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【摘要】盐类的水解平衡在高中化学占有重要地位,是高考的热点内容之一。要解决这类问题应准确把握水解规律,本文借助高考例题,对此规律加以分析。
【关键词】盐类水解;水解规律;题型特点;分析方法
盐类水解重在应用,现结合江苏省近年来高考命题中关于盐类水解的命题,来分析其题型特点以及变化趋势。笔者对比近年来高考题目发现化学平衡、水的电离、溶液的酸碱性和盐类水解这部分知识以及对这部分知识的综合运用,是学生学习的难点也是每年高考的“热点”。盐类的水解平衡几乎是每年必考的内容,高考中的题型以选择题为主,有时也以填空题、简答题形式考查。而且,除了在08年高考中出现考察学生对盐类水解的离子方程式书写,盐类水解的题目考察的重点一般都是通过使用物料守恒关系和电荷守恒关系来对离子浓度的大小进行比较。
一、电荷守恒关系
因为电解质溶液在整体上呈电中性,所以电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。也就是说溶液中正电荷的物质的量浓度等于负电荷的物质的量浓度,但一定要注意电荷守恒不一定是阴阳离子数守恒。在应用电荷守恒写等式时,一定要弄清电解质溶液中所存在的所有离子的种类,不能忽视水的电离。如在NaCO溶液中,阳离子有Na、H之外,还有HCO, CO,OH;根据电荷守恒即可推出:
C(Na)+C(H)=2C(CO)+C(HCO)+C(OH)
如HS溶液中:[H]=[HS-]+[OH-]+2[S]………①
NaS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………②
NaHS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………③
列此类等式时要注意:(1)必须准确判断溶液中有哪些阴、阳离子;(2)必须弄清电荷浓度和离子浓度的关系。如S的电荷浓度是离子浓度的2倍,即2[S]
例 等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子的浓度应该满足的关系是()
A.c(M+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)
解析:因体积和浓度均相同,所以恰好生成强碱弱酸盐(MA),弱酸根离子(A-)水解后显碱性,故C为正确选项;又由于溶液不显电性,故根据电荷守恒得出D也正确。
二、物料守恒关系
在电解质溶液中,电解质在发生电离或水解前某元素的原子(或离子)的物质的量等于电解质变化后溶液中所含该元素的微粒的物质的量之和,通常也称之为原子守恒。应用物料守恒时,一定要弄清电解质溶液中存在的变化。例如,在0.1mol•LNaCO溶液中,碳元素以CO、HCO、HCO等形式存在,故有
①碳原子守恒:C(CO)+C(HCO)+C(HCO)=0.1mol•L-1
②n(Na)=2n(C):C(Na)=2[C(CO)+C(HCO)+C(HCO)]
如在NaS溶液中,由n(Na)=2n(S)推出:[Na]=2{[S]+[HS]+[NS]}……④;
在NaHS溶液中由n(Na)=n(S)推出:[Na]={[S]+[HS]+[NS]}……⑤
三、质子守恒关系
如果某溶液既有物料守恒又有电荷守恒,将两者相加减约去与H元素无关的其他离子,即得一新的等式,此等式与质子H得失有关,称为质子守恒等式。我们知道,在任何溶液中,由水所电离出来的氢离子始终等于由水所店里出来的氢氧根离子;但是部分氢离子或氢氧根离子在水溶液中可以与其他离子相结合。例如,如上文中NaS溶液的②式减④式并整理可得:[H]+[HS]+2[HS]=[OH]
此关系式可理解为NaS溶液中,水原来电离产生的[H]和[OH]是恒等的,而此时溶液中的一部分H已与S结合成HS和HS了,所以把此时溶液中的[H]加上变为HS的[H]再加上变为HS的[H]才得到原来水电离产生的[H]水。即[H]=[H]+[HS]+2[HS] =[OH]
又如在上文NaHS溶液中,③式减⑤式整理可得质子守恒式:[H]+[HS]=[OH]+[S]
盐类水解比较电解质溶液中离子浓度大小的题型最近几年高考中作为一种传统题型,屡屡出现。做这类习题时除考虑到溶液中某些离子的水解外,还必须理解一些守恒关系的运用。其中,由两个基本等式(电荷守恒、物料守恒)可以推导出很多其他的等式形式,同学们应该掌握这类题型的基本策略,学会举一反三,从而真正走出解题的误区。
【参考文献】
[1]王后雄.教材完全解读[M].北京:中国青年出版社.2006.60—61
[2]陆军.重构教材内容:新课程教学设计的起点.化学教育.2010.(1).29-31
[3]许红梅.也谈化学解题误区及对策.化学教学.2007.(4).77-79
