以質(zhì)見長,還是以量取勝

1、以質(zhì)見長，還是以量取勝 構(gòu)建電解質(zhì)溶液的質(zhì)量體系 慈溪市滸山中學(xué) 岑迪鋒 305300 摘要：通過量變與質(zhì)變的辯證唯物思想，使用質(zhì)量論分析電解質(zhì)溶液中微觀粒子之間彼此的關(guān)系。從質(zhì)的決定性到量的積累性，全面分析電解質(zhì)溶液的質(zhì)量體系。關(guān)鍵詞：質(zhì)的決定性；量的積累性；質(zhì)量體系化學(xué)作為一門自然科學(xué)，在教學(xué)過程中要讓學(xué)生的認(rèn)知順應(yīng)化學(xué)知識的形成過程和人類的認(rèn)識過程，不斷體驗(yàn)著觀察與想象，宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)的探究過程，視覺交換中的整體與局部?！?】從定性的直觀感受到定量的深入了解，以量的積累到質(zhì)的飛躍，改變著化學(xué)知識的零散，致力于建立邏輯結(jié)構(gòu)上的內(nèi)在的相互關(guān)聯(lián)。本文試從量變與質(zhì)變的角度構(gòu)建電解質(zhì)溶液的質(zhì)量

2、體系。電解質(zhì)溶液作為一種常見的分散系，為人們所熟悉，又常常好奇于其顯示出的絢麗多彩的顏色特征；入迷于其良好的導(dǎo)電能力。為探究其原因，需要我們用辨證唯物思想，使用質(zhì)量論分析電解質(zhì)溶液中微觀粒子彼此之間的濃度大小關(guān)系。通過量變的積累才能達(dá)到質(zhì)變的飛躍，從物質(zhì)本質(zhì)對物質(zhì)變化的影響是巨大的，用質(zhì)的觀點(diǎn)判斷物質(zhì)的性質(zhì)及其變化是首要的任務(wù)，無可非議。一、質(zhì)的決定性在思考弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱及其性質(zhì)應(yīng)用時，已知弱酸的電離常數(shù)Ka的大小，可從根本上比較得出弱酸酸性的相對強(qiáng)弱。已知常見的三種弱酸的電離常數(shù)如下：即可知酸性相對強(qiáng)弱順序?yàn)椋捍姿?gt;碳酸>次氯酸>碳酸氫根。在分析常見多元弱酸與某鹽之間的

3、復(fù)分解反應(yīng)時，產(chǎn)物到底生成的是正鹽還是酸式鹽呢？因正鹽和酸式鹽之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，故常常根據(jù)于酸的用量，來判斷產(chǎn)物中鹽的類別。如少量或過量的二氧化碳通入偏鋁酸鈉溶液中，就可據(jù)碳酸的用量得出生成碳酸鈉還是碳酸氫鈉。學(xué)生往往著眼于這一點(diǎn)，忽略以上復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生需遵循的規(guī)律：較強(qiáng)酸才可以制取較弱酸。從而得出二氧化碳通入氯化鈣溶液中可看到溶液變渾濁的現(xiàn)象這一錯誤的結(jié)論。從質(zhì)的決定性入手，無論通入次氯酸鈉溶液中的二氧化碳的量如何，產(chǎn)物只能得到相對較弱的碳酸氫鈉。亦可設(shè)問：大理石溶于醋酸嗎？如何增加新制氯水的漂白性，加碳酸鈉固體可以嗎？還是應(yīng)該加碳酸氫鈉固體？同樣也亦可判斷醋酸溶液加水稀釋時 c（CH3C

4、OO-）與 c（CH3COOH）比值的變化情況等問題。又可通過比較弱酸的電離常數(shù)大小，推知弱酸根的水解常數(shù)的大小，水解常數(shù)即為水的離子積常數(shù)與電離常數(shù)的比值，進(jìn)而得出同濃度的強(qiáng)堿弱酸鹽水溶液堿性大小，再進(jìn)一步試比較相同濃度的CH3COONa和NaClO混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系是: c（Na+）> c（CH3COO-）> c（ClO-）> c（OH-）>c（H+） 利用電離常數(shù)K判斷弱電解質(zhì)的本質(zhì)電離程度，同樣適用于未確定物質(zhì)，如常溫下，已知酸H2A存在如下平衡：; 則NaHA溶液中水的電離程度一定大于純水中水的電離程度嗎？從比較HA-的電離常數(shù)與HA-的水解常數(shù)的相

5、對大小即可得出上述結(jié)論。從質(zhì)的角度去思考問題，也符合用矛盾論解決問題，要善于抓住主要矛盾。對于電解質(zhì)溶液微觀粒子濃度大小比較的問題，常常成為學(xué)生學(xué)習(xí)思考的難點(diǎn)問題，如何突破：首先明確質(zhì)即弱電解質(zhì)電離常數(shù)，及形成鹽的水解常數(shù)的大小比較，判斷出整個溶液的酸堿性，明確c(H+)與c(OH-)的相對大小，并結(jié)合溶液中三大粒子之間的質(zhì)的守恒關(guān)系，從宏觀上解決微觀粒子的濃度大小關(guān)系。例1：室溫下，向下列溶液中通入相應(yīng)的氣體至溶液pH=7（通入氣體對溶液體積的影響可忽略），溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是（）A向0.10mol/L NH4HCO3中溶液中通入CO2：c（NH4+）=c（HC

