溶液中微粒濃度大小的比較

1、溶液中微粒濃度大小的比較北京/盧娟 盧有祥在最近七年的高考中，有關(guān)溶液中微粒濃度大小比較的題目頻繁出現(xiàn)，就是因為這類試題綜合考查物質(zhì)的量濃度、弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡、鹽類的水解平衡及物料守恒等知識，是考查學生分析、綜合能力的好題?，F(xiàn)就這類題目的解題思路和方法歸納如下：一準備知識1離子電荷守恒：在電解質(zhì)溶液中，陰、陽離子所帶的正、負電荷總數(shù)應(yīng)該相等即電解質(zhì)溶液對外不顯電性。如在NaHCO3溶液中，存在有Na+、H+、CO32-、HCO3-、OH-。陽離子所帶正電荷總數(shù)表示為：c(Na+).v + c(H+).v陰離子所帶負電荷總數(shù)表示為: c(HCO3-).v + c(OH- ).v

2、+ 2c(CO32-).v，這里的“2”是因為帶CO32-2個單位負電荷。由陰、陽離子所帶的正、負電荷總數(shù)相等，同時同一溶液中各微粒體積相同，化簡后得：c(Na+) + c(H+) = c(HCO3-) + c(OH- ) + 2c(CO32-)這叫做離子電荷守恒。2.物料守恒：在溶液中某元素的各種存在形式的離子或分子中，原子個數(shù)是守恒的，例如：0.1mol/L的NaHCO3溶液中：c(HCO3-) + c(H2CO3) + c(CO32-) = 0.1mol/L。3電離平衡和水解平衡：多元弱酸的電離是多步的，例如：H2S H+ + HS- ，HS- H+ + S2-溶液的酸性主要由第一步電離

3、所決定。多元弱酸鹽的水解是分步進行的，例如：CO32- + H2O HCO3- + OH-溶液的堿性主要由HCO3-+ H2O H2CO3 + OH-溶液的堿性主要由第一步水解決定。在相同濃度的CH3COOH和CH3COONa溶液中， CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度，在相同濃度的NH3H2O和NH4Cl溶液中，NH3H2O的電離程度大于NH4Cl的水解程度，但在相同濃度的HCN和NaCN溶液中， HCN的電離程度小于NaCN水解程度，這點也應(yīng)注意。二解題思路與方法1在單一組分溶液中：應(yīng)考慮弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡、水的電離平衡及離子電荷守恒和物料守恒。例1草酸是

4、二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性。在O.1molL-1 KHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是（ ）Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4)+c(OH)+c(C2O42-) Bc(HC2O4-) + c(C2O42-) = 0.1molL-1Cc(C2O42)c(H2C2O4) Dc(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42)分析：根據(jù)離子電荷守恒判斷A不正確，因為C2O42-帶兩個負電荷，所以c(C2O42)前應(yīng)加“2”。根據(jù)物料守恒判斷B不正確。因為C2O42-水解生成H2C2O4應(yīng)為：c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42)= 0.1 molL-1根據(jù)已

5、知“草酸氫鉀溶液呈酸性”說明HC2O4的電離程度大于其水解程度，所以C正確。根據(jù)草酸氫鉀的化學式和物料守恒判斷D正確.答案： C、D。2.在多組分的混合液中：應(yīng)首先判斷離子反應(yīng)發(fā)生后溶液中生成了什么物質(zhì)？反應(yīng)物有無過量。若不過量則按單一組分溶液分析，若有過量反應(yīng)存在，則討論過量物質(zhì)對弱電解質(zhì)電離或鹽的水解的影響。例2(2004年上海高考化學試題)將標準狀況下的2.24L CO2通入150mL 1mol/L 的 NaOH溶液中，下列說法正確的是（ ）A.c（HCO3-）略大于c（CO32-） B. c（HCO3-）等于c（CO32-）C.c（Na+）等于c（CO32-）與c（HCO3-）之和 D

6、.c（HCO3-）略小于c（CO32-）分析：將標準狀況下2.24L（0.1mol）CO2通入150mL 1mol/L 的 NaOH(0.15mol)溶液中，反應(yīng)生成0.05molNa2CO3和0.05molNaHCO3。在溶液中由于Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度，所以A正確，B、C、D均不對。答案：A例3(2004年全國高考理科綜合能力測試天津卷)下列混合溶液中，各離子濃度的大小順序正確的是A100mL 0.1mol/L氨水與10mL 0.1mol/L鹽酸混合C(Cl-) C(NH4+) C(OH-) C(H+)B10mL 0.1mol/L NH4Cl與5mL 0.2mol

