创新设计2015届高考化学广东专用一轮总复习配套课件专题课堂九电解质溶液中微粒浓度的关系

专题课堂九电解质溶液中微粒浓度的关系一、溶液中微粒浓度大小比较的理论依据1．电离理论(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH＋4、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)c(OH－)c(NH＋4)。(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)c(H＋)c(HS－)c(S2－)。2．水解理论(1)弱电解质离子的水解是微弱的(水解相互促进的情况除外)，水解生成的微粒浓度很小，本身浓度减小的也很小，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中：NH＋4、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)c(NH＋4)c(H＋)c(NH3·H2O)。(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO2－3、HCO－3、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO2－3)c(HCO－3)c(H2CO3)。二、溶液中微粒浓度大小比较的定量关系1．电荷守恒规律电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO－3、CO2－3、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)。2．物料守恒规律电解质溶液中，由于某些离子能够水解或电离，离子种类有所变化，但原子总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S原子以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。3．质子守恒规律如Na2S水溶液中的质子转移作用图示如下：由图可得到Na2S水溶液中质子守恒式：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。三、溶液中离子浓度大小比较的三大类型类型一单一溶液中各离子浓度的比较(1)多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H＋)c(H2PO－4)c(HPO2－4)c(PO3－4)(2)多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸弱酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na＋)c(CO2－3)c(OH－)c(HCO－3)(3)多元弱酸的酸式盐溶液：取决于弱酸根离子水解和电离的程度比较。如NaHCO3溶液中c(Na＋)c(HCO－3)c(OH－)c(H＋)c(CO2－3)【示例1】(2013·广州模拟)HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，则下列叙述正确的是(双选)()。A．0.1mol·L－1HA溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)B．0.1mol·L－1HA溶液与0.1mol·L－1NaOH溶液混合至溶液呈中性：c(Na＋)＝c(A－)C．0.1mol·L－1NaA溶液中：c(Na＋)c(OH－)c(A－)c(H＋)D．0.1mol·L－1HA溶液中加入少量NaA固体，HA的电离常数减小解析根据电荷守恒，0.1mol·L－1HA溶液中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，A对；HA溶液与NaOH溶液混合，根据电荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(A－)，又因溶液呈中性，故c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(A－)，B正确；0.1mol·L－1NaA溶液中，由于A－部分水解使溶液呈碱性，则c(Na＋)c(A－)c(OH－)c(H＋)，C错；HA溶液中加入少量NaA固体，c(A－)增大，电离平衡逆向移动，但电离常数只与温度有关，温度不变，电离常数不变，D错。答案AB【应用1】0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中各离子浓度的关系①大小关系_____________________________________。②物料守恒_____________________________________。③电荷守恒_____________________________________。④质子守恒_____________________________________。解析Na2CO3===2Na＋＋CO2－3(完全电离)CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－(主要)HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－(次要)H2OH＋＋OH－(极微弱)答案①c(Na＋)c(CO2－3)c(OH－)c(HCO－3)c(H＋)②c(Na＋)＝2{c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(H2CO3)}③c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)④c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2CO3)＋c(HCO－3)【应用2】某酸的酸式盐NaHY的水溶液中，HY－的电离程度小于HY－的水解程度。下列叙述正确的是(双选)()。A．H2Y在电离时：H2Y＋H2OHY－＋H3O＋B．在该盐的溶液中，离子浓度：c(Na＋)c(Y2－)c(HY－)c(OH－)c(H＋)C．在该盐的溶液中，离子浓度：c(Na＋)c(HY－)c(OH－)c(H＋)c(Y2－)D．HY－的水解方程式：HY－＋H2OY2－＋H3O＋解析在NaHY溶液中有：NaHY===Na＋＋HY－，HY－＋H2OH2Y＋OH－(水解)，HY－H＋＋Y2－(电离)，H2OH＋＋OH－。由于HY－的电离程度小于HY－的水解程度，所以溶液呈碱性，即c(OH－)c(H＋)。