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溶液中离子浓度的比较Word版含解析.doc

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第3课时 溶液中离子浓度的比较 [目标要求] 1.能熟练判断与盐类水解有关的离子浓度大小。2.会判定溶液中离子的共存。 离子浓度大小的比较规律 1.多元弱酸溶液 根据多步电离分析。例如:在H2CO3的溶液中,c(H+)>c(HCO)≫c(CO)。 2.多元弱酸的正盐溶液 根据弱酸根的分步水解分析。例如:Na2CO3溶液中,c(Na+)>c(CO)>c(OH-)> c(HCO)。 3.多元弱酸的酸式盐溶液 要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如HCO以水解为主,NaHCO3溶液中c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+);而HSO以电离为主,NaHSO3溶液中c(Na+)> c(HSO)>c(H+)>c(OH-)。 4.不同溶液中同一离子浓度的比较 要考虑溶液中其他离子对其影响的因素。例如:在相同物质的量浓度的下列溶液中:a.NH4Cl b.CH3COONH4 c.NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺序是c>a>b。 5.混合溶液中各离子浓度的大小比较 根据电离程度、水解程度的相对大小分析。 (1)分子的电离大于相应离子的水解 例如:等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液,c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。 (2)分子的电离小于相应离子的水解 例如:在0.1 mol·L-1的NaCN和0.1 mol·L-1的HCN溶液的混合液中,各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。 6.利用守恒规律 知识点一 溶液中离子浓度大小比较 1.0.02 mol·L-1的HCN溶液与0.02 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中c(CN-)<c(Na+),则下列关系中,正确的是(  ) A.c(Na+)>c(CN-)>c(H+)>c(OH-) B.c(HCN)+c(CN-)=0.04 mol·L-1 C.c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-) D.c(CN-)>c(HCN) 答案 C 解析 根据电荷守恒定律有:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),因为c(Na+)>c(CN-),所以c(H+)<c(OH-),则有c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。 根据CN-物料守恒有c(HCN)+c(CN-)=0.02 mol·L-1。 因为c(H+)<c(OH-),故溶液显碱性,NaCN的水解程度大于HCN的电离程度,故c(CN-)<c(HCN)。 2.等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后,溶液中有关离子浓度之间不存在的关系是(  ) A.c(H+)·c(OH-)=KW B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) C.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-) D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) 答案 C 解析 等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后,所得到的溶液的溶质为CH3COONa。部分CH3COONa发生水解生成CH3COOH,溶液显碱性。因此,溶液中的c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。又因为溶液为电中性,带电粒子的浓度关系有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),C项表述的关系明显不成立。另外,只要在水溶液中,KW都等于溶液中H+、OH-浓度的乘积。该题答案为C。 3.MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后,溶液中有关离子的浓度应满足的关系是(  ) A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-) C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-) 答案 C 解析 MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合,二者恰好发生反应,生成强碱弱酸盐MA:MOH+HA===MA+H2O,MA中弱酸根离子A-发生水解:A-+H2O HA+OH-,导致溶液显碱性,则有c(OH-)>c(H+);据溶液中电荷守恒关系有c(M+) +c(H+)=c(A-)+c(OH-),从而推知c(M+)>c(A-)。 知识点二 离子共存 4.向某无色溶液中加入铁粉能产生大量H2,则该溶液中可能含有的能大量共存的离子组是(  ) A.Na+、Ca2+、Cl-、NO B.Fe3+、K+、Cl-、HCO C.Cu2+、Na+、Cl-、SO D.K+、Na+、Cl-、SO 答案 D 解析 向无色溶液中加入铁粉能产生大量的H2,说明该溶液为强酸性溶液。此时,若A项中的NO大量共存,则H+和NO形成的HNO3可以被铁还原成NOx,无H2放出;B项中的两种离子Fe3+、HCO可发生双水解反应而不能在溶液中大量共存且Fe3+的溶液为浅黄色的溶液;C项中含Cu2+的溶液为蓝色。综上所述,答案为D。 5.下列微粒在溶液中能大量共存的是(  ) A.Na+、Fe2+、SO、NO B.Fe3+、K+、Cl-、CO C.Al3+、Na+、SO、AlO D.Ca2+、H+、NO、SO 答案 A 6.