關于鹽類水解中離子濃度大小的判定

王桂龍

摘要： 本文的目的是讓學生能夠正確掌握離子濃度大小的比較方法。通過對三大守恒的解讀、單一溶液和混合緩沖溶液的分析，讓學生全面理解并掌握了鹽類水解的實質(zhì)和能熟練運用正確的方法比較溶液中離子濃度的大小，為以后的學習打下堅實的基礎。

關鍵詞： 鹽類水解離子濃度三大守恒

鹽類水解的離子濃度大小判定是高考的熱點和難點，學生做這類問題時出現(xiàn)了許多問題，主要表現(xiàn)在：1.強弱電解質(zhì)不能做出正確的判定；2.分不清某些溶液中對應離子的電離占主導地位還是水解占主導地位；3.對三種守恒關系的理解不夠，不能正確運用三種守恒關系快速判斷濃度大小?；谝陨显颍医Y合自己的教學實際情況，淺談如下。

一、三大守恒關系的解讀

1.電荷守恒關系

任何溶液對外必然是顯示電中性，這就意味著溶液中的陰陽離子所帶的電荷總量也一定是相等的。即：正電荷總數(shù)=負電荷總數(shù)。

1）先找出溶液中存在的所有離子種類。學生存在的問題主要有以下幾點：①不能找全溶液中存在的所有離子種類，常常不是忘掉電離就是忘掉水解生成的離子；②對電離程度和水解程度的相對大小認識不清。以NaCl（aq）為例，溶液中存在的所有離子種類：Na、Cl、H、OH；

2）將所有的陽離子和陰離子分在等號的兩邊，不同的離子種類用加號連接上，所有的離子帶上相應的濃度符號：C（Na）+C（H）=C（Cl）+C（OH）；

3）將每種離子的電荷數(shù)放于濃度前：1C（Na）+1C（H）=1C（Cl）+1C（OH），即完成電荷守恒式的書寫。

相似的如：NaSO（aq）：1C（Na）+1C（H）=2C（SO）+1C（OH）

NaCO（aq）：1C（Na）+1C（H）=2C（CO）+1C（OH）+1C（HCO）

NaHCO（aq）：1C（Na）+1C（H）=2C（CO）+1C（OH）+1C（HCO）

關鍵點：離子種類，離子所帶電荷

2.物料守恒關系

所有加入溶液中的物質(zhì)，其所含的元素種類及對應原子的數(shù)目一定是不會變化的。但是溶劑中的H和O元素必然會影響到加入的H和O原子的數(shù)目，所以在物料守恒式中一定不會出現(xiàn)以H和O元素作為守恒的判斷，那么，所加入的物質(zhì)中其他的元素就一定要出現(xiàn)在守恒式中，且對應的元素比例要等于物質(zhì)中的比例。

以NaSO（aq）為例：

1）寫出元素的比例式：Na∕S=2∕1

2）將對應元素在溶液中的所有組成形式羅列：Na、SO

3）得到式子：C（Na）∕C（SO）=2∕1

展開為即為物料守恒式C（Na）=2C（SO）。

相似的如：NaCO（aq）：C（Na）=2［C（CO）+C（HCO）+C（HCO）］

NaHCO（aq）：C（Na）=C（CO）+C（HCO）+C（HCO）

NHAC（aq）：C（NH）+C（NH·HO）=C（AC）+C（HAC）

關鍵點：元素種類，元素存在形式

3.質(zhì)子守恒關系

質(zhì)子守恒是學生在理解時最難理解的一種守恒式，在教學中多數(shù)教師利用電荷守恒式減去物料守恒式的方法來突破難點，但是卻沒有告訴學生為什么要這樣做。我在處理這類問題時，多講了下相減的目的是為了約掉不發(fā)生二次電離或水解的離子，因為這類離子不影響水的電離平衡。結果在做練習時學生書寫質(zhì)子守恒式的正確率顯著提高了。

質(zhì)子守恒關系的核心是水電離的氫離子等于水電離的氫氧根離子，但是在鹽溶液中，由于存在某些離子的水解或者是分子的電離，這些水解或者電離干擾了水本身電離出來的陰陽離子，造成氫離子的濃度不等于氫氧根離子的濃度。我們所要寫的質(zhì)子守恒就是要找出水電離出來的離子到底在哪。由于強堿陽離子和強酸的酸根離子不發(fā)生水解和電離，因而它們對水的電離不造成影響，故而在質(zhì)子守恒式中不會出現(xiàn)，所以才可以用相減的方法求出質(zhì)子守恒式。

以NaCO（aq）為例：

CO+HO?葑HCO+OH；HCO+HO?葑HCO+OH

由于以上水解方程式的存在，我們可以看成是CO→HCO消耗一個H，CO→HCO消耗兩個H。所以質(zhì)子守恒式為：C（H）+C（HCO）+2C（HCO）=C（OH）。

