溶液中粒子浓度大小比较问题的思考与总结

溶液中粒子浓度大小比较问题是高中化学教学的一个重点和难点，也是历年来高考中考查化学基本理论知识方面的重点和热点.有关考查此知识点的题目知识容量大、综合性强，能有效地测试出学生对弱电解质的电离平衡、盐类水解、电解质之间的反应等基本概念、基本理论的掌握情况及对这些知识的综合应用能力.但是，实际教学效果表明许多学生在解决此类问题时存在着对弱电解质的电离平衡、盐类水解等概念的内涵和外延理解的不够准确，对电离、水解的有关规律掌握得不够到位等问题，这直接影响了学生解决此类问题的准确性和灵活性.那么如何能让学生准确、快捷的掌握此知识点以及有关此类问题的解题技巧，是高中化学教师一直探究的问题.本文就此知识点进行了较为全面的分析和归纳，让学生在有限的学习时间内高效、系统的理解、掌握溶液中粒子浓度大小比较的规律，以增强教学的有效性.

一、紧抓两个“微弱”

1.一般来说，弱电解质（弱酸、弱碱等）的电离是微弱的，电离消耗及电离产生的微粒都是微小的，同时还要考虑水的电离.如CH3COOH溶液中，既存在CH3COOH的部分电离，还存在水的微弱电离.故其溶液中微粒浓度大小为：c（CH3COOH）>c（H+）>c（CH3COO-）>c（OH-）

2.弱离子的单水解是微弱的.由于水的电离，故水解后酸性溶液中c（H+）或碱性溶液中c（OH-）总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度.如（NH4）2SO4溶液中，微粒浓度大小为：c（NH+4）>c（SO2-4）>c（H+）>c（NH3・H2O）.

二、注意两个“分步”

1.多元弱酸的电离是分步进行的，一级电离总是远大于二级、三级电离，故多元弱酸的电离中主要考虑第一级电离.如在H2S水溶液中，H2S的电离是分步的，且第一步电离H2S H++HS-是主要的，故其微粒浓度大小为：c（H2S）>c（H+）>c（HS-）>c（S2-）.

2.多元弱酸根离子的水解是分步进行的，其第一步水解是主要的.如Na2CO3溶液中微粒浓度大小为：c（CO2-3）>c（HCO-3）>c（H2CO3）.

三、牢记三个“守恒”

1.物料守恒（原子守恒）

在电解质溶液中，由于有些离子能发生电离或水解，离子会发生变化变成其他离子或分子等，但这些离子或分子中所含某种特定元素原子的总数是始终不变的，是符合原子守恒的.如NaHCO3溶液中n（Na+）：n（C）=1∶1，推出：c（Na+）=c（HCO-3）+c（CO2-3）+c（H2CO3）.

2.电荷守恒

在任何电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数总是等于阳离子所带正电荷总数，即溶液呈电中性.如在Na2CO3溶液中存在如下守恒关系式：

c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HCO-3）+2c（CO2-3）

3.质子守恒（水的电离守恒）

由水电离出的c（H+）、c（OH-）始终是相等的，溶液中水电离出的H+、OH-虽跟其他离子结合，但其总量仍是相等的.如在K2S溶液中存在如下守恒关系式：

c（OH-）= c（H+）+ c（HS-）+2c（H2S）

实际上，质子守恒可由“电荷守恒”与“物料守恒”联合推出.

四、突出三个“比较”

1.单一溶液中各离子浓度大小比较

酸或碱溶液只考虑电离情况，含弱离子的正盐溶液要考虑水解情况，含弱离子的酸式盐溶液要同时考虑电离和水解两种情况.

（1）对于含弱离子的酸式盐溶液，可以按以下程序思考：溶质情况溶液中存在的所有离子电离和水解的主导性溶液的酸碱性电荷守恒和物料守恒.

如，电离程度大于水解程度的有NaHSO3、NaH2PO4等，在NaHSO3溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c（Na+）>c（HSO-3）>c（H+）>c（SO2-3）>c（OH-）、c（HSO-3）>c（H2SO3）.大多数酸式盐溶液中溶质的水解程度大于电离程度，如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等，在NaHCO3溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c（Na+）>c（HCO-3）>c（OH-）>c（H+）、c（H2CO3）>c（CO2-3）.

（2）溶液混合且恰好完全反应类型，这类问题实质上是“单一溶液”问题的变形，可根据反应生成产物考虑水解情况.如，0.1 mol/L的NaOH溶液和0.1 mol/L的CH3COOH溶液等体积混合，生成产物只有CH3COONa，则溶液中各离子浓度大小顺序为c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）.

2.混合溶液中各离子浓度大小比较

这类问题是考查的重点，主要有下述一些情形：

（1）溶液混合但不发生反应类型.要同时考虑电离和水解，涉及到弱酸、弱碱、含弱离子的盐溶液时，可用极限观点思考，以“强势”反应为主，可不考虑“弱势”反应.有两类问题：

①电离强于水解型.如CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合，分析时可只考虑CH3COOH的电离，不考虑CH3COONa的水解，各粒子浓度由大到小的顺序为：c（CH3COO-）>c（Na+）>c（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-）；类似地，氨水和NH4Cl溶液等体积、等物质的量浓度混合，粒子浓度大小顺序为：c（NH+4）>c（Cl-）>c（NH3・H2O）>c（OH-）>c（H+）.

②水解强于电离型.如HCN溶液和NaCN溶液等体积、等物质的量浓度混合，粒子浓度大小顺序为：c（HCN）>c（Na+）>c（CN）>c（OH-）>c（H+）.

（2）溶液混合但有一种过量的类型.根据过量程度及产物情况，要同时考虑电离和水解，不过这类问题大多转化为“溶液混合但不发生反应类型”问题.如pH=3的NaOH溶液和pH=3的CH3COOH溶液等体积混合，所得溶液为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，显酸性，粒子浓度大小顺序为：c（H+）>c（OH-），c（Na+）

3.不同溶液中同一离子浓度大小比较

不同溶液中同一离子浓度大小的比较，首先看物质组成中该离子的数目，其次是看溶液中其他离子或物质对该离子水解的影响情况（如电离产生的H+或OH-的抑制作用、其他水解离子的抑制或促进作用等）.如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④（NH4）2SO4、⑤（NH4）2Fe（SO4）2，c（NH+4）由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②.

本文从四个方面――两个微弱、两个分步、三个守恒、三个比较阐述了溶液中粒子浓度大小比较问题，让学生在系统理解有关基础理论的基础上，准确、快捷的掌握此类题的解题技巧，收到举一反三、事半功倍的效果.