高中化学电离与水解知识梳理以及习题突破
2020-08-09惠静宇
惠静宇
[摘要]电离与水解是高中化学的两个重要概念,在高考中多有涉及。这两个概念既有区别又有联系,且较为抽象,很多学生遇到相关习题时不知如何下手,在测试中失分较为严重。为帮助学生深入理解这两个概念,掌握相关习题的解题策略,彻底攻克这一学习难点,教学中教师有必要对电离与水解的相关知识点进行梳理,深化学生的理论知识,同时结合常见的习题类型,分析相关的突破策略。
[关键词]高中化学;电离;水解;习题;突破策略
[中图分类号]
G633.8
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058( 2020)23-0063-03
高中化学中电离与水解涉及的知识点较多,对学生的理解能力要求较高。学生在学习中如果对基础概念理解不深人,就很容易走进学习误区,在解题中做出错误的判断。因此,严把基础概念理解关应作为授课的重点认真落实。同时教师还应做好常见题型的归类,传授相关的习题突破策略,提高学生的应用知识能力与解题能力,为学生高中化学学习成绩的提升奠定良好基础。
一、电离与水解知识梳理
1.弱电解质的电离
关于弱电解质的电离,需要学生深刻理解弱电解质的概念、电离及电离平衡以及相关注意事项。弱电解质的概念本身并不难理解,只需重点把握好“电解质”“水溶液”“部分电离”等关键词,即判断物质是否为弱电解质,首先判断其是否为电解质,而后判断其在水溶液中是否只有部分电离。学生应能够正确区分强电解质、弱电解质以及非电解质。弱电解质的电离包括两种状态,即在水溶液中的状态以及熔融状态,因此分析问题时应考虑全面。在一定条件下,如果电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,则表明其电离处于平衡状态。影响电离平衡的因素主要有浓度和温度,其中加水稀释和增大浓度平衡会正向移动,但加水会导致电离程度增大,增大浓度会导致电离程度减小;另外,电离平衡还受同离子效应的影响,增大生成的离子浓度,平衡逆向移动,减小生成的离子浓度,平衡正向移动;升高温度,平衡正向移动。此外,教学中还应引导学生正确理解以下内容:(1)弱电解质的电离强弱与溶解性无关;(2)电解质电离的强弱与溶液的导电性无必然联系,其导电性主要由离子浓度以及离子所带电荷决定。
2.盐类的水解
盐类的水解本质为盐电离出的离子与水电离出的OH-和H+结合生成弱电解质,破坏了水的电离,使溶液显示出不同程度的酸性、碱性或中性,促进水的电离。盐类水解的主要内容有水解的特征与规律、离子方程式的书写、影响水解平衡的因素等。关于盐类的水解,需要学生准确把握以下特征:盐类的水解可看作是酸碱中和反应的逆反应;水解为吸热反应;因水解的反应程度较小,因此在书写方程式时一般不写“↑”“↓”符号,而且不写分解产物。盐类的水解遵循的规律有:有弱才水解、谁弱谁水解、都弱都水解、谁强显谁性、同强显中性。在书写盐类水解的离子方程式时应注意:水解方程式通常使用“与”连接,双水解使用“=”连接;对于多元弱酸根的正酸根离子的水解,应分步书写。影响盐类水解的因素有内因与外因,其中内因为盐自身的性质,对于多元弱酸根以第一步水解为主;外因则包括温度、浓度、溶液的酸碱性,其给水解平衡造成的影响遵循勒夏特列原理。需要注意的是,盐类的水解中由水电离出的OH-和H+的量是相等的。
二、电离与水解习题突破策略
1.方程式类习题突破策略
关于弱电解质的电离以及盐类的水解,能够书写正确的电离、水解离子方程式是学生必须具备的基本素质。有关离子方程式的书写是高中化学常考知识点,因此教学中教师不仅要让学生认真记忆书写离子方程式应注意的细节,还应结合具体的例题,为学生讲解相关的突破策略,使学生能够灵活应用。
【例l】下列电离方程式或离子方程式正确的是(
)。
A.NaHCO3电离:NaHCO3=Na++H++CO2-
B.H3P04电离:H3P04= 3H++P043-
C.NH4+水解:NH4++H20=NH3.H20+H+
D.CO2一水解:C032-+H20=H2C03+20H-
判斷电离或水解方程式的正误,应注重运用以下突破策略:首先,找到方程式中的“弱”离子,观察方程式中的连接是可逆号还是等号。同时观察一些物质化学式的书写是否正确,如不把H2C03、NH3-H20写成分解产物的形式;其次,根据弱离子判断方程式是否需要分步书写;最后,观察反应前后物质的电子数是否相等。
