巧妙规划盐溶液 灵活智解微粒题

摘 要：电解质溶液中各粒子浓度的计算，是高中化学学习的重点，由于此类题型种类繁多，计算公式大的特点，所以，此知识点的讲解也给老师带来很大的困难。本论文主要对各类盐溶液中各微粒的计算进行讲解。

关键词：盐溶液；微粒浓度；计算

微粒浓度的计算问题，是学生学习的重难点，也是老师教学的难点。其中盐溶液中微粒浓度的计算是本类题目中较复杂的一类，本文主要对多元弱酸的正盐溶液、多元弱酸的酸式盐、弱酸弱碱的盐溶液中微粒浓度的计算进行总结。

一、 多元弱酸的正盐溶液

多元弱酸的正盐指的是：此正盐由酸根和金属离子组成，且该盐弱酸根形成的弱酸为多元弱酸。当该正盐溶解在水中时，由于弱酸是弱电解质，在水中会发生解离，因此，微粒浓度的计算问题相对较为复杂。

例1 某Na2CO3盐溶液的浓度为0.100 mol/L，计算此溶液中各微粒的浓度大小（水分子的浓度除外）。

分析：当Na2CO3溶解在水中时，会电离为Na+离子和CO2-3离子，由于CO2-3离子是弱电解质，水解为HCO-3离子，HCO-3离子又会水解为H2CO3分子。对于CO2-3离子有：Kb1=1.8×10-4，Kb2=2.3×10-8。

解：c/Kb1=5.6×102>500，因此，可以用近似公式计算c（OH-）=1.8×10-4-4×0.100=4.2×10-3mol/L，又因为碳酸氢根与氢氧根的浓度近似相等，所以c（HCO-3）≈4.2×10-3mol/L，

又因为[c（OH-）×c（H2CO3）]/c（HCO-3），所以碳酸分子和Kb2的值近似相等，为2.3×10-8，那么，c（CO-3）=0.100-4.2×10-3=9.58×10-2mol/L，c（H-）=Kw/c（OH-）=2.38×10-12mol/L。

评注：碳酸根离子在水中会发生两步水解，由于第二步水解程度很弱，因此计算的时候可以忽略不计。酸式盐溶液中微粒浓度的计算问题，是高中的必学知识，由于这类题目的计算量较大，因此，在计算过程中需要根据具体情况具体分析。

二、 多元弱酸的酸式盐

多元弱酸的酸式盐是指多元弱酸与碱中和时没有完全中和，即盐溶液中还有可以电离出来的氢离子。由于酸式盐中既存在酸根的电离，又存在酸根的解离，因此在计算溶液中微粒浓度时，考虑的情况更多。具体计算要根据题目而定。

例2 现有一瓶浓度为0.100 mol/L的碳酸氫钠溶液，已知（Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11），求溶液中除水分子以外的微粒浓度。

分析：因为碳酸氢钠的浓度远大于Ka1，Ka2与浓度的乘积大于Kw，c>10Ka1，根据以上条件，本题可以使用近似公式计算。

解：c（H+）=Ka1×Ka2=4.2×10-7×5.6×10-11=4.85×10-9mol/L，根据离子积常数可知，c（OH-）=Kw/c（H+）=1.0×10-14/4.85×10-9=2.1×10-6mol/L，由于碳酸氢根的水解和解离都很微弱，因此，碳酸氢根的量基本等于碳酸氢钠的量，c（HCO-3）≈c（NaHCO3）=0.100 mol/L，根据碳酸氢根的解离公式可知，c（CO2-3）=Ka2×c（HCO-3）c（H+）=5.6×10-11×0.100/（4.85×10-9）=1.16464×10-3mol/L，同理，根据碳酸分子的解离公式可知，c（H2CO3）=c（H+）×c（HCO-3）Ka1=4.85×10-9×0.100/（4.2×10-7）=1.15476×10-3mol/L。

评注：多元弱酸盐的溶液中，由于酸根既存在水解又存在解离情况，因此，考查微粒浓度时，比正盐更复杂一些，若Ka2×cKw，则氢离子需要精确公式，即c（H+）=Ka2×Ka1×c/（Ka1+c），

若cKa1，则可用近似公式：c（H+）=Ka1×Ka2。当水的电离可忽略时，且物质不是很稀，如果c≥10Ka1时，可用近似公式，反之，用精确公式。

三、 弱酸弱碱盐的溶液

弱酸弱碱盐的溶液中，弱酸部分结合水中的氢离子，弱碱部分则结合水中的氢氧根，生成两种弱电解质。此种盐溶液中的微粒情况，是所有电解质溶液中微粒情况最为复杂的一种，解答本类计算题时，需要分步解析。若满足条件可用，近似公式计算，若不能满足则需要精确公式计算。应用精确公式时，计算量相对较大，因此，在解题过程中应仔细认真。

例3 计算0.100 mol/LCH3COONH4的溶液中，除水分子浓度外的各微粒的浓度。（Ka=1.8×10-5，Kb=1.8×10-5，Ka′=Kw/Kb=5.6×10-10）。

分析：本题中醋酸铵的浓度为0.100 mol/L远大于Ka，Ka′×cKw，又因为，c>10Ka，所以本题可用近似公式计算，氢氧根的浓度可以根据离子积公式得到。计算醋酸根与氨根的浓度时，其离子的解离可忽略不计。

解：根据题目满足的条件，氢离子浓度可近似计算，c（H+）=Kw×1=1×10-14=1×10-7mol/L，c（OH-）=Kw/c（H+）=1×10-7mol/L，c（CH3COO-）≈c（NH4）≈0.100 mol/L，c（CH3COOH）=c（H+）×c（CH3COO-）Ka=107×0.100÷（1.8×10-5）=5.6×10-4mol/L，

c（NH3·H2O）=Ka′×c（NH4）c（H+）=5.6×10-10×0.100÷（1×10-7）=5.6×104mol/L。

评注：对于弱酸弱碱盐的溶液求粒子浓度的计算题较复杂，因为此盐溶液在水中会发生双水解反应。在进行计算解析时，需根据已知条件分步讨论，看是否可以使用近似公式计算，若可以则可以大大缩短计算过程；若不可以，则需根据准确公式计算，使用准确公式时需仔细认真避免出错。

综上所述，盐溶液微粒浓度的计算，是有关“电离平衡”计算的一类典型题型。解决这类计算题时需要考虑多种情况，且一般情况下，计算量很大，往往使得学生产生畏惧心理，最后放弃。因此，做好此类问题的汇总工作很重要。

作者简介：

李刘琴，云南省红河哈尼族彝族自治州，云南省红河州绿春县第一中学。