辩证思想解决化学问题(2)(待续)

古田一中  胡嘉谋

二、对立统一规律的存在

世界上一切事物都充满着矛盾，矛盾双方既对立又统一，推动着事物的发展变化，这就是对立统一规律。在整个化学教学过程中对立统一的事例随处可见，化学中要有目的地渗透这一辩证思想并发挥其功能作用。

以《化学反应原理》选修模块为例，对立统一的知识内容俯拾皆是。如“化学反应的热效应”中的吸热与放热、吸热反应与放热反应、反应物的总能量与生成物的总能量、化学键的断键与成键、反应物总键能与生成物总键能等；“电化学”中的原电池与电解池、放电与充电、得电子与失电子、氧化与还原、阳极与阴极、正极与负极、阳离子与阴离子、正电荷与负电荷等；“化学反应的方向、限度与速率”中的可逆反应的正反应与逆反应、正反应速率与逆反应速率、平均速率与瞬时速率、恒温恒容与恒温恒压、转化率与平衡移动等；“物质在水溶液中的行为”中的电解质与非电解质、强电解质与弱电解质、弱电解质分子的电离与离子的结合、H⁺离子浓度与OH^－离子浓度、盐类水解与酸碱中和、强酸弱碱盐与强碱弱酸盐、电离与水解、难溶电解质的沉淀与溶解等，这些内容都生动地揭示了自然界中对立统一的基本观点。在课堂教学中要让学生深刻理解它们都是对立的双方，要启迪学生建立全面、辩证地看待一切事物的观点，提高应用矛盾的观点观察、分析、解决问题的能力。

如“水的电离”教学，水电离出的c(H⁺)和c(OH^－)是对立统一的且总是相等的关系，即电离出1个H⁺同时一定而且只能电离出1个OH^－。在酸或碱溶液中，水的电离被抑制，但仍满足c(H⁺)_水＝c(OH^－)_水的关系。在温度不变时，Kw不变，整个酸或碱溶液中的c(H⁺)与c(OH^－)此增彼减，呈翘翘板关系。理解了上述关系后，在解决有关问题时，就会自然地应用辩证思想分析解决问题。问题①在温度不变时，稀释溶液，离子浓度都减小吗？在没有理解溶液中c(H⁺)和c(OH^－) 呈翘翘板关系时，学生往往误解：既然是稀释，溶液中所有离子浓度必定减小。由于稀释，温度不变，水的离子积不变，溶液中c(H⁺)和c(OH^－)是对立的双方，必然存在此减彼增的现象，稀释酸或碱溶液时总有一种离子的浓度增大。即：酸稀释时，c(H⁺)减小，c(OH^－)增大；碱稀释时，c(OH^－)减小，c(H⁺)增大。问题②常温下，溶液中的c(H⁺)和水电离出来的c(H⁺)往往是不同的，为什么？因为常温下中性水电离出的c(H⁺)＝1×10^－7mol·L^-1，但水的电离平衡受外界条件影响会发生变化。若某溶液中水电离出的c(H⁺)<1×10^－7

mol·L^-1，则是酸或碱抑制水的电离引起的；若某溶液中水电离出的c(H⁺)>1×10^－7mol·L^-1，则是水解的盐或活泼金属促进水的电离引起的。应用对立统一的辩证思想进行教学，让学科知识与学科思想建立密切联系，既对学生进行了辩证唯物主义思想教育，又促使学生能正确应用辩证思想有效解决具体问题，保证了学生高效、高质量学习。

例1．(2013·山东高考13)某温度下，向一定体积0.1mol·L^-1醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，溶液中pOH(pOH=﹣lg[OH^－])与pH的变化关系如图所示，则(   )

A．M点所示溶液导电能力强于Q点

B．N点所示溶液中c(CH₃COO^－)﹥c(Na⁺)

