“说三道四”话物质在水溶液的行为

摘要：物质在水溶液中的行为在每年高考中都占有十几分，是高考的必考点和热点。考察的形式有离子方程式的书写、选择和填空，以及离子浓度大小的比较、微粒的等式关系，以及四大平衡常数：K_w、K_a和K_b、K_h、K_sp的运用等。如何熟练掌握这些知识，并形成能力就尤为重要。笔者认为，可以在第一轮复习时，对以上知识进行归纳整合成“说三道四”，并借助当前一种很好的教学资源手段——微课来完成。

关键词：说三道四  离子方程式  氧化还原反应   平衡和平衡常数  能力

化学科考试，为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生，以能力测试为主导，爱测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，全面检测考生的化学科学素养^【1】。福建省也从2016年开始使用新课标全国卷Ⅰ（也叫乙卷），所以对化学科学素养和能力的要求也更高。下面结合近两年新课标全国卷Ⅰ中的有关试题从两个方面对物质在水溶液中的行为的教学进行探讨。

一、离子方程式的书写及其运用

  1、发生复分解反应的有关离子方程式。酸、碱、盐都是电解质，学生容易混淆的知识点是酸、碱、盐中哪些物质要拆哪些物质不要拆成离子形式。

 1）、三大强酸、四大强碱要拆

    离子方程式的书写时，有三大强酸：盐酸（包括氢溴酸、氢碘酸的理解）、硫酸、硝酸；四大强碱：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙。他们全部要拆成离子的形式。

2）、三阳四阴解决盐的溶解性

大多数盐都是强电解质，能不能拆只要看它是否可溶，可溶即可拆成离子形式。在学生初步掌握盐的溶解性基础上，通过熟练应用三大可溶性阳离子和四大可溶性阴离子来完全掌握。三大可溶性阳离子：K⁺、Na⁺、NH₄⁺，四大可溶性阴离子：HCO₃^-、NO₃^-、Cl^-（除AgCl、HgCl外），SO₄^2-（除BaSO₄、PbSO₄外）。盐的组成中只要含有这七大可溶性离子之一即可拆成离子的形式。

2、发生氧化还原反应有关的离子方程式。此类离子方程式书写的关键是熟练掌握三大类还原剂和四大类氧化剂，把课本上的氧化还原反应离子方程式书写熟练，理解掌握氧化还原反应离子方程式的规律，并在此基础上形成能力。因为高考这一块考察的大多是信息题，已知题给信息书写陌生的氧化还原反应离子方程式书。

常见的还原剂有三大类：活泼的金属单质，碳单质、氢气等非金属单质，以及一些有较低价态元素的氧化物和盐。如CO、SO₂、KI、Na₂SO₃、FeSO₄等。

常见的氧化剂有四大类：活泼的非金属单质，硝酸、浓硫酸等含有较高价态元素的含氧酸，高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁等含有较高价态元素的盐、以及过氧化物。

这部分要培养学生的化学科学素养之一：转化观，其核心是由强制弱。具体的化学反应可从两方面入手，一是根据物质的组成和性质来掌握，如酸、碱、盐之间的转化，二是根据元素的价态变化即氧化还原反应来掌握，再结合相应的训练使学生形成能力。

二、离子浓度大小的比较、微粒的等式关系，以及四大平衡常数：Kw、Ka和Kb、Kh、Ksp的运用等

 1、溶液中的三大守恒

  电荷守恒：电解质的水溶液中，阳离子所带的总电荷数等于阴离子所带的总电荷数。

  物料守恒：一个平衡体系中，某一组分的总浓度一定等于它所电离或水解成的各种离子的平衡浓度之和。

  质子守恒：由水电离的H⁺等于由水电离的OH^-，在碱性盐溶液中OH^-守恒，在酸性盐溶液中H⁺守恒。

2、四大平衡、四个平衡常数

  物质在水溶液中的行为中，有四个平衡体系，分别是水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡，沉淀溶解平衡。应用到四个平衡常数，水的离子积常数Kw、弱电体质的电离平衡常数Ka和Kb、盐类的水解平衡常数Kh、沉淀溶解平衡常数Ksp。

这部分要培养学生的化学科学素养之一：微粒观。在溶液中，离子的浓度大小关系和等式关系关键是要知道它们是从哪里来，又到哪里去了。并巧用这三个守恒和四大平衡关系以及四个平衡常数来解相关的题目。

