有关溶液中离子浓度的大小比较

有关溶液中离子浓度的大小比较题型归纳及解题策略电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。一、要建立正确一种的解题模式1．首先必须有正确的思路：2．要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。二、要注意掌握两个微弱观念1．弱电解质的电离平衡弱电解质电离的过程是可逆的、微弱的，在一定条件下达到电离平衡状态，对于多元弱酸的电离，可认为是分步电离，且以第一步电离为主。如在H2S的水溶液中：H2SHS-+H+，HS-S2-+H+，H2OH++OH－，则离子浓度由大到小的顺序为c(H+)＞c(HS-)＞c(S2-)＞c(OH－)。2．盐的水解平衡在盐的水溶液中，弱酸根的阴离子或弱碱的阳离子都会发生水解反应，在一定条件下达到水解平衡。在平衡时，一般来说发生水解反应是微弱的。多元弱酸根的阴离子的水解，可认为是分步进行的，且依次减弱，以第一步为主。如在Na2CO3溶液中存在的水解平衡是：CO32-＋H2OHCO3-＋OH-，HCO3-＋H2OH2CO3＋OH－，则c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3-)＞c（H+）。三、要全面理解三种守恒关系1．电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。例如：NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3－)＋2n(CO32－)＋n(OH－)推出：c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3－)＋2c(CO32－)＋c(OH－)2．物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。例如：NaHCO3溶液中n(Na+)：n(C)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)3．质子守恒：即在纯水中加入电解质，最后溶液中由水电离出的H+与OH-离子的物质的量应相等(可由电荷守恒及物料守恒推出)例如：在Na2CO3溶液中：c(OH－)=c(HCO3－)+2c(H2CO3)+c(H+)以上三种守恒是解题的关键，对于这一类题的如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等只有通过平时的练习认真总结，形成技能，才能很好地解这一类型的题。四、要熟悉常见题型与对策1．单一溶质溶液中离子浓度大小关系①强酸、强碱、强酸强碱盐溶液对策：只考虑电解质的电离与水的电离。如H2SO4溶液中，c(H+)＝2c(SO42-)＋c(OH-)。②弱酸或弱碱溶液对策：只考虑电离。如在H3PO4溶液中，要考虑它是多步电离：c(H+)＞c(H2PO4-)＞c(HPO42-)＞c(PO43-)。③多元弱酸的正盐溶液对策：考虑弱酸根的分步水解。如在Na2CO3溶液中c(Na+)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(HCO3-)。④酸式盐要考虑电离和水解谁为主对策：a.电离为主的NaHSO3、NaH2PO4溶液呈酸性，如NaHSO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)＞c(HSO3-)＞c（H+）＞c(SO32-)＞c(OH-)b．水解为主的NaHCO3、NaH2PO4、NaHS溶液，呈碱性如NaHCO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(CO32-)＞c（H+）【例1】在Na2S溶液中，下列关系错误的是()A．c(Na+)＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-)B．c(Na+)+c(H+)＝c(HS－)+2c(S2-)+c(OH-)C．c(Na+)＝2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S)D．c(OH-)＝c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)【解析】本题属于多元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小比较题，依上述对策结合守恒关系知：A中多元弱酸根分步水解第一步为主，后面一步仍然有OH－出来，所以c(OH－)＞c(S2－)，A错。B根据电荷守恒可得，C根据物料守恒可得，D根据质子守恒可得出。【答案】A【点评】充分利用三个守恒，解题熟练了，这类题目就可以提高成功率。【迁移·体验】1．在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是（）A．c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）B．c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）C．c（Cl-）＝c（NH4+）＞c（H+）＝c（OH-）D．c（NH4+）＝c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）2．混合溶液中离子浓度大小关系对策：①首先考虑电荷守恒，如盐酸和氨水混合，无论谁过量均有c（NH4+）＋c（H+）=c（Cl-）＋c（OH-）②然后考虑离子间的反应；③再次酸、碱混合时考虑是完全反应还是一种过量；比较经过反应化学反应后离子浓度的大小：A.确定电解质溶液的成分B.确定溶液中含哪些粒子(分子、离子)，此时要考虑物质的电离和水解情况C.确定各种粒子的浓度或物质的量的大小D.根据题目要求做出判断④若是等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主Ⅰ　CH3COOH与CH3COONa，NH3·H2O与NH4Cl溶液混合电离大于水解Ⅱ　HClO与NaClO，HCN与NaCN溶液混合　　　　　　　　水解大于电离3.不同溶液中同一离子浓度的比较看溶液中其它离子对其影响因素，如相同浓度的①氯化铵、②醋酸铵、③硫酸氢铵溶液中c（NH4+）由大到小的顺序为___________________。【例2】在25℃时，将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是()A．c(Na＋)=c(CH3COO-)＋c(CH3COOH)B．c(H＋)=c(CH3COO-)＋c(OH-)C．c(Na＋)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H＋)D．c(CH3COO-)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH-)【解析】本题考查了弱电解质的电离、混合液中离子浓度的大小关系。