下列各组离子中,在溶液里能大量共存,且溶液为无色透明的是(  ) A.NH、NO、Al3+、Cl- B.Na+、SiO、NO、Fe3+ C.Na+、MnO、K+、SO D.Na+、HCO、SO、Al3+ 答案 A 练基础落实 1.在FeCl3和Fe2(SO4)3的混合溶液中,若不计Fe3+的水解,当溶液中c(Fe3+)=c(SO) 时,下列判断正确的是(  ) A.c(Fe3+)>c(Cl-) B.c(SO)>c(Cl-) C.c(SO)<c(Cl-) D.FeCl3和Fe2(SO4)3的物质的量相等 答案 D 解析 根据溶液中电荷守恒可得:3c(Fe3+)=2c(SO)+c(Cl-);由于c(Fe3+)= c(SO),代入得c(SO)=c(Fe3+)=c(Cl-),故A、B、C项错;根据c(SO)=c(Cl-),可得FeCl3和Fe2(SO4)3的物质的量相等,故D项正确。 2.下列各组离子在溶液中能大量共存的是(  ) A.Ca2+、HCO、Cl-、K+ B.Al3+、AlO、HCO、Na+ C.Fe2+、H+、SO、S2- D.Fe3+、SCN-、Na+、CO 答案 A 解析 B组中Al3+与AlO或HCO能发生双水解反应而不能共存;C组中Fe2+与S2-生成FeS沉淀而不能共存;D组中Fe3+与SCN-因发生络合反应而不能共存,另外Fe3+与CO能发生双水解反应也不能共存。 3.用0.10 mol·L-1的盐酸滴定0.10 mol·L-1 的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是(  ) A.c(NH)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+) B.c(NH)=c(Cl-),c(OH-)=c(H+) C.c(Cl-)>c(NH),c(OH-)>c(H+) D.c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-) 答案 C 解析 溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况,不遵循电荷守恒,故C项错;A项为氨水过量较多的情况;B项为氨水适当过量;D项为氨水不足或恰好中和。 4.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-) 答案 D 解析 pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=c(OH-)=10-3 mol·L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,c(CH3COOH)远远大于10-3 mol·L-1。两者等体积混合后,形成CH3COOH与CH3COONa混合液,且c(CH3COOH)远大于c(CH3COONa),溶液呈酸性,电荷恒等关系为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),离子浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。 5.下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是(  ) A.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3) B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液:c(NH)=c(Cl-) C.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到酸性的混合溶液: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-) D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到pH=5的混合溶液:c(Na+)=c(NO)+c(Cl-) 答案 A 解析 在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,存在如下平衡:CO+H2O HCO+OH-, HCO+H2O H2CO3+OH-,H2O H++OH-,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-) +c(HCO)+2c(CO);根据物料守恒有:c(Na+)=2c(HCO)+2c(CO)+2c(H2CO3),综合上述两式可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH发生水解,故c(NH)<c(Cl-)。醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液中,存在关系c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(CH3COO-)>c(Na+),因此溶液中的离子浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。硝酸钠与稀盐酸得到pH=5的混合溶液,硝酸钠不发生水解,忽略水的电离,根据电荷守恒则有c(Na+)=c(NO)。 练方法技巧 6.某酸式盐NaHY的水溶液c(OH-)>c(H+),下列叙述正确的是(  ) A.H2Y的电离方程式:H2Y 2H++Y2- B.HY-的水解方程式:HY-+H2O H3O++Y2- C.该酸式盐溶液中离子浓度关系:c(Na+)>c(HY-)>c(OH-)>c(H+) D.该酸式盐溶液中离子浓度关系:c(Na+)>c(Y2-)>c(HY-)>c(OH-)>c(H+) 答案 C 解析 H2Y是弱酸,分步电离,所以A项一步电离是错误的;依题意,它的酸式钠盐溶液呈碱性,说明HY-以水解为主,HY-+H2O H2Y+OH-,B项不正确;溶液中存在: NaHY===Na++HY-,HY-+H2O H2Y+OH-,c(Na+)>c(HY-)>c(OH-)>c(H2Y)>c(H+),C 项正确;D项,根据HY-水解程度大于电离程度,离子浓度大小有:c(Na+)>c(HY-)> c(H2Y)>c(Y2-)。本题关键是NaHY水溶液呈碱性,即NaHY的水解程度大于电离程度。 7.下列各种情况下一定能大量共存的离子组为(  ) A.pH=7的溶液中:Fe3+、Cl-、Na+、NO B.