例1. [2016·新课标全国卷Ⅰ-27]（15分节选）

元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（蓝紫色）、Cr（OH）₄⁻（绿色）、Cr₂O₇^2-（橙红色）、CrO₄^2-（黄色）等形式存在，Cr（OH）₃为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（2）CrO₄²⁻和Cr₂O₇²⁻在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L⁻¹的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇²⁻）随c（H⁺）的变化如图所示。

离子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的转化反应________________。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO₃将废液中的Cr₂O₇²⁻还原成Cr³⁺，反应的离子方程式为______________________。^【2】

试题分析：（2）①中随c（H⁺）的增大c（Cr₂O₇²⁻）由0.05 mol·L⁻¹增大到0.4 mol·L⁻¹，故转化的离子方程式为 2CrO₄^2-+2H⁺ Cr₂O₇^2-+ H₂O

（4）NaHSO₃为弱酸的酸式盐，拆成Na+和HSO₃^-且HSO₃^-被氧化成SO₄^2-,再根据电荷守恒H⁺应补在反应物这边，故反应的离子方程式为Cr₂O₇²⁻+3HSO₃^-+ 5H⁺=2 Cr³⁺+3SO₄^2-+4 H₂O

例2．[2015·新课标全国卷Ⅰ-28]（15分节选）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：

（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO₂和H₂SO₄，即可得到I₂，该反应的还原产物为____________。

（2）上述浓缩液中含有I^-、Cl^-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中 为：_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，Ksp（AgI）=8.5×10^-17。

试题分析：（1）文中根据氧化还原反应方程式来判断还原产物是中学常规考法，迁移实验室制氯气的原理可知：MnO₂为氧化剂，在溶液中被还原为Mn²⁺，酸根阴离子为SO₄^2-，故还原产物为MnSO₄。

(2)体系中既有氯化银又有碘化银时，存在沉淀转化平衡：AgI(s)+Cl^- AgCl(s)+I^-。

K=c（I^-）/c（Cl^-）,分子、分母同时乘以c（Ag⁺），有：K= c（I^-）/c（Cl^-）=Ksp（AgI）/Ksp（AgCl），将Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，Ksp（AgI）=8.5×10^-10代入得：

c（I^-）/c（Cl^-）=4.7×10^-7

例3．[2015·新课标全国卷Ⅰ-13]浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随 的变化如图所示，下列叙述错误的是（    ）

A．MOH的碱性强于ROH的碱性

B．ROH的电离程度：b点大于a点

C．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH^-)相等

D．当 =2时，若两溶液同时升高温度，则c(M⁺)/c(R⁺)增大

试题分析：A、根据图像可知，0.1molLMO 溶液的pH=13，说明MOH完全电离，为强电解质，而ROH溶液的pH<13，说明ROH为弱电解质，所以MOH的碱性强于ROH的碱性，正确；B、ROH为弱碱，溶液越稀越易电离，所以ROH的电离程度：b点大于a点，正确；C、两溶液无限稀释下去，则都相当于纯水，所以他们的氢氧根离子浓度相等，正确；D、当 =2时，MOH溶液的pH=10，MOH溶液中不存在电离平衡，而ROH溶液中存在电离平衡，升高温度，电离正向移动，则c(R⁺)浓度增大，而升高温度，对c(M⁺)无影响，所以比值减小，错误，答案选D。

这一块的高考例题很多，篇幅所限，就不一一举例。物质在水溶液中的行为的知识形象地概括成“说三道四”，既生动有趣又容易理解掌握。以上所讲述的知识点还可结合微课完成教学重点和难点的突破，微课具有上课时间短，5～8分钟，最多不超过10分钟；教学内容也少，教学目标清楚，教学内容明晰，学习和研究时间节约。微课相当于一堂课的一个切片，通过这个切片，可以分析学生学习行为的发生和心智的发展过程，从中可以完成教师是如何助学的^【3】。学生还可反复观看视频，既展示了教师的智慧又容易让学生掌握。

参考文献：

1.2016年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明【理科】.高等教育出版社.2015.12

2. 2016年普通高等学校招生全国统一考试【试题、参考答案】.福建省教育考试院.2016.06

3. 微课的理论与制作技巧.作者:李本友，吕维智.中国轻工业出版社.2015.05