佘永

摘要：電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導需采取適當?shù)慕虒W策略。闡述了推導過程中需遵循的三個原理：電荷守恒原理、物料守恒原理及質(zhì)子守恒原理，并著重詮釋了其形成的理論依據(jù)；同時根據(jù)經(jīng)驗總結歸納出兩個法則：微弱法則和主次法則。旨在教學中能幫助學生便捷、有效地掌握相關知識和解題技巧。

關鍵詞：微粒濃度；電解質(zhì)溶液；守恒原理

文章編號：1005–6629（2014）7–0081–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導是高考試卷中的常見題型，也是平時教學過程中令師生都感到棘手的難點之一，究其根本原因在于教師未講清楚，學生弄不明白，依葫蘆畫瓢的結果可想而知。過去雖有不少文章涉及此命題，但也多為結論總結性內(nèi)容，往往只重結果而無視推導方法及過程，對教與學的啟示作用并不明顯。實際上只要教學策略適當，各個知識點的來龍去脈交代清楚，問題便可迎刃而解。本文從推導過程中需遵循的三個原理出發(fā)，深挖其形成的理論依據(jù)，再結合平時教學過程中總結歸納出的兩個法則，深入淺出，讓學生既能知其然也能知其所以然。

1 三個原理

1.1 電荷守恒原理

由于電解質(zhì)溶液呈電中性，故電解質(zhì)溶液中各種陽離子所帶正電荷數(shù)的總和等于各種陰離子所帶負電荷數(shù)的總和。該原則主要應用于溶液中所有陰、陽離子間濃度關系的推導。

例：在K2CO3溶液中存在如下關系：

需指明的是某種離子的電荷濃度應等于該離子的濃度乘以該離子所帶的電荷數(shù)，這是電荷守恒關系式推導的關鍵，也是最容易出錯的地方。

1.2 物料守恒原理

答案：C

1.3 質(zhì)子守恒原理

在電解質(zhì)溶液中質(zhì)子（H+）不可能無緣無故地得到也不可能無緣無故地失去，某些微粒得到和失去的質(zhì)子總數(shù)必然相等，此即質(zhì)子守恒。首先應明確電解質(zhì)溶液中有哪些初始微?？赡馨l(fā)生質(zhì)子的得與失，這些微粒通常是組成電解質(zhì)的酸堿成分和溶劑分子，一般定為“基準物質(zhì)”[1]，然后用基準物質(zhì)得失質(zhì)子后的產(chǎn)物的物質(zhì)的量來表示得失質(zhì)子的物質(zhì)的量，得出相應的關系式，再轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的量濃度的表達式即可。

該式也可以理解為H原子的物料守恒，由于該溶液中只有溶劑水分子能提供質(zhì)子，故H+的各種存在形式的濃度之和應等于水電離出的OH-的濃度。需注意的是其中2c（H2CO3）表示生成H2CO3分子消耗的質(zhì)子數(shù)是H2CO3分子數(shù)目的2倍，這是推導質(zhì)子守恒表達式的關鍵。

2 兩個法則

若要比較電解質(zhì)溶液中的微粒濃度大小關系，還需掌握以下兩個法則：

2.1 微弱法則

弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離，這里的部分電離是指電離程度很小，例如25℃時0.1 mol·L-1 CH3COOH的pKa=4.76[2]，即Ka=1.73×10-5，據(jù)此可以計算出CH3COOH的電離度僅為1.3%左右，故可以認為是微弱電離，謂之弱電解質(zhì)微弱電離法則。這樣一來，電離產(chǎn)物的濃度一般就遠小于未電離部分，如電解質(zhì)分子的濃度。

上述討論的題型中只存在電解質(zhì)的電離或水解一種平衡，若溶液中同時存在電離和水解兩種平衡狀態(tài)，推導過程中就要考慮兩種平衡的主次之分了。

再如等濃度等體積的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，抓住微粒在初始狀態(tài)時的瞬間濃度關系，不考慮電離和水解則有c（CH3COOH）起始=c（Na+）= c（CH3COO-）起始，實際上CH3COOH要電離，CH3COO-要水解，導致其濃度發(fā)生改變，結合主次法則可得：

c（CH3COOH）起始↓↑=c（Na+）=c（CH3COO-）起始↓↑

箭頭的長短表示增減幅度不等，這樣平衡濃度的大小關系自然一目了然，而這種推導方法既形象又直觀，易于學生理解和把握。

例2 （2012江蘇高考）25℃時，有c（CH3COOH）+ c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1的一組醋酸、醋酸鈉混合溶液，溶液中c（CH3COOH）、c（CH3COO-）與pH的關系如圖所示。下列有關溶液中離子濃度關系的敘述正確的是（ ）