也可以利用相減得到：

①電荷守恒：C（Na）+C（H）=2C（CO）+C（OH）+C（HCO）

②物料守恒：C（Na）=2［C（CO）+C（HCO）+C（HCO）］

①-②質(zhì)子守恒：C（H）+C（HCO）+2C（HCO）=C（OH）

關鍵點：水的電離平衡中的C（H）=C（OH）

二、溶液中的離子濃度大小比較

1.單一溶液

這類溶液首先是要分清是弱電解質(zhì)溶液還是鹽溶液，然后才能作出判斷。如果是弱電解質(zhì)溶液則考慮電解質(zhì)的電離，如果是鹽溶液則考慮鹽類的水解。但無論是哪一種溶液，其中的電離或者水解程度始終是比較弱的，其濃度不會超過原來溶質(zhì)的濃度。

例如：

1）弱電解質(zhì)溶液

氨水溶液（NH·HO）中的離子濃度大小關系比較：由于是弱電解質(zhì)，因而考慮其電離平衡，得到溶液顯示堿性，由于還有水電離出的氫氧根離子，得出比較：

C（OH）>C（NH）>C（H）。

二氧化碳溶于水得到的碳酸溶液（HCO）中的離子濃度大小比較關系：由于是二元弱酸，所以其一級電離遠大于二級電離程度，溶液顯示酸性，得出比較：

C（H）>C（HCO）>C（CO）>C（OH）。

2）正鹽溶液

NaAC（aq）中的離子濃度大小關系比較：由于是鹽溶液，因而考慮其電離后的弱離子的水解平衡，得到溶液顯示堿性，由于還有水電離出的氫氧根離子，得出比較：C（Na）>C（AC）>C（OH）>C（H）。

NHCl（aq）中的離子濃度大小關系比較：由于是鹽溶液，因而考慮其電離后的弱離子的水解平衡，得到溶液顯示酸性，由于還有水電離出的氫離子，得出比較：C（Cl）>C（NH）>C（H）>C（OH）。

3）弱酸酸式鹽溶液

大多數(shù)弱酸酸式根離子的水解大于其電離程度（HSO，HPO這兩個離子的電離大于其水解程度）。

NaHCO（aq）中的離子濃度大小關系比較：C（Na）>C（HCO）>C（OH）>C（CO）>C（H）

2.等濃度的混合緩沖溶液

這類溶液的組成通常擁有相同的陽離子或者相同的陰離子，如：醋酸和醋酸鈉的緩沖液有相同的陰離子，氨水和氯化銨的緩沖液有相同的陽離子，氫氰酸和氰化鈉的緩沖液有相同的陰離子，正是這些相同的成分離子才成為我們解題的關鍵。

當弱電解質(zhì)的電離超過鹽中離子水解的量就會使得電離大于水解，使得相同成分離子的量大于另一個離子的量，反之亦然。

1）以醋酸和醋酸鈉的緩沖液為例：

0.1mol/LNaAC（aq）和0.1mol/LHAC（aq）等體積混合后溶液中的離子濃度大小比較：由于該弱電解質(zhì)的電離大于該鹽的水解程度，因而有

C（AC）>C（Na）>C（H）>C（OH）

C（AC）>C（Na）>C（HAC）>C（H）>C（OH）

（通常酸的酸性越強，則越易電離出氫離子，則越不易水解）

分析過程：可以假設混合后的溶液中只有鹽的電離，不存在弱電解質(zhì)的電離和弱酸根離子的水解，此時，溶液中存在：C（AC）=C（Na）=C（HAC）。然后我們來考慮水解和電離的相互影響，由于等濃度的HAC的電離大于AC水解程度，所以最終的結果將使得C（AC）>C（HAC），C（AC）>C（Na），C（Na）>C（HAC），C（H）>C（OH），又由于電離的量不會太多，因而H不會大于原物質(zhì)的濃度（AC，Na，HAC）。

2）以氨水和氯化銨的緩沖液為例：

0.1mol/L氨水溶液和0.1mol/LNHCl（aq）等體積混合后溶液中的離子濃度大小比較：由于該弱電解質(zhì)的電離大于該鹽的水解程度，所以有

C（NH）>C（Cl）>C（OH）>C（H）

C（NH）>C（Cl）>C（NH·HO）>C（OH）>C（H）

（與酸相似，即堿性越強，越易電離出氫氧根離子，則越不易水解）

分析過程：同上假設，即混合后的溶液中只有鹽的電離，不存在弱電解質(zhì)的電離和弱堿陽離子的水解，此時，溶液中存在C（NH）=C（Cl）=C（NH·HO）。然后我們再來考慮水解和電離的相互影響，由于等濃度的NH·HO的電離大于NH的水解程度，所以最終的結果將使得C（NH）>C（NH·HO），C（NH）>C（Cl），C（Cl）>C（NH·HO），C（OH）>C（H），又由于電離的量不會太多，因而OH不會大于原物質(zhì)的濃度（NH，Cl，NH·HO）。

3）氫氰酸和氰化鈉的緩沖液中鹽中離子水解超過弱電解質(zhì)的電離的量，使得水解大于電離，所以溶液中的離子濃度關系為：

C（HCN）>C（Na）>C（CN）>C（OH）>C（H）

溶液中離子濃度的大小比較問題解決的最終途徑是理解電離和水解這兩種過程的相對強弱，只有充分考慮到這兩種影響因素，才能正確快速地解決離子大小比較的問題。