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摘 要：介绍了利用酸碱中和滴定曲线和三种常数比较粒子浓度大小的方法.
关键词：粒子浓度;曲线;常数;高中佛家
中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2020）22-0095-02
在教学工作中，听到越来越多的学生抱怨化学越来越难学，特别是选择题中关于电解质溶液中比较粒子浓度大小的试题.分析近几年的高考试题不难发现这类试题的考查角度多样，形式多变，常常通过坐标曲线给出信息，需要学生结合化学知识挖掘隐含信息得出结论，对学生的能力要求越来越高，是高中化学教学的难点.
一线教师针对这类习题也总结了很多方法，在学生比较熟悉的弱电解质的电离、盐类水解程度小和三大守恒的基础上，本文主要从酸碱中和滴定曲线入手，结合三大常数的关系谈谈比较电解质溶液中粒子浓度大小的方法.
一、巧用酸碱中和滴定曲线
例1 以0.100 mol·L-1 KOH溶液滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1 HCOOH溶液为例，其滴定曲线如图所示.
分析 解此类习题学生要准确把握以下几个关键点：
1.原点O，原点为HCOOH的单一溶液，由曲线可知0.100mol·L-1 HCOOH的pH>1，说明HCOOH是弱酸，结合弱电解质的电离程度小可知c（HCOOH）>c（H+）>c（HCOO-）>c（OH-）.
2.点①，根据加入KOH的体积为10 mL可知反应后所得溶液是等物质的量HCOOH和HCOOK的混合溶液，由上图曲线可知溶液pH<7，说明HCOOH电离程度大于HCOO-水解程度，则c（HCOO-）>c（K+）>c（HCOOH）>c（H+）>c（OH-）成立.在此点，要特别关注依据元素守恒可得c（HCOO-）+c（HCOOH）=2c（K+），这一等量关系在解决有关电解质溶液中离子浓度大小关系或等量关系试题中的作用不可小觑.
3.点②，此时溶液pH=7，溶液呈中性，HCOOH没有完全被消耗，根据电荷守恒可知c（HCOO-）=c（K+）>c（H+）=c（OH-）.
4.点③，此时两者恰好反应生成HCOOK，为强碱弱酸盐溶液，c（K+）>c（HCOO-）>c（OH-）>c（H+）.
5.点③之后，此时KOH过量，溶液显碱性，可能出现c（K+）>c（HCOO-） >c（OH-）>c（H+）或者c（K+）>
c（OH-）>c（HCOO-）>c（H+）.
例1 室温下用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1CH3COOH溶液和HCN溶液，所得滴定曲线如图所示.下列说法不正确的是（）.
A.点①溶液中c（CN-）>c（Na+）>c（HCN）>c（OH-）>c（H+）
B.滴定HCN过程中可能出现：c（HCN）>c（CN-）>c（H+）>c（Na+）>c（OH-）
C.醋酸的滴定终点不是点③
D.点②所示溶液中：2c（Na+）=c（CH3COOH）+c（CH3COO-）
解析 滴定HCN开始阶段，加入NaOH溶液的体积很小，混合液呈酸性，可能出现c（HCN）>c（CN-）>c（H+）>c（Na+）>c（OH-），B正确.NaOH溶液滴定CH3COOH时，达到滴定终点生成CH3COONa，溶液呈碱性，点③溶液pH=7，C正确.①②两点对应的V（NaOH）=10 mL，①②点溶液为等浓度弱酸及其钠盐的混合液，①点溶液呈碱性，说明HCN的电离程度小于NaCN的水解程度，所以c（HCN）>c（CN-），A错误;根据元素守恒②点溶液中2c（Na+）=c（CH3COOH）+c（CH3COO-）， D正确.选A
例2 常温下，向20mL 0.05mol·L-1的某酸H2C溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水，溶液中由水电离出氢离子浓度随滴入氨水体积变化如图.下列分析正确的是（）.
