溶液中离子浓度大小的比较讲与练

1溶液中离子浓度大小的比较讲与练陕西省商南县高级中学叶自启2010-11-20溶液中离子浓度大小的比较是高考的一个热点问题，也是学生学习电解质溶液知识的一个难点，可从溶液中存在的平衡确定离子的来源以及主次的角度分析，使各种关系具体化、清淅化。一、理论依据1．两个平衡理论：弱电解质的电离平衡理论和盐的水解平衡理论2．三个守恒关系：（1）电荷守恒：溶液总是呈电中性，即电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。关键是找全溶液中存在的离子，并注意离子所带电荷数。（2）物料守恒：即原子个数守恒，即存在于溶液中的某物质，不管在溶液中发生了什么变化，同种元素各种存在形式的和之比符合物质组成比。（3）质子守恒：在任何水溶液中，水电离出的H+和OH-的量总是相等。注：由电荷守恒和物料守恒可以导出质子守恒例1．写出1.0mol/LNa2CO3溶液中离子浓度的大小关系和三个守恒关系式。解析：c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)，c(Na+)2c(CO32-)。电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)；物料守恒：由于n(Na+)=2n(C)，又由于CO32-能水解，故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在，所以有c(Na+)=2(c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3))。质子守恒：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)，（一个CO32-结合两个H+形成H2CO3）分析溶液中存在有哪些平衡时要注意，弱电解质电离出的离子不需要再考虑水解，如氢硫酸中的HS-、S2-；弱酸根离子水解出的离子不需要再考虑电离如Na2CO3溶液中的HCO3-。练习1：写出0.1mol/LNaHCO3溶液中离子浓度的大小关系和三个守恒关系式。二、常见题型1．同浓度的不同溶液中，同种离子浓度大小的比较首先，我们应明确强电解质的完全电离产生的离子的浓度比弱电解质的不完全电离产生的离子浓度要大；弱电解质的电离或离子的水解程度均很弱。情况一：溶质只发生电离(指酸、碱和不水解的盐),强电解质的离子的浓度（下角标大的＞下角标小的）＞弱电解质的电离＞有抑制作用的弱电解质的电离情况二：溶质电离后的离子又发生了水解（指能够水解的盐），（1）强电解质的离子的浓度（下角标大＞下角标小的离子的浓度）；（2）有抑制作用的水解＞单一离子的水解＞有促进作用的水解（双水解）情况三：对于离子既发生水解又发生电离时，应视电离和水解程度的相对大小而定。例2：物质的量浓度相同的下列物质的溶液,在指定的离子浓度的比较中错误的是（）A．c（PO43-）：Na3PO4＞Na2HPO4＞NaH2PO4＞H3PO4B．c（CO32-）：（NH4）2CO3＞Na2CO3＞NaHCO3＞NH4HCO32C．c（NH4+）：（NH4）2SO4＞（NH4）2CO3＞NH4HSO4＞NH4ClD．c（H+）：NaHSO4＞H2SO4＞Na2S＞Na2SO42．溶质单一（弱酸、弱碱、盐）溶液中不同离子浓度的比较首先，电解质完全电离时，离子下角标大的，离子浓度较大；其次，下角标相同时，电解质完全电离后，无变化的离子浓度较大，对于发生部分电离的离子浓度较小（或只发生水解的），其对应的生成物浓度更小；再次，对于既电离又水解的离子，要视电离与水解的相对大小而定；最后，如涉及到c（H+）或c（OH-）的大小比较时，有时还需考虑水的电离或电解质溶液中的电荷守恒。例3．已知某二元酸（化学式用H2RO4表示）在水中的电离方程式为H2RO4==H++HRO4-；HRO4-H++RO42-回答下列问题：（1）NaHRO4溶液显（填“酸性”，“中性”，或“碱性”）。理由是：（2）在0.1mol·L-1的Na2RO4溶液中，下列微粒浓度关系式正确的是：。A.c(RO42-)+c(HRO4-)+c(H2RO4)=0.1mol·L-1B.c(OH-)=c(H+)+c(HRO4-)C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HRO4-－)+2c(RO42-)D.c(Na+)=2c(RO42-)+2c(HRO4-)（3）如果25℃时，0.1mol·L－1NaHRO4溶液的中，c(RO42-)=0.029mol·L-1则0.1mol·L-1H2RO4中c(RO42-)0.029mol·L-1（填“”，“”，或“=”）。（4）如果25℃时，0.1mol·L-1H2RO4溶液的中，pH=-lg0.11，则此时溶液中c(RO42-)=mol·L-1。答案(1)酸性HRO4-不会水解但会部分电离产生H+(2)BCD(3)(4)0.01练习3．H2S溶液中离子浓度大小关系？3．混合溶液中不同离子浓度的比较解题思路：先确定混合后溶液的成分及酸碱性，再根据电离与水解的相对程度大小，由程度大的分析。（注意：等体积混合后溶液浓度减半。）中常化学常见的有三对混合溶液,其处理方法如下（即抓主要矛盾）⑴等浓度的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液：弱酸的电离＞其对应弱酸盐的水解，溶液呈酸性⑵等浓度的NH3·H2O与NH4Cl的混合液：弱碱的电离＞其对应弱碱盐的水解，溶液呈碱性⑶等浓度的HCN与NaCN的混合溶液：弱酸的电离其对应弱酸盐的水解，溶液呈碱性例4．将0.2mol/LHA溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，测得混合溶液中c(Na+)c(A-)，则（用“”、“”或“=”填写下列空白）：(1)混合溶液中c(A-)c(HA)(2)混合溶液中c(HA)+c(A-)0.1mol/L(3)混合溶液中，由水电离出的c(OH-)0.2mol/LHA溶液中由水电离出的c(H+)(4)25℃时，如果取0.2mol/LHA溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的PH7，则HA的电离程度NaA的水解程度。解析(1)将0.2mol/LHA溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，溶质为等物质的量的HA和NaA，已知c(Na+)c(A-)，由电荷守恒可知c(OH-)c(H+)溶液呈碱性，说明HA是弱酸且电离程度小于A-的水解程度，使得c(A-)c(HA)。(2)由物料守恒和等体积混合后溶液浓度减半可知：c(HA)+c(A-)=0.1mol/L(3)混合溶液中由于NaA的存在，水解会促进水离受到抑制，因此前者大。