电解质溶液中离子浓度大小的比较
2017-06-12童守彭
童守彭
溶液离子浓度大小是化学教学中的难点所在,特别是涉及弱电解质的相关问题,学生在解题过程中不知从何下手.下面结合自己的教学实践就电解质溶液浓度大小的比较谈点体会.
一、坚持“三看”原则
在化学教学中,教师要注重教学过程对学生学习经验的累积,培养学生的学习能力.化学是高考中重要的学科.在化学教学过程中,教师要注意重点及难点知识的教学,促使学生的化学成绩有所提高.在化学学习过程中,电解质溶液中离子浓度大小的比较是相对较难的学习内容.有些学生在该知识点学习过程中遇到较大的困难,因而教师需要对此引起重视,采取积极有效的教学策略,改善现状.针对上述知识点教学而言,归纳总结为“三看”.第一,看反应,主要针对的是溶液中的溶质,它们彼此之间是否存在反应.第二,看成分,需要对溶液成分进行深入全面的分析,重点查看溶质成分.第三,看酸碱性,需要检查溶液酸碱性,从而了解溶液中溶质的酸碱性.
二、注意区分酸溶液与碱溶液
在电解质溶液中,主要是以酸溶液及碱溶液为主.对酸溶液而言,其中的氢离子浓度最大,也就是c(H+);对于碱溶液来说,其中的氢氧根离子浓度最大,即c(OH+).而其他的离子浓度,主要是通过酸或碱的电离程度来判定,通常情况下第一步电离主要有两种形式,分别是多元弱碱、多元弱酸.
三、盐溶液
无论是多元弱碱酸根,还是多元弱碱阳离子,基本上都是以分步水解为主.在通常情况下,第一步都是水解.例如,在NH4Cl溶液中,具体浓度比较如下:c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-).NH4Cl与NH3·H2O混合溶液,呈现中性.对酸式酸根离子,需要了解其电离程度,并且明确水解程度的大小.例如,在NaHCO3溶液中,具体浓度大小比较为:c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+).针对同一离子而言,在对比它们的浓度时,要注意区分其他离子的影响.例如,物质的量浓度,在相同溶液中,c(NH+4)比较为:c(NH4HSO+4)>c(NH4Cl)>c(CH3COONH4).
四、混合溶液
溶液混合是化学教学中比较常见的问题,也是电解质溶液浓度大小比较的关键问题.针对混合溶液而言,首要考虑的因素是能否发生反应.如果能够发生反应,紧接着需要确定反应后的物质,还有物质浓度,再考虑电离因素,或是水解因素.例如,100ml0.1mol/L的酸醋与50ml0.2mol/L的氢氧化钠溶液混合,离子浓度大小是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+).醋酸钠水解度,在某种程度上是高于电离程度,溶液呈现碱性.
五、“三种”守恒关系
在高中化学教学中,关于电解质溶液离子浓度大小的比较需要依靠三种守恒关系,分别是电荷守恒、物料守恒、质子守恒.首先,对电荷守恒而言,主要针对的是溶液中阴离子,其负电总数,等同于阳离子总数.在化学学习中,电荷守恒得到广泛应用,主要是按照电荷守恒给予公式,然后通过对比获取离子物质的量和物质的量浓度.例如,在NaHCO3溶液中,存在下述关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+c(OH-)+2c(CO2-3).其次,對于电解质溶液来说,物料守恒主要针对的是电解质,其在发生变化之前,其中某元素的原子物质的量,在某种程度上等同于变化之后的溶液,包含所有元素原子总量之和.物料守恒实质上与原子有着非常密切的关联,是其个数及质量守恒.例如,在Na2S溶液中,S-2的水解,HS-的电离、水解,水的电离,它们的关系如下:c(S2-)+c(HS)+c(H2S)=12c(Na+)(Na+和S2-守恒),c(HS-)+2c(S2-)+c(H+)=c(OH-)(H、O原子守恒).在NaHS溶液中,HS-的水解,还有电离及水离具体如下:HS-+H2O与H2S+OH-,两者可以相互发生反应,而HS-与S2-+H+相互发生反应.基于电荷守恒角度分析,存在以下等式,c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+).将上述公式进行叠加,有如下有关系:c(S2-)+c(OH-)=c(H2S)+c(H+).最后,质子守恒.在溶液中,无论是结合氢离子,还是远离氢离子,氢原子总数保持不变,是固定值.根据上述推导可知,高中化学电解质溶液中的浓度离子大小比较需要从多个层面去考虑,依据具体情况明确浓度离子的比例,然后借助相应的公式推导验证是否具有合理性.电解质溶液中离子浓度的大小比较,借助“三种”守恒关系,能明确一定的化学关系式,帮助学生列出等式,解决实际问题.
总之,在高中化学教学中,教师要对电解质溶液中离子浓度大小的比较引起足够的重视,并采取有效的教学策略,培养学生的学习能力,从而提高教学效果.