探索比较离子浓度大小的方法
夏岷
[摘???要]对离子浓度大小的相关问题进行分类，在多种题型中总结出有关“离子浓度大小”问题的解决方法和思路，以促使学生领悟其方法的科学性和高效性。
[关键词]离子浓度;方法;探索
[中图分类号]???G633.8????????[文献标识码]???A????????[文章编号]???1674-6058（2019）35-0062-02
“溶液中离子浓度的大小”是高考化学中的必考内容，所占分值虽然不大，却是高考试题中的难点部分，特别是溶液中同时存在电离平衡和水解平衡时，学生感觉其中的平衡关系特别复杂，分不清哪个离子多、哪个离子少。究其原因，是学生对研究对象认识不清，对其中的平衡关系了解得不全面、分析得不透彻。本文对离子浓度大小的相关问题进行分类，在多种题型中总结出有关离子浓度大小问题的解决方法和思路，以促使学生领悟其方法的科学性和高效性。
一、方法总结，领悟其科学性
溶液中的平衡主要是弱电解质的电离平衡和盐的水解平衡，这两种平衡是离子浓度大小比较问题的研究核心。可逆、微弱是弱电解质电离平衡和盐水解平衡的两大特点，也是解决离子浓度大小问题的关键。学生明白了这一点，教师就可以小组讨论的形式，引导学生对离子浓度大小的问题进行讨论辨析，以使学生能够在思维的碰撞中获取灵感，总结出科学合理的方法技巧。
讨论主题①：以“CH3COOH溶液”为研究对象，讨论其中的离子浓度大小。
醋酸溶液是混合物，溶质为醋酸，溶剂为水，两者都是弱电解质，故溶液中存在醋酸的电离平衡和水的电离平衡：CH3COOH？CH3COO-?+H+?，?H2O？H++OH-。其中，醋酸的电离平衡是主要的，水的电离平衡是次要的，两者都是微弱的。学生能很快得出溶液中的离子浓度大小关系：c（H+）>c（CH3COO-）>c（OH-）。
讨论主题②：以“CH3COONa溶液”为研究对象，讨论其中的离子浓度大小。
醋酸钠溶液是混合物，溶质为醋酸钠，溶剂为水，前者是强碱弱酸盐，存在盐的水解;后者是弱电解质，存在电离平衡：CH3COO-?+H2O？CH3COOH+OH-，H2O？H++OH-。其中，醋酸根的水解平衡是主要的，水的电离平衡是次要的，两者都是微弱的。学生能很快得出溶液中的离子浓度大小关系：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）。
学生经过对简单实例的讨论，可以总结出其中的规律方法：（1）确定研究对象，写出相关平衡;（2）分清平衡主次，解决离子浓度大小的问题。有了这个方法，教师就可以引导学生由简入繁、由易到难地分析相关问题，使学生能够对这一方法技巧做到灵活运用、举一反三。
二、练习实践，验证其高效性
离子浓度大小的问题，一般涉及单一溶液和混合溶液，复杂的是电离平衡和水解平衡共存的溶液。教师可以创设一系列有梯度的问题，组织学生进行讨论，使学生对解题的方法理解更为透彻，运用更为灵活。
1.单一溶液中离子浓度大小比较
酸式盐溶液是单一溶液中离子浓度大小比较的重难点，教师在引导学生讨论时，切忌脱离研究主题，以免给学生带来不必要的困扰，更要引导学生弄清溶液中存在的众多平衡及其主次关系，以使离子浓度的大小能够清晰地呈现在學生的大脑中。
[案例1]NaHCO3溶液中离子浓度的大小比较。
分析：本题的研究对象为NaHCO3和H2O，确切地说是HCO3-和H2O，HCO3-既存在电离平衡又存在水解平衡：HCO3-？CO32-+H+，HCO3-+H2O？H2CO3+OH-?。已知NaHCO3溶液呈碱性，因此水解大于电离，以水解平衡为主，电离平衡次之，水的电离更次之，三者都是微弱的。据此，答案就变得非常明显了：c（Na+）>?c（HCO3-）>?c（OH-）>?c（H+）>c（CO32-）。
案例分析结束后，可以让学生比较NaHSO3溶液中离子浓度的大小，虽然溶液呈酸性，情况有些不同，但方法是一样的。
2.混合溶液中离子浓度大小比较
