师：同学们，大家好。今天我们一起来复习溶液中微粒浓度关系的考察内容。情境素材和知识储备，大家清楚吗？好，下面我们一起来探讨相关内容。

　　首先，关注考察内容，主要是比较溶液中微粒浓度大小，判断溶液中微粒浓度守恒关系。此类问题通常呈现的情境素材有单一溶质的溶液、混合溶质的溶液以及数形结合的溶液。解决这类问题，重点的知识储备是电离和水解平衡理论。

　　大家都知道，溶液的酸碱性对生活生产有着十分重要的影响。比如人体血液的pH必须保持在7.35 - 7.45，超出这个范围就会导致生理功能失调，甚至引发疾病。那么是什么能够精确地保持人体体液的pH呢？没错，是缓冲溶液。可能有些同学对这个名词有点陌生，下面我们来认识一下。缓冲溶液指的是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液，它能够在一定程度上抵消、减轻外加强酸或者强碱对溶液酸碱度的影响，从而保持溶液pH值相对稳定。

　　人体血液里维持pH保持稳定的最主要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系。接下来，我们一起来分析碳酸氢盐体系缓冲溶液当中微粒浓度的关系。

　　25摄氏度时，将二氧化碳通入氢氧化钠溶液，得到一组碳酸氢根浓度等于0.1摩尔每升的混合溶液，部分微粒的分布分数随着pH变化的关系曲线如图。大家思考一下，该曲线图当中F1、F2、F3分别表示什么微粒的分布分数随pH的变化。

　　不难看出，从图像当中，横坐标是pH，随着pH的增大，F1曲线对应的分布分数逐渐减小；F2曲线从pH 4 - 8是逐渐增大，之后又随着pH的增大逐渐减小；F3曲线从pH约为8时逐渐增大。

　　请思考，在pH等于4时F1分布分数最大，那么它所代表的微粒形式是什么呢？对，应该是碳酸，而F2应该是碳酸氢根，F3是碳酸根。

　　好，我们接着对这张图进一步分析。请大家结合已知信息和图的相关知识计算碳酸的PKa1。

　　我们要计算碳酸的PKa1，首先要关注碳酸的电离。请写出碳酸的电离方程式以及一级电离的平衡常数表达式。由平衡常数表达式可知，要精确计算出Ka1，理论上需要知道碳酸根、氢离子和碳酸的浓度。题目提供这些数据了吗？并没有。那么大家仔细思考，可否从图像当中找到相关信息呢？是的，大家看图像的a点，可以得出碳酸氢根的浓度等于碳酸的浓度。我们将此信息代入到Ka1的表达式，可以将碳酸氢根和碳酸的浓度约掉，最后得知Ka1等于氢离子浓度，从而求出PKa1 = pH = 6.3。

　　大家做对了吗？好，接着我们来看第三个问题，b点溶液为什么呈碱性？要解决这个问题，首先要清楚b点溶液所对应的溶质是什么。从分布分数图可以看出，b点的溶质主要成分是碳酸氢钠，它对应的是酸式酸根离子。对于酸式酸根离子对应的溶液的酸碱性，我们要比较碳酸氢根离子水解和电离程度。

　　下面请大家将碳酸氢根的水解方程式和电离方程式写出来。根据碳酸氢根水解的常数表达式进行变形，可以得出水解常数等于Kw除以Ka1。再结合题目所给的信息，可以求出水解常数的数值约等于2.32×10?? ，而由题目信息可知，碳酸氢根的电离常数是5.6×10?11 。由此可知碳酸氢根的水解常数大于二级电离常数，所以碳酸氢钠溶液显碱性。

　　好，请大家接着再来看第四个话题，比较d点溶液中钠离子、碳酸根、碳酸氢根、氢离子和氢氧根浓度的大小。同样，要比较溶液中相应微粒的浓度大小，首先要知道d点溶质是什么。由分布分数图可知，d点溶液主要成分是碳酸钠溶液。接着大家思考，该溶液显什么性？显碱性，没错。那么为什么显碱性呢？我们可以利用电离理论和水解理论可知，碳酸根离子水解，且碳酸根离子水解分步，以第一步水解为主。所以d点溶液中碳酸钠溶液离子的浓度大小顺序应该是钠离子浓度大于碳酸根浓度，大于氢氧根浓度大于碳酸氢根浓度大于氢离子浓度。

