高考热点探析获奖科研报告

高考热点探析获奖科研报告

摘要：近年来比较水溶液中离子浓度大小一直是高考化学的热点题型。解此类题型首先要明确离子浓度的基本概念，以及掌握两个平衡（弱电解质电离平衡、盐水解平衡）和三个守恒（电荷守恒、物料守恒、质子守恒）。

关键词：水溶液;离子浓度

决定溶液中离子浓度大小的因素很多，需综合考虑物质的量、溶解度、电离度、盐类的水解等因素。这个知识点之所以让学生觉得很难，是因为大多数学生对离子浓度的相关知识点没有做到系统的整理、知识点较为分散，导致学生做到相关题型时会比较慌张，不止如何下笔。本文对此问题进行了简要分析，并讲解了一些经典例题，以期为化学教师和即将参加高考的同学提供一些帮助。

一、离子浓度的基本概念、理论

我们首先要理解离子浓度，就要从弱电解质的电离平衡、区分强弱电解质和盐的水解平衡、水的电离平衡以及pH等相关知识点着手。

1.我们比较离子浓度的大小，要根据其电离的特点，进而强弱电解质区分开来，水溶液中强电解质完全电离，并且不会以电解质分子的形式存在。例如：在HC1溶液中：c（H）>c（Cl）>c（OH）;在NaOH溶液中的OH离子浓度大于Na大于H，而NaC1溶液中的：Na离子浓度和Cl浓度相同，而H离子浓度与OH浓度相同，并且前者要大于后者。

在水溶液中，能夠发生电离的弱电解质只有少数，例如：CHCOOH在25°0.1mol/L的状态下，其电离度只有1.32%，溶液中包括少量H和CHCOO离子，非常少的OH离子，而HO和CHCOOH分子居多。所以离子浓度大小排序应为，c（CHCOOH）>c（H）>c（CHCOO）>c（H）>c（OH）;多元弱酸如HCO还要考虑分步电离：HCO⇋H+HCO;HCO⇋H+CO。弱电解质的电离程度很小，且多元弱酸分步进行电离，依次减弱，以第一步为主，所以，其离子浓度大小排序为c（HCO）>c（H）>c（HCO）>c（CO），c（H）>c（OH）。

2.我们要通过盐类的水解，进而对离子浓度的大小进行比较，最终明白被水解的是哪些物质。盐类水解程度很小，多元弱酸根阴离子，是通过分步进行水解的，从第一步开始逐级减弱。如：NaCO离子浓度大小排序为c（Na）>C（CO3）>c（OH）>c（HCO）>c（HCO），c（OH）>c（H）。

要想将比较离子浓度大小这部分知识点吃透，就要深刻理解水解和电离的物质都是哪些。一般情况下，没有必要水解的是弱酸电离出的酸根离子，没有必要考虑电离的是弱酸以及正盐水解产生的酸式根，然而离子浓度较大的，如弱酸的酸式盐溶液中的酸式根，就要对电离和水解都了解。

二、电离、水解的主次问题

在溶液中通常存在着强电解质的电离、弱电解质的电离、弱根离子（弱酸的酸根或弱碱的阳离子）的水解、水的电离等几种情况，由于强电解质在水溶液中完全电离，故这一步电离产生的离子在溶液中通常是最多的，弱电解质的电离、弱根离子的水解程度相差不多，这两种情况产生离子的多少需要根据具体情况而定，水的电离最微弱，水电离产生的离子通常最少。解题思路如图所示。

三、电解质溶液中的守恒关系

1.电荷守恒：

正电荷总数等于负电荷总数。

例如在HS溶液中电荷守恒关系表现为：在HS中存在的阳离子有H，阴离子有HS，S，OH，故此溶液的电荷守恒关系为：c（H）=c（HS）+c（OH）+2c（S）。并且一定不要忘记c（S）前的系数，这里考察电荷守恒等式成立的前提条件的理解，所以这里需要注意：电荷守恒中，阳离子和阴离子所带的正负电荷数是一定相等的，所以等式中离子前面的系数就是离子所带电荷。

2.原子守恒（物料守恒）：

离子会通过电解质溶液的电离或水解，转变为其他离子或分子的形式，尽管如此，处于离子或分子中的特殊元素，其原子的总数没有因其发生变化，例如NaCO在0.1mol/L的溶液状态下原子守恒关系式表现为：固体状态下NaCO中，Na与C的原子个数比为2：l，NaCO溶于水后，CO发生两步水解：第一步：CO+HO=HCO+OH，第二步：HCO+HO=HCO+OH，溶液中C原子分別在CO，HCO，HCO中存在。根据原子守恒有c（Na）=2{c（CO）+（HCO）+（HCO）}。

3.质子守恒：

分子或离子在电解质溶液中，得到质子（H）的物质的量应等于失去质子（H）的物质的量，例如在Na2S溶液中，水电离产生H，OH两种离子，OH以离子形式存在于溶液中，H转移到三个部分：仍然以H形式存在，与S结合形成HS，以及与HS结合生成HS。最终得出c（OH）=c（H）+c（HS）+2c（HS）。

例题：NaHCO溶液中比较离子浓度的大小，正确的选项为（）

A：c（H）>c（Na）>c（CO）>c（HCO）>c（OH）

B：c（HCO）>c（Na）>c（CO）>c（OH）>c（H）

C：c（HCO）>c（Na）>c（OH）>c（H）>c（CO）

D：c（Na）>c（HCO）>c（OH）>c（CO）>c（H）

解析：溶液中NaHCO发生电离：NaHCO=Na+HCO，因为是强电解质，所以完全电离，故这一步骤产生的Na和HCO最多，又因为HCO会发生水解，所以c（Na）>c（HCO）。HCO即发生电离：HCO=H+CO，也同时发生水解：HCO+HO=HCO+OH，由于NaHCO在水中显碱性，所以产生的离子水解要大于电离，即c（OH）>c（CO）。HCO，电离产生的H，CO的浓度是相等的，比较两者浓度大小应该考虑水的电离：HO=H+OH因为水电离也会产生H，所以c（H）>c（CO）。故此题选D。

比较离子浓度大小不但考查学生对离