D.向W點所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl氣體（溶液體積變化可忽略）：

c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

解析：解答此類題型首先必須讀懂圖給信息，要抓住縱橫坐標的含義、曲線的走向及起點、拐點、交點和終點等關鍵信息。如圖：當pH=5.5時，c（CH3COO-）>c（CH3COOH），A選項錯誤；W點：c（CH3COO-）= c（CH3COOH），又電荷守恒可得：c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），所以c（Na+）+c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）；若向W點1.0 L此溶液中通入HCl 0.05 mol，此時溶液恰好變?yōu)镃H3COOH和NaCl的混合液，c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），根據(jù)微弱法則可知此時c（CH3COO-）<

答案：BC

當然處理具體問題時還需綜合考慮各種因素，特別需要注意的是要結合題目所給信息具體問題具體分析。

參考文獻：

[1]華中師范大學等主編.分析化學（上冊第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001：92～93.

[2][3][4][5][6][7]顧慶超等主編.新編化學用表[K].南京：江蘇教育出版社，1998：1407～1411.

摘要：電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導需采取適當?shù)慕虒W策略。闡述了推導過程中需遵循的三個原理：電荷守恒原理、物料守恒原理及質(zhì)子守恒原理，并著重詮釋了其形成的理論依據(jù)；同時根據(jù)經(jīng)驗總結歸納出兩個法則：微弱法則和主次法則。旨在教學中能幫助學生便捷、有效地掌握相關知識和解題技巧。

關鍵詞：微粒濃度；電解質(zhì)溶液；守恒原理

文章編號：1005–6629（2014）7–0081–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導是高考試卷中的常見題型，也是平時教學過程中令師生都感到棘手的難點之一，究其根本原因在于教師未講清楚，學生弄不明白，依葫蘆畫瓢的結果可想而知。過去雖有不少文章涉及此命題，但也多為結論總結性內(nèi)容，往往只重結果而無視推導方法及過程，對教與學的啟示作用并不明顯。實際上只要教學策略適當，各個知識點的來龍去脈交代清楚，問題便可迎刃而解。本文從推導過程中需遵循的三個原理出發(fā)，深挖其形成的理論依據(jù)，再結合平時教學過程中總結歸納出的兩個法則，深入淺出，讓學生既能知其然也能知其所以然。

1 三個原理

1.1 電荷守恒原理

由于電解質(zhì)溶液呈電中性，故電解質(zhì)溶液中各種陽離子所帶正電荷數(shù)的總和等于各種陰離子所帶負電荷數(shù)的總和。該原則主要應用于溶液中所有陰、陽離子間濃度關系的推導。

例：在K2CO3溶液中存在如下關系：

需指明的是某種離子的電荷濃度應等于該離子的濃度乘以該離子所帶的電荷數(shù)，這是電荷守恒關系式推導的關鍵，也是最容易出錯的地方。

1.2 物料守恒原理

答案：C

1.3 質(zhì)子守恒原理

在電解質(zhì)溶液中質(zhì)子（H+）不可能無緣無故地得到也不可能無緣無故地失去，某些微粒得到和失去的質(zhì)子總數(shù)必然相等，此即質(zhì)子守恒。首先應明確電解質(zhì)溶液中有哪些初始微?？赡馨l(fā)生質(zhì)子的得與失，這些微粒通常是組成電解質(zhì)的酸堿成分和溶劑分子，一般定為“基準物質(zhì)”[1]，然后用基準物質(zhì)得失質(zhì)子后的產(chǎn)物的物質(zhì)的量來表示得失質(zhì)子的物質(zhì)的量，得出相應的關系式，再轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的量濃度的表達式即可。

該式也可以理解為H原子的物料守恒，由于該溶液中只有溶劑水分子能提供質(zhì)子，故H+的各種存在形式的濃度之和應等于水電離出的OH-的濃度。需注意的是其中2c（H2CO3）表示生成H2CO3分子消耗的質(zhì)子數(shù)是H2CO3分子數(shù)目的2倍，這是推導質(zhì)子守恒表達式的關鍵。

