一元強(qiáng)酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較教學(xué)論文
摘 要：電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較是高中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)。而一元強(qiáng)酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較不僅是教學(xué)中的難點(diǎn)，同時(shí)也在混合溶液各離子濃度大小比較教學(xué)中起到重要作用。
關(guān)鍵詞：一元強(qiáng)酸；弱堿；離子濃度；比較
電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較問(wèn)題，是高考的“熱點(diǎn)”之一。其中以“混合溶液各離子濃度大小比較”這類題型最為常見(jiàn)，這種題型考查的知識(shí)點(diǎn)多，靈活性、綜合性較強(qiáng)，有較好的區(qū)分度，它能有效地測(cè)試出學(xué)生對(duì)強(qiáng)弱電解質(zhì)、電離平衡、電離度、水的電離、pH值、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的`掌握程度及對(duì)這些知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。由于考查知識(shí)點(diǎn)較多，很多學(xué)生在解題時(shí)思路混亂造成解題失敗，如何用簡(jiǎn)捷的方法準(zhǔn)確尋找這類問(wèn)題的答案，筆者從一元強(qiáng)酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較入手，結(jié)合具體試題，淺談解題方法與技巧。
例1．（2005江蘇）常溫下將稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是（）
A．pH＞7，且c（OH-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（CH3COO-）
B．pH＞7，且c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）
C．pH＜7，且c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（Na+）＞c（OH-）
D．pH＝7，且c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）=c（OH-）
答案：AD。
解析：稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合時(shí)，溶液最終pH值可能有以下三種情況。
1.pH＞7混合后溶液呈堿性，認(rèn)為CH3COOH向NaOH溶液中滴加，溶液離子濃度隨著CH3COOH量的增加可能出現(xiàn)的情況：
①c（Na+）＞c（OH-）＞c（CH3COO-）＞c（H+）CH3COOH向NaOH溶液中剛開(kāi)始滴加。
②c（Na+）＞c（OH-）=c（CH3COO-）＞c（H+）CH3COOH的量逐漸增多時(shí)會(huì)出現(xiàn)c（OH-）=c（CH3COO-）的情況。
③c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）CH3COOH與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)溶液中只有CH3COONa。
綜上，pH＞7溶液中c（Na+）最多且溶質(zhì)可能為NaOH和CH3COONa或只有CH3COONa。
2．pH＝7混合后溶液呈中性，c（H+）=c（OH-），依據(jù)電荷守恒則c（Na+）=c（CH3COO-）離子關(guān)系。
④c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）或c（CH3COO-）=c（Na+）＞c（H+）=c（OH-），此時(shí)溶液中溶質(zhì)應(yīng)為CH3COOH和CH3COONa。
3.pH＜7混合后溶液呈酸性，認(rèn)為NaOH向CH3COOH溶液中滴加，()溶液離子濃度隨著NaOH量的增加可能出現(xiàn)情況：
⑤c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（Na+）＞c（OH-），NaOH向CH3COOH溶液中剛開(kāi)始滴加。
⑥c（CH3COO-）＞c（H+）=c（Na+）＞c（OH-），NaOH向CH3COOH溶液滴加的量逐漸增多。
⑦c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），NaOH滴加的量已很多，但是還未達(dá)到與CH3COOH完全反應(yīng)的量。
綜上，pH＜7溶液中c（CH3COO-）最多且溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa。
由以上分析可知此題答案為AD，若把這個(gè)題目理解透徹，有關(guān)一元強(qiáng)堿與弱酸混合的很多題型便可迎刃而解。
