聚焦廣東高考必考題之溶液中離子濃度關(guān)系問題

張雯潔衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

摘要：自2010年高考方案改革實施，縱觀2010年～2014年廣東高考卷，不難發(fā)現(xiàn)，溶液中的離子問題是高考的一大熱點，它能有效地測試出學(xué)生對強弱電解質(zhì)、電離平衡、水的電離、pH、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運用能力。本文通過對廣東省近五年的溶液中離子濃度考點的對比，從考點分析、命題預(yù)測、知識剖析、解題策略四方面對此題進(jìn)行解讀研究，進(jìn)行思考總結(jié)，探究如何提高學(xué)生對溶液中離子濃度關(guān)系問題的解析能力。

關(guān)鍵詞：廣東高考溶液中離子濃度考點分析命題預(yù)測解題方法

一、考點分析

年份題型分值考點分考點分析2014年12題單選4分酸堿混合的離子濃度、三大守恒2013年12題單選4分pH、電荷守恒、鹽的水解2012年23題雙選6分pH、水的電離、酸堿混合的的離子濃度、電荷守恒2011年11題單選4分影響水解的因素、三大守恒2010年12題單選4分鹽的水解、三大守恒

二、命題預(yù)測

從以上考點分析可以看出，這類題型是萬變不離其宗，一般是鹽類的水解、水的電離、三大守恒、溶液的pH以及影響平衡的因素。考察的角度主要有三個：一是水溶液中影響有關(guān)量的變化(如溫度、pH值、水的離子積、酸堿對水電離的影響)；二是酸堿混合時某種溶液過量(如離子反應(yīng)、鹽的水解、強弱電解質(zhì))；三是離子濃度大小的比較，碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液、醋酸鈉溶液、銨鹽溶液往往成為高考的重要考察對象，主要為三大守恒：物料守恒、電荷守恒和質(zhì)子守恒。

在2010年～2012年的試題中，考察的考點相對直觀明了，也能從選項直接判斷對與錯，但在2013年，它在題干中隱藏了一個條件，即溫度為50℃，如果沒有注意題干中的隱藏條件，很有可能會導(dǎo)致失分，而在2014年廣東高考卷中，它則改成了用一個圖來表現(xiàn)溶液中離子濃度的大小關(guān)系，但不管它怎么改變，對基礎(chǔ)知識的考察點還是不變的。

所以，對2015的廣東卷的預(yù)測是它有很大可能會在題干中隱藏條件或者通過圖表等形式來命題，故考生除了對基礎(chǔ)知識牢固掌握外，還要注意條件的改變。

三、知識剖析

1、多元弱酸分步電離以第一步電離為主；多元弱酸根分步水解以第一步水解為主。

2、鹽類的水解規(guī)律：無弱不水解，有弱就水解；越弱越水解，都弱都水解；誰強顯誰性，雙弱水解程度定。(陰、陽離子都水解時，溶液的酸堿性由水解程度大的離子決定)。

3、酸的[H+]和堿的[OH-]相等的溶液等體積混合時：誰弱誰過量，誰弱顯誰性。

4、水的電離：由水電離出來的c(H+)始終等于c(OH-)。

4.1中性溶液：

c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L

4.2溶質(zhì)為酸的溶液：OH-只來源于水電離。

4.3溶質(zhì)為堿的溶液：H+只來源于水電離。

4.4水解呈酸性或堿性的鹽溶液：H+和OH-均由水電離產(chǎn)生。

5、三大守恒

5.1電荷守恒：電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。

分析溶液中有哪些陽離子和陰離子，陽離子寫在一邊，陰離子寫在另一邊，不管哪種離子，帶多少單位的電荷系數(shù)就為幾，然后用等號連接起來。

Na2CO3溶液中：

c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

5.2物料守恒：電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子等，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。

Na2CO3溶液中n(Na)：n(C)=1：2

Na元素的存在形式——Na+

C元素的存在形式——HCO3-、CO32-、H2CO3

故c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+

c(H2CO3)]