3(4)由(1)分析可知pH7溶液呈酸性，说明HA电离程度大于A-的水解程度。答案(1)(2)=(3)(4)三、解题技巧：用以下两个技巧可以做一些快速判断1．任何溶液中，总是存在电荷守恒关系，只要找出所有离子。2．定性判断出溶液的酸碱性，根据c(H+)和c(OH-)的大小就能做出一些判断。如酸和强酸弱碱盐显酸性，碱和强碱弱酸盐显碱性，酸式盐电离大于水解显酸性，反之显碱性。等等。例5.用0.1mol.L-1的盐酸滴定0.10mol.L-1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是()A.c(NH4+)＞c(Cl—),c(OH—)＞c(H+)B.c(NH4+)＝c(Cl—),c(OH—)＝c(H+)C.c(Cl—)＞c(NH4+),c(OH—)＞c(H+)D.c(Cl—)＞c(NH4+),c(H+)＞c(OH—)四、针对性训练：1、（2010四川高考）有关①100mL0.1mol/LNaHCO3、②100mL0.1mol/LNa2CO3两种溶液的叙述不正确的是（）A.溶液中水电离出的H+个数：②①B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②①C.①溶液中：c(CO32－)c(H2CO3)D.②溶液中：c(HCO3－)c(H2CO3)2、（2008泉州质检）下列两种溶液等体积混合后，混合液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（）A．pH=3的盐酸和pH=3的醋酸溶液：c(Cl－)＝c(CH3COO－)B．0.1mol•L－1的NaOH溶液与0.1mol•L－1的醋酸溶液：c(Na＋)c(CH3COO－)C．pH=3的盐酸和pH=11的氨水：c(OH－)c(H＋)D．0.1mol•L－1的NH4Cl溶液和0.1mol•L－1的NH3•H2O溶液（混合后呈碱性）：c(NH4＋)c(Cl－)3、（2008江苏高考）下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是（）A．pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合：c(H+)+c(M+)==c(OH－)+c(A－)B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液：c(NaOH)＜c(CH3COONa)＜c(Na2CO3)C．物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：c(CH3COO－)+2c(OH－)==2c(H+)+c(CH3COOH)D．0.1mol·L－1的NaHA溶液，其pH=4：c(HA－)＞c(H+)＞c(H2A)＞c(A2－)4、（2007广州一研）常温下将NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液混合，不可能出现的结果是（）A．pH＞7，且c(OH－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(CH3COO－)B．pH＞7，且c(Na+)＋c(H+)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)C．pH=7，且c(CH3COO－)＞c(Na+)＞c(H+)＝c(OH－)D．pH＜7，且c(CH3COO－)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH－)5、常温下，把pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的醋酸溶液等体积混合，在所得溶液中离子浓度大小关系正确的是（）A．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)B．c(Na＋)＋c(H＋)＞c(CH3COO－)＋c(OH－)C．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)4D．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)6．在0.1mol／LNaHSO3溶液中存在着微粒浓度的关系式，正确的是（）A．C(Na＋)C(HSO3－)C(SO32－)C(H＋)C(OH—)B．C(Na＋)+C(H＋)=C(HSO3－)+C(SO32－)+C(OH—)C．C(Na＋)+C(H＋)=C(HSO3—)+2C(SO32－)+C(OH—)D．C(Na＋)=C(HSO3—)+C(SO32－)+C(H2SO3)7．物质的量相同的下列溶液中，含粒子种类最多的是（）A．CaCl2B．CH3COONaC．NH3D．K2S8．已知某溶液中只存在OH—、H+、Cl—、NH4+四种离子，其离子浓度可能有如下关系：①c(Cl—)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH—)②c(Cl—)＞c(NH4+)＞c(OH—)＞c(H+)③c(NH4+)＞c(Cl—)＞c(OH—)＞c(H+)④c(NH4+)＝c(Cl—)＞c(OH—)＝c(H+)下列说法正确的是（）A．若①正确，则溶液中溶质一定为NH4ClB．若③正确，则溶液中c(NH3·H2O)+c(NH4+)＞c(Cl—)C．若④正确，且盐酸和氨水体积相等，则盐酸中c(H+)等于氨水中c(OH—)D．溶质不同时，上述四种关系式均可能成立9．在常温下10mLpH＝10的KOH溶液中，加人pH＝4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7（假设反应前后体积不变），则对反应后溶液的叙述正确的是（）Ac（A－）＝c（K＋）Bc（H＋）＝c（OH－）＜c（K＋）＜c（A－）CV总≥20mLDV总≤20mL10.等物质的量浓度的下列溶液中，C(NH4+)大小顺序_________________________________A.NH4HSO4B.NH4HCO3C.NH4ClD.(NH4)2CO3E.(NH4)2SO411．现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“”、“”或“=”)①若溶液的pH=7，则该溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；②若溶液的pH7，则该溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；③若C(NH4＋)C(Cl－)，则溶液的pH7。12．已知常温下A酸溶液PH=a，B碱溶液PH=b。(1)若A为醋酸，B为氢氧化钡，