吳利敏 熊建飛
比值型離子濃度大小比較的考查方式為:改變某一條件,分析兩個(gè)微粒濃度的比值隨條件改變?nèi)绾巫兓?通過對四道高考題的分析,運(yùn)用弱電解質(zhì)電離和鹽類水解規(guī)律,探究出了解題步驟的“四步曲”,即濃度→物質(zhì)的量→平衡常數(shù)→電荷守恒.
1.直接用濃度比較
例1 (2015年天津理綜,5)拆編:室溫下,將0.05 mol Na2CO3固體溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入0.05 mol CaO,溶液中c(OH-)
∶c(HCO3-)的值怎樣變化?
分析 寫出CO32-水解方程式,CO32-+H2O
HCO3-+OH-,加入CaO固體后(忽略溶液體積變化),CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,Ca(OH)2電離出Ca2+和OH-離子,c(OH-)增大;Ca2+與CO32-反應(yīng)生成CaCO3沉淀,平衡逆向移動(dòng),c(HCO3-)減少.
因此,c(OH-)c(HCO3-)增大.
2. 把濃度轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量再比較
例2 (2013年江蘇單科,11)拆編:醋酸溶液加水稀釋后,溶液中c(CH3COOH)c(CH3COO-)的值怎樣變化?
分析 寫出CH3COOH電離方程式,H3COOH
CH3COO-+H+,加水稀釋后,c(CH3COOH)、c(CH3COO-)均減小,此時(shí)c(CH3COOH)/c(CH3COO-)的比值變化不好判斷.
設(shè)稀釋后溶液的體積為V,則c(CH3COOH)·Vc(CH3COO-)·V=n(CH3COOH)n(CH3COO-),由于加水稀釋促進(jìn)了CH3COOH的電離,所以n(CH3COOH)減小,n(CH3COO-)增大,則c(CH3COOH)/c(CH3COO-)的比值減小.
3. 用平衡常數(shù)比較
例3 (2014年山東理綜,13)拆編:已知某溫度下CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10 mL濃度為 0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中,判斷下列說法是否正確:c(NH4+)/c(NH3·H2O)先增大再減?。?/p>
分析 先用濃度判斷,在滴加過程中,c(NH4+)增大,c(NH3·H2O)也增大(CH3COOH+NH3·H2OCH3COO-+NH4++H2O,隨著NH4+的增多,NH4+水解產(chǎn)生的NH3·H2O也在增加),無法比較.再轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量判斷,在滴加過程中,
n(NH4+),n(NH3·H2O)均增大,還是無法比較.
寫出NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=[c(NH4+)·c(OH-)]/c(NH3·H2O)
則c(NH4+)/c(NH3·H2O)=[c(NH4+)·
c(OH-)·c(H+)]/[c(NH3·H2O)·c(OH-)·c(H+)]
=[Kb·c(H+)]/Kw ,由于溫度不變,Kb 、Kw都是常數(shù),c(H+)減小,故c(NH4+)/c(NH3·H2O)的比值一直減小.
4. 借助電荷守恒比較
例4 (2011年課標(biāo),10)將濃度為0.1 mol/L的HF溶液加水不斷稀釋,下列各量始終保持增大的是().
A. c(H+)
B. Ka(HF)
C. c(F-)/c(H+)
D. c(H+)/c(HF)
分析 把濃度轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量可判斷出答案D,但對于C項(xiàng)不能確定.
寫出電荷守恒,c(H+)=c(OH-)+ c(F-),兩邊同時(shí)除以c(H+)得
1=c(OH-)/c(H+)+c(F-)/c(H+),即c(F-)/c(H+)=1- c(OH-)/c(H+)=1-Kw/c2(H+),故c(F-)/c(H+)的比值始終保持減小.
結(jié)論:比值型離子濃度大小比較四步曲:濃度→物質(zhì)的量→平衡常數(shù)→電荷守恒.
(收稿日期:2016-07-12)