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【摘 要】电解质知识是高考化学的重点知识,每年高考是必考内容,但同时也是学生比较头疼的知识。如何指导学生突破这一重点、难点知识,是所有化学老师比较重视的自然界的物质均是由原子、分子或离子形成的。从分子、离子的角度分析电解质溶液问题就抓住了问题的实质,能够更好地理解化学反应,理解体系中各个量的关系,这样的思维模式就是"微粒观"的思想。
【关键词】微粒观 电解质 平衡
从"微粒观"入手解决有关电解质溶液问题
电解质知识是高考化学的重点知识,每年高考是必考内容,但同时也是学生比较头疼的知识。如何指导学生突破这一重点、难点知识,是所有化学老师比较重视的。现就电解质的考察情况总结如下:
一、北京09-11年高考考查电解质习题情况:
从上述三年高考命题来看,这部分知识内容重现率很高,考查的形式主要为选择题,但也有部分简答题,这也体现了高考命题的一种趋势:由知识型向能力型转变,同时常与其他部分知识如溶液的酸碱性、 pH、盐类的水解、酸碱中和滴定等融合在一起,具有一定的综合性。
二、从北京高考考试说明看:电解质溶液的知识内容和要求:
(1)了解电解质的概念I
(2)根据电解质在水溶液中的电离与电解质溶液的导电性,理解强电解质和弱电解的概念,并能正确书写电离方程式II
(3)理解弱电解质在水溶液中的电离平衡II
(4)了解水的电离及离子积常数I
(5)认识溶液的酸碱性、溶液中c(H+)和c(OH-)、pH三者之间的关系,并能进行简单计算I
(6)了解酸碱中和滴定的原理I
(7)了解溶液pH的调控在生活、生产和科学研究中重要作用I
(8)理解盐类水解的原理,掌握影响盐类水解程度的主要因素和盐类水解的应用II
(9)在理解离子反应本质的基础上,能从离子角度分析电解质在水溶液中的反应II
(10)了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质I
上述所列的关于电解质的知识点都有一定的难度,如何提高学生对这部分知识的解题能力,如何帮助学生克服畏难心理,让学生真正掌握这部分知识。通过多年的高考教学经验,我认为从"微粒观"的角度让学生弄懂知识点,就可以使难题迎刃而解。
那么,什么是"微粒观"呢?
微粒观:化学是从分子、原子的角度研究化物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。自然界的物质均是由原子、分子或离子形成的。电解质指的是在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,所以,电解质溶液的研究对象指的主要是酸、碱和盐的溶液。而这三类物质在水溶液中的存在形态均为分子或离子态。所以,从分子、离子的角度分析电解质溶液问题就抓住了问题的实质,能够更好地理解化学反应,理解体系中各个量的关系,这样的思维模式就是"微粒观"的思想。这种思维模式更容易让学生找到解题的本质。同时,这种方法可以适用于大多数电解质的题目,使学生真正做到有章可循。
三、以下是运用"微粒观"法解题的流程显示:
在以上的流程中,会用到"平衡观"的思想,掌握四大平衡理论,即:水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和难溶电解质的溶解平衡。从而分析出,体系中存在哪些分子、离子,再通过具体的现象,信息等,确定之间的关系。
四、"微粒观"的解题思维模式可总结为:
(一)、确定溶液中溶质的种类——微粒的来源
(二)、确定存在的平衡——分子、离子存在的依据
(三)、确定粒子的种类——体系当中微粒相互作用后真正存在的分子、离子
(四)、确定粒子间的数量关系:离子浓度的大小、电荷守恒、物料守恒、质子守恒等
五、"微粒观"解题思维模式的具体应用:
例1(2009北京)有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol/L的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl;②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是()。
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3C00一):②>④>③>①
C.溶液中C(H+):①>③>②>④ D.c(CH3COOH): ①>④>③>②
①的解析:
(一)确定溶液中溶质的种类:CH3COONa = CH3COO- + Na+;
HCl = H++Cl-
CH3COO-+H+≒CH3COOH
所以反应后的溶质是NaCl和CH3COOH;
(二)确定存在的平衡: CH3COOH ≒ CH3COO-+H+;H2O≒H++OH-
(三)确定粒子的种类: CH3COOH、H2O、Na+ 、Cl-、CH3COO-、H+ 、 OH-
(四)确定粒子间的数量关系:由于选项中只涉及到浓度大小比较的问题,所以,在粒子间的关系上也只讨论浓度大小关系就可以了。
c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)> c(CH3C00-)>c(OH-)
依照上面的分析,②的解析确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(OH-)> c(CH3C00-)>c(CH3COOH)>c(H+)