7、/L NaOH溶液混合C(Na+) = C(Cl-) C(OH-) C(H+)C10mL 0.1mol/L CH3COOH溶液與5mL 0.2mol/L NaOH溶液混合C(Na+) = C(CH3COO-) C(OH-) C(H+)D10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液與6mL 1mol/L 混合鹽酸C C(Cl-) C(Na+) C(OH) C(H+)分析：A組：混合后生成NH4Cl和H2O，由于NH4+水解顯酸性NH4+ + H2ONH3H2O + H+， C(H+) C(OH) 所以不對。B組：混合后生成等物質(zhì)的量的NaCl和NH3H2O由于NH3H2O是弱電解質(zhì)，部分電離

8、顯堿性，所以正確。C組：混合后生成CH3COONa和H2O，由于CH3COO-水解，C(Na+) C(CH3COO-)，所以不對。D組：混合后生成弱電解質(zhì)CH3COOH，但鹽酸過量溶液顯酸性，C(H+) C(OH-)所以不對。例4(2004年全國高考理科綜合能力測試北京卷)已知的二元酸H2A溶液的，則下列說法中正確的是（ ）A. 在Na2A、NaHA兩溶液中，離子種類不相同B. 在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na2A、NaHA兩溶液中，陰離子總數(shù)相等C. 在NaHA溶液中一定有：D. 在Na2A溶液中一定有：分析：的二元酸H2A溶液的說明是弱酸(若為強酸則應(yīng)pH1)。在Na2A溶液中，存在A2-的水解平

9、衡A2- + H2o HA + OH HA+ H2oH2A + OH及水的電離平衡H2OH+ + OH。在NaHA溶液中，存在HA的水解平衡HA+ H2O H2A + OH及HA的電離平衡HAA2- + H+及水的電離平衡H2OH+ + OH，所以在這兩溶液中離子的種類相同，A組結(jié)論不對。在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na2A、NaHA兩溶液中，由于Na2A溶液Na+的數(shù)量是NaHA溶液中Na+數(shù)量的2倍，而HA存在著微弱的電離和水解兩個過程，所以兩溶液中陰離子總數(shù)不相等。所以B組結(jié)論不對。根據(jù)離子電荷守恒C組正確。在溶液Na2A中A2-水解顯堿性，所以D組不對。答案：C。3.對于多種不同溶質(zhì)的溶液，應(yīng)

10、仔細分析對比溶液中各溶質(zhì)的電離平衡、水解平衡。例5(2003年全國高考化學試題江蘇卷)將0.2mol/L HCN溶液和0.1mol/L NaOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性，下列關(guān)系式正確的是（ ）A.HCNCN-C.HCN-CN-=OH- D. HCN+CN-=0.1mol/L分析：將0.2mol/L HCN溶液和0.1mol/L NaOH溶液等體積混合后生成NaCN和H2O，HCN剩余，溶液中NaCN和HCN物質(zhì)的量相等，而溶液顯堿性。說明NaCN的水解程度大于HCN的電離程度，所以溶液中Na+CN-，B正確，根據(jù)物料守恒D也正確.答案：B、D。例6(1999年全國高考化學試題)某二元弱酸

11、（簡寫為H2A）溶液，按下式發(fā)生一級和二級電離：H2AH+HA- HA-H+A2-已知相同濃度時的電離度a(H2A)d(HA-)，設(shè)有下列四種溶液：A. 0.01mol.L-1的H2A溶液B. 0.01mol.L-1的NaHA溶液C. 0.02mol.L-1的HCl與0.04mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液D. 0.02mol.L-1的NaOH與0.02mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液據(jù)此，填寫下列空白（填代號） (1)H+最大的是_，最小的是_。(2)H2A最大的是_，最小的是_。(3)A2-最大的是_， 最小的是_。分析：在進行溶液中微粒濃度大小比較之前，首先推算出C組兩種溶液混合后，發(fā)生強酸與弱堿鹽反應(yīng)，NaHA過量，混合后生成0.01mol.L-1的H2A和0.01mol.L-1的NaCl，剩余0.01mol.L-1的NaHA。D組兩種溶液混合后，發(fā)生強堿與弱酸鹽的反應(yīng)，生成了0.01mol.L-1的Na2A。在比較H+大小時，對比A、C兩組，由于C組中存在較多的HA-，促使H2A的電離平衡向左移動，使得溶液中H+濃度小于A而大于B，溶液D中H+濃度是四種溶液中最小的，因為Na2A水解顯堿性。在比較H2A大小時，對比A