pH＝11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3mol·L-1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol·L－1，因此将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，二者溶液中已存在的OH－与H+恰好完全反应，又因为CH3COOH是弱酸在溶液中并没有完全电离，因此随反应的进行CH3COOH又会不断的电离生成H+，也就是说反应后混合溶液中存在大量的CH3COOH，即溶液显酸性。因此溶液中c(H+)c(OH-)，且c(CH3COO-)c(Na+)，即D选项是正确的。其中B选项应为c(H+)+c(Na+)==c(CH3COO-)+c(OH-)。【答案】D【易错提醒】对于二者混合后溶液的酸碱性判断错误而错选其他选项。【迁移·体验】2．下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是()A．0.1mol/LNa2CO3溶液：c(OH-)＝c(HCO3-)＋c(H＋)＋c(H2CO3)B．0.1mol/LNH4Cl溶液：c(NH4＋)＝c(Cl-)C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na＋)＞c(CH3COO-)＞c(H＋)＞c(OH-)D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NO3-)3.将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性。下列关系式中正确的是()A.c(CN-)＞c(Na+)＞c(HCN)＞c(OH-)＞c（H+）B.c(CN-)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(HCN)＞c（H+）C.c(HCN)＞c(Na+)＞c(CN-)＞c(OH-)＞c（H+）D.c(HCN)=c(Na+)=c(CN-)＞c(OH-)＞c（H+）4．向25mL0.1mol／LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol／L醋酸溶液，曲线如右图所示，有关粒子浓度关系比较正确的是（）A．在A、B间任一点，溶液中一定都有c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)B．在B点，a12.5，且有c(Na+)=c(CH3COO-)=c(OH-)=c(H+)C．在C点，c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)D．在D点，c(CH3COO-)+c(CH3COOH)2c(Na+)5．已知0.1mol·L－1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（）A．在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C．在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+c(H+)=c(A－)+c(OH－)+2c(A2－)D．在Na2A溶液中一定有：c(Na+)c(A2－)c(H+)c(OH－)【课堂达标】1.下列说法正确的是（）A．0．03mol／LHA与0．03mol／LNaA等体积混合得到的碱性溶液中，c(Na+)c(A-)B．酸性溶液中水的电离度一定比纯水的电离度小C.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液，c(NaOH)c(CH3COONa)c(Na2CO3)D.室温下，pH=4的CH3COOH溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后，pH大于72.常温下，经测定某溶液中的离子只有CH3COO－、Na＋、H＋、OH－四种，且离子大小的排列顺序为C(CH3COO－)C(Na＋)C(H＋)C(OH－)。其可能的情况是（）A．该溶液是由pH=3的醋酸与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合而成B．该溶液是由等体积等物质的量浓度的醋酸溶液与氢氧化钠溶液混合而成C．在上述溶液中加适量氢氧化钠，可使离子浓度大小改为：C(CH3COO－)C(Na＋)C(OH－)C(H＋)D．在上述溶液中加适量醋酸，可使离子浓度大小改为：C(Na＋)C(CH3COO－)C(H＋)C(OH－)3.常温下，0.1mol/L的一元酸HA溶液pH=2，0.1mol/L的一元碱BOH溶液中，将此两种溶液等体积混合后，所得溶液中离子浓度大小关系正确的是（）A．c(A-)＞c(B+)＞c(H＋)＞c(OH-)B．c(B+)＞c(A-)＞c(H＋)＞c(OH-)C．c(B+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H＋)D．c(B+)=c(A-)＞c(H＋)=c(OH-)4.已知某温度下0.1mol/L的某酸式盐NaHB溶液中c(H+)c(OH-),则下列有关说法或关系一定正确的是（）①HB-的水解程度小于HB－的电离程度；②c(Na+)=0.1mol/L≥c(B2-);③溶液的pH=1;④c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-)A.②B.②③C.②④D.①②③5.25℃时，浓度均为0.2mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是()A.均存在电离平衡和水解平衡B.存在的粒子种类相同C.c(OH-)前者大于后者D.分别加入NaOH固体，恢复到原温度，c(CO32-)均增大6.关于浓度均为0.1mol/L的三种溶液：①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液，下列说法不正确的是()A.c（NH4+）：③＞①B.水电离出的c（H+）：②＞①C.①和②等体积混合后的溶液：c（H+）＝c(OH-)+c(NH3·H2O)D.①和③等体积混合后的溶液：c（NH4+）＞c(Cl-)＞c(OH-)＞c(H+)7.把0.02mol·L-1CH3COOH溶液与0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合后溶液显酸性，则混合液中微粒浓度关系正确的是()A.c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(CH3COOH)＞c（H+）＞c(OH-)B.c(CH3COO-)＞c(CH3COOH)＞c(Na+)＞c（H+）＞c(OH-)C.2c(H+)＝c(CH3COO-)-c(CH3COOH)D.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)＝0