2 兩個法則

若要比較電解質(zhì)溶液中的微粒濃度大小關系，還需掌握以下兩個法則：

2.1 微弱法則

弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離，這里的部分電離是指電離程度很小，例如25℃時0.1 mol·L-1 CH3COOH的pKa=4.76[2]，即Ka=1.73×10-5，據(jù)此可以計算出CH3COOH的電離度僅為1.3%左右，故可以認為是微弱電離，謂之弱電解質(zhì)微弱電離法則。這樣一來，電離產(chǎn)物的濃度一般就遠小于未電離部分，如電解質(zhì)分子的濃度。

上述討論的題型中只存在電解質(zhì)的電離或水解一種平衡，若溶液中同時存在電離和水解兩種平衡狀態(tài)，推導過程中就要考慮兩種平衡的主次之分了。

再如等濃度等體積的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，抓住微粒在初始狀態(tài)時的瞬間濃度關系，不考慮電離和水解則有c（CH3COOH）起始=c（Na+）= c（CH3COO-）起始，實際上CH3COOH要電離，CH3COO-要水解，導致其濃度發(fā)生改變，結合主次法則可得：

c（CH3COOH）起始↓↑=c（Na+）=c（CH3COO-）起始↓↑

箭頭的長短表示增減幅度不等，這樣平衡濃度的大小關系自然一目了然，而這種推導方法既形象又直觀，易于學生理解和把握。

例2 （2012江蘇高考）25℃時，有c（CH3COOH）+ c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1的一組醋酸、醋酸鈉混合溶液，溶液中c（CH3COOH）、c（CH3COO-）與pH的關系如圖所示。下列有關溶液中離子濃度關系的敘述正確的是（ ）

D.向W點所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl氣體（溶液體積變化可忽略）：

c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

解析：解答此類題型首先必須讀懂圖給信息，要抓住縱橫坐標的含義、曲線的走向及起點、拐點、交點和終點等關鍵信息。如圖：當pH=5.5時，c（CH3COO-）>c（CH3COOH），A選項錯誤；W點：c（CH3COO-）= c（CH3COOH），又電荷守恒可得：c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），所以c（Na+）+c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）；若向W點1.0 L此溶液中通入HCl 0.05 mol，此時溶液恰好變?yōu)镃H3COOH和NaCl的混合液，c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），根據(jù)微弱法則可知此時c（CH3COO-）<

答案：BC

當然處理具體問題時還需綜合考慮各種因素，特別需要注意的是要結合題目所給信息具體問題具體分析。

參考文獻：

[1]華中師范大學等主編.分析化學（上冊第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001：92～93.

[2][3][4][5][6][7]顧慶超等主編.新編化學用表[K].南京：江蘇教育出版社，1998：1407～1411.

摘要：電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導需采取適當?shù)慕虒W策略。闡述了推導過程中需遵循的三個原理：電荷守恒原理、物料守恒原理及質(zhì)子守恒原理，并著重詮釋了其形成的理論依據(jù)；同時根據(jù)經(jīng)驗總結歸納出兩個法則：微弱法則和主次法則。旨在教學中能幫助學生便捷、有效地掌握相關知識和解題技巧。

關鍵詞：微粒濃度；電解質(zhì)溶液；守恒原理

文章編號：1005–6629（2014）7–0081–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

電解質(zhì)溶液中微粒間濃度關系的推導是高考試卷中的常見題型，也是平時教學過程中令師生都感到棘手的難點之一，究其根本原因在于教師未講清楚，學生弄不明白，依葫蘆畫瓢的結果可想而知。過去雖有不少文章涉及此命題，但也多為結論總結性內(nèi)容，往往只重結果而無視推導方法及過程，對教與學的啟示作用并不明顯。實際上只要教學策略適當，各個知識點的來龍去脈交代清楚，問題便可迎刃而解。本文從推導過程中需遵循的三個原理出發(fā)，深挖其形成的理論依據(jù)，再結合平時教學過程中總結歸納出的兩個法則，深入淺出，讓學生既能知其然也能知其所以然。

1 三個原理

1.1 電荷守恒原理

由于電解質(zhì)溶液呈電中性，故電解質(zhì)溶液中各種陽離子所帶正電荷數(shù)的總和等于各種陰離子所帶負電荷數(shù)的總和。該原則主要應用于溶液中所有陰、陽離子間濃度關系的推導。