A.NaHC溶液可能为酸性，也可能为碱性
B.F点溶液2c（C2-）>c（NH+4）
C.E溶液中离子浓度大小关系：c（NH+4）>c（C2-）>c（H+）>c（OH-）
D.A、B、C三点溶液的c（OH-）是依次变小，D、E、F三点溶液的c（H+）是依次变大
解析 根据曲线可知A点未加氨水，溶液中由水电离出的c（H+）=10-13 mol·L-1说明H2C是二元强酸，则NaHC溶液为酸性，A错.随着氨水滴入量增多，溶液中H2C电离产生的c（H+）变小，水电离出的c（H+）变大，D点恰好生成（NH4）2C，NH+4水解促进水的电离，水电离出c（H+）最大，溶液呈酸性，所以A、B、C、D四点溶液均为酸性，但酸性依次减小，pH增大，D错.E、F点都是（NH4）2C和氨水的混合溶液，溶液中的H+都来自水的电离，E点c（H+）>10-7说明溶液呈酸性，C正确.F点c（H+）=10-7说明溶液呈中性，电荷守恒B错.
二、巧用“三大常数”的关系
弱电解质的电离常数、盐类的水解常数、水的离子积之间有着千丝万缕的联系，巧妙运用它们之间的关系，帮助学生比较溶液中粒子浓度的大小，达到事半功倍的效果.在高中教材未引入这些常数计算时，在教学中，教师常常总结一系列经验规律帮助学生解决相关习题，比如对于多元弱酸酸式盐溶液酸碱性的判断规律：KHSO3、KH2PO4溶液显酸性，KHCO3、KHS等溶液显碱性.学生也仅凭记忆来解答试题.如果再问陌生一点的弱酸酸式鹽溶液的酸碱性，学生就一头雾水.在引入弱电解质的电离常数、盐类的水解常数、水的离子积等常数的计算后，教师就可以引导学生推理出盐类的水解常数Kh=Kw/Ka或Kh=Kw/Kb，学生就会从本质上掌握KHSO3、KH2PO4溶液显酸性是因为HSO-3、H2PO-4的电离常数大于其水解常数，它们的强碱盐溶液显酸性.而HCO-3、HS-等弱酸氢根的电离常数小于水解常数，它们的强碱盐溶液显碱性.在习题中遇到类似问题学生自然而然就会运用其解答.
例2 常温下将KOH溶液滴加到戊二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示.下列叙述错误的是（）.
A.KHX溶液中c（H+）>c（OH-）
B.当混合溶液呈中性时，c（K+）>c（HX-）>c（X2-）>c（OH-）=c（H+）
C.Ka1（H2X）的数量级为10-5
D.曲线N表示pH与lgcHX-cH2X的变化关系
解析 遇到此类习题首先根据曲线横纵坐标的含义及曲线变化趋势判断M、N分别代表的对象.H2X的电离方程式为H2XH++HX-，HX-H++X2-.当cHX-cH2X=cX2-cHX-=1时，即横坐标为0时，Ka1=c（H+），Ka2=c′（H+），因为Ka1>Ka2，所以c（H+）>c′（H+），即pH<pH′，结合曲线可知，曲线N代表第一步电离，曲线M代表第二步电离，则Ka1≈10-4.4，Ka2=10-5.4，C、D项正确;根据盐类的水解常数Kh=Kw/Ka，可知HX-的水解常数Kh=Kw/Ka1=10-14/10-4.4=10-9.6<Ka2=10-5.4，则HX-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，则KHX溶液中c（H+）>c（OH-），A项正确;依据电荷守恒有c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HX-）+2c（X2-），中性溶液中存在c（H+）=c（OH-），延长M曲线至pH=7， lgcX2-cHX->0，则c（X2-）>c（HX-），B项错误.
突出学科素养，关注学生综合能力的考查是今后高考的命题趋势，有关电解质溶液的考查更为灵活，图像、数据信息的大量引入对学生的能力要求更高，教师在教学中要指导学生掌握利用图形分析和学科知识相融合解决问题的方法，培养学生的学科思维和提高学生的能力.
参考文献：
[1]陈珠，郑柳萍.溶液中粒子浓度大小比较的解题模型[J].中学化学教学参考，2018（16）：61-63.
