盐溶液中“质子守恒式”的三维思析|多元强酸弱碱盐溶液中的质子守恒
时间：2019-04-26 03:33:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：文章从“三大守恒”、“水的电离平衡”和“得失质子守恒”三个角度出发，对盐溶液中“质子守恒式”进行了分析、书写和对比，加深了学生对“质子守恒”原理的认识，培养了学生敢于尝试的精神。
关键词：盐溶液；质子守恒；三大守恒；水的电离平衡；得失质子守恒
文章编号：1008-0546（201２）０7-0036-02 中图分类号：G６３３．８ 文献标识码：Ｂ
doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０7．０15
盐溶液中的一个不等式（即离子浓度大小比较）和三大守恒式（即物料守恒、电荷守恒和质子守恒）是历年化学高考考查的热点、难点之一，其中学生最怕面对的是“质子守恒式”的正误判断，原因是质子守恒式的书写难掌握。实际上，如何使学生理解并掌握“质子守恒式”也是我们教学中的难点。为了使学生打破“恐惧心理”，从容地面对此类考题，提高答题的正确率，笔者在新课教学中，不惜时间地带领学生从三个角度对盐溶液中的“质子守恒式”进行了分析、书写和对比，获得了不错的效果。
现以“NaHCO3溶液”和“Na2CO3溶液”为例，谈点浅见，以期起到抛砖引玉的作用。
角度一：由“物料、电荷守恒”推写质子守恒式
书写盐溶液中“物料守恒式”和“电荷守恒式”对学生来说并不难，通过两式联立，消去强电解质离子的浓度［如c（Na+）］，即可得该盐溶液的“质子守恒式”。例如：
此方法浅显易懂，学生很容易、也很愿意接受。且该方法适用范围广，尤其是针对混合盐溶液，更能显现它的优越性。如“浓度均为0.1mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液”：
但笔者认为学生仅掌握这一种书写方法是不够的，一是因为该方法要求学生能将“物料守恒式”和“电荷守恒式”正确无误地写出，如果有一式错，那便前功尽弃，后果可谓“凄惨”；二是因为该方法的传授只是单纯为了解题，而不利于学生深层次理解“质子守恒”的含义。因此，我们应进一步地引导学生从微观角度出发，探索“质子守恒”的本质。
角度二：由“水的电离平衡”揭示质子守恒本质
这里提出的“水的电离平衡”是指在任何溶液中，由水电离出的H+浓度和OH-浓度必定相等［c（H+）水=c（OH-）水］，我们抓住这一等量关系，也能完成“质子守恒式”的书写。
例如：NaHCO3是多元弱酸的酸式盐，HCO3-既存在水解平衡，又存在电离平衡，此溶液中比较难判断的是水电离出的c（H+）：1个HCO3-能结合水电离出的1个H+生成H2CO3，因此这部分水电离的c（H+）要以c（H2CO3）的形式复原回来；另外1个HCO3-能电离出1个H+和1个CO32-，而这部分c（H+）不属于水的电离，因此要以c（CO32-）的形式删除。（详见图1）
Na2CO3溶液中CO32-存在两步水解，难点是分析被CO32-结合掉的水电离出的c（H+）：1个CO32-能结合水电离出的1个H+生成HCO3-，这部分以c（HCO3-）的形式复原；另外1个CO32-也能结合水电离出的2个H+生成H2CO3，这部分以“c（H2CO3）×2”的形式复原，这里的两倍关系学生往往容易疏忽。（详见图2）
从该角度入手书写有助于学生提高分析问题的能力，加深对水解平衡、电离平衡原理的认识。但运用该方法要求比较高，学生首先要能一个不落地写出盐溶液中存在的所有平衡式，其次还要会分析盐的存在对水的电离产生的影响。这对基础好的学生是一种拔高，而对基础不是很扎实、分析能力弱的学生来说不但不容易掌握，反而会加重他们对“质子守恒”的恐惧感。
角度三：由“得失质子守恒”揭示质子守恒本质
“质子守恒”的真正含义是溶液中的“酸”失去的质子数等于“碱”得到的质子数，即“得失H+守恒”。书写的第一步：要找全溶液中的酸和碱。由酸碱质子理论知：凡是能给出质子（H+）的分子或离子为酸，如CH3COOH、NH4+等；凡是能接受质子的分子或离子为碱，如CH3COO-、CO32-、NH3等；而H2O、HCO3-等既能给出质子又能接受质子，故它们既是酸又是碱。第二步：逐一分析酸、碱能够“得”、“失”H+的数目（n），以及“得”、“失”H+后转变成的对应微粒，而“c（H+）得到/失去=c（对应微粒）×n”。第三步：根据“c（H+）得到=c（H+）失去”完成该盐溶液“质子守恒式”的书写。
例如：NaHCO3溶液中HCO3-既能结合1个H+生成H2CO3，又能电离出1个H+生成CO32-，而H2O既能结合1个H+生成H3O+（即H+），又能电离出1个H+生成OH-。因此：c（H+）失去=c（CO32-）+c（OH-），c（H+）得到=c（H2CO3）+c（H+），即质子守恒式为：c（CO32-）+c（OH-）=c（H2CO3）+c（H+）。（详见图3）
Na2CO3溶液中CO32-为碱，H2O既是酸又是碱，其中CO32-既能结合1个H+生成HCO3-，又能结合2个H+生成H2CO3，因此c（H+）得到=c（HCO3-）+2c（H2CO3）+c（H+），这里的两倍关系也容易漏写。（详见图4）
我们可以鼓励学生将酸碱得失质子的情况按以上图示画出来，把“质子守恒”变得直观化，减轻“空想”负担，还有助于学生快速寻找到得失质子后所对应的微粒。
学生课堂反馈很乐意接受这种方法，并表示对质子守恒不感到惧怕。但笔者不提倡从“本质”出发推写混合盐溶液的“质子守恒式”时，这跟第一种方法相比，并不占优势。
在部分教师看来，利用课堂时间来对比“一个质子守恒式”的三种写法是很不值得的，学生只要会用“三大守恒式”进行相互叠加即可，至于什么是“质子守恒的本质”也没必要让学生知道。但笔者认为这很有必要，因为只有认清本质，才能用得灵活、用得有底气。另外学生要学的不仅是知识本身，更是一种思维方式，一种无止境的探索精神，而这种精神在应试教育的背景下已不断被磨灭。因此，作为教师更要舍得花时间带领学生去尝试和探索，从小做起，从教学的点滴做起，这看似耗时，其实收益颇大。本案例就是一次以小问题为素材，展开“一题多解”的探讨和思维训练，不仅教师达到了授人以渔、使学生对“质子守恒本质”形成过“脑”难忘的目的，还以教师饱满的教学热情感染了学生，训练了学生的逻辑推理能力，激发了学生敢于尝试的精神，这正符合化学新课程标准的要求和理念。