③的解析确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(Cl-)> c(CH3C00一)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
④的解析 确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(CH3C00-)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CH3COOH)>c(OH-)>c(H+)
由以上的分析得出:
A.pH:②>③>④>①应该为②>④>③>①,则A错
B.c(CH3C00-):②>④>③>①,是正确的。
C.溶液中C(H+):①>③>②>④应该是④>② D.c(CH3COOH): ①>④>③>②应该是①>③>④>②
由以上的分析可以看出,从微粒的角度分析问题,使思路更清晰,抓住了问题的实质,对于大多数电解质问题,运用这种方法,都能使学生思维更有序,头脑中不再是多个杂乱无章的较难知识点,从而不知从何下手开始解题。当然,这种方法的使用还是需要有一定的化学能力以及一定的知识储备,譬如,电解质、平衡知识、上面用到的离子浓度大小以及常常用的三个守恒定律:电荷守恒、物料守恒和质子守恒。只有在基本理论清晰地情况下,才能解决高考题中的具体具体问题。
例2:(2008年理综北京卷)下列叙述正确的是()
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO42-)>c(NH4+)
分析:氨水中的微粒是NH3.H2O,部分电离产生NH4+和OH-
硫酸的溶质是H2SO4,完全电离生成H+和SO42-,当两者接触时其中OH-和H+结合生成H2O,题给信息是pH=7,则溶液为中性。则根据电荷守恒定律有2c(SO42-)=c(NH4+)
所以c(SO42-) B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
分析:溶质为CH3COOH,为弱酸,不能完全电离,pH分别为a和a+1,说明pH为a的c(H+)是a+1的10倍。而酸越弱,越容易电离,所以c1>10 c2,选项错误。
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
分析:pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液由储备知识可知,c(H+)= c(OH-),均为10-3,而NaOH是强碱,完全电离,CH3COOH是弱酸,不完全电离,所以最终仍有剩余,仍能继续电离出H+,使得c(H+)> c(OH-),与题给信息滴入石蕊溶液呈红色一致。所以,选项正确。
D.向0.1mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中c(OH-)c(NH3·H2O)增大
分析:氨水中NH3.H2O ≒NH4+ + OH- 硫酸铵(NH4)2SO4 = 2NH4++ SO42-,所以,加入(NH4)2SO4 ,c(NH4+)增大,会抑制NH3.H2O的电离,使得c(OH-)减少,c(NH3.H2O)增大,则c(OH-)c(NH3·H2O)减少,选项错误。
通过上述例证进一步证明了"微粒观"思想解题的实用性。在高三复习中,努力帮助学生构建良好的"微粒观", 深入理解化学反应原理的微观本质,更能引起学生的学习兴趣,领会化学的科学性。教师在教学中注重不断加强思维方法训练,更能提升学生的综合能力。
【参考文献】
[1]2012年化学高考说明
[2]人大附中贺新2012届高三电解质复习PPT
[3]海淀教师进修学校支瑶老师PPT
(作者单位:北京市第105中学)
【关键词】微粒观 电解质 平衡
从"微粒观"入手解决有关电解质溶液问题
电解质知识是高考化学的重点知识,每年高考是必考内容,但同时也是学生比较头疼的知识。如何指导学生突破这一重点、难点知识,是所有化学老师比较重视的。现就电解质的考察情况总结如下:
一、北京09-11年高考考查电解质习题情况:
从上述三年高考命题来看,这部分知识内容重现率很高,考查的形式主要为选择题,但也有部分简答题,这也体现了高考命题的一种趋势:由知识型向能力型转变,同时常与其他部分知识如溶液的酸碱性、 pH、盐类的水解、酸碱中和滴定等融合在一起,具有一定的综合性。
二、从北京高考考试说明看:电解质溶液的知识内容和要求:
(1)了解电解质的概念I
(2)根据电解质在水溶液中的电离与电解质溶液的导电性,理解强电解质和弱电解的概念,并能正确书写电离方程式II
(3)理解弱电解质在水溶液中的电离平衡II
(4)了解水的电离及离子积常数I
(5)认识溶液的酸碱性、溶液中c(H+)和c(OH-)、pH三者之间的关系,并能进行简单计算I
(6)了解酸碱中和滴定的原理I
(7)了解溶液pH的调控在生活、生产和科学研究中重要作用I
(8)理解盐类水解的原理,掌握影响盐类水解程度的主要因素和盐类水解的应用II
(9)在理解离子反应本质的基础上,能从离子角度分析电解质在水溶液中的反应II
(10)了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质I
上述所列的关于电解质的知识点都有一定的难度,如何提高学生对这部分知识的解题能力,如何帮助学生克服畏难心理,让学生真正掌握这部分知识。通过多年的高考教学经验,我认为从"微粒观"的角度让学生弄懂知识点,就可以使难题迎刃而解。
那么,什么是"微粒观"呢?