　　通过这四个小问题，大家在解决有关微粒大小关系时，需要合理运用两大理论，分别是电离平衡理论和水解平衡理论。针对这两个内容，首先，弱电解质的电离、盐类的水解均是微弱的；第二，要清楚多元弱酸的电离，多元弱酸根离子的水解均是分步的，而且是以第一步为主。在讨论酸式酸根离子时，要对水解和电离程度进行比较，接着要建构比较微粒浓度大小的思维模型。在这里老师跟大家说，可以通过三步走：首先要找溶质，也就是明确我们所研究对象的溶质成分是什么；接着是定性质，也就是明确所研究溶液溶质的酸碱性；最后是看本质，即借助电离理论和水解平衡理论来分析溶液显酸碱性的本质原因，从而找到溶液中微粒浓度大小的顺序。

　　下面大家接着来看第五个问题。pH等于7的溶液中，钠离子浓度小于碳酸根 + 碳酸氢根 + 碳酸，这一表述是否正确呢？在解决此类问题时，我们不妨关注pH等于7这个信息。大家应该清楚，pH等于7时，氢离子浓度等于氢氧根浓度。我们可以借助电荷守恒式，将这两个等式中的氢离子和氢氧根删减掉，从而得出钠离子浓度等于碳酸根浓度 + 碳酸氢根浓度。同学们可能觉得老师这个处理方式有点奇怪。没错，老师想给大家一个暗示，将两倍的碳酸氢根进行了微小处理。因为结合题目所给的问题，我们要比较钠离子和碳酸根、碳酸氢根和碳酸浓度之和的关系。那么下面我们其实可以把它替换成来比较碳酸根的浓度和碳酸的浓度。那么碳酸根浓度和碳酸浓度如何进行比较呢？我们不妨充分利用题目所给信息来看图表。当pH等于7时，我们可以看出碳酸根的浓度和碳酸的浓度之间的关系一目了然，是碳酸的浓度远远大于碳酸氢根的浓度。所以代入上述信息可以得知，钠离子的浓度是小于碳酸氢根 + 碳酸，所以该题的表述是正确的。解决此类题目，大家既要能够从替换思维的角度去思考，又要能够充分利用题目所给信息。

　　接着，大家来看第六个问题，当钠离子浓度等于0.1摩尔每升的溶液中，氢离子浓度与碳酸浓度之和是否等于氢氧根浓度与碳酸根浓度之和，请大家思考一下。这道题目提供了钠离子浓度0.1摩尔每升的信息，我们再来看题目信息中，也有0.1摩尔每升，即碳酸的浓度 + 碳酸根浓度 + 碳酸氢根浓度等于0.1。此时大家想到什么了？没错，可以进行替换。也就是说此时可以得出钠离子的浓度等于碳酸浓度 + 碳酸氢根 + 碳酸根浓度之和。结合题目当中需要比较的式子并没有钠离子，我们还可以再借助物料守恒和电荷守恒将钠离子删除，可得以下式子。从而我们可以判断出氢离子浓度 + 碳酸的浓度 = 氢氧根 + 碳酸根，此表述应该是正确的。所以在解决此类问题时，我们仍然用到了替换的思维。

　　好，我们接着来看第七个问题。当pH等于9的溶液中，碳酸氢根浓度与碳酸根和碳酸浓度之和有这样一个关系吗？看到pH等于9，大家应该可以充分利用图所提供的信息。我们不妨做个辅助线，从辅助线当中可以看出，此时碳酸氢根的分布分数远远大于0.9，而碳酸和碳酸氢根浓度的分布分数小于0.1。这样就非常清晰地找到此题的答案，碳酸氢根的浓度也就远远大于碳酸根浓度与碳酸浓度之和。解决此类问题时，大家要充分认识图像以及运用这种思维方式。