例2．某溶液中僅含有CH3COO-，H+，Na+，OH-四種離子，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.溶液中四種離子濃度之間可能滿足：c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（CH3COO-）
B.若溶液中離子濃度之間滿足：c（Na+）=c（CH3COO-），則該溶液一定呈中性
C.若原溶液溶質(zhì)為CH3COONa，則c（Na+）＞c（CH3COO-）＞
c（OH-）＞c（H+）
D.若原溶液中離子濃度滿足c（H+）＞c（OH-），則原溶液一定是CH3COOH和CH3COONa
答案：A。
解析：A選項(xiàng)錯(cuò)誤。由例1可知c（Na+）最多時(shí)，pH＞7，則c（H+）應(yīng)最小。
B選項(xiàng)正確。此時(shí)只有一種情況，即pH＝7，溶液呈中性。
C選項(xiàng)正確。符合例1中溶液pH＞7的第3種情況，即相當(dāng)于CH3COOH與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)，原溶液中只有CH3COONa，則此選項(xiàng)中離子濃度大小關(guān)系正確。
D選項(xiàng)正確。由于離子濃度滿足c（H+）＞c（OH-），則pH＜7，符合例1中溶液CH3COOH過(guò)量這一情況，即原溶液溶質(zhì)一定為CH3COOH和CH3COONa。
由分析可知此題是例1的變形題。
例3．（2007年高考理綜四川）在25℃時(shí)，將pH=11的NaOH溶液與pH=3的CH3COOH溶液等體積混合后，下列關(guān)系式中正確的是（）
A．c（Na＋）=c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）
B．c（H＋）=c（CH3COO－）＋c（OH－）
C．c（Na＋）＞c（CH3COO－）＞c（OH－）＞c（H＋）
D．c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（H＋）＞c（OH－）
答案：D。
解析：A選項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意可知，由于弱酸部分電離即
c（CH3COOH）＞10－3mol·L－1c（Na＋）=c（OH－）=c（H＋）=10－3mol·L－1，則c（Na＋）＜c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）。
B選項(xiàng)錯(cuò)誤。該選項(xiàng)應(yīng)依據(jù)電荷守恒為c（H+）+c（Na+）=
c（CH3COO－）+c（OH-）
C選項(xiàng)錯(cuò)誤。pH之和為14時(shí)，強(qiáng)堿弱酸等體積混合，由于弱酸部分電離，即c（CH3COOH）＞10－3mol·L－1，則最終溶液呈酸性pH＜7，c（Na＋)最多不符合例1中溶液CH3COOH過(guò)量這一情況，那么
c（CH3COO－）應(yīng)最多。
D選項(xiàng)正確。由前面分析可知最終溶液呈酸性pH＜7，
c（CH3COO－）最多符合例1中溶液CH3COOH過(guò)量這一情況，但是c（Na＋）與c（H＋）關(guān)系是否正確，由題意可知pH＝11的NaOH溶液中c（Na＋）=c（OH－）=10－3mol·L－1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c（H+）=10－3mol·L－1，因此將兩溶液等體積混合后，二者溶液中已存在的
OH－與H+恰好完全反應(yīng)，則反應(yīng)后c（Na＋）大于c（H＋）。
例4．（2002年上海）在常溫下10mL pH=10的KOH溶液中，加入pH=4的一元酸HA溶液至pH剛好等于7（假設(shè)反應(yīng)前后體積不變），則對(duì)反應(yīng)后溶液的敘述正確的是（）
A.c（A－）＝c（K+） B.c（H+）＝c（OH－）＜c（K+）＜c（A-）
C.V（總）≥20mL D.V（總）≤20mL
答案：AD。
解析：A選項(xiàng)正確。HA可能為強(qiáng)酸也可能為弱酸，但無(wú)論是強(qiáng)酸還是弱酸，常溫下pH=7，則C（H+）=C（OH-）,由溶液中電荷守恒得C（A-）+C（OH-）=C（K+）+C（H+），可推出C（A-）=C（K+），則A正確。
B選項(xiàng)錯(cuò)誤。由以上分析可知c（H+）＝c（OH－）＜c（K+）=c（A-）。
C、D選項(xiàng)需分情況討論：
①若HA為強(qiáng)酸，則酸堿濃度一樣，恰好完全反應(yīng)且生成的鹽為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，當(dāng)pH=7時(shí)，溶液等體積混合為20mL。
②若HA為弱酸，pH之和為14時(shí)，強(qiáng)堿弱酸等體積混合，溶液呈酸性，由于弱酸部分電離，常溫下加入的HA濃度肯定大于10的-4次方，那么要使反應(yīng)后pH為7，加入的酸體積肯定小于10ml，V（總）＜20mL則C選項(xiàng)錯(cuò)誤。
綜上，答案為AD。
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