混合溶液一般由两种溶质组成，往往是电离平衡和水解平衡共同存在。解决混合溶液中离子浓度大小问题的关键是要明确其中的研究对象，两溶质有反应时，反应后的生成物和剩余物质才是真正的研究对象。学生只要弄清楚了其中的主次，问题的解决也会变得非常简单。
[案例2]等浓度的CH3COONa和CH3COOH溶液等体积混合后，溶液呈酸性，试比较溶液中离子浓度的大小。
分析：从题目可以看出，溶液中的CH3COONa和CH3COOH不反应，研究对象是CH3COONa、CH3COOH和H2O。其中既存在电离平衡又存在水解平衡的有：CH3COOH？CH3COO-?+H+?，CH3COO-?+H2O？CH3COOH+OH-?，H2O？H++OH-。又因为溶液呈酸性，可知电离大于水解，故以电离平衡为主，水解平衡次之，水的电离平衡更次之，三者都是微弱的。这样一来，问题就变得非常简单，学生能够很快从中得到答案：c（CH3COO-）>?c（Na+）>?c（H+）>?c（OH-）。
案例分析结束后，可以让学生比较NH4Cl和NH3·H2O的混合液，方法也是一样的。
对于溶液中两物质反应的情况，要先分析反应，从而准确确定研究对象，而不是题中所给的两种物质。
[案例3]0.2?mol/L的CH3COOH溶液和0.1?mol/L的NaOH溶液等体积混合后，试比较溶液中的离子浓度的大小。
这样的问题看似研究对象为CH3COOH和NaOH，实际上这两者会发生中和反应，因此应考虑反应后离子浓度的大小。通过反应可知，反应后溶液中CH3COONa和CH3COOH的浓度比为1∶1。接下来的问题分析和解题方法与案例2相同，解题方法此处不再赘述。
3.综合问题中离子浓度大小比较
虽然溶液中离子浓度大小的问题形式多样，但对相关试题进行归纳总结后不难发现，问题的解决方法大同小异，只要学生掌握了方法的核心，复杂的问题也会变得简单易解。
[案例4]室温下，用0.100?mol/L?NaOH溶液分别滴定20?mL?0.100?mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图1所示。下列说法正确的是（?????）。
A.?Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B.?pH=7时，滴定醋酸消耗的V（NaOH）小于20?mL
C.?V（NaOH）=?20?mL时，两种溶液中c（Cl-）=?c（CH3COO-）
D.?V（NaOH）?=10?mL时，醋酸溶液中c（Na+）>??????c（CH3COO-）>?c（H+）>?c（OH-）
分析：A.盐酸是强酸，醋酸是弱酸，所以0.100?mol/L的盐酸和醋酸，其pH分别为1和大于1，未滴加NaOH时，其对应图像Ⅰ为醋酸，Ⅱ为盐酸。B.?因NaOH是强碱，HCl是强酸，且两者的浓度相等，由两者按1∶1反应可知，当溶液pH=7时，V（NaOH）=20?mL?;而醋酸為弱酸，则需NaOH的体积应小于20?mL。C.?V（NaOH）=?20?mL时，醋酸与盐酸恰好与NaOH完全反应，生成等物质的量的醋酸钠和氯化钠，因CH3COO-发生水解而Cl-不发生水解，因此，c（Cl-）>?c（CH3COO-）。D.?V（NaOH）?=10?mL时，NaOH与醋酸反应，由题意可知，醋酸剩余一半，则研究对象为等浓度的醋酸与醋酸钠的混合溶液，因醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，可得溶液中：c（CH3COO-）>?c（Na+）>?c（H+）>?c（OH-）。
高考题最具代表性，只要教师能从众多的试题中精心选择，就可以做到精练、精讲，促进学生能力的提升，提高学生的解题效果。
总之，溶液中离子浓度大小问题是高考中的热点、重点问题，在选择题中往往作为压轴题。只要学生沉着应对，明确其中的研究对象，分清平衡的主次，就能在解题中赢得时间，快速且准确地完成答题。
（责任编辑 罗???艳）