(作者单位:苏州工业园区第二高级中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】盐类水解;水解规律;题型特点;分析方法
盐类水解重在应用,现结合江苏省近年来高考命题中关于盐类水解的命题,来分析其题型特点以及变化趋势。笔者对比近年来高考题目发现化学平衡、水的电离、溶液的酸碱性和盐类水解这部分知识以及对这部分知识的综合运用,是学生学习的难点也是每年高考的“热点”。盐类的水解平衡几乎是每年必考的内容,高考中的题型以选择题为主,有时也以填空题、简答题形式考查。而且,除了在08年高考中出现考察学生对盐类水解的离子方程式书写,盐类水解的题目考察的重点一般都是通过使用物料守恒关系和电荷守恒关系来对离子浓度的大小进行比较。
一、电荷守恒关系
因为电解质溶液在整体上呈电中性,所以电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。也就是说溶液中正电荷的物质的量浓度等于负电荷的物质的量浓度,但一定要注意电荷守恒不一定是阴阳离子数守恒。在应用电荷守恒写等式时,一定要弄清电解质溶液中所存在的所有离子的种类,不能忽视水的电离。如在NaCO溶液中,阳离子有Na、H之外,还有HCO, CO,OH;根据电荷守恒即可推出:
C(Na)+C(H)=2C(CO)+C(HCO)+C(OH)
如HS溶液中:[H]=[HS-]+[OH-]+2[S]………①
NaS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………②
NaHS溶液中:[H+]+[Na+]=[OH-]+[HS-]+2[S]………③
列此类等式时要注意:(1)必须准确判断溶液中有哪些阴、阳离子;(2)必须弄清电荷浓度和离子浓度的关系。如S的电荷浓度是离子浓度的2倍,即2[S]
例 等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子的浓度应该满足的关系是()
A.c(M+)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)
解析:因体积和浓度均相同,所以恰好生成强碱弱酸盐(MA),弱酸根离子(A-)水解后显碱性,故C为正确选项;又由于溶液不显电性,故根据电荷守恒得出D也正确。
二、物料守恒关系
在电解质溶液中,电解质在发生电离或水解前某元素的原子(或离子)的物质的量等于电解质变化后溶液中所含该元素的微粒的物质的量之和,通常也称之为原子守恒。应用物料守恒时,一定要弄清电解质溶液中存在的变化。例如,在0.1mol•LNaCO溶液中,碳元素以CO、HCO、HCO等形式存在,故有
①碳原子守恒:C(CO)+C(HCO)+C(HCO)=0.1mol•L-1
②n(Na)=2n(C):C(Na)=2[C(CO)+C(HCO)+C(HCO)]
如在NaS溶液中,由n(Na)=2n(S)推出:[Na]=2{[S]+[HS]+[NS]}……④;
在NaHS溶液中由n(Na)=n(S)推出:[Na]={[S]+[HS]+[NS]}……⑤
三、质子守恒关系
如果某溶液既有物料守恒又有电荷守恒,将两者相加减约去与H元素无关的其他离子,即得一新的等式,此等式与质子H得失有关,称为质子守恒等式。我们知道,在任何溶液中,由水所电离出来的氢离子始终等于由水所店里出来的氢氧根离子;但是部分氢离子或氢氧根离子在水溶液中可以与其他离子相结合。例如,如上文中NaS溶液的②式减④式并整理可得:[H]+[HS]+2[HS]=[OH]
此关系式可理解为NaS溶液中,水原来电离产生的[H]和[OH]是恒等的,而此时溶液中的一部分H已与S结合成HS和HS了,所以把此时溶液中的[H]加上变为HS的[H]再加上变为HS的[H]才得到原来水电离产生的[H]水。即[H]=[H]+[HS]+2[HS] =[OH]
又如在上文NaHS溶液中,③式减⑤式整理可得质子守恒式:[H]+[HS]=[OH]+[S]
盐类水解比较电解质溶液中离子浓度大小的题型最近几年高考中作为一种传统题型,屡屡出现。做这类习题时除考虑到溶液中某些离子的水解外,还必须理解一些守恒关系的运用。其中,由两个基本等式(电荷守恒、物料守恒)可以推导出很多其他的等式形式,同学们应该掌握这类题型的基本策略,学会举一反三,从而真正走出解题的误区。
【参考文献】
[1]王后雄.教材完全解读[M].北京:中国青年出版社.2006.60—61
[2]陆军.重构教材内容:新课程教学设计的起点.化学教育.2010.(1).29-31
[3]许红梅.也谈化学解题误区及对策.化学教学.2007.(4).77-79
(作者单位:苏州工业园区第二高级中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文