师：同学们好，今天我们一起来学习电解质溶液中粒子浓度的大小比较。本节课的学习目标是：一、理解电解质溶液的两个基本理论；二、会辨别电解质溶液的类型，并掌握各类电解质溶液粒子浓度的比较方法。

　　有同学喜欢喝苏打水，你们知道苏打水的添加成分是苏打还是小苏打吗？也就是说，苏打水中的成分是碳酸钠还是碳酸氢钠呢？我们来看一下配料表，发现其中添加的是碳酸氢钠。那么碳酸氢钠能补充给人体的微观粒子，碳酸钠能提供吗？根据前面的学习，请同学们写出二者溶液中存在的电离或水解方程式，判断一下二者的微粒种类是否相同。

　　生：（思考、书写并判断）

　　师：经过判断，大家可以发现碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中微粒种类是完全相同的。那既然微粒的种类相同，那么可不可以用等浓度的碳酸钠来替代碳酸氢钠呢？

　　生：很显然不能。

　　师：为什么呢？

　　生：虽然微粒的种类相同，但是微粒浓度的大小是不同的。

　　师：没错，今天我们就来学习如何比较电解质溶液中微观粒子浓度的大小。要比较电解质溶液中微观粒子浓度的相对大小，首先要了解两个基本理论，其一为电离理论。弱电解质包括弱酸和弱碱，其在水溶液中的电离程度很小，主要以分子形式存在。那么弱电解质的电离程度有多小，我们通过计算来体会。比如 25 度时，在 0.1 摩尔每升醋酸溶液中，其电离平衡常数 Ka 等于 1.76×10??。那么我们可以计算醋酸的电离度，来看看到底电离的程度是怎样的。

　　假设醋酸的电离度为α，那么起始时，醋酸分子浓度为 0.1 摩尔每升，醋酸根离子和氢离子浓度均为零。转化的量，因为设醋酸的电离度为α，那么醋酸电离了 0.1α，生成的醋酸根离子和氢离子分别为 0.1α和 0.1α。平衡时，醋酸分子原来是 0.1，转化了 0.1α，所以醋酸分子在平衡时为 0.1 - 0.1α，醋酸根离子和氢离子均为 0.1α。那么 Ka 表达式等于醋酸根离子浓度乘以氢离子浓度除以醋酸分子浓度。

　　大家注意一下，因为电离程度很小，所以 0.1 - 0.1α约等于 0.1。由此我们求出来醋酸的电离度α = 1.33%，那么醋酸根离子浓度 = 0.1α = 1.33×10?3摩尔每升。如果大家对这个数据没有直观感觉的话，我们用示意图来直观地表示一下。

　　（展示示意图）

　　大家可以看得出来，醋酸溶液中虽然醋酸会发生电离，但是绝大部分还是以醋酸分子的形式存在的。那么我们刚刚计算了醋酸根离子浓度为 0.1α，那么氢离子浓度是不是也等于 0.1α呢？

　　生：还要考虑到水的电离。

　　师：对，25 度时，水的离子积常数 Kw 等于 1.0×10?1?。通过计算得到水的电离度α水为 1.8×10??%，水电离的氢离子浓度等于氢氧根浓度等于 1.0×10??摩尔每升。因此，我们发现溶液中的氢离子浓度除了醋酸电离的氢离子，还有水电离的氢离子。所以溶液中的氢离子浓度是大于醋酸根离子浓度的，而氢氧根离子浓度是最小的。

　　基本理论之二是水解理论。在水溶液中，盐电离出的弱离子包括弱酸根离子或弱碱阳离子，进行的水解程度也很小，它们主要以离子形态存在。那么盐电离出的弱离子水解程度到底有多小，我们仍然通过数据来说明。首先我们要知道水解平衡常数是多少，已知 25 度时醋酸的电离平衡常数 Ka 等于 1.76×10??。请计算一下 0.1 mol/L 醋酸钠溶液的水解平衡常数为多少呢。

