童守彭
溶液離子濃度大小是化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)所在,特別是涉及弱電解質(zhì)的相關(guān)問題,學(xué)生在解題過程中不知從何下手.下面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐就電解質(zhì)溶液濃度大小的比較談點(diǎn)體會(huì).
一、堅(jiān)持“三看”原則
在化學(xué)教學(xué)中,教師要注重教學(xué)過程對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的累積,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力.化學(xué)是高考中重要的學(xué)科.在化學(xué)教學(xué)過程中,教師要注意重點(diǎn)及難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué),促使學(xué)生的化學(xué)成績(jī)有所提高.在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的比較是相對(duì)較難的學(xué)習(xí)內(nèi)容.有些學(xué)生在該知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)過程中遇到較大的困難,因而教師需要對(duì)此引起重視,采取積極有效的教學(xué)策略,改善現(xiàn)狀.針對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)教學(xué)而言,歸納總結(jié)為“三看”.第一,看反應(yīng),主要針對(duì)的是溶液中的溶質(zhì),它們彼此之間是否存在反應(yīng).第二,看成分,需要對(duì)溶液成分進(jìn)行深入全面的分析,重點(diǎn)查看溶質(zhì)成分.第三,看酸堿性,需要檢查溶液酸堿性,從而了解溶液中溶質(zhì)的酸堿性.
二、注意區(qū)分酸溶液與堿溶液
在電解質(zhì)溶液中,主要是以酸溶液及堿溶液為主.對(duì)酸溶液而言,其中的氫離子濃度最大,也就是c(H+);對(duì)于堿溶液來說,其中的氫氧根離子濃度最大,即c(OH+).而其他的離子濃度,主要是通過酸或堿的電離程度來判定,通常情況下第一步電離主要有兩種形式,分別是多元弱堿、多元弱酸.
三、鹽溶液
無論是多元弱堿酸根,還是多元弱堿陽(yáng)離子,基本上都是以分步水解為主.在通常情況下,第一步都是水解.例如,在NH4Cl溶液中,具體濃度比較如下:c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-).NH4Cl與NH3·H2O混合溶液,呈現(xiàn)中性.對(duì)酸式酸根離子,需要了解其電離程度,并且明確水解程度的大小.例如,在NaHCO3溶液中,具體濃度大小比較為:c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+).針對(duì)同一離子而言,在對(duì)比它們的濃度時(shí),要注意區(qū)分其他離子的影響.例如,物質(zhì)的量濃度,在相同溶液中,c(NH+4)比較為:c(NH4HSO+4)>c(NH4Cl)>c(CH3COONH4).
四、混合溶液
溶液混合是化學(xué)教學(xué)中比較常見的問題,也是電解質(zhì)溶液濃度大小比較的關(guān)鍵問題.針對(duì)混合溶液而言,首要考慮的因素是能否發(fā)生反應(yīng).如果能夠發(fā)生反應(yīng),緊接著需要確定反應(yīng)后的物質(zhì),還有物質(zhì)濃度,再考慮電離因素,或是水解因素.例如,100ml0.1mol/L的酸醋與50ml0.2mol/L的氫氧化鈉溶液混合,離子濃度大小是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+).醋酸鈉水解度,在某種程度上是高于電離程度,溶液呈現(xiàn)堿性.
五、“三種”守恒關(guān)系
在高中化學(xué)教學(xué)中,關(guān)于電解質(zhì)溶液離子濃度大小的比較需要依靠三種守恒關(guān)系,分別是電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒.首先,對(duì)電荷守恒而言,主要針對(duì)的是溶液中陰離子,其負(fù)電總數(shù),等同于陽(yáng)離子總數(shù).在化學(xué)學(xué)習(xí)中,電荷守恒得到廣泛應(yīng)用,主要是按照電荷守恒給予公式,然后通過對(duì)比獲取離子物質(zhì)的量和物質(zhì)的量濃度.例如,在NaHCO3溶液中,存在下述關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+c(OH-)+2c(CO2-3).其次,對(duì)于電解質(zhì)溶液來說,物料守恒主要針對(duì)的是電解質(zhì),其在發(fā)生變化之前,其中某元素的原子物質(zhì)的量,在某種程度上等同于變化之后的溶液,包含所有元素原子總量之和.物料守恒實(shí)質(zhì)上與原子有著非常密切的關(guān)聯(lián),是其個(gè)數(shù)及質(zhì)量守恒.例如,在Na2S溶液中,S-2的水解,HS-的電離、水解,水的電離,它們的關(guān)系如下:c(S2-)+c(HS)+c(H2S)=12c(Na+)(Na+和S2-守恒),c(HS-)+2c(S2-)+c(H+)=c(OH-)(H、O原子守恒).在NaHS溶液中,HS-的水解,還有電離及水離具體如下:HS-+H2O與H2S+OH-,兩者可以相互發(fā)生反應(yīng),而HS-與S2-+H+相互發(fā)生反應(yīng).基于電荷守恒角度分析,存在以下等式,c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+).將上述公式進(jìn)行疊加,有如下有關(guān)系:c(S2-)+c(OH-)=c(H2S)+c(H+).最后,質(zhì)子守恒.在溶液中,無論是結(jié)合氫離子,還是遠(yuǎn)離氫離子,氫原子總數(shù)保持不變,是固定值.根據(jù)上述推導(dǎo)可知,高中化學(xué)電解質(zhì)溶液中的濃度離子大小比較需要從多個(gè)層面去考慮,依據(jù)具體情況明確濃度離子的比例,然后借助相應(yīng)的公式推導(dǎo)驗(yàn)證是否具有合理性.電解質(zhì)溶液中離子濃度的大小比較,借助“三種”守恒關(guān)系,能明確一定的化學(xué)關(guān)系式,幫助學(xué)生列出等式,解決實(shí)際問題.
總之,在高中化學(xué)教學(xué)中,教師要對(duì)電解質(zhì)溶液中離子濃度大小的比較引起足夠的重視,并采取有效的教學(xué)策略,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,從而提高教學(xué)效果.