[责任编辑：季春阳]
关键词：粒子浓度;曲线;常数;高中佛家
中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2020）22-0095-02
在教学工作中，听到越来越多的学生抱怨化学越来越难学，特别是选择题中关于电解质溶液中比较粒子浓度大小的试题.分析近几年的高考试题不难发现这类试题的考查角度多样，形式多变，常常通过坐标曲线给出信息，需要学生结合化学知识挖掘隐含信息得出结论，对学生的能力要求越来越高，是高中化学教学的难点.
一线教师针对这类习题也总结了很多方法，在学生比较熟悉的弱电解质的电离、盐类水解程度小和三大守恒的基础上，本文主要从酸碱中和滴定曲线入手，结合三大常数的关系谈谈比较电解质溶液中粒子浓度大小的方法.
一、巧用酸碱中和滴定曲线
例1 以0.100 mol·L-1 KOH溶液滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1 HCOOH溶液为例，其滴定曲线如图所示.
分析 解此类习题学生要准确把握以下几个关键点：
1.原点O，原点为HCOOH的单一溶液，由曲线可知0.100mol·L-1 HCOOH的pH>1，说明HCOOH是弱酸，结合弱电解质的电离程度小可知c（HCOOH）>c（H+）>c（HCOO-）>c（OH-）.
2.点①，根据加入KOH的体积为10 mL可知反应后所得溶液是等物质的量HCOOH和HCOOK的混合溶液，由上图曲线可知溶液pH<7，说明HCOOH电离程度大于HCOO-水解程度，则c（HCOO-）>c（K+）>c（HCOOH）>c（H+）>c（OH-）成立.在此点，要特别关注依据元素守恒可得c（HCOO-）+c（HCOOH）=2c（K+），这一等量关系在解决有关电解质溶液中离子浓度大小关系或等量关系试题中的作用不可小觑.
3.点②，此时溶液pH=7，溶液呈中性，HCOOH没有完全被消耗，根据电荷守恒可知c（HCOO-）=c（K+）>c（H+）=c（OH-）.
4.点③，此时两者恰好反应生成HCOOK，为强碱弱酸盐溶液，c（K+）>c（HCOO-）>c（OH-）>c（H+）.
5.点③之后，此时KOH过量，溶液显碱性，可能出现c（K+）>c（HCOO-） >c（OH-）>c（H+）或者c（K+）>
c（OH-）>c（HCOO-）>c（H+）.
例1 室温下用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1CH3COOH溶液和HCN溶液，所得滴定曲线如图所示.下列说法不正确的是（）.
A.点①溶液中c（CN-）>c（Na+）>c（HCN）>c（OH-）>c（H+）
B.滴定HCN过程中可能出现：c（HCN）>c（CN-）>c（H+）>c（Na+）>c（OH-）
C.醋酸的滴定终点不是点③
D.点②所示溶液中：2c（Na+）=c（CH3COOH）+c（CH3COO-）
解析 滴定HCN开始阶段，加入NaOH溶液的体积很小，混合液呈酸性，可能出现c（HCN）>c（CN-）>c（H+）>c（Na+）>c（OH-），B正确.NaOH溶液滴定CH3COOH时，达到滴定终点生成CH3COONa，溶液呈碱性，点③溶液pH=7，C正确.①②两点对应的V（NaOH）=10 mL，①②点溶液为等浓度弱酸及其钠盐的混合液，①点溶液呈碱性，说明HCN的电离程度小于NaCN的水解程度，所以c（HCN）>c（CN-），A错误;根据元素守恒②点溶液中2c（Na+）=c（CH3COOH）+c（CH3COO-）， D正确.选A
例2 常温下，向20mL 0.05mol·L-1的某酸H2C溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水，溶液中由水电离出氢离子浓度随滴入氨水体积变化如图.下列分析正确的是（）.
