辩证思维――主次矛盾论在水溶液中的运用

1、辩证思维一一主次矛盾论在水溶液中的运用蔡广生(福建省宁化县第六中学365400)矛盾存在于一切事物的发展过程中，例如，在水溶液中，i广和01仿佛是一 对李生兄弟，又是一对冤家，相反相成，又同生共灭，它们既能共存于同一溶液 中，但乂不能大量共存，这是个相反存在的事例，是才盾的统一体。同一矛盾中 存在着不同的矛盾面，主要才盾和次要才盾是辩证唯物主义的观点么一，起主导 作用的主要矛盾在地位上支配着次要矛盾，但主要矛厉和次要矛盾在一-定条件下 可以相互转化。把辩证唯物主义教育与化学教学有机地结合起來，对学牛进行辩证思维能力 渗透和培养是中学化学教学的重要任务之一。教学的过程就是一个分析才盾、解 决矛盾

2、，使教学不断深化的过程。在存在诸多因素影响的化学变化中，引导学生 注意分析事物发展过程屮的主要矛厉和次要矛盾，使复杂的问题简单化，有助于加深対化学知识的理解发展学牛的辩证思维，提高学生分析和解决问题的能力, 和掌握。一、弱电解质的电离程度与溶液体积变化的主次矛盾【例1】一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，h+浓 度变化如图所示。b点前为什么c(h+)随水量的增加而增 大？ b点后为什么c(i广)随水的加入而降低？分析：冰醋酸固体不能电离出离子，随着水的加 入，冰醋酸不断发生电离，n(h+)逐渐增大，同吋v(溶 液)也在不断增大,由c(h+)=n(h+)/v(溶液)可知，h+ 的浓度人小取决于溶液

3、屮n()、v(溶液)两者的相对大小。在加入水的过程中，存在着醋酸的电离使c(i广)增大和稀释使c(h+)减小这一 矛盾体。b点前，冰醋酸的电离为矛盾的主要方而，溶液体积变化为矛盾的次耍 方面,bp n(h+)的变化幅度比v(溶液)的变化幅度大,自然c(h')随水的加入而增 人。b点后，水体积的增人上升为主要才盾，即以稀释为主，因此c(h+)随水的加 入而降低。二、酸电离出h+与水电离出的h+的主次矛盾【例2】25°c时，ph = 2的盐酸溶液稀释1000倍，稀释后溶液的ph为多少？ 25°c吋,ph = 5的盐酸溶液稀释1000倍，稀释后溶液的ph为多少？ 分析：第

4、题ph = 5,但在求解第问时容易犯错：c(h+) =1x 10 71000 = 1x1o%1/l, ph=8,稀释后溶液由酸性变为碱性了,问题出在哪里呢?原因是水是极弱的电解质，通常条件下水电离出的浓度为1 x10'7mol/lo 一般来说，酸电离出的浓度远比水电离出的浓度大得多，当酸电离出的h+ 浓度远远大于1 x10-?mol/l 酸电离出的自然成为才盾的主要方而，决定了 溶液的ph人小，而水电离出的可以忽略不了考虑。但如果将酸无限稀释到一 定程度,酸电离出的h+浓度接近甚至小于1 x10_7mol/l时,溶液中的h+由酸电 离为主逐渐变为由水电离为主，水电离出的i广就成为矛盾的

5、主要方面，此时则必 须考虑水的电离。我们可以根据溶液呈电中性，即利用电荷守恒可以计算出：c(h+)=c(cr)+c(oh+)c(h+)=c(cr)+kw/c (ft)x =1x10_8+1x10_1vxx =1. 05x 10_smol/lph = 6. 98由此可见，此时水的电离不可忽略，彼时的次要因素现在变成了主要因素， 矛厉的主次随条件变化而变化，主要矛陌和次要矛厉的转化使事物的发展呈现阶 段性的差别。三、多元弱酸的酸式酸根离子的电离平衡与水解平衡的主次矛盾。多元弱酸的酸式酸根离了如hco、hso3-. hs等在水溶液中既存在电离平衡 乂存在水解平衡，是矛盾的两个方面，那么，在解决实际问

6、题时，究竞是考虑其 电离平衡还是考虑它的水解平衡，需取决于两者程度的人小，若电离程度人于水 解程度，则电离是矛盾的主要方面，从而忽略其次要矛盾水解；若水解程度大于 电离程度，则反【例3在nahcos溶液中滴入酚瞅，溶液变红色，为什么？若在该溶液中加 入适量的naa102溶液，会看到红色加深并有口色沉淀生成，理由是什么？分析：nahco：.中的hco厂同时存在电离平衡和水解平衡，若电离为矛盾的主要 方面hco.3 - = co广+则溶液显酸性，若水解为矛盾的主要方面hcos_ + h2o = h2co3+oh一则溶液显碱性。加入酚fit显红色，说明溶液呈碱性，可 见hcos在水溶液中的水解是才盾