6、O3-）+c（CO32-）B向0.10mol/L NaHSO3中溶液中通入NH3：c（Na+）c（NH4+）c（SO32-）C向0.10mol/L Na2SO3中溶液中通入SO2：c（Na+）=2c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-）D向0.10mol/L CH3COONa中溶液中通入HCl：c（Na+）c（CH3COOH）=c（Cl-）解題時，對于選項(xiàng)A，聯(lián)系溶液中的電荷守恒關(guān)系：c(H+) + c（NH4+）=c（HCO3-）+ 2c（CO32-）+ c(OH-)，結(jié)合溶液呈中性，約簡可得c（NH4+）=c（HCO3-）+2c（CO32-）。選項(xiàng)

7、A不正確。對于選項(xiàng)B，聯(lián)系溶液中的電荷守恒關(guān)系c（Na+）+c（NH4+）+c(H+) =c（HSO3-）+ 2c（SO32-）+ c(OH-) 與物料守恒關(guān)系c（Na+）=c（H2SO3）+ c（HSO3-）+ c（SO32-），即可得c（NH4+）+c（H2SO3）=c（SO32-），這樣從物質(zhì)的本質(zhì)入手，撇開錯綜復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)所帶來的變化及未知通入氣體的用量問題，得出c（SO32-）c（NH4+），從而判斷選項(xiàng)B不正確。對于選項(xiàng)C，聯(lián)系溶液中的物料守恒關(guān)系，若為Na2SO3中溶液則c（Na+）=2c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-），若為NaHSO3中溶液則c（Na+）=

8、c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-），選項(xiàng)C也不正確。對于選項(xiàng)D，為了得到c（CH3COOH）=c（Cl-）這一較為隱含的關(guān)系，如何突破，同樣回歸本質(zhì)，結(jié)合溶液中電荷守恒關(guān)系c（Na+）+c(H+) =c（CH3COO-）+c（Cl-）+ c(OH-)與物料守恒關(guān)系c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH），即可得出c（CH3COOH）=c（Cl-）這一量的關(guān)系。二、量的積累性從“質(zhì)”到“量”，是一種從整體到個別的思考方法，但同時也需要我們必須正視個體的“量”的積累，團(tuán)結(jié)的力量也是無窮的。如學(xué)習(xí)了強(qiáng)弱解質(zhì)以后，我們就經(jīng)常設(shè)問強(qiáng)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)溶液的

9、導(dǎo)電能力強(qiáng)嗎？學(xué)生如果只是著眼于強(qiáng)電解質(zhì)本質(zhì)上的電離程度大于弱電解質(zhì)就會往往得出錯誤的結(jié)論了。不積硅步無以至千里，積累的重要性可以影響到物質(zhì)的本質(zhì)。例2.2016浙江12苯甲酸鈉（，縮寫為NaA）可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸（HA）的抑菌能力顯著高于A。已知250C時，HA的Ka=6.25×105，H2CO3的Ka1=4.17×107，Ka2=4.90×1011。在生產(chǎn)碳酸飲料的過程中，除了添加NaA外，還需加壓充入CO2氣體。下列說法正確的是（溫度為250C，不考慮飲料中其他成分） A相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較低B提高CO2充氣壓力，飲料

10、中c(A)不變C當(dāng)pH為5.0時，飲料中=0.16 D碳酸飲料中各種粒子的濃度關(guān)系為：c(H+)=c()+c()+c(OH)c(HA)對于選項(xiàng)B，通入加壓后的CO2，可以增大溶液中的碳酸的濃度，用量的積累使上述平衡正向移動，改變了質(zhì)所決定的較強(qiáng)酸制取較弱酸的方向，故飲料中的c(A)減小，則充入CO2的飲料的c(HA)增大抑菌能力較高。對于選項(xiàng)C、D還是要從質(zhì)入手，從HA的電離常數(shù)表達(dá)式計(jì)算可知選項(xiàng)C的正確性。而D結(jié)合溶液中微粒之間常見的電荷守恒和物料守恒，可知碳酸飲料中各種粒子的濃度關(guān)系應(yīng)為：c(H+)+c(HA)=c()+2c()+c(OH)綜上所述構(gòu)建電解質(zhì)溶液的質(zhì)量體系，以質(zhì)為先，以量為輔，才能更好地解決溶液中微觀粒子之間的一系列問題。如在電解質(zhì)溶液中，我們既肯定強(qiáng)電解質(zhì)的電離程度，又需明確弱電解質(zhì)溶液相比于強(qiáng)電解質(zhì)溶液的濃度大小關(guān)系，綜合地去比較電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力。在常見的弱酸和弱酸鹽的混合溶液中，既要比較弱酸的電