高中高三化学溶液中离子浓度大小比较及三大守恒定律讲解例题

溶液中离子浓度大小的比较一、紧抓理论基础——两个“微弱”的概念弱电解质(弱酸、弱碱)的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的。同时注意考虑水的电离的存在。多元弱酸的电离是分步的，以第一步电离为主。适用弱电解质的溶液中离子浓度大小比较的题型。1、电离平衡理论:【想一想】1.0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中的离子、分子大小关系如何?)()()()(33OHCCOOCHCHCCOOHCHC2．在0.1mol/L的H2S溶液中的离子、分子大小关系如何?C(H2S)＞C(H+)＞C(HS-)＞C(S2-)＞C(OH-)2、水解平衡理论:弱离子(弱酸根阴离子、弱碱的阳离子)的水解一般是微弱的(一般不超过2‰)。弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗。盐类水解平衡和水的电离平衡的共同存在。一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的，以第一步水解为主。C(Na+)＞C(CH3COO-)＞C(OH-)＞C(CH3COOH)＞C(H+)【想一想】1.0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中的离子、分子大小关系如何?2．在0.1mol/L的Na2S溶液中的离子、分子大小关系如何?C(Na+)＞C(S2-)＞C(OH-)＞C(HS-)＞C(H2S)＞C(H+)1、电荷守恒式—CBE⑴电荷守恒：电解质溶液总是呈电中性的，即：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。⑵写法：第一步，找出溶液中含有的所有离子；第二步，把阳离子写在等式的一侧，阴离子写在等式的另一侧，各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。二、牢记“三个守恒式”C(NH4+)+C(H+)＝C(Cl-)+C(OH-)【想一想】写出下列溶液的CBE。1.NH4Cl溶液2．NaHCO3溶液溶液C(Na+)+C(H+)＝C(HCO3-)+C(OH-)+2C(CO32-)3．CH3COOH与CH3COONa的混合溶液C(Na+)+C(H+)=C(CH3COO-)+C(OH-)2、物料守恒式—MBE⑴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。⑵写法：第一步，找出水解离子的所有存在形式(离子和分子)；第二步，把未水解离子写在等式的左侧，水解离子的所有存在形式写在等式的另右侧，左侧离子浓度与右侧离子或分子总浓度之比等于原物质中二者组成之比。Ｃ(Cl-)＝Ｃ(NH4+)+Ｃ(NH3·H2O)【想一想】写出下列溶液的MBE。1.NH4Cl溶液2．Na2S溶液C(Na+)＝2[C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)]3．NaHCO3溶液溶液C(Na+)＝C(HCO3-)+C(H2CO3)+C(CO32-)3、质子守恒式(水的电离守恒)—PBE⑴质子守恒：电解质溶液中，分子(或离子)得失质子(H+)的物质的量是相等。⑵做法：①先选零水准（大量存在，参与质子转移的物质），一般选取投料组分及水；②将零水准得质子产物写在等式一边，失质子产物写在等式另一边；③浓度项前乘上得失质子数。c(H+)＝c(OH-)+c(NH3·H2O)【想一想】写出下列溶液的PBE。1.NH4Cl溶液2．Na2HPO4溶液C(H+)+C(H2PO4-)+2C(H3PO4)＝C(PO43-)+C(OH-)3．Na2S溶液溶液C(H+)+C(HS-)+2C(H2S)＝C(OH-)〖训练〗写出0.1moL/L的Na2CO3溶液中粒子浓度关系大小关系电荷守恒物料守恒质子守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)1/2C(Na+)=C(HCO3-)+C(H2CO3)+C(CO32-)C(Na+)C(CO32-)C(OH-)C(HCO3-)C(H+)C(OH-)=C(H+)+2C(H2CO3)+C(HCO3-)【方法规律总结】电荷守恒：物料守恒：质子守恒：1.溶液中离子要找全；2.分清离子浓度和电荷浓度。1.某元素守恒；2.等量代换。1.明确溶液中那些微粒结合H+(或OH-)，结合的数目；2.那些微粒电离出H+(或OH-)电离的数目。二、常见题型和对策1、单一溶质溶液（1）弱酸或溶液—只考虑电解质的电离与水的电离【例1】在0.1mol/L的H3PO4溶液中离子浓度由大到小的关系是。c(H+)＞c(H2PO4-)＞c(HPO42-)＞c(PO43-)＞c(OH-)规律：c(显性离子)c(一级电离离子)c(二级电离离子)c(水电离出的另一种离子)(Ｃ)【例２】在0.1mol/L的氨水溶液中，下列关系错误的：A．c(OH-)＞c(H+)B．c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC．c(NH4+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)D．c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)（2）强酸弱碱盐溶液—考虑弱碱根离子的水解和水的电离【例3】在氯化铵溶液中，下列关系正确的是：A．c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)B．c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)C．c(NH4+)＝c(Cl-)＞c(H+)＝c(OH-)D．c(Cl-)＝c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)(A)规律:在有“弱酸根离子或弱碱金属离子”存在的溶液中,由于该离子水解，因而使其浓度减小,故有：C(不水解离子)＞C(水解离子)＞C(显性离子)＞C(水电离出的另一种子)（3）强碱弱酸盐溶液—考虑弱酸根的水解或分步解及水的电离【例4】在CH3COONa溶液中各微粒浓度大小关系是：①一元弱酸盐溶液离子浓度大小规律：c(不水解离子)c(水解离子)c(显性离子)c(水电离出的另一种离子)C(Na+)＞C(CH3COO-)＞C(OH-)＞C(CH3COOH)＞C(H+)（3）强碱弱酸盐溶液—考虑弱酸根的水解或分步解及水的电离【例4】在Na2S溶液中下列关系不正确的是：A．c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)C．