7、的主要方而。naa102溶液小存在的矛盾是：a10厂的水解与其水解产物a1(oh)b跟naoh小和 的矛盾，由于水解占优势a10r + 2h,0 ;= al (oh)3 +oh'为矛盾的主要方 面,溶液显较强的碱性。naa102与nahc03两种溶液混合后,由于a1(oh)3是比h2co3 更弱的电解质，a1cv比hco：的水解程度更强，此时，hcob处在碱性更强的环境 中，其水解受到抑制，hco厂电离平衡就成了才盾的主要方而，而a1cv的水解与 hco：厂的电离相互促进，发生如下反应hco厂+ a102_+h20=al(0h)3l +c(v一四、弱酸碱的电离与其对应离子水解的主次矛盾

8、在同一溶液中，弱的酸碱电解质存在电离平衡，其对应的离子又存在着水解 平衡，在解决实际问题时，如果两者都考虑，则问题很难解决，此吋也需要分清 才盾的主与次，肯定主要才盾，忽略次要才盾，使复杂的问题变得简单化。【例4】把0.加ol/l的氨水和0. lmol/l的盐酸溶液等体积混合，分析混合 溶液中离了的浓度大小关系。分析：假设两种溶液的体积均为1l，则两溶液混合后，生成nihcl的物质的 量为0. lmol,氨水过量o.lmol。首先确定溶液的酸碱性：此吋，溶液中存在两种 平衡，即氨水的电离平衡nh./ + oh-与nh广的水解平衡xh/ + h.0nhs.o+h',若nhs.ho的电离平

9、衡为矛盾的主要方面，则溶液显碱性,若nhf的水解平衡为矛盾的主要方面,则溶液显酸性。因为nh3>h20的电离程 度大于nhf的水解程度，以氨水电离平衡为主耍矛盾，从1佃忽略nh/的水解，溶 液显碱性,故c(oh-) >c(h+),由nhicl=nh4+cr$n nic与cl的物质的量相 等,但考虑nh：j.h2o又电离出了一部分nh4+,所以c(xh/) >c(cr)o综合上述分 析可知溶液中离子的浓度大小关系为c(nhz) >c(cr)> c(oft) >c(h+)类似的问题：等浓度等体积的ch3c00na与clhcooh溶液混合后溶液显酸性(以chaco

10、oh电离为主，chscoct水解为次)等浓度等体积的hcn与nacn溶液混合后溶液显碱性(以cn水解为主，hcn电离为次)五、盐溶液间反应的主次矛盾1. 复分解反应和双水解反应的主次矛盾【例5 cucl2溶液中加入nicos溶液产生一种蓝色沉淀和能使纯清石灰水变 混浊的气体，发生的反应为双水解反应cu2+co32_+h2o=cu(oh)2 i +co2 t ； 而cucl溶液屮加入n/s溶液时除产生一种黑色沉淀外，无其他现象，发住的反 应为复分解反应 cucl2+na2s=cus i +2n&c1。同样是强酸弱碱盐和强碱弱酸盐反应，为什么冇的发生的是复分解反应，冇 的发生的是双水解反应

11、呢？这主要取决于反应体系中可能生成的难溶物的溶度积 人小，一般情况下反应倾向于牛:成溶度积更小的难溶物，使溶液中的离子浓度减 小得更多，有利于反应的发生。cuscu(0h)2c11co3ksp6. 3x10-362. 2x10w1.4x1o'10由浓度积(ksp)可知：cucl溶液与nazs溶液混合时，倾向于生成更难溶的cus 沉淀，即以离了交换cu2+ + s2 =cus i为主要矛盾，双水解为次要矛盾；而cucl 溶液打na2c0s溶液混合时，以双水解为主导方向生成更难溶的cu(oh)2o也就是说，若难溶碱的溶度积小于难溶盐的溶度枳，则主要发牛水解反应生成难溶碱，若难溶盐的溶度积小

12、于难溶碱的溶度积，则主耍发生直接的复分解反 应生成难溶盐。2. 氧化还原反应和双水解反应的主次矛盾【例6】往fccl溶液逐渐加入na?s溶液时将会观察到什么现象？说明了什 么？分析：当加入少量或适量时的na2s溶液时，混合溶液中着存在矛盾的两 个方而：其一为s?一和fe'+均对发生水解，几双方的水解相互促进，发生双水解反 应 2fe3+3s2+6h20=2fe(0h)31 +3h2s t ；其二为 十有较强的还原性，而 f&+ 有较强的氧化性，两者间能发生氧化还原反应2站+ +s2_=s i +2fe2那么发 生的到底是哪种反应呢？通过实验分析可知，两种溶液混合时观察到的现象为

13、生 成浅黄色沉淀而不是红褐色沉淀，说明，在溶液中发生的是氧化还原反应，即主 要矛盾为氧化还原反应。当n&s溶液过量吋，此时，溶液中的反应也存在着两利可能性反应，其 一-为发生复分解反应fe2+ + s2-=fcs i :其二为发生双水解反应fe2+ + s2' + 2h20 =fe(oh)2l +h2s t o 根据所生成的沉淀的溶度积 ksp(fes)=6x10-18mol2<l"2 kspfe(0h)2】=8x l()t6inolt可知,此时反应为倾向于生成更难溶的fes沉淀, 即复分解反应为此阶段的主要矛盾。综上所述，反应过程中所观察到的现象依次为首先有浅黄色生成，然后产纶 黑色