彭春迪
摘要 :矛盾存在于一切事物的發(fā)展過程中,本文以實(shí)例題闡述如何利用主次矛盾論分析解決高中化學(xué)水溶液中存在的存在幾種矛盾關(guān)系,理解主要矛盾和次要矛盾在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化的辯證唯物主義的觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 :高中化學(xué); 水溶液;主次矛盾;相互轉(zhuǎn)化
主要矛盾和次要矛盾是辯證唯物主義的觀點(diǎn)之一,起主導(dǎo)作用的主要矛盾在地位上支配著次要矛盾,但主要矛盾和次要矛盾在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。對學(xué)生進(jìn)行辯證思維能力的滲透和培養(yǎng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)重要任務(wù)之一。引導(dǎo)學(xué)生注意分析事物發(fā)展過程中的主要矛盾和次要矛盾,使復(fù)雜的問題簡單化,有助于發(fā)展學(xué)生的辯證思維,提高學(xué)生分析和解決問題的能力,加深對化學(xué)知識的理解和掌握。
一、多元弱酸的酸式酸根離子的電離平衡與水解平衡的主次矛盾
多元弱酸的酸式酸根離子如HCO-3、HSO-3、HS-等在水溶液中既存在電離平衡又存在水解平衡,是矛盾的兩個(gè)方面,在解決實(shí)際問題時(shí),需考慮是電離平衡還是水解平衡占優(yōu)勢。
【例1】在NaHCO3溶液中滴入酚酞,溶液變紅色,為什么?若在該溶液中加入適量的NaAlO2溶液,會看到紅色加深并有白色沉淀生成,理由是什么?
分析: HCO-3同時(shí)存在電離平衡和水解平衡,若電離HCO- 3CO2-3+H+ 為矛盾的主要方面則溶液顯酸性,若HCO-3+H2OH2CO3+OH- 水解為矛盾的主要方面則溶液顯堿性。加入酚酞顯紅色,可見HCO-3水解是矛盾的主要方面。
NaAlO2溶液中存在AlO-2的水解AlO-2+2H2O Al(OH)3+OH-與水解產(chǎn)物Al(OH)3跟NaOH中和的矛盾。由于Al(OH)3是比H2CO3更弱的電解質(zhì),AlO-2比HCO-3的水解程度更強(qiáng),溶液顯較強(qiáng)的堿性,NaAlO2與NaHCO3兩種溶液混合后,HCO-3處在堿性更強(qiáng)的環(huán)境中,其水解受到抑制,HCO-3電離平衡就成了矛盾的主要方面,而AlO-2的水解與HCO-3的電離相互促進(jìn),發(fā)生如下反應(yīng)HCO-3+ AlO-2+H2O=Al(OH)3↓+CO2—3,因此觀察到紅色加深并伴有白色沉淀生成。
二、弱電解質(zhì)的電離程度與溶液體積變化的主次矛盾
【例2】冰醋酸加水稀釋過程中,H+濃度變化如圖所示。b點(diǎn)前為什么c(H+ )隨水量的增加而增大?b點(diǎn)后為什么c(H+)隨水的加入而降低?
分析: 在加入水的過程中,存在著醋酸的電離使c(H+ )增大和稀釋使c(H+ )減小這一矛盾體。H+ 的濃度大小取決于溶液中n(H+ )、V(溶液)兩者的相對大小。b點(diǎn)前,冰醋酸的電離為矛盾的主要方面,溶液體積變化為矛盾的次要方面,即n(H+ )的增大幅度比V(溶液)的增大幅度大,c(H+ )隨水的加入而增大。b點(diǎn)后,溶液體積的增大成為主要矛盾,即以稀釋為主,因此c(H+ )隨水的加入而降低。
三、弱酸堿的電離與其對應(yīng)離子水解的主次矛盾
在同一溶液中,弱的酸、堿電解質(zhì)存在電離平衡,其對應(yīng)的離子又存在著水解平衡,在解決實(shí)際問題時(shí),如果兩者都考慮,則問題很難解決,此時(shí)也需要分清矛盾的主與次,肯定主要矛盾,忽略次要矛盾,使復(fù)雜的問題變得簡單化。
【例3】把0.2mol/L的氨水和0.1mol/L的鹽酸溶液等體積混合,分析混合溶液中離子的濃度大小關(guān)系。
分析:假設(shè)兩種溶液的體積均為1L,則兩溶液混合后,生成NH4Cl的物質(zhì)的量為0.1mol,氨水過量0.1mol。首先確定溶液的酸堿性:此時(shí),溶液中存在兩種平衡,即氨水的電離平衡NH3·H2ONH+4+OH-與NH+ 4的水解平衡NH+4+H2ONH3·H2O+H+,若NH3·H2O的電離平衡為矛盾的主要方面,則溶液顯堿性,若NH+ 4的水解平衡為矛盾的主要方面,則溶液顯酸性。因?yàn)镹H3·H2O的電離程度大于NH+4的水解程度,以氨水電離平衡為主要矛盾,從而忽略NH+4的水解,溶液顯堿性,故 c(OH-)﹥c(H+ ),由NH4Cl=NH+ 4+Cl-知NH+ 4與Cl-的物質(zhì)的量相等,但考慮NH3·H2O又電離出了一部分NH+ 4,所以c(NH+ 4)﹥c(Cl-)。綜合上述分析可知溶液中離子的濃度大小關(guān)系為c(NH+ 4)﹥c(Cl-)﹥ c(OH-)﹥c(H+ )
綜上所述,反應(yīng)過程中所觀察到的現(xiàn)象依次為首先有淺黃色生成,然后產(chǎn)生黑色沉淀,即前階段以氧化還原反應(yīng)為主導(dǎo),后階段以復(fù)分解反應(yīng)為主導(dǎo)。
復(fù)雜的事物往往是由兩個(gè)以上的矛盾構(gòu)成的,其中必有一個(gè)是主要的矛盾,主要矛盾決定著事物的性質(zhì)和發(fā)展方向,運(yùn)用矛盾論來分析解決物質(zhì)在水溶液中所發(fā)生的行為,特別是在包含諸多因素影響下的化學(xué)變化時(shí),要善于抓住主要矛盾或看到矛盾的主要方面,同時(shí)又應(yīng)注意到,主次矛盾并不是一成不變的,隨著條件的改變,兩者可能發(fā)生轉(zhuǎn)化,要養(yǎng)成一分為二的分析問題的能力。