主次矛盾分析法解決高中化學電解質溶液中離子濃度大小的判定

謝湘玲

摘 要：在電解質溶液中離子濃度大小的比較中往往會遇到復雜的多重平衡體系，如何快速從眾多平衡中找出影響離子濃度的主要矛盾，就成了考查學生對多重矛盾綜合體系的問題處理能力。本文從幾種電解質溶液展開分析，為應用主次矛盾分析法解決電解質溶液中離子濃度大小的判定總結方法，提供相關教學研究參考。

關鍵詞：高中化學;主次矛盾分析法;電解質溶液;離子濃度

引言：電解質溶液中離子濃度大小的比較是高中化學重要的理論知識，它既是高中教學的重點和難點，又是高考化學常考查的熱點問題。此類題綜合性強，往往會遇到復雜的多重平衡體系，難以分析。辯證唯物主義告訴我們，事物的發(fā)展都由主要矛盾所決定?！霸趶碗s的事物的發(fā)展過程中，有許多的矛盾存在，其中必有一種是主要的矛盾，由于它的存在和發(fā)展規(guī)定或影響著其它矛盾的存在和發(fā)展”?！盃颗Ｒ獱颗１亲印?，如何快速從眾多平衡中尋找出主要影響離子濃度的矛盾體系，一定要分清主次矛盾。下面應用主次矛盾分析法來辯析幾個溶液中離子濃度大小的案例。

一、單一電解質溶液中離子濃度大小比較

例如二元弱酸H2S溶液中存在H2SH++HS-、HS-H++S2-兩種電離平衡，且常溫下Ka1（9.110-8）>Ka2（1.110-12），所以c（HS-）>c（S2-）。可是部分學生會認為電離出的S2-、HS-同時也進行著水解，存在S2-+H2OOH-+HS-、HS-+H2OOH-+H2S，且S2-的一級水解程度大于HS-的水解程度。這么一來學生的腦海中會亂成一鍋粥，根本不知如何下手應對。其實這就是不懂得抓住主要矛盾來解決問題。由Ka1可知此時0.1mol/LH2S電離度約為0.1%，即1011個H2S分子只電離了108個，在二級電離108個HS-只電離了約103個，可知溶液中c（H2S）>c（HS-）>c（S2-）。那么這時要不要考慮S2-水解使HS-增多呢？參照Ka2，S2-的水解率約為10%，看到該數據好像水解挺“利害”的，但是回頭一看S2-的基數才約103個，再乘以水解率，其水解產生的HS-與原來的HS-相差10-6數量級，對c（HS-）的影響微乎其微。所以沒有必要考慮H2S溶液中S2-或HS-的水解，因為它對電離平衡這個主要矛盾而言完全是次要矛盾，不必受其干擾，可以直接確定c（H2S）>c（HS-）>c（S2-）。比較溶液中的c（H+）時，只需關注兩步電離都有H+就可知c（H+）>c（HS-），這時水電離的H+比H2S兩個電離都微弱得多，當成次要矛盾不考慮。但到了OH-與S2-比較時，因為此時的Ka2也是很小，這時就要考慮水電離。Ka2>Kw，所以c（S2-）>c（OH-）。

二、含多種互不反應電解質的溶液中離子濃度大小比較

例如常溫下，0.1mol/L的CH3COOH與0.1mol/L的CH3COONa等體積混合，此時溶液中就存在CH3COOH的電離平衡與CH3COO-的水解平衡，要找出主要影響矛盾就得首先判斷溶液酸堿性。因為0.1mol/L的CH3COOH顯酸性，C（H+）≈，0.1mol/L的CH3COONa顯堿性，C（OH-）≈=，只要知道了溶液的酸堿性或Ka，立刻就能知道溶液中的主要矛盾是誰。事實上該溶液呈酸性，因此溶液中以醋酸的電離平衡為主要矛盾，主要考慮醋酸的電離，不必糾結醋酸根的水解平衡。根據勒沙特列原理，就可以得出C（CH3COO-）等于CH3COONa的CH3COO-加上CH3COOH的電離而最終略大于0.05mol/L，C（CH3COOH）比0.05mol/L來的略小，C（Na+）等于0.05mol/L。因為水的電離此時受主要矛盾醋酸電離出的H+的抑制，所以溶液中c（OH-）是最小的。再根據醋酸的電離度約為0.1%，再加上加入的CH3COONa的抑制，所以醋酸電離出的c（H+）肯定比C（CH3COOH）小得多，因此可得溶液中C（CH3COO-）>C（Na+）>C（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-）。

三、兩種或多種可能發(fā)生反應的電解質混合溶液中離子濃度大小比較

如果多種溶液混合時會發(fā)生化學反應，想對最后溶液中離子濃度大小進行比較，一定要將物質間的反應這個最大的矛盾先解決。求出反應后物質，再來考慮這些物質在溶液中的電離或水解平衡，這樣問題才能迎刃而解。例如上題若改為“已知某溫度下醋酸的Ka>醋酸根的Kh，向100mL0.1mol/L的CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol/L的NaOH溶液50mL，求最后溶液中的各離子濃度大小”。此時抓住最主要的矛盾“能反應的先反應”，CH3COOH與NaOH反應后，發(fā)現其實就是含有0.005molCH3COOH和0.005molCH3COONa的150mL混合溶液的問題，這樣一來就轉為了第二種類型的問題。

總結：綜合來看，應用主次矛盾分析法來處理離子濃度大小的判斷，其復雜性在于雙重或多重因素影響，一定要弄清溶液中的主要矛盾是什么并優(yōu)先考慮，再考慮次要矛盾。只要抓住矛盾的主次、影響的主次，問題的解決就會趨于明析化、層次化、規(guī)律化、科學化。當然該法的應用還必須由學生在不斷實踐的過程中，積累一定經驗，從而使教學方法落實到地，成為提升學生核心素養(yǎng)與綜合能力的有力保障與堅實基礎。