微粒观:化学是从分子、原子的角度研究化物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。自然界的物质均是由原子、分子或离子形成的。电解质指的是在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,所以,电解质溶液的研究对象指的主要是酸、碱和盐的溶液。而这三类物质在水溶液中的存在形态均为分子或离子态。所以,从分子、离子的角度分析电解质溶液问题就抓住了问题的实质,能够更好地理解化学反应,理解体系中各个量的关系,这样的思维模式就是"微粒观"的思想。这种思维模式更容易让学生找到解题的本质。同时,这种方法可以适用于大多数电解质的题目,使学生真正做到有章可循。
三、以下是运用"微粒观"法解题的流程显示:
在以上的流程中,会用到"平衡观"的思想,掌握四大平衡理论,即:水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡和难溶电解质的溶解平衡。从而分析出,体系中存在哪些分子、离子,再通过具体的现象,信息等,确定之间的关系。
四、"微粒观"的解题思维模式可总结为:
(一)、确定溶液中溶质的种类——微粒的来源
(二)、确定存在的平衡——分子、离子存在的依据
(三)、确定粒子的种类——体系当中微粒相互作用后真正存在的分子、离子
(四)、确定粒子间的数量关系:离子浓度的大小、电荷守恒、物料守恒、质子守恒等
五、"微粒观"解题思维模式的具体应用:
例1(2009北京)有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol/L的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl;②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是()。
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3C00一):②>④>③>①
C.溶液中C(H+):①>③>②>④ D.c(CH3COOH): ①>④>③>②
①的解析:
(一)确定溶液中溶质的种类:CH3COONa = CH3COO- + Na+;
HCl = H++Cl-
CH3COO-+H+≒CH3COOH
所以反应后的溶质是NaCl和CH3COOH;
(二)确定存在的平衡: CH3COOH ≒ CH3COO-+H+;H2O≒H++OH-
(三)确定粒子的种类: CH3COOH、H2O、Na+ 、Cl-、CH3COO-、H+ 、 OH-
(四)确定粒子间的数量关系:由于选项中只涉及到浓度大小比较的问题,所以,在粒子间的关系上也只讨论浓度大小关系就可以了。
c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)> c(CH3C00-)>c(OH-)
依照上面的分析,②的解析确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(OH-)> c(CH3C00-)>c(CH3COOH)>c(H+)
③的解析确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(Cl-)> c(CH3C00一)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
④的解析 确定粒子间的数量关系:
c(Na+)>c(CH3C00-)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CH3COOH)>c(OH-)>c(H+)
由以上的分析得出:
A.pH:②>③>④>①应该为②>④>③>①,则A错
B.c(CH3C00-):②>④>③>①,是正确的。
C.溶液中C(H+):①>③>②>④应该是④>② D.c(CH3COOH): ①>④>③>②应该是①>③>④>②
由以上的分析可以看出,从微粒的角度分析问题,使思路更清晰,抓住了问题的实质,对于大多数电解质问题,运用这种方法,都能使学生思维更有序,头脑中不再是多个杂乱无章的较难知识点,从而不知从何下手开始解题。当然,这种方法的使用还是需要有一定的化学能力以及一定的知识储备,譬如,电解质、平衡知识、上面用到的离子浓度大小以及常常用的三个守恒定律:电荷守恒、物料守恒和质子守恒。只有在基本理论清晰地情况下,才能解决高考题中的具体具体问题。
例2:(2008年理综北京卷)下列叙述正确的是()
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液pH=7时,c(SO42-)>c(NH4+)
分析:氨水中的微粒是NH3.H2O,部分电离产生NH4+和OH-
硫酸的溶质是H2SO4,完全电离生成H+和SO42-,当两者接触时其中OH-和H+结合生成H2O,题给信息是pH=7,则溶液为中性。则根据电荷守恒定律有2c(SO42-)=c(NH4+)
所以c(SO42-)
分析:溶质为CH3COOH,为弱酸,不能完全电离,pH分别为a和a+1,说明pH为a的c(H+)是a+1的10倍。而酸越弱,越容易电离,所以c1>10 c2,选项错误。
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
分析:pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液由储备知识可知,c(H+)= c(OH-),均为10-3,而NaOH是强碱,完全电离,CH3COOH是弱酸,不完全电离,所以最终仍有剩余,仍能继续电离出H+,使得c(H+)> c(OH-),与题给信息滴入石蕊溶液呈红色一致。所以,选项正确。
D.向0.1mol/L的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中c(OH-)c(NH3·H2O)增大
分析:氨水中NH3.H2O ≒NH4+ + OH- 硫酸铵(NH4)2SO4 = 2NH4++ SO42-,所以,加入(NH4)2SO4 ,c(NH4+)增大,会抑制NH3.H2O的电离,使得c(OH-)减少,c(NH3.H2O)增大,则c(OH-)c(NH3·H2O)减少,选项错误。
通过上述例证进一步证明了"微粒观"思想解题的实用性。在高三复习中,努力帮助学生构建良好的"微粒观", 深入理解化学反应原理的微观本质,更能引起学生的学习兴趣,领会化学的科学性。教师在教学中注重不断加强思维方法训练,更能提升学生的综合能力。
【参考文献】
[1]2012年化学高考说明
[2]人大附中贺新2012届高三电解质复习PPT
[3]海淀教师进修学校支瑶老师PPT
(作者单位:北京市第105中学)