由后两步电离可知c(H＋)c(Y2－)。因此有c(OH－)c(H＋)c(Y2－)。由于HY－发生水解和电离，所以有c(Na＋)c(HY－)。但发生水解和电离的HY－是少量的，所以溶液中c(Na＋)和c(HY－)远大于其他离子的浓度。综合可知溶液中各种离子的浓度关系：c(Na＋)c(HY－)c(OH－)c(H＋)c(Y2－)。可见B错误、C选项正确。D项是HY－的电离方程式。答案AC1．弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OOH－＋H＋，在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)c(H＋)c(CH3COO－)c(OH－)。2．弱酸根离子或弱碱根离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，H2OH＋＋OH－，所以CH3COONa溶液中，c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(CH3COOH)c(H＋)。比较时紧扣两个微弱类型二混合溶液中各离子浓度的比较对混合溶液进行离子浓度的比较时要综合分析电离、水解等因素。如在0.1mol·L－1NH4Cl溶液和0.1mol·L－1的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为c(NH＋4)c(Cl－)c(OH－)c(H＋)。【示例2】(2012·四川理综，10)常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是()。A．新制氯水中加入固体NaOH：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)B．pH＝8.3的NaHCO3溶液：c(Na＋)＞c(HCO－3)＞c(CO2－3)＞c(H2CO3)C．pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合：c(Cl－)＝c(NH＋4)＞c(OH－)＝c(H＋)D．0.2mol·L－1CH3COOH溶液与0.1mol·L－1NaOH溶液等体积混合：2c(H＋)－2c(OH－)＝c(CH3COO－)－c(CH3COOH)解析A项，由溶液中电荷守恒可知，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)；B项，因为NaHCO3溶液呈碱性，说明HCO－3的水解程度大于其电离程度，故四种微粒的浓度大小为c(Na＋)＞c(HCO－3)＞c(H2CO3)＞c(CO2－3)；C项，NH3·H2O是弱碱，pH＝11的氨水中溶质浓度大于10－3mol·L－1，与盐酸中和后，NH3·H2O有剩余，溶液呈碱性；D项，依据溶液中电荷守恒和物料守恒可以得出此式。答案D酸、碱中和型离子浓度的关系【应用3】比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为_________________________________________。(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH7，离子浓度大小顺序为______________________。(3)pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合，其离子浓度大小顺序为__________________________。解析(1)恰好反应后，溶质为CH3COONa。(2)中和反应后，为等浓度的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH电离程度大于CH3COONa水解程度。(3)由于CH3COOH是弱酸，c(CH3COOH)要远大于c(NaOH)，反应后为CH3COOH、CH3COONa，且n(CH3COOH)要远大于n(CH3COONa)，溶液中CH3COOH电离程度大于CH3COONa的水解程度，溶液呈酸性。答案(1)c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(H＋)(2)c(CH3COO－)c(Na＋)c(H＋)c(OH－)(3)c(CH3COO－)c(Na＋)c(H＋)c(OH－)【应用4】(2012·上海化学，21)常温下amol·L－1CH3COOH稀溶液和bmol·L－1KOH稀溶液等体积混合，下列判断一定错误的是()。A．若c(OH－)＞c(H＋)，a＝bB．若c(K＋)＞c(CH3COO－)，a＞bC．若c(OH－)＝c(H＋)，a＞bD．若c(K＋)＜c(CH3COO－)，a＜b解析A项，若c(OH－)＞c(H＋)，则有两种情况，一种是KOH过量，此时a＜b；一种是CH3COOH与KOH恰好完全反应，生成的CH3COOK水解CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－使溶液呈碱性，此时a＝b。B、C项，当a＞b时CH3COOH过量，溶液可能呈酸性、中性或碱性，呈碱性的原因是CH3COOH过量的极少，过量的CH3COOH电离出的H＋小于CH3COO－水解产生的OH－，由电荷守恒c(H＋)＋c(K＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)可知c(OH－)＞c(H＋)，则c(K＋)＞c(CH3COO－)；呈中性的原因是过量的CH3COOH电离出的H＋等于CH3COO－水解产生的OH－。D项，若c(K＋)＜c(CH3COO－)，由电荷守恒知c(H＋)＞c(OH－)，此时一定是CH3COOH过量，a必大于b。答案D类型三不同溶液中同一离子浓度的比较该类情况要看溶液中其他离子对该离子的影响。如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH＋4)由大到小的顺序为⑤④③①②。分析流程为：分组――――――→化学式中NH＋4的数目①②③――――――→选参照物①NH4Cl②相当于在①的基础上促进NH＋4的水解③相当于在①的基础上抑制NH＋4的水解④⑤――――――→选参照物④NH42SO4⑤相当于在④的基础上抑制NH＋4的水解【示例3】比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。(1)浓度均为0.1mol·L－1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液，溶液pH从大到小的顺序是____