A.NaHC溶液可能为酸性，也可能为碱性
B.F点溶液2c（C2-）>c（NH+4）
C.E溶液中离子浓度大小关系：c（NH+4）>c（C2-）>c（H+）>c（OH-）
D.A、B、C三点溶液的c（OH-）是依次变小，D、E、F三点溶液的c（H+）是依次变大
解析 根据曲线可知A点未加氨水，溶液中由水电离出的c（H+）=10-13 mol·L-1说明H2C是二元强酸，则NaHC溶液为酸性，A错.随着氨水滴入量增多，溶液中H2C电离产生的c（H+）变小，水电离出的c（H+）变大，D点恰好生成（NH4）2C，NH+4水解促进水的电离，水电离出c（H+）最大，溶液呈酸性，所以A、B、C、D四点溶液均为酸性，但酸性依次减小，pH增大，D错.E、F点都是（NH4）2C和氨水的混合溶液，溶液中的H+都来自水的电离，E点c（H+）>10-7说明溶液呈酸性，C正确.F点c（H+）=10-7说明溶液呈中性，电荷守恒B错.
二、巧用“三大常数”的关系
弱电解质的电离常数、盐类的水解常数、水的离子积之间有着千丝万缕的联系，巧妙运用它们之间的关系，帮助学生比较溶液中粒子浓度的大小，达到事半功倍的效果.在高中教材未引入这些常数计算时，在教学中，教师常常总结一系列经验规律帮助学生解决相关习题，比如对于多元弱酸酸式盐溶液酸碱性的判断规律：KHSO3、KH2PO4溶液显酸性，KHCO3、KHS等溶液显碱性.学生也仅凭记忆来解答试题.如果再问陌生一点的弱酸酸式鹽溶液的酸碱性，学生就一头雾水.在引入弱电解质的电离常数、盐类的水解常数、水的离子积等常数的计算后，教师就可以引导学生推理出盐类的水解常数Kh=Kw/Ka或Kh=Kw/Kb，学生就会从本质上掌握KHSO3、KH2PO4溶液显酸性是因为HSO-3、H2PO-4的电离常数大于其水解常数，它们的强碱盐溶液显酸性.而HCO-3、HS-等弱酸氢根的电离常数小于水解常数，它们的强碱盐溶液显碱性.在习题中遇到类似问题学生自然而然就会运用其解答.
例2 常温下将KOH溶液滴加到戊二酸（H2X）溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示.下列叙述错误的是（）.
A.KHX溶液中c（H+）>c（OH-）
B.当混合溶液呈中性时，c（K+）>c（HX-）>c（X2-）>c（OH-）=c（H+）
C.Ka1（H2X）的数量级为10-5
D.曲线N表示pH与lgcHX-cH2X的变化关系
解析 遇到此类习题首先根据曲线横纵坐标的含义及曲线变化趋势判断M、N分别代表的对象.H2X的电离方程式为H2XH++HX-，HX-H++X2-.当cHX-cH2X=cX2-cHX-=1时，即横坐标为0时，Ka1=c（H+），Ka2=c′（H+），因为Ka1>Ka2，所以c（H+）>c′（H+），即pH<pH′，结合曲线可知，曲线N代表第一步电离，曲线M代表第二步电离，则Ka1≈10-4.4，Ka2=10-5.4，C、D项正确;根据盐类的水解常数Kh=Kw/Ka，可知HX-的水解常数Kh=Kw/Ka1=10-14/10-4.4=10-9.6<Ka2=10-5.4，则HX-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，则KHX溶液中c（H+）>c（OH-），A项正确;依据电荷守恒有c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HX-）+2c（X2-），中性溶液中存在c（H+）=c（OH-），延长M曲线至pH=7， lgcX2-cHX->0，则c（X2-）>c（HX-），B项错误.
突出学科素养，关注学生综合能力的考查是今后高考的命题趋势，有关电解质溶液的考查更为灵活，图像、数据信息的大量引入对学生的能力要求更高，教师在教学中要指导学生掌握利用图形分析和学科知识相融合解决问题的方法，培养学生的学科思维和提高学生的能力.
参考文献：
[1]陈珠，郑柳萍.溶液中粒子浓度大小比较的解题模型[J].中学化学教学参考，2018（16）：61-63.
[责任编辑：季春阳]