　　生：（思考、计算）

　　师：我们来看一下，先写出醋酸根离子的水解平衡表达式。Kh 等于醋酸分子浓度乘以氢氧根浓度除以醋酸根离子浓度。然后将这个式子上下都乘以氢离子的浓度，再上下都除以醋酸分子浓度。由此我们可以得出来，上面是 Kw，下面是醋酸的电离平衡常数 Ka。所以醋酸根离子的水解平衡常数等于水的离子积常数比上醋酸的电离平衡常数，即 Kw / Ka，那么我们可以得到 5.68×10?1?。也就是说 25 度时 0.1 摩尔每升醋酸钠溶液中，其水解平衡常数 Kh 等于 5.68×10?1?。

　　之后我们通过计算来看一看醋酸根离子的水解程度。假设溶液中醋酸根离子的水解度为 h，那么起始量醋酸根离子为 0.1 摩尔每升，醋酸分子和氢氧根均为 0。转化量醋酸根离子转化了 0.1h，生成的醋酸分子和氢氧根离子分别也是 0.1h、0.1h。平衡时，醋酸根离子浓度剩余了 0.1 - 0.1h，醋酸分子和氢氧根的浓度均为 0.1h。根据水解平衡常数表达式 Kh 等于醋酸分子浓度乘以氢氧根浓度除以醋酸根离子浓度。

　　同时我们还是做一个近似，因为盐电离出的弱离子水解程度很小，所以 0.1 - 0.1h 约等于 0.1。从而可以求出来水解程度 h = 0.0075%，那么此时醋酸分子的浓度等于 0.1h = 7.5×10??摩尔每升。大家看到这个数据，再想一想纯水电离出的氢离子和氢氧根均为 10??摩尔每升。

　　发现这个水解程度是很小的，我们同样用示意图来表示。那么这里的氢氧根离子浓度和醋酸分子浓度一样大吗？

　　生：要考虑水的电离平衡。

　　师：同样是 25 度时，水的离子积常数 Kw 等于 1.0×10?1?。通过计算可以得到水的电离度α水 = 1.8×10??，氢离子和氢氧根浓度约等于 1.0×10??摩尔每升。那么可以知道醋酸钠溶液中的氢氧根离子除了醋酸根离子水解产生的，还有水电离的氢氧根离子，因此氢氧根离子浓度大于醋酸分子浓度，氢离子浓度小于氢氧根离子浓度。

　　任务二：不同电解质溶液中同一离子浓度的比较。当不同电解质溶液中存在同一平衡时，通常要从外因出发判断其他离子对同一比较对象所在平衡的影响是促进、抑制还是无影响。比如 25 度时浓度为 0.1 mol/L 的下列 4 种溶液：硫酸铵、氯化铵、硫酸氢铵、醋酸铵，其铵根离子浓度的大小该如何判断呢？首先我们知道离子的水解程度是很小的，铵根离子水解程度是很小的，也就是说铵根离子的水解是微弱的。又根据溶质的构成可以知道，硫酸铵中铵根离子浓度接近于 0.2 摩每升，其他三种溶液中均接近于 0.1 摩每升。因此可以判断出来，硫酸铵中铵根离子浓度大于其他三种溶液中的铵根离子浓度。那么接着我们以氯化铵作为参考系来看一下。

　　师：来看铵根离子的水解平衡。铵根离子和水反应，铵根离子水解之后生成一水合氨和氢离子。对于氯化铵，氯离子不水解也不电离，因此对铵根离子的水解平衡没有影响。硫酸氢铵中电离出了氢离子，氢离子能够抑制铵根离子的水解，使得硫酸氢铵中的铵根离子浓度大于氯化铵中铵根离子浓度。再看醋酸铵，醋酸根离子水解之后显碱性，水解产生的氢氧根会消耗铵根离子水解产生的氢离子，使得铵根离子的水解平衡正向移动。

　　生：所以醋酸铵中的铵根离子浓度略小于氯化铵中的铵根离子浓度。

　　师：从而我们可以判断出来，硫酸铵中铵根离子浓度大于硫酸氢铵中铵根离子浓度，大于氯化铵中铵根离子浓度，大于醋酸铵中铵根离子浓度。