C．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同

D．Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积

解析：此题考查水的电离平衡与弱酸与强碱混合溶液中pOH与pH的变化关系。由于醋酸是弱酸，电离程度很小，离子浓度也较小，M点溶液的导电能力最弱，选项A错；N点所示溶液为碱性，c(OH^－)﹥c(H⁺)，由电荷守恒知c(Na⁺)﹥c(CH₃COO^－)，选项B错；由图示知M点的c(H⁺)等于N点的c(OH^－)，对水的电离程度抑制能力相同，故两点水电离程度相同，选项C正确；由图示知Q点的pOH＝pH，即c(OH^－)=c(H⁺)，溶液为中性。若两者等体积混合后生成醋酸钠，水解显碱性，要保证溶液为中性，则所加NaOH溶液体积略小于醋酸溶液的体积，选项D错。正确答案为C。

现场体验：

(2013·上海高考11)H₂S水溶液中存在电离平衡H₂SH⁺+HS^－和HS^－
H⁺+S^2－。若向H₂S溶液中(   )

A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大

B．通入过量SO₂气体，平衡向左移动，溶液pH值增大

C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小

D．加入少量硫酸铜固体（忽略体积变化），溶液中所有离子浓度都减小

答案：C

【专题强化训练】

1．(2013·广东高考12) 50℃时，下列各溶液中，离子的物质的量浓度关系正确的是(   )

A．pH=4的醋酸中：c(H⁺)=4.0mol·L^-1

B．饱和小苏打溶液中：c(Na⁺)=c(HCO₃^－)

C．饱和食盐水中：c(Na⁺)+c(H⁺)=c(Cl^－)+c(OH^－)

D．pH=12的纯碱溶液中：c(OH^－)=1.0×10^—2mol·L^-1

2．(2013·广西高考12)右图表示溶液中c(H^＋)和c(OH^－)的关系，下列判断错误的是(   )

A．两条曲线间任意点均有c(H^＋)×c(OH^－)＝Kw

B．M区域内任意点均有c(H^＋)﹤c(OH^－)

C．图中T₁﹤T₂

D．XZ线上任意点均有pH＝7

3．(2013·海南高考8)0.1mol·L^-1HF溶液的pH=2，则该溶液中有关浓度关系式不正确的是(   )

A．c(H⁺)﹥c(F^－)       B．c(H⁺)﹥c(HF)

C．c(OH^－)﹥c(HF)      D．c(HF)﹥c(F^－)

答案：1．C    2．D    3．BC

又如弱酸酸式根离子在水溶液中的酸碱性的判断，其本质是弱酸酸式根离子在水溶液中有两种趋势，电离趋势与水解趋势的对立统一。在NaHS溶液中，电离：HS^－H⁺+S^2－，使溶液呈酸性；水解：HS^－+H₂OH₂S+OH^－，使溶液显碱性；这是矛盾的两个方面，但由于其水解趋势是矛盾的主要方面，因而NaHS溶液溶液呈碱性。NaHCO₃、NaHS、Na₂HPO₄等溶液的酸式根离子的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性。在NaHSO₃溶液中，电离：HSO₃^－H⁺+SO₃^2－

，使溶液呈酸性；水解：HSO₃^－+H₂OH₂SO₃+OH^－，使溶液显碱性；这是矛盾的两个方面，但由于其电离趋势是矛盾的主要方面，因而NaHSO₃溶液溶液呈酸性。NaHSO₃、NaH₂PO₄等溶液的酸式根离子的电离程度大于其水解程度，溶液呈酸性。

例2.(2013·安徽高考13)已知NaHSO₃溶液显酸性，溶液中存在以下平衡：

         HSO₃^－+H₂OH₂SO₃+OH^－   ①

         HSO₃^－H⁺+ SO₃^2－       ②

向0.1mol·L^-1的NaHSO₃溶液中分别加入以下物质，下列有关说法正确的是( )

A．加入少量金属Na，平衡①左移，平衡②右移，溶液中c(HSO₃^－)增大

B．加入少量Na₂SO₃固体，则c(H⁺)+c(Na⁺)=c(HSO₃^－)+c(OH^－)+1/2

c(SO₃^2－)

C．加入少量NaOH溶液，c(SO₃^2－)/c(HSO₃^－)、c(OH^－)/c(H⁺)的值均增大

D．加入氨水至中性，则2c(Na⁺)=c(SO₃^2－)﹥c(H⁺) = c(OH^－)

