構(gòu)建模型 突破電解質(zhì)溶液圖像題

景建宏

(福建省福州格致中學(xué) 350001)

1 構(gòu)建模型解答概念相關(guān)的圖像題

高中化學(xué)部分電解質(zhì)溶液圖像題給出新概念，要求學(xué)生基于對(duì)新概念的理解運(yùn)用所學(xué)進(jìn)行解題.解答該類(lèi)習(xí)題應(yīng)抱著必勝的信念，尤其應(yīng)認(rèn)真讀圖構(gòu)建對(duì)應(yīng)模型，把握相關(guān)物質(zhì)相關(guān)參數(shù)變化的因果關(guān)系，以迅速找到解題的切入點(diǎn).

圖1

A.HA對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)為δ2

B.升高溫度，a點(diǎn)向左移動(dòng)

C.pH為5時(shí)，溶液中HA的濃度大于A(yíng)-的濃度

D.HA的電離常數(shù)數(shù)量級(jí)為10-4

溶液pH增大，HA的電離程度不斷增大，平衡時(shí)HA的組成分?jǐn)?shù)不斷減小，而A-的組成分?jǐn)?shù)不斷增大，因此曲線(xiàn)δ2對(duì)應(yīng)A-.由HA的電離吸收熱量，升高溫度，其電離程度增大，平衡時(shí)HA的組成分?jǐn)?shù)減小，因此，a點(diǎn)向左移動(dòng).由圖可知pH為4.76時(shí)HA和A-濃度相等，則pH=5時(shí)，HA的濃度小于A(yíng)-的濃度.a點(diǎn)時(shí)δ2為0.5，HA和A-濃度相等，結(jié)合pH=4.76，容易計(jì)算出HA的電離常數(shù)為10-4.76，數(shù)量積為10-5.綜上分析只有B項(xiàng)正確.

2 構(gòu)建模型解答加水稀釋圖像題

加水稀釋是對(duì)電解質(zhì)溶液的常見(jiàn)操作，尤其對(duì)于若電解質(zhì)溶液而言，加水稀釋會(huì)引起相關(guān)離子濃度發(fā)生變化.在解答與之相關(guān)的圖像題時(shí)應(yīng)注重把握加水稀釋弱電解質(zhì)電離變化規(guī)律，厘清體積變化與離子數(shù)目增大的快慢關(guān)系.必要情況下，構(gòu)建針對(duì)性模型，以提高解題正確率.

例2向0.1 mol/L的乙酰水氧酸(用HA表示)不斷加水稀釋.加入水的體積和溶液pH的變化如圖2所示，其中該溫度下HA的Ka=4×10-4，lg2=0.3，則( ).

圖2

A.x=1.7

B.稀釋前，HA的電離度為2×10-1.5×100%

C.未加水時(shí)溶液中有：c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)

D.加水過(guò)程中始終存在c(HA)+c(A-)=0.1mol/L

3 構(gòu)建模型解答電導(dǎo)率圖像題

電導(dǎo)率這一概念常出現(xiàn)在電解溶液圖像題中，解答該類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)電導(dǎo)率這一概念的準(zhǔn)確理解，把握影響電導(dǎo)率的因素.其中：離子種類(lèi)、離子總量、溶液溫度都會(huì)給電導(dǎo)率帶來(lái)影響.解答與之相關(guān)的圖像類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注重構(gòu)建相關(guān)模型，更好地掌握溶質(zhì)的電離以及離子的變化規(guī)律.

例3電導(dǎo)率可衡量溶液導(dǎo)電能力的大小.常溫下，分別將相同體積的NaOH、CH3COOH溶液加水稀釋.溶液電導(dǎo)率和加入水的體積變化曲線(xiàn)如圖3所示，則( ).

圖3

A.曲線(xiàn)Ⅰ表示NaOH溶液加水稀釋過(guò)程

B.溶液pH：c

C.溶液中水的電離度：a=c

D.a、b兩點(diǎn)溶液混合后的溶液中c(Na+)

該題結(jié)合電導(dǎo)率設(shè)問(wèn)，考查強(qiáng)弱電解質(zhì)在加水稀釋后離子的變化關(guān)系.為提高解題效率，可構(gòu)建如下模型：加水稀釋會(huì)促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離，但是相對(duì)于加入水體積的變化，離子的濃度仍是減小的.在比較混合溶液中離子濃度大小時(shí)，若溶質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，則分析反應(yīng)后的溶質(zhì)，并結(jié)合物料守恒思想進(jìn)行分析.

加水稀釋CH3COOH進(jìn)一步電離，相對(duì)來(lái)說(shuō)電導(dǎo)率下降慢，而NaOH溶液的電導(dǎo)率下降快.CH3COOH溶液顯酸性，NaOH溶液顯堿性.而NaOH溶液加水稀釋?zhuān)芤褐蠬+濃度增加，pH降低，因此，溶液pH：c>b>a.a、c兩點(diǎn)電導(dǎo)率強(qiáng)度相等，結(jié)合水的電離常數(shù)易得兩點(diǎn)水的電離程度相等，而加水稀釋水的電離程度增大，水的電離度a=c

4 構(gòu)建模型解答滴定圖像題

酸堿中和滴定是高中化學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn).滴定過(guò)程中如其中一種物質(zhì)是弱電解質(zhì)，則需要分析其電離情況.部分習(xí)題給出滴定物質(zhì)以及溶液pH圖像要求學(xué)生分析相關(guān)問(wèn)題.解答該類(lèi)習(xí)題為使學(xué)生對(duì)滴定過(guò)程有更為全面地認(rèn)識(shí)，迅速找到解題切入點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合圖像構(gòu)建相關(guān)模型.