5.3質(zhì)子守恒：即H+守恒，電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子(H+)的物質(zhì)的量應(yīng)相等，可通過得失質(zhì)子數(shù)推斷，也可利用物料守恒和電荷守恒推出。

在NH4HCO3溶液中：

H3O+、H2CO3為得到質(zhì)子后的產(chǎn)物；NH3、OH-、CO32-為失去質(zhì)子后的產(chǎn)物，

(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+

c(CO32-)

或NH4Cl溶液電荷守恒：

物料守恒：

c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)

將兩式相減得：

c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

三、解題策略

1、一般情況下，可以根據(jù)看溶液是屬于哪種情況，再根據(jù)具體情況結(jié)合進(jìn)行解答，以下可以幫助考生更好地理解。

溶液包括單一溶液和混合溶液；

單一溶液分為酸或堿溶液(考慮電離)和鹽溶液(考慮水解)；

混合溶液分為兩者會發(fā)生反應(yīng)[兩者不過量：生成酸或堿(考慮電離)，生成鹽(考慮水解)；都過量(根據(jù)過量程度考慮電離或水解)]和兩者不發(fā)生反應(yīng)(同時考慮電離和水解)。

2、對于常見的溶液，要有快速的解題對策

2.1單一溶質(zhì)溶液中離子濃度大小關(guān)系

2.1.1強酸、強堿、強酸強堿鹽溶液

對策：只考慮電解質(zhì)的電離與水的電離。

2.1.2弱酸或弱堿溶液

對策：只考慮電離。

2.1.3多元弱酸的正鹽溶液

對策：考慮弱酸根的分步水解。

2.1.4酸式鹽要考慮電離和水解誰為主

對策：記住幾種特殊溶液。a.電離為主的NaHSO3、NaH2PO4、NaHC2O4溶液，溶液呈酸性；b.水解為主的NaHCO3、Na2HPO4、NaHS溶液，溶液呈堿性。

2.2混合溶液中離子濃度大小關(guān)系

對策：①首先考慮電荷守恒，酸堿混合，無論誰過量，在同一溶液體系中都符合電荷守恒；

②然后考慮離子間的反應(yīng)；

③再次酸、堿混合時考慮是完全反應(yīng)還是一種過量；

④若是等物質(zhì)的量混合時要考慮是電離為主還是水解為主。

CH3COOH與CH3COONa，NH3·H2O與NH4Cl溶液混合→電離大于水解；

HClO與NaClO，HCN與NaCN溶液混合→水解大于電離。

2.3在某一“同”下的情況

2.3.1同一溶液中離子濃度的比較

對策：首先確定溶液中電解質(zhì)的種類，然后再分析電解質(zhì)的電離程度和鹽類水解程度的大小。

2.3.2同一濃度的不同溶液中同一離子濃度的比較

對策：首先分析物質(zhì)的組成差異，然后弄清離子在水解時是促進(jìn)、抑制還是無影響，這樣才能正確的解答。

2.3.3不同溶液中同一離子濃度的比較

對策：先按照某種性質(zhì)分組后再比較。

四、掌握一些解題方法與技巧

1、守恒判斷法：要靈活運用質(zhì)量守恒、電荷守恒、質(zhì)子守恒等守恒規(guī)律進(jìn)行分析，既可簡化解題過程，又容易判斷答案的正確與否。

例(2011年廣東高考題)對于0.1mol·L-1

Na2SO3溶液，正確的是()。

A、升高溫度，溶液的pH降低

B、c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

C、c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+2c(HSO3-)+c(OH-)

D、加入少量NaOH固體，c(SO32-)與

c(Na+)均增大

[解析]答案：D。A選項中鹽的水解為吸熱，升高溫度，溶液的pH升高，故A錯。B由物料守恒知n(Na)=2n(S)Na元素的存在形式Na+，S元素的存在形式HSO3-、SO32-、H2SO3，故為c(Na+)=2c(SO32-)+2c(HSO3-)+2c(H2SO3)，故B錯。C由電荷守恒知總陰離子濃度等于總陽離子濃度，再看系數(shù)，故為：c(Na+)+c(H+)=

