1、电解质溶液中离子浓度大小的判断 判断电解质溶液中离子浓度的大小关系或等量关系,是中学化学的重点和难点,也是高考中经常涉及的问题,本文就此类问题的教学总结如下。 一、熟练掌握两个规律 1.多元弱酸电离的规律 根据多元弱酸分步电离分析:如在H3PO4溶液中:c(H+)> c(H2PO4-)> c(HPO42-)>c(PO43-)和c(H+)>3c(PO43-) 2.盐类水解的规律 谁弱谁水解,谁强显谁性 即根据是否水解及溶液酸碱性分析: 如NH4Cl溶液中: c(Cl-)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 越弱越水解,双弱促水解 即根据水解程度分析: 如同温度同浓度的
2、NaCN溶液和NaF溶液中,c(CN-)<c(F-); 同温同度浓度的①NH4Cl溶液 ②NH4HCO3溶液中, NH4+浓度关系是①>②。 多元要分步,程度依次减 即根据多元弱酸根的分步水解及各步水解程度分析: 如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)和c(Na+)>2c(CO32-) 同温度同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中,c(CO32-)<c(HCO3-)。 显酸酸抑制,显碱碱抑制 即根据酸、碱对水解平衡的影响分析: 如同温同浓度的①NH4Cl溶液 ②NH4HSO4溶液中,NH4+浓度关系是①<②。 二、灵活运用三
3、个守恒 1.电荷守恒 电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,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。如在Na2CO3溶液中存在着Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-,它们存在如下关系: c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-) 2.物料守恒 电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,使离子或分子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的, 如在0.10mol/LNa2CO3溶液中CO32-能水解,故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为: c(CO32-)+ c(HCO3-)
4、c(H2CO3)=0.10mol/L 或c(Na+)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3) 3.质子守恒 任何溶液中,水电离产生的H+和OH-的物质的量均相等,在能发生水解的盐溶液中,有H+(或OH-)转化为其它存在形式的情况存在,但各种存在形式的物质的量总和与OH-(或H+)的物质的量仍保持相等。如在Na2S溶液中,c(OH-)= c(H+)+c(HS-)+ 2c(H2S),该守恒关系也可由上述电荷守恒和物料守恒两个守恒关系推出。 三、清晰把握四类题型 1.单一溶液中离子浓度关系的判断 【例题1】Na2S溶液中存在的下列关系,不正确的是( )
5、 A.c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S) B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-) C.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S) D.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-) 解析:由物料守恒可知A正确;由电荷守恒可知B正确;由质子守恒可知C不正确,正确关系是c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S);由S2-、HS-两种离子的水解平衡可知D正确。 答案:C 2.混合溶液中离子浓度关系的判断 【例题2】用物质的量都是0.01 mol的HCN和NaCN配成1 升混合溶液, 已知其中c(
6、CN–) <c(Na+), 对该溶液的下列判断不正确的是( ) A.c (H+) >c(OH–) B. c(OH–) > c(H+) C.c(HCN) >c(CN–) D. c(HCN) + c(CN–) = 0.02mol/L 解析:先根据电荷守恒c(Na+) + c(H+)= c(OH–) + c(CN–) ,由c(CN–) <c(Na+)可求出c(OH–) > c(H+)。又由物料守恒可知D正确,并且c(CN–)<0.01mol/L,则c(HCN) >0.01mol/L故C正确。 答案:A 【例题3】将20mL 0.4mol·
7、L-1硝酸铵溶液跟50mL 0.1mol·L-1氢氧化钡混合,则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是( ) A.c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(Ba2+) B.c(NO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(NH4+) C.c(Ba2+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+) D.c(NO3-)>c(Ba2+)>c(NH4+)>c(OH-) 解析:常温下混合,离子反应为NH4++OH-NH3·H2O,因溶液较稀,无氨气逸出。 Ba2+ 和NO3-未参加反应,两者的物质的量仍为0.005 mol和0.008mol。根据反应计算,OH-过量了0.002 mo
8、l,溶液显碱性,抑制NH3·H2O电离,NH4+要少得多,故c(OH-)>c(NH4+)。 答案:B 3.不同溶液间离子浓度关系的判断 【例题4】在相同温度下,相同物质的量浓度的下列溶液中 ①NH4Cl ②CH3COONH4 ③NH4HSO4 ④NH4NO3 。NH4+浓度由大到小的顺序是 。 解析:NH4HSO4溶液中,HSO4-电离出的H+抑制NH4+的水解,则NH4+浓度最大;CH3COONH4溶液中,阴阳离子都水解,相互促进,则NH4+浓度最小;NH4Cl和NH4NO3均为强酸盐,水解程度相同,则NH4+浓度相同。 答案:③>①=④>② 【例题
9、5】相同温度下,有等体积,物质的量浓度都为0.1 mol/L的CH3COOK溶液和KCl溶液。两种溶液中离子总数相比较( ) A、前者多 B、一样多 C、后者多 D、无法判断 解析:错误分析:(1) CH3COO-因水解而减少,故选C。 (2)因有下列平衡: CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-,发生水解的CH3COO-与生成的OH-个数相等,故选B。 正确分析:根据电荷守恒在CH3COOK和KCl溶液中分别有: c(K+)+c(H+)=c(CH3COO- )+c(OH-), c(K+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。
10、 两溶液中的c(K+)相等,而由于CH3COO-的水解,使溶液呈碱性,导致c(H+)后者比前者大,所以有c(Cl-)+c(OH-)>c(CH3COO- )+ c(OH-)故C正确。 答案:C 4.利用离子浓度关系推断溶质 【例题6】已知某溶液中只存在OH–、Cl–、NH4+ 、H+四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系: ① c(Cl–)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH–) ② c(Cl–)>c(NH4+)>c(OH–)>c(H+) ③ c(NH4+)>c(Cl–)>c(OH–)>c(H+) ④ c(Cl–)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH–
11、 填写下列空白: (1)若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是 ,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是 (选填序号)。 (2)若上述关系中③是正确的,则溶液中溶质的化学式是 ;若上述关系中④是正确的,则溶液中溶质的化学式是 。 (3)若溶液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(H Cl)(填写“>、<或=” ,下同) c(NH3·H2O),混合前盐酸中c(H+)和氨水中c(OH–)的关系:c(H+) c(OH–)。 解析:(1)任何溶液中因H2O H
12、 +OH–而存在H+ 和OH–。若只溶一种溶质就含四种离子,则该物质必为NH4Cl;又因NH4+水解,则各离子浓度大小关系为①。(2)由(1)中分析可知,若要c(NH4+)>c(Cl–),必须加入一种可提供NH4+,且使c(OH–)增大的物质即氨水;若④正确,则需在NH4Cl溶液中加入一种可提供大量H+的物质即盐酸。(3)由于NH4Cl水解呈酸性,若使混合溶液呈中性,NH3·H2O必须过量,由于二者等体积混合,则c(NH3·H2O)>c(H Cl),而NH3·H2O是弱碱,只有少量电离,所以混合前溶液中c(H+)>c(OH–)。 答案:(1)氯化铵 ① (2)NH4Cl和NH3(或NH4Cl和NH3·H2O) NH4Cl和H Cl (3)< > 在判断离子浓度大小关系的过程中,还要注意:(1)一般盐的水解是微弱的,水解的离子数约占离子总数的1%左右。(2)一般弱酸的电离部分都是很少的,通常只有1%左右的分子电离。(3)两个经验规律:混合溶液中氨与铵根离子浓度接近1:1时呈碱性;混合溶液中醋酸与醋酸钠浓度接近1:1时,溶液呈酸性。 5