解析：已知NaHSO₃溶液显酸性， c(H⁺)﹥c(OH^－)，说明电离大于水解。加入少量Na与水反应生成NaOH，NaOH可与NaHSO₃反应，抑制水解平衡①左移，促进电离平衡②右移，但c(NaHSO₃)减小，选项A错误；加入少量Na₂SO₃固体，该溶液中存在电荷守恒，c(SO₃^2－)前应乘以2，选项B错误；加入少量NaOH溶液，c(OH^－)增大，c(H⁺)减小，c(OH^－)/c(H⁺)增大；c(HSO₃^－)减小，c(SO₃^2－)增大，c(SO₃^2－)/c(HSO₃^－)增大，选项C正确；加入氨水至中性，由电荷守恒知，c(Na⁺)+c(NH₄⁺)+c(H⁺)=2c(SO₃^2－)+c(OH^－)，由于c(H⁺)=c(OH^－)，故2[c(Na⁺)+c(NH₄⁺)]=c(SO₃^2－)，选项D错误。正确答案为C。

现场体验：

 (2012·北京高考25节选)直接排放含SO₂的烟气会形成胶雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂。

(1)用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：                   。

(2)在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是                  。                       

(3)吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2－)﹕n(HSO₃^－)变化关系如下表：

 

n(SO32-)： n(HSO3－)	91﹕9	1﹕1	9﹕91
PH	8.2	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显     性，用化学平衡原理解释：          　。

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)　　　。　  a．c(Na⁺)=2c(SO₃^2－)+c(HSO₃^－)

b．c(Na⁺)﹥c(HSO₃^－)﹥c(SO₃^2－)﹥c(H⁺)= c(OH^－)

c．c(Na⁺)+ c(H⁺)=c(SO₃^2－)+c(HSO₃^－)+c(OH^－)

答案：(1) SO₂+H₂OH₂SO₃，2H₂SO₃+O₂==2H₂SO₄。

(2) SO₂+2OH^－==SO₃^2－+H₂O

(3)①酸   NaHSO₃溶液中存在两种趋势：HSO₃^－H⁺+SO₃^2－，电离使溶

液显酸性，HSO₃^－+H₂OH₂SO₃+OH^－，水解使溶液显碱性，电离程度大于水解程度溶液显酸性。   ②b。

【专题强化训练】

 1．(2012·四川高考10)常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )

A．新制氯水中加入固体NaOH：c(Na⁺)=c(Cl^－)+c(ClO^－)+c(OH^－)

B．pH=8.3的NaHCO₃溶液：c(Na⁺)﹥c(HCO₃^－)﹥c(CO₃^2－)﹥c(H₂CO₃)

C．pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合：c(Cl^－)=c(NH₄⁺)﹥c(OH^－)=c(H⁺)

D．0.2 mol·L^-1CH₃COOH溶液与0.1mol·L^-1NaOH溶液等体积混合：

2c(H⁺)－2c(OH^－)=C(CH₃COO^－)－C(CH₃COOH)

2．(2011江苏高考14)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(    )

A．在0.1mol·L^-1NaHCO₃溶液中：c(Na⁺)﹥c(HCO₃^－)﹥c(CO₃^2－)﹥c(H₂CO₃)

B．在0.1mol·L^-1Na₂CO₃溶液中：c(OH^－)－c(H⁺)＝c(HCO₃^－)＋2c(H₂CO₃)

C．向0.2mol·L^-1NaHCO₃溶液中加入等体积0.1mol·L^-1NaOH溶液：

c(CO₃^2－)﹥c(HCO₃^－)﹥c(OH^－)﹥c(H⁺)

   D．常温下，CH₃COONa和CH₃COOH混合溶液[pH＝7, c(Na⁺)＝0.1mol·L^-1]：

c(Na⁺)＝c(CH₃COO^－)﹥c(CH₃COOH)﹥c(H⁺)＝c(OH^－)

答案：1．D    2．BD   

2013-07-11