水电离出的c(H+)=1×10-3 mol·L-1的水溶液中Na+、CO、Cl-、K+ C.pH=1的水溶液中NH、Cl-、Mg2+、SO D.Al3+、HCO、I-、Ca2+ 答案 C 解析 A中由于Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,所以有Fe3+大量存在的溶液一定为酸性;B中因为由水电离出的c(H+)=1×10-3 mol·L-1,此时溶液可能显酸性,CO在酸性溶液中不能大量共存;C中因NH+H2O NH3·H2O+H+,Mg2++2H2O Mg(OH)2+2H+均使溶液呈酸性,C符合题意;D中发生Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑的双水解反应。本题考查离子共存,看清楚题干中的条件。 8.已知在0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3)。 (1)该溶液中c(H+)________c(OH-)(填“>”、“<”或“=”),简述理由: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)现向NH4HSO3溶液中,逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液,可观察到的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 写出该反应的离子方程式_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)> HSO H++SO,HSO+H2O H2SO3+OH-,由已知条件知电离程度大于水解程度,故c(H+)>c(OH-) (2)红色逐渐变浅直至变为无色 HSO+OH-===SO+H2O 解析 由溶液中离子浓度大小可判断NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解),则c(H+)>c(OH-)'。当加入少量含有酚酞的NaOH溶液后,OH-+HSO===SO+H2O,则红色逐渐变浅,甚至褪去。 练综合拓展 9.已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系: ①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-) ②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+) ③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) ④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-) 填写下列空白: (1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是________,上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。 (2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为________;若上述关系中④是正确的,则溶液中的溶质为____________________________________________________________。 (3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)______c(OH-)。 答案 (1)NH4Cl ① (2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl (3)小于 大于 解析 (1)若溶液只有一种溶质,该溶质为NH4Cl,因NH水解溶液呈酸性,离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。 (2)因为c(OH-)>c(H+)、c(NH)>c(Cl-),所以溶液中除含有NH4Cl外,还必须含有NH3·H2O。若c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-),则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。 (3)NH4Cl水解溶液呈酸性,若等体积稀盐酸与氨水混合后呈中性,说明氨水过量,故c(HCl)<c(NH3·H2O),混合前盐酸中c(H+)大于弱碱氨水中c(OH-)。 10.常温下,某水溶液M中存在的离子有Na+、A-、H+、OH-。根据题意回答下列问题: (1)若溶液M由0.1 mol·L-1的HA溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH不可能________7(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)若溶液M的pH>7,则c(Na+)________c(A-)(填“>”、“<”或“=”)。 (3)常温下,若溶液M由pH=3的HA溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,则下列说法中正确的是________(填字母)。 A.若溶液M呈中性,则溶液M中c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mol·L-1 B.若V1=V2,则溶液M的pH一定等于7 C.若溶液M呈酸性,则V1一定大于V2 D.若溶液M呈碱性,则V1一定小于V2 答案 (1)小于 (2)> (3)A、D 解析 (1)据题意知,HA与NaOH恰好完全反应,若HA为强酸,则溶液M的pH=7;若HA为弱酸,则溶液M的pH>7,故无pH<7的情况。 (2)根据电荷守恒知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),若pH>7,即c(H+)<c(OH-),则c(Na+)>c(A-)。 (3)A项,若M呈中性,即c(H+)=c(OH-),因t=25℃,则c(H+)+c(OH-)=1×10-7 mol·L-1+1×10-7 mol·L-1=2×10-7 mol·L-1,A正确;B项,若V1=V2时,如果HA为强酸,则二者恰好反应,pH=7,如果HA为弱酸,则HA过量,溶液显酸性,pH<7,B错误;结合B项分析知C错误,同样结合B项分析知若M呈碱性,必然为NaOH过量,即V1一定小于V2。
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