2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，

因而C也錯，D中強堿弱酸鹽水解呈堿性，加入堿抑制水解，故濃度增大，D正確。

2、條件排除法：根據(jù)題中隱藏的條件，通過判斷水的離子積常數(shù)，溶液中濃度最大或最小的某離子、c(H+)與c(OH-)的大小關(guān)系的位置正確與否，來確定選項是否正確。

例(2013年廣東高考)50℃時，下列各溶液中，離子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()。

A、pH=4的醋酸中：c(H+)=4.0mol·L-1

B、飽和小蘇打溶液中：c(Na+)=c(HCO3-)

C、飽和食鹽水中：c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+

c(OH-)

D、pH=12的純堿溶液中：c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1

關(guān)鍵詞：[解析]答案：C首先，看清題干，找出50℃；分析選項：A選項：50℃，水的離子積常數(shù)大1×10-14，所以A錯誤。而D選項中50℃，pH=12的碳酸鈉溶液中，c(OH-)=Kw/1×10-12>1×10-2mol/L，D也錯誤，故A、D先排除。B 選項：飽和小蘇打溶液中，HCO3-會發(fā)生水解反應(yīng)導(dǎo)致濃度減小，所以B錯誤。B也排除故正確答案選C。

例(2014年廣東高考)常溫下，0.2mol/l的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后，所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示，下列說法正確地是()。

A、HA為強酸

B、該混合液pH=10

C、圖中X表示HA，Y表示OH-，Z表示H+

D、該混合溶液中，c(A-)+c(Y)=c(Na+)

圖　溶液中部分微粒組分及濃度

[解析]答案為D。首先，看清圖給我們帶來的信息，分析選項：由圖可知c(A-)<0.1mol/L，而題干中一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后，兩者恰反應(yīng)，溶液中只有溶質(zhì)NaA且濃度為0.1mol/L，說明A-離子發(fā)生了水解，從而可知HA是弱酸，故A錯誤，排除A。B項中水解顯堿性，只能說明 pH>7，故B項錯誤，排除B。D選項，在同一溶液中，由物料守恒總陰離子濃度等于總陽離子濃度知D項正確。此外，為不丟分起見，看一下C選項，溶液中除Na+，c(OH-)不僅來自于A-的水解也來自水的電離，故離子大小為c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)可知C項錯。

3、整體定位法：對題中所給的溶液進(jìn)行定位，是屬于單一溶液還是混合溶液，是酸堿溶液還是鹽溶液，溶液電離為主還是水解為主，進(jìn)而判斷選項的正確與否。

例(2012年廣東高考)對于常溫下pH為 2的鹽酸，敘述正確的是()。

A、c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)

B、與等體積pH=12的氨水混合后所得溶液顯酸性

C、由H2O電離出的c(H+)=1.0×

10-12mol·L-1

D、與等體積0.01 mol·L-1乙酸鈉溶液混合后所得溶液中：c(Cl-)=c(CH3COO-)

關(guān)鍵詞：[解析]答案：AC看題干，找常溫、pH=2；分析各選項：A選項：屬于單一溶液型：符合電荷守恒，A正確。B選項：等體積混合后，氨水過量，所以所得溶液顯堿性，故B錯。C選項：c(H+)水=c(OH-)水=Kw/c(H+)=1.0×10-12mol·L-1，所以C正確。D選項：混合溶液型：混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成乙酸和氯化鈉，由于乙酸為弱酸，發(fā)生電離，電離是微弱的，所以只電離出極少的CH3COO-，所以D錯誤。

五、總結(jié)

雖然離子濃度大小比較涉及到的知識點較多，較為靈活并且綜合性較強，但是都是考這些基礎(chǔ)知識點，只要掌握這些相關(guān)的知識，加強對這些知識的理解和運用，在練習(xí)中不斷進(jìn)行歸納和總結(jié)，并能注意題干中的隱藏條件，必能提高自己解決這類題的解題能力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振國.離子濃度比較的解析途徑[J].高中數(shù)理化，2011年19期：56-57.

[2]梁雙霞.離子濃度大小的比較技巧與方法[J].中學(xué)生數(shù)理化·高考版，2012 年第7-8期：57.