例：在K2CO3溶液中存在如下關系：

需指明的是某種離子的電荷濃度應等于該離子的濃度乘以該離子所帶的電荷數(shù)，這是電荷守恒關系式推導的關鍵，也是最容易出錯的地方。

1.2 物料守恒原理

答案：C

1.3 質(zhì)子守恒原理

在電解質(zhì)溶液中質(zhì)子（H+）不可能無緣無故地得到也不可能無緣無故地失去，某些微粒得到和失去的質(zhì)子總數(shù)必然相等，此即質(zhì)子守恒。首先應明確電解質(zhì)溶液中有哪些初始微?？赡馨l(fā)生質(zhì)子的得與失，這些微粒通常是組成電解質(zhì)的酸堿成分和溶劑分子，一般定為“基準物質(zhì)”[1]，然后用基準物質(zhì)得失質(zhì)子后的產(chǎn)物的物質(zhì)的量來表示得失質(zhì)子的物質(zhì)的量，得出相應的關系式，再轉(zhuǎn)換成物質(zhì)的量濃度的表達式即可。

該式也可以理解為H原子的物料守恒，由于該溶液中只有溶劑水分子能提供質(zhì)子，故H+的各種存在形式的濃度之和應等于水電離出的OH-的濃度。需注意的是其中2c（H2CO3）表示生成H2CO3分子消耗的質(zhì)子數(shù)是H2CO3分子數(shù)目的2倍，這是推導質(zhì)子守恒表達式的關鍵。

2 兩個法則

若要比較電解質(zhì)溶液中的微粒濃度大小關系，還需掌握以下兩個法則：

2.1 微弱法則

弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離，這里的部分電離是指電離程度很小，例如25℃時0.1 mol·L-1 CH3COOH的pKa=4.76[2]，即Ka=1.73×10-5，據(jù)此可以計算出CH3COOH的電離度僅為1.3%左右，故可以認為是微弱電離，謂之弱電解質(zhì)微弱電離法則。這樣一來，電離產(chǎn)物的濃度一般就遠小于未電離部分，如電解質(zhì)分子的濃度。

上述討論的題型中只存在電解質(zhì)的電離或水解一種平衡，若溶液中同時存在電離和水解兩種平衡狀態(tài)，推導過程中就要考慮兩種平衡的主次之分了。

再如等濃度等體積的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，抓住微粒在初始狀態(tài)時的瞬間濃度關系，不考慮電離和水解則有c（CH3COOH）起始=c（Na+）= c（CH3COO-）起始，實際上CH3COOH要電離，CH3COO-要水解，導致其濃度發(fā)生改變，結合主次法則可得：

c（CH3COOH）起始↓↑=c（Na+）=c（CH3COO-）起始↓↑

箭頭的長短表示增減幅度不等，這樣平衡濃度的大小關系自然一目了然，而這種推導方法既形象又直觀，易于學生理解和把握。

例2 （2012江蘇高考）25℃時，有c（CH3COOH）+ c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1的一組醋酸、醋酸鈉混合溶液，溶液中c（CH3COOH）、c（CH3COO-）與pH的關系如圖所示。下列有關溶液中離子濃度關系的敘述正確的是（ ）

D.向W點所表示的1.0 L溶液中通入0.05 mol HCl氣體（溶液體積變化可忽略）：

c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

解析：解答此類題型首先必須讀懂圖給信息，要抓住縱橫坐標的含義、曲線的走向及起點、拐點、交點和終點等關鍵信息。如圖：當pH=5.5時，c（CH3COO-）>c（CH3COOH），A選項錯誤；W點：c（CH3COO-）= c（CH3COOH），又電荷守恒可得：c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），所以c（Na+）+c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）；若向W點1.0 L此溶液中通入HCl 0.05 mol，此時溶液恰好變?yōu)镃H3COOH和NaCl的混合液，c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），根據(jù)微弱法則可知此時c（CH3COO-）<

答案：BC

當然處理具體問題時還需綜合考慮各種因素，特別需要注意的是要結合題目所給信息具體問題具體分析。

參考文獻：

[1]華中師范大學等主編.分析化學（上冊第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001：92～93.

[2][3][4][5][6][7]顧慶超等主編.新編化學用表[K].南京：江蘇教育出版社，1998：1407～1411.