柳先美

(廣東省廣州市實驗中學 510375)

近些年的全國高考卷中，有一道選擇題是考查水溶液中離子平衡的一些知識點，涉及到溶液溶質(zhì)的判斷、K值的計算、濃度大小的比較、水的電離程度大小的比較.從平時測試的數(shù)據(jù)來看，這一題的得分率偏低的，說明學生在該知識點的理解和認識上還是比較困難的.

根據(jù)該知識點的屬性和筆者的教學經(jīng)驗，建議教學中能夠抓住溶質(zhì)微粒這個基本的化學核心素養(yǎng)的微粒觀，分析出每個狀態(tài)下的溶質(zhì)，通過適當?shù)亩坑嬎?，以?shù)據(jù)再結合圖像曲線呈現(xiàn)給學生，讓學生對該知識點有一個全面、深刻的認識.有助于學生吃透該知識點，提高得分率.

一、水的電離

水是一個極弱的電解質(zhì)，在常溫的情況下，c水(H+)=c水(OH-)=1×10-7，所以Kw=c水(H+)·c水(OH-)=1×10-14(這里在濃度c右下角加上水，表示由水電離產(chǎn)生的離子).水的電離存在平衡，就會受到一些離子的影響.水的電離程度關鍵在于求出c總(H+)、c總(OH-)和c水(H+)、c水(OH-)，同時必須搞清他們的關系，不能混淆.

二、水的電離的促進與抑制

表1 不同溶液中水的電離

注：常溫下

通過數(shù)據(jù)分析，酸堿中算“小的”，水解鹽算“大的”，還可以得到下面幾點規(guī)律：

①常溫下水溶液中，c水(H+)=c水(OH-)=1×10-7水的電離不被抑制也不被促進.

②c水(H+)=c水(OH-)<1×10-7水的電離被抑制；c水(H+)=c水(OH-)>1×10-7水的電離被促進.

③pH相加等于14的酸和堿，抑制程度相等，pH相加等于14的鹽，促進程度相等.

④c水(H+)越小，水的電離越被抑制；c水(H+)越大，水的電離越被促進，但溶液的pH都是越遠離7的.

詳細的關系可以看圖1.

圖1

三、中和滴定曲線中各個點水的電離程度情況

以這樣一個題目來分析中和滴定曲線中水的電離程度.

常溫下，向20mL 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入0.1mol·L-1的NaOH溶液的滴定曲線如圖2所示.

圖2

當溶質(zhì)是純CH3COONa溶液的時候，水的電離程度是最大的.左極限VNaOH=0mL時，純CH3COOH溶液水的電離被抑制.右極限VNaOH無限大時是NaOH溶液，水的電離是被抑制.因此，在這個左極限與最高點之間，有一個點水的電離既不被抑制也不被促進；最高點和右極限之間也有一個點水的電離既不被抑制也不被促進.

這兩個點的溶質(zhì)是什么，溶液的酸堿性以及橫坐標是多少，這是?？嫉囊粋€難點.可以先分析清楚曲線上每一個點的溶質(zhì)是什么，如圖3所示，左極限點①是純CH3COOH，抑制水的電離；最高點⑤是純CH3COONa，促進水的電離.再以這兩個點為參考，一定有一個點④水的電離既不被促進也不被抑制，這個點④是少量CH3COOH和過量CH3COONa的混合溶液，且溶液pH=7，CH3COOH抑制水的電離與CH3COONa促進水的電離相互抵消，既不抑制也不促進水的電離.同理，也有⑦水的電離既不被促進也不被抑制，這個點⑦是NaOH和CH3COONa的混合溶液，NaOH抑制水的電離與CH3COONa促進水的電離相互抵消，既不抑制也不促進水的電離，但溶液pH>7.

點③是等量的CH3COOH和CH3COONa，CH3COOH電離大于CH3COONa的水解，所以是抑制水的電離；點②靠近點①是過量CH3COOH和少量CH3COONa的混合溶液，抑制水的電離； 點⑥溶質(zhì)中NaOH較多，水的電離被抑制.

圖3

通過計算可以得到點④和點⑦的V(NaOH).

點④，電荷守衡：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，c(H+)=c(OH-)，所以

c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

解得Vx=19.8mL

點⑦，CH3COONa的促進等于NaOH的抑制，可以近似認為CH3COONa水解產(chǎn)生的c(OH-)與NaOH電離產(chǎn)生的c(OH-)相等.

根據(jù)數(shù)據(jù)可以得知，兩個點④和⑦都與點⑤極其靠近，特別是點⑦的Vy=(20+3.38×10-7)mL≈20mL，并沒有什么意義.

該文通過圖表結合數(shù)據(jù)計算的形式，清晰的呈現(xiàn)了中和滴定過程中水的電離變化的情況.通過這些形象的圖表和具體的數(shù)據(jù)，可以幫助學生更深層次的認識水的電離這個知識點.