì)發(fā)生變化。正確答案為A。
2.2 水的電離
影響水電離的因素主要有溫度、活潑金屬、鹽類(lèi)和酸堿度。高溫或者鹽類(lèi)化合物可以促進(jìn)水的電離;強(qiáng)弱酸、強(qiáng)弱堿會(huì)抑制水的電離。
例1:25℃在等體積的①PH=0的H2SO4溶液,②0.05的Ba(OH)2溶液,③PH=10的Na2S溶液,④PH=5的NH4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是( ).
A 1:10:1010:109 B 1:5:5×109:5×109
C 1:20:1010:109 D 1:10:104:109
該題的知識(shí)點(diǎn)是對(duì)水電離的理解以及與酸、堿、鹽的化學(xué)反應(yīng).H2SO4溶液中,c(H+)=1,水電離出的c(OH-)=;Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,故水電離出的c(OH+)=;Na2S溶液中S2-水解消耗H+,并且使水電離出的c(OH-)>c(H+),另外,此時(shí)的水溶液呈堿性。所以c(OH-)=;NH4NO3溶液中,NH4+水解消耗OH-,并且使水電離出的c(OH-)