c(Na+)＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-)D．c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+c(H2S)(AD)②二元弱酸盐溶液离子浓度大小规律：c(不水解离子)c(水解离子)c(显性离子)c(二级水解离子)c(水电离出的另一种离子)(4)强碱弱酸的酸式盐溶液：【例5】草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是：A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)B．c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/LC．c(C2O42-)＞c(H2C2O4)D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)(CD)电离为主显酸性：NaHSO3、NaH2PO4溶液水解为主显碱性：NaHCO3、Na2HPO4、NaHS溶液【例6】等物质的量的下列溶液中，NH4+的浓度由大到小的顺序是①NH4Cl②NH4HCO3③NH4HSO4④NH4NO3⑤(NH4)2SO4⑥(NH4)2Fe(SO4)⑦(NH4)2CO3⑥⑤⑦③①=④②【规律】1、二元的盐一元的盐2、水解的盐双水解的盐3、当溶液中存在水解的显性离子时，抑制盐的水解，则该水解的离子浓度大（5）不同物质同种离子浓度比较型对于溶质单一型的溶液，若溶质是弱酸或弱碱的考虑电离且电离是弱电离，若溶质是盐考虑水解同样水解也是弱水解。无论哪种情况都要考虑水的电离。解题方法小结：２．两种溶液混合后不同离子浓度的比较：对策：①首先考虑电荷守恒；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；④生成的盐与过量的酸或碱若是等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主。ⅠCH3COOH与CH3COONa，NH3·H2O与NH4Cl溶液混合电离大于水解ⅡHClO与NaClO，HCN与NaCN溶液混合水解大于电离【例7】用物质的量都是0.1mol的CH3COOH与CH3COONa配成1L混合溶液，已知其中c(CH3COO-)大于c(Na+),对该混合溶液下列判断正确的是()A．c(H+)＞c(OH-)B．c(CH3COOH)＋c(CH3COO-)＝0.2mol·L-1C．c(CH3COOH)＞c(CH3COO-)D．c(CH3COO-)＋c(OH-)＝0.1mol·L-1２．两种溶液混合后不同离子浓度的比较：⑴两种物质混合不反应：AB【例8】100mL0.1mol·L-1醋酸与50mL0.2mol·L-1NaOH溶液混合，在所得溶液中()A．c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)B．c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(OH-)C．c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＝c(OH-)D．c(Na+)＝c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)A⑵两种物质恰好完全反应：２．两种溶液混合后不同离子浓度的比较：1、等体积、等浓度的一元酸和一元碱溶液混合，两者恰好完全中和，有以下四种情况：⑴强酸与强碱溶液混合，所得溶液为中性⑵相对较强的酸与相对较弱的碱溶液混合，所得溶液为酸性⑶相对较弱的酸与相对较强的碱溶液混合，所得溶液为碱性⑷若弱酸、弱碱混合，则考虑两者的相对强弱，混合后的溶液可能也为酸性，碱性或中性注意两种情况:【归纳】：谁强显谁性，同强显中性【例9】将0.4mol/LNH4Cl溶液和0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量关系正确的是（）A．c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)＞c(NH3·H2O)B．c(NH4+)=c(Na+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)C．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(NH3·H2O)D．c(NH4+)＞c(Na+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)D⑶两种物质反应，其中一种有剩余２．两种溶液混合后不同离子浓度的比较：【思考题】常温下，pH=2的某酸HA溶液与pH=12的某碱BOH溶液等体积混合，所得混合溶液的pH=8.7，下列说法中正确的是A．HA一定是强酸，BOH可能是弱碱B．HA可能为强酸，BOH一定为弱碱C．盐BA的水溶液一定显碱性D．盐BA的水溶液中A—一定水解B2．等体积的酸和碱溶液混合，且酸溶液中的c(H+)与碱溶液中的c(OH—)相等⑴强酸与强碱溶液混合，所得溶液为中性；⑵相对较强的酸与相对较弱的碱溶液混合，因碱有剩余，所得溶液为碱性；⑶相对较弱的酸与相对较强的碱溶液混合，因酸有剩余，所得溶液为酸性；【归纳】谁弱谁过量、谁弱显谁性、同强（弱）显中性⑷若弱酸、弱碱混合，则考虑两者的相对强弱，混合后的溶液可能也为酸性，碱性或中性。解题方法小结：两种(或多种)物质相混合:先考虑这两种物质能否发生反应、反应后溶液中剩余的物质是强电解质还是弱电解质。如果恰好完全反应，则考虑生成的物质是什么，然后按照只有一物质作溶质进行处理；若溶液中同时存在能水解的盐和弱酸、弱碱，若不特别注明则溶液通常显弱酸、弱碱的性质.考虑电离考虑水解考虑电离按盐溶液考虑（分清主次）根据过量情况考虑电离或水解电解质溶液单一溶液混合溶液酸或碱溶液盐溶液不反应反应不过量过量生成酸或碱生成盐正盐溶液酸式盐溶液考虑水解与电离（分清主次）考虑水解与电离（分清主次）【课堂小结】1．（2009广东卷9）下列浓度关系正确的是()A．氯水中：c(Cl2)=2{c(ClO-)+c(Cl-)+C(HCl)}B．氯水中：c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)＞c(ClO-)C．等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c（Na+）=c（CH3COO-）D．Na2CO3溶液中：c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)D三、考点训练（高考真题）2．(2009天津卷4).下列叙述正确的是(