例4室溫下將0.1mol/L的NaOH溶液逐滴滴入20mL 0.1mol/L的HA溶液中(Ka=1.0×10-5).滴入NaOH溶液的體積和溶液pH的變化如圖4中曲線(xiàn)①所示，則以下說(shuō)法不正確的是( ).

圖4

A.a點(diǎn)pH>5

B.水的電離程度：c>b>a

C.實(shí)驗(yàn)可使用酚酞作指示劑

D.將HA改為20mL 0.1mol/L的鹽酸，則滴定曲線(xiàn)如②

該題屬于酸堿滴定圖像習(xí)題，考查學(xué)生對(duì)滴定過(guò)程以及弱酸電離、水解規(guī)律地靈活應(yīng)用.可構(gòu)建如下模型：弱酸溶液抑制水的電離，因NaOH溶液的滴入其濃度變小，對(duì)水的抑制程度變小，直到溶質(zhì)為NaA，A-發(fā)生水解，進(jìn)而促進(jìn)水的電離.

根據(jù)構(gòu)建的電離平衡模型以及電離平衡常數(shù)的概念，由Ka=1.0×10-5可知A-的水解常數(shù)為1×10-9，a點(diǎn)溶液中NaA和HA的濃度相等，其中HA的電離強(qiáng)于A(yíng)-水解，A-濃度大于HA的濃度，則c(H+)<1×10-5，則對(duì)應(yīng)的pH大于5.HA電離會(huì)抑制水的電離，a點(diǎn)至c點(diǎn)時(shí)，HA濃度逐漸變小，其中在c點(diǎn)時(shí)HA和NaOH剛好全部反應(yīng)，溶質(zhì)為NaA，A-水解促進(jìn)水的電離，因此，水的電離程度c>b>a.滴定終點(diǎn)溶液呈堿性，能夠使用酚酞作指示劑.若將HA改為20mL 0.1mol/L的鹽酸，起初溶液pH變化緩慢，在達(dá)到終點(diǎn)才會(huì)發(fā)生明顯變化，因此，不能使用曲線(xiàn)②表示.綜上分析D項(xiàng)是不正確的.

5 構(gòu)建模型解答粒子濃度比值類(lèi)圖像題

高中化學(xué)電解質(zhì)溶液圖像類(lèi)的習(xí)題有時(shí)會(huì)涉及到濃度比值類(lèi)的問(wèn)題.解答該類(lèi)問(wèn)題需要運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)知識(shí)，構(gòu)建相關(guān)參數(shù)與物質(zhì)濃度之間的關(guān)系.同時(shí)，運(yùn)用電解質(zhì)溶液離子濃度變化規(guī)律進(jìn)行解答.

例5常溫下，向相等pH、體積的HA、HB兩種弱酸溶液中滴加等濃度的NaOH溶液.溶液的pH和粒子濃度比值的關(guān)系如圖5所示，則( ).

圖5

A.c(HA)>c(HB)

B.水的電離程度：a>b

C.將NaOH溶液滴加到HB溶液至pH=7，c(B-)=100c(HB)

D.常溫下HB的電離常數(shù)為10-4

該題綜合考查數(shù)學(xué)以及電解溶液離子濃度規(guī)律.解答該題可構(gòu)建以下模型：若離子濃度比值的對(duì)數(shù)為0，表明兩種離子濃度的大小是相等的.弱酸溶液溶液中OH-是由水電離的.弱堿溶液中溶液中H+是由水電離的.

6 構(gòu)建模型解答溫度與pH圖像題

高中化學(xué)有關(guān)電解質(zhì)溶液習(xí)題中有時(shí)會(huì)給出溫度以及pH圖像，要求學(xué)習(xí)者分析相關(guān)問(wèn)題.解答該類(lèi)問(wèn)題應(yīng)牢固記憶相關(guān)概念以及相關(guān)參數(shù)計(jì)算公式.同時(shí)，為防止在解題中走彎路，應(yīng)注重構(gòu)建對(duì)應(yīng)模型，迅速厘清相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系.

例6實(shí)驗(yàn)中測(cè)得升高溫度0.1mol/L的NaHCO3溶液(忽略水的揮發(fā))的pH變化曲線(xiàn)，如圖6所示，下列判斷正確的是( ).

A.c(OH-)：a

B.取a點(diǎn)溶液滴加0.1mol/L CaCl2等體積混合，生成白色沉淀，兩溶液混合時(shí)有：c(Ca2+)·c(CO32-)

圖6

該題難度一般，考查學(xué)生對(duì)Kw影響因素的理解以及有關(guān)離子濃度大小關(guān)系的比較.解答該題可構(gòu)建如下模型：Kw僅可溫度有關(guān)，溫度越高，Kw越大.比較離子濃度大小關(guān)系時(shí)應(yīng)注重運(yùn)用電荷守恒、物料守恒等.