根据以上策略逐一分析该题中的各项。A项中NaHCO3的电离是分步进行的,不能直接将HCO3一拆开,A项错误。B项中H3PO4的电离需要分三步进行,而且方程式需要用可逆符号连接,B项错误。C项正确。D项中CO,2。的水解应分为两步,即C02-+H20=HC03-+OH-,HC03-+H20=H2C03+OH-,D项错误。
2.影响因素类习题突破策略
改变反应的外部条件,判断电离和盐类的水解相关离子浓度的变化情况,是高考的重要题型之一。为了提高学生解答该类试题的正确率,教学中应让学生充分理解改变条件会给弱电解质的电离以及盐类的水解带来的影响,尤其应注重创设新颖的问题情境,引导学生深入分析问题,使其掌握解答该类题型的技巧。
【例2】分别配制0.5 mol/L的CH3COONa溶液、CuSO4溶液,而后测量其与H,0在不同温度条件下的pH值,将测量的结果绘制成曲线(如图1所示)。下列说法正确的是(
)。
A.增加温度,纯水中氢离子物质的量浓度大于氢氧根离子物质的量浓度
B.增加温度,CH3COONa溶液中的氢氧根物质的量浓度减小
C.增加温度,水解平衡移动和Kw的改变共同决定CuSO4溶液中的pH变化
D.增加温度,CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向的不同,导致CH3COONa溶液、CuSO4溶液的pH值均降低
该题目考查温度对盐类水解的影响。解答该类习题时应注意应用以下突破策略:无论何种溶液,由水电离出的氢氧根和氢离子的浓度相等;增加温度促进水解;水的离子积常数Kw只和温度有关,随着温度的增加,Kw增大。
该题目与常规题目不同的是,需要学生认真读图,先明确图中横轴和纵轴表示的含义,再分析三种溶液的pH值随温度升高的变化规律。对于A项,纯水中水电离出的氢氧根和氢离子物质的量浓度相等,A项错误。B项中增加温度,会促进水的电离和CH3COONa的水解,CH3COO-水解时会增加溶液中的氢氧根的物质的量浓度,B项错误。C项正确。D项中增加温度促进水解,CH3COO-、C u2+的水解平衡移动方向相同,D项错误。
3.平衡类习题突破策略
弱电解质的电离和盐类的水解平衡题,对学生分析问题的能力要求较高。为提高学生解答相关习题的能力,教学中应为学生讲解电离平衡、水解平衡常数的计算方法以及影响平衡的因素。同时,提高学生应用勒夏特列原理分析平衡问题的意识,并鼓励其做好解题经验总结,掌握判断平衡的技巧与规律。
4.微粒浓度类习题突破策略
比较溶液中相关微粒的浓度需要学生综合分析电离、水解的强弱,难度较大,是高考的常考题型。教学中,为提高学生分析、解答此类问题的能力,教师既要为学生讲解分析微粒浓度遵循的规律,又要加强学生的习题训练,使其在训练中弥补不足,积累经验,加深对微粒浓度比较的认识与理解。
【例4】室温下,HC03-+H2O=H2C03+OH-的平衡常数K=2.2x 10-8。若将氨水和NH4HCO3溶液按一定比例混合,忽略混合引起的体积变化,室温下的下列关系正确的是(
)。
突破微粒浓度比较习题应注意把握以下关键内容:根据已知,准确判断水解程度的大小;遵循电荷守恒、物料守恒、质子守恒;针对单一溶液,根据电离、水解程度来分析;针对混合溶液应先确定溶液的成分,而后再根据电离、水解程度来分析。
A项中,水和氨水都存在电离平衡,因此氢氧根物质的量浓度大于铵根离子物质的量浓度,A项错误。B项中,因溶液显碱性,表明HCO3一的水解程度较NH4+的水解程度大,B项正确。C项中,根据物料守恒可知,等号前面整体的系数应为2,C项错误。D项中,分別写出物料守恒、电荷守恒、碳元素守恒的等式关系后,不难分析出其关系是正确的。
综上,高中化学电离与水解知识点多且理解难度较大,但又是高考中的高频考点。为使学生彻底掌握这一重点知识,教学中教师既要与学生一起梳理相关知识,帮助学生打牢基础,又要注重归纳相关题型,结合具体题型传授相关的突破策略,不断提高学生的解题能力,使其在高考中解此类题型时能够游刃有余。
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(责任编辑 罗艳)