离子浓度比较搞清溶质是关键

浙江省从2014级入学的学生开始实行新的高校招生制度，采用“7选3”模式进行考试.学考和选考考查的范围和要求都不相同，学考70分部分试题考查的范围是必修课程，包括化学1、化学2和化学反应原理中的少部分内容.选考30分部分试题考查的是选修内容，包括化学反应原理、实验化学和有机化学基础.这也导致了新老高考试题在问题设计中略有不同.例如选择题中考查电解质溶液，老高考中可以考查平衡常数及其计算，但平衡常数在新高考中不是学考要求，所以该题在问题设计时只能考查离子浓度大小比较、离子浓度之间的关系等等.虽然难度上下降了很多，但依然是考查的热点，也是考生的难点.本文将通过新老高考下的试题的对比分析，给出解答该类试题的一般方法和思路.

（2016年浙江高考理综第12题）苯甲酸钠（COONa，缩写为NaA）可用作饮料的防腐剂.研究表明苯甲酸（HA）的抑菌能力@著高于A-.已知250C时，HA的Ka=6.25×10-5，H2CO3的Ka1=4.17×10-7，Ka2=4.90×10-11.在生产碳酸饮料的过程中，除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体.下列说法正确的是（温度为25℃，不考虑饮料中其他成分）（）.

A.相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低

B.提高CO2充气压力，饮料中c（A-）不变

C.当pH为5.0时，饮料中c（HA）c（A-）=0.16

D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c（H+）=c（HCO-3）+c（CO2-3）+c（OH-）-c（HA）

试题中考查的知识有：酸的电离常数的表示方法，根据酸的电离常数的大小判断酸性强弱，压强对化学平衡移动的影响，电解质溶液中离子浓度之间的关系（电荷守恒和物料守恒），pH的概念等.

（2016年4月浙江化学选考第23题）常温下，向20.00 mL 0.1000 mol・L-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1000 mol・L-1的NaOH溶液，pH随NaOH溶液体积的变化如图1所示.下列说法不正确的是（）.

A.在反应过程中，c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）

B.pH=5时，c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

C.pH=6时，c（Na+）+c（H+）-c（OH-）+c（CH3COOH）=0.1000 mol・L-1

D.pH=7时，消耗NaOH溶液的体积小于

20.00 mL

试题中考查的知识有：弱酸与强碱的反应，盐类的水解，电解质溶液中离子浓度之间的关系（电荷守恒和物料守恒），由pH值判断溶液的酸碱性等.

对比两份试题，新高考下的试题考点明显减少，重点考查电解质溶液中离子浓度之间的关系（电荷守恒和物料守恒）.笔者研究发现，该类试题难就难在两种物质反应后溶液中离子和弱电解质溶质是什么，浓度大小如何？

上题中，选项A，反应过程中，溶液里始终含有4种离子Na+、CH3COO-、H+、OH-.离子电荷守恒关系为c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）.选项B，pH=5时，溶质为CH3COONa和CH3COOH，显酸性，依然含有4种离子Na+、

CH3COO-、H+、OH-.结合离子的电荷守恒及酸性溶液即可判断正确与否.选项C，溶质为CH3COONa和CH3COOH，显酸性，依然含有4种离子Na+、

CH3COO-、H+、OH-.根据电荷守恒可知c（Na+）+c（H+）-c（OH-）=c（CH3COO-），而因为醋酸中加氢氧化钠溶液，不断的稀释，c（CH3COO-）+c（CH3COOH）

A.M-N间一定存在c（Cl-）>c（NH+4）>c（OH-）>c（H+）

B.M点对应的盐酸体积为10.0 mL

C.pH=7溶液中有c（NH+4）=c（Cl-）=c（H+）=c（OH-）

D.P点处的溶液中存在：

2c（NH+4）+2c（NH3・H2O）=c（Cl-）

分析选项A，氨水中滴加盐酸，溶液中存在的离子有Cl-、 NH+4、OH-、H+.电荷守恒：c（Cl-） +c（OH-）=c（NH+4）+c（H+），M-N间为碱性，溶质是NH3・H2O 和NH4Cl.当氨水大大过量时，有可能存在c（OH-）>c（Cl-）.选项B，M点为中性，溶质是NH3・H2O 和NH4Cl，可知氨水没有完全中和，盐酸体积小于10.0mL .选项C，c（H+）=c（OH-），结合离子的电荷守恒，可知c（NH+4）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）.选项D，P处的溶质是NH4Cl∶HCl=1∶1，离子为NH+4∶H+∶Cl-=1∶1∶2，考虑到铵根离子的水解，根据物料守恒可知2c（NH+4）+

2c（NH3・H2O）=c（Cl-）.

