巧解水溶液中离子浓度大小问题

发表时间:2017/9/21   来源:《教育学文摘》2017年10月总第242期   作者:陈景新
[导读] 笔者依据多年的教学经验,系统梳理各种题型,分析总结出一个简单的解答策略及解题方法,能将此类知识进行简单的处理,并将复杂的内容简化。

 陈景新 山东省博兴第三中学 256500
摘 要:将水溶液中的微粒分成三类:大量、少量、微量,在每一类中再进行离子浓度大小比较。
关键词:大量 少量 微量 离子浓度 大小比较
        笔者依据多年的教学经验,系统梳理各种题型,分析总结出一个简单的解答策略及解题方法,能将此类知识进行简单的处理,并将复杂的内容简化。
        一、解决策略
        根据鲁科版和人教版课本分析很容易知道,不论是弱电解质的电离还是盐类的水解,它们的电离程度和水解程度都是非常小的,因此我们可以将溶液中的微粒进行初步简单的处理,将各种微粒分成大量、少量、微量三种。
分类标准如下表。

        浓度关系一定满足:大量>少量>微量。
        二、题型分析
        电解质溶液中离子浓度的相对大小比较的题目虽然非常多,概括起来主要有三种类型:单一溶质溶液的离子浓度大小的比较,混合溶液的离子浓度大小的比较,不同溶液中同一离子浓度大小的比较;针对每种类型,利用刚才的解题策略进行简单分析。
1.单一溶质的溶液的离子浓度大小的比较。
【典型例题1】在0.1mol/LNH3·H2O溶液中,下列关系正确的是( )。
A.c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
B.c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH3·H2O)>c(NH4+)=c(OH-)>c(H+)
D.c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
        根据解题策略分析,首先将溶液中的各种微粒进行分类,结果表格如下:


        根据浓度关系,我们很容易得到:c(NH3·H2O)>【c(OH-),c(NH4+)】>c(H+)。我们发现少量的微粒有两种,下面将少量的微粒进行比较,难点就会迎刃而解。因为水还电离出OH-,所以少量的微粒中c(OH-)>c(NH4+),故本题答案选A。
        2.混合溶液中各种离子浓度的相对大小比较。
        此类题型首先要看是否反应,若不反应,微粒数目仅仅增加,比较方法如1。若反应,先让溶质反应,再判断反应后溶液中的溶质,然后仍然将微量分成三类进行分析,此类问题基本解决。
        【典型例题2】0.2mol/LNH4Cl溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后,溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是( )。
A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
C.c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
        分析:首先发生NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3·H2O之间的反应,然后根据计算算出溶液中的溶质有三种且物质的量相等:NH4Cl、NaCl、NH3·H2O,这儿的难点就是NH4Cl水解,而NH3·H2O电离,比较难度增大。简单的处理策略是:如果溶液显酸性以水解为主,我们就忽略电离;反之就忽略水解。总之简化为只考虑电离或者水解。
一        般来说相同浓度的NH3·H2O电离程度比NH4+水解程度要大,因此溶液呈现碱性。在这里我们可以只考虑电离,也就是将NH4+水解忽略。

     
        在大量微粒中,Cl-比其他微粒均大,剩下的NH4+、Na+、NH3·H2O不考虑其他因素,从量上来说相等,但是又因为NH3·H2O电离生成NH4+,导致NH4+增大,Na+不变,而NH3·H2O减小,得出c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O),所以本题的D选项正确。C选项的电荷守恒学生比较容易接受。
        3.不同溶液中同一离子浓度大小的比较。此类题型主要是大量离子之间的比较。解题策略不变,也是遵循大量始终是大量的基本原则。
        【典型例题3】1mol/L的下列溶液中NH4+浓度大小顺序是( )。
(1)NH4Cl;(2)CH3COONH4;(3)NH4HSO4;(4)(NH4)2SO4;(5)(NH4)2Fe(SO4)2;(6)(NH4)2CO3;(7)NH3·H2O。
此题只有(7)中的NH4+是少量。其他六种均为大量,但是(4)(5)(6)中的NH4+是(1)(2)(3)的两倍,因此(4)(5)(6)>(1)(2)(3)>(7),因为大量的始终是多的。又在(4)(5)(6)和(1)(2)(3)中均有抑制水解、正常水解和促进水解三种情况,因此大小顺序就是:(5)>(4)>(6)>(3)>(1)>(2)>(7)。
通过将溶液中微粒进行简单的分类处理,整个分析条理清晰,而且学生理解运用更加灵活方便,大大简化思维过程,难度大大降低。

 
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