電解質(zhì)溶液的知識(shí)是復(fù)雜的,對(duì)于剛剛學(xué)完化學(xué)平衡的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種極限的挑戰(zhàn)。化學(xué)平衡通常只研究單一可逆反應(yīng)的情況,而電解質(zhì)溶液中通常存在多個(gè)可逆反應(yīng),它們間相互制約、相互促進(jìn),同存在于矛盾的統(tǒng)一體中。如NaHCO3溶液中,存在電離反應(yīng)三個(gè):NaHCO3=Na++HCOˉ3 (完全電離),HCOˉ3H++ CO32ˉ(部分電離), H2O H++OH- (部分電離);水解反應(yīng)一個(gè):HCOˉ3+ H2OH2CO3+OH-。如此的復(fù)雜,這就要求學(xué)生要總體把握,細(xì)致理解。什么叫理解?所謂理解,指對(duì)形式中暗含的特殊意味的領(lǐng)悟。這種“領(lǐng)悟”在電解質(zhì)溶液的學(xué)習(xí)中尤顯重要。此處老師的教,學(xué)生的學(xué)均需慢,需咀嚼。否則就體味不到“暗含的意味”。
一、對(duì)電離平衡概念的理解
教材[1]上這樣描述電離平衡的概念:在一定的條件下,當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速度和離子重新結(jié)合生成分子的速度相等時(shí),電離過(guò)程就達(dá)到了平衡狀態(tài),這叫做電離平衡。如何理解這個(gè)概念?
1.應(yīng)把握好概念的外延和內(nèi)涵。外延有三層:大外延:電離平衡屬于化學(xué)平衡;中外延:電離平衡指水溶液中的化學(xué)平衡;小外延:電離平衡指弱電解質(zhì)在水溶液中的一種化學(xué)平衡(難溶電解質(zhì)在水中的平衡,是已溶的離子和未溶的固相間建立的動(dòng)態(tài)平衡,它是一類(lèi)沉淀和溶解的多相電離平衡。但本章未涉及沉淀溶解平衡)。內(nèi)涵應(yīng)包括三個(gè)要素:①在一定條件下(溫度和濃度);②電解質(zhì)(中學(xué)指弱電解質(zhì));③電離成離子的速率與離子結(jié)合成分子的速率相等。三者相互聯(lián)系,缺一不可。
2.對(duì)前概念“化學(xué)平衡”的認(rèn)識(shí)。包括什么是化學(xué)平衡、化學(xué)平衡的特征、影響化學(xué)平衡的因素(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)。
3.與“化學(xué)平衡”概念的比較。電離平衡僅指弱電解質(zhì)在水分子作用下發(fā)生電離而形成的一種平衡,概念外延變小了,影響因素小了,如:不必考慮壓強(qiáng)的影響(因沒(méi)有氣體參加)。
4.注意電離過(guò)程自身特點(diǎn):①電離都是吸熱過(guò)程,升溫均能促進(jìn)弱電解質(zhì)在水中的電離。②弱電解質(zhì)的電離均是一種分子電離成幾種離子。對(duì)稀的弱電解質(zhì)溶液的平衡體系,當(dāng)再加水稀釋時(shí),各離子濃度降低,根據(jù)勒沙特列原理,平衡就向減弱這種變化的方向移動(dòng),即稀釋時(shí)促進(jìn)了電離。
5.具體教學(xué)時(shí),利用好直觀生動(dòng)的感性材料,如教材中第55至56頁(yè)上的四幅圖示可以幫助學(xué)生理解概念。
6.用具體電離平衡體系來(lái)理解電離平衡概念。而最重要的電離平衡體系應(yīng)該是水的電離平衡體系。水分子能促進(jìn)電解質(zhì)的電離,電解質(zhì)電離出來(lái)的離子,又常會(huì)影響水的電離平衡。我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這對(duì)矛盾的存在。純水是一種極弱的電解質(zhì),影響水的電離平衡因素應(yīng)有:①溫度。升溫,促進(jìn)水的電離(因水電離也是吸熱過(guò)程);②濃度。在水的電離平衡體系中,增H+或OH-,均會(huì)抑制水的電離(這是“第二節(jié) 水的電離和溶液的PH”的知識(shí)),而在水中加入NH4Cl、Na2CO3等鹽,由于弱離子會(huì)結(jié)合H+或OH-,從而促進(jìn)水的電離(此為“鹽類(lèi)的水解”知識(shí))。由此我們應(yīng)該站在更高的層面上,有理由充分認(rèn)識(shí)到《水的電離和溶液的PH》《鹽類(lèi)的水解》也是“電離平衡”概念的深化和提高。
二、理解酸堿對(duì)水的電離的抑制
常溫時(shí),0.1mol/L HCl溶液中水電離出的H+濃度是多少呢?大部分學(xué)生能根據(jù)老師傳授的“