例2（2016嘉兴高三基础测试卷第24题） 常温下，向20.00 mL 0.1000 mol・L-1 （NH4）2SO4溶液中逐滴加入0.2000 mol・L-1 NaOH时，溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图3所示（不考虑挥发）.下列说法正确的是（）.图3

A.点a所示溶液中：c（NH+4）>c（SO2-4）>

c（OH-）>c（H+）

B.点b所示溶液中：c（NH+4）=c（Na+）>c（H+）=c（OH-）

C.点c所示溶液中：c（SO2-4）+c（H+）=

c（NH3・H2O）+c（OH-）

D.点d所示溶液中：c（SO2-4）>c（NH3・H2O）>c（NH+4）>c（OH-）

分析选项A，点a处为（NH4）2SO4溶液，显酸性，离子浓度大小关系为c（NH+4）>c（SO2-4）>c（H+）>c（OH-）.选项B，点b处相当于1份（NH4）2SO4 与不到1份NaOH反，离子的电荷守恒为2c（SO2-4）+c（OH-）=c（H+） +c（Na+）+c（NH+4），而c（H+）=c（OH-），所以2c（SO2-4）=c（Na+）+c（NH+4），点b处溶质为（NH4）2SO4、NH3・H2O、Na 2SO4，SO2-4为1份，NH+4和NH3・H2O共2份，Na+小于1份，因此铵根离子的浓度大于钠离子浓度.选项C，点c处1份（NH4）2SO4 与1份的NaOH反应，溶质为NH+4∶NH3・H2O∶SO2-4∶Na+=1∶1∶1∶1.物料守恒为：c（NH3・H2O）+c（NH+4） =2c（Na+）=2c（SO2-4），电荷守恒为：c（NH+4）+c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+2c（SO2-4）两者结合即可知选项C正确.选项D，点d处1份（NH4）2SO4与2份NaOH反应，溶质为NH3・H2O∶Na+∶SO2-4=2∶2∶1，很明显c（NH3・H2O）>c（SO2-4），选项D错误.

例3室温时，向20 mL 0.1 mol・L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol・L-1 NaOH溶液，得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图4所示（假设滴加过程中无气体产生，且混合溶液的体积可看成混合前两溶液的体积之和），下列说法不正确的是（）.

A.pH=7时，溶液中c（Na+）>c（SO2-4）>c（NH+4）>c（OH-）=c（H+）

B.当V（NaOH）=20 mL时，溶液中水的电离程度比纯水大

C.当V（NaOH）=30 mL时，溶液中c（SO2-4）+c（H+）=c（NH3・H2O）+c（OH-）

D.滴加NaOH溶液从30 mL到40 mL，溶液中c（Na+）+c（SO2-4）=0.1 mol・L-1始终成立

分析选项A，当溶液为中性时，是1份NH4HSO4与1份多一点的NaOH反应，溶液中SO2-41份， Na+1份多，NH3・H2O和NH+4共1份.选项A正确.选项B，V（NaOH）=20mL，即1份NH4HSO4与1份的NaOH反应，溶液中NH+41份，Na+ 1份，SO2-41份，铵根离子会发生水解，水的电离度比纯水中大.选项C，V（NaOH）=30 mL，即2份NH4HSO4与3份NaOH反应，氢氧根离子先与氢离子反应，铵根离子反应了一半，溶质为NH+41份，NH3・H2O 1份，Na+3份，SO2-42份，因此有物料守恒：3＼[c（NH3・H2O）+c（NH+4）＼]=3c（SO2-4）=2c（Na+），电荷守恒：c（H+）+c（NH+4）+c（Na+）=2c（SO2-4）+c（OH-），综合后得：12c（SO2-4）+c（H+）=c（NH3・H2O）+c（OH-）.选项D，硫酸根和钠离子原来都是0.1 mol・L-1，因此混合后两者之和肯定是0.1 mol・L-1.好比是0.1 mol・L-1的HCl与0.1 mol・L-1的HCl不管怎么混合c（H+）都是0.1 mol・L-1.

由于学考范围的限制，在学考70分部分，电解质溶液考查方式只能是弱酸和强碱反应，强酸和弱碱反应.考点有溶液的酸碱性与溶液中c（H+）、c（OH-）的关系，pH的概念，pH与溶液酸碱性的关系，盐类的水解原理，常见盐溶液的酸碱性的判断，盐类水解的简单应用，离子的电荷守恒，物料守恒等.解决此类问题，首先是要知道反应后溶液中溶质的情况，最好是以离子和弱电解质分子的形式表示出来，并且知道它们的比例关系，再利用离子的电荷守恒及物料守恒就能得出各离子或弱电解质分子浓度间的关系.

（收稿日期：2016-10-12）