溶液中離子濃度大小比較歸類解析

1、專題 電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較歸類解析電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較問題，是高考的“熱點(diǎn)”之一。 高考化學(xué)試卷年年涉及這種題型。這種題型考查的知識點(diǎn)多，靈活性、綜合性較強(qiáng)，有較好的區(qū)分度，它能有效地測試出學(xué)生對強(qiáng)弱電解質(zhì)、電離平衡、電離度、水的電離、pH值、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運(yùn)用能力。處理此類試題時要關(guān)注以下幾個方面。【必備相關(guān)知識】一、電離平衡理論和水解平衡理論1.電離理論：弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的，同時注意考慮水的電離的存在；例如NH3·H2O溶液中微粒濃度大小關(guān)系?！痉治觥坑捎谠贜H3·H2

2、O溶液中存在下列電離平衡：NH3·H2O NH4+OH-，H2O H+OH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(NH3·H2O)c(OH-)c(NH4+)c(H+)。多元弱酸的電離是分步的，主要以第一步電離為主；例如H2S溶液中微粒濃度大小關(guān)系?！痉治觥坑捎贖2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+，HS- S2-+H+，H2O H+OH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(H2S )c(H+)c(HS-)c(OH-)。2.水解理論：弱酸的陰離子和弱堿的陽離子因水解而損耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)c(HCO3-)。弱酸的陰離子和弱堿的陽離子的水解是微量的（雙水解除外

3、），因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或堿性溶液中的c(OH-)）總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度；例如（NH4）2SO4溶液中微粒濃度關(guān)系?！痉治觥恳蛉芤褐写嬖谙铝嘘P(guān)系：（NH4）2SO4=2NH4+SO42-，                        &

4、#160;                   +                               

5、; 2H2O2OH-+2H+，                                                &#

6、160;                                  2NH3·H2O，由于水電離產(chǎn)生的c(H+)水=c(OH-)水，而水電離產(chǎn)生的一部分OH-與NH4+結(jié)合產(chǎn)生NH3·H2O，另一部分OH-仍存在于溶液中，所以溶液中微粒濃度關(guān)

7、系為：c(NH4+)c(SO42-)c(H+)c(NH3·H2O)c(OH-)。一般來說“誰弱誰水解，誰強(qiáng)顯誰性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)c(OH-)，水解呈堿性的溶液中c(OH-)c(H+)；多元弱酸的酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，主要以第一步水解為主。例如Na2CO3溶液中微粒濃度關(guān)系。【分析】因碳酸鈉溶液水解平衡為：CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，所以溶液中部分微粒濃度的關(guān)系為：c(CO32-)c(HCO3-)。   二、電荷守恒和物料守恒1電荷守恒：電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰

8、離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。如NaHCO3溶液中：n(Na+)n(H+)n(HCO3-)2n(CO32-)n(OH-)推出：c(Na+)c(H+)c(HCO3-)2c(CO32-)c(OH-)2物料守恒：電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子等，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(c)1：1，推出：c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(H2CO3)【注意】書寫電荷守恒式必須準(zhǔn)確的判斷溶液中離子的種類；弄清離子濃度和電荷濃度的關(guān)系。3導(dǎo)出式質(zhì)子守恒：如碳酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將Na+離子消掉可得：c(O

9、H-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。此關(guān)系式也可以按下列方法進(jìn)行分析，由于指定溶液中氫原子的物質(zhì)的量為定值，所以無論溶液中結(jié)合氫離子還是失去氫離子，但氫原子總數(shù)始終為定值，也就是說結(jié)合的氫離子的量和失去氫離子的量相等?？梢杂脠D示分析如下：，由得失氫離子守恒可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。又如醋酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將鈉離子消掉可得：c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。規(guī)律總結(jié)1、必須有正確的思路：2、掌握解此類題的三個思維基點(diǎn)：電離、水解和守恒3、分清他們的主要地位和次要地位【常見題型】一、溶質(zhì)單一型 關(guān)注三個守恒

10、1.弱酸溶液：【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中，下列關(guān)系錯誤的是（  ）A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-) B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)C.c(H+)c(HS-)+c(S2-)+c(OH-) D.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L 分析：由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S H+HS-，HS-H+S2-，H2OH+OH-，根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)，由物料守恒得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L，所以關(guān)系式錯誤的是A項。（注意：解答這類

11、題目主要抓住弱酸的電離平衡。）2.弱堿溶液：【例2】室溫下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是（  ）A. c(OH-)c(H+) B.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/L C.c(NH4+)c(NH3·H2O)c(OH-)c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)分析：由于氨水溶液中存在一水合氨的電離平衡和水的電離平衡，所以所得溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒和物料守恒知BD正確，而一水合氨的電離是微量的，所以C項錯誤，即答案為C項。3.強(qiáng)酸弱堿鹽溶液：【例3】在氯化銨溶液中，下列關(guān)系正確的是（  ）A.c(C

12、l-)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-)分析：由于氯化銨溶液中存在下列電離過程：NH4Cl=NH4+Cl-，H2OH+OH-和水解過程：NH4+H2OH+NH3·H2O，由于銨離子水解被消耗，所以c(Cl-)c(NH4+)，又因水解后溶液顯酸性，所以c(H+)c(OH-)，且水解是微量的，所以上述關(guān)系式正確的是A項。（注意：解答這類題目時主要抓住弱堿陽離子的水解，且水解是微量的，水解后溶液呈酸性。）4.強(qiáng)堿弱酸鹽溶液：【例4

13、】在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是A c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +c(H2S) Bc(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)Cc(Na+)c(S2)c(OH)c(HS) Dc(OH)=c(HS)+c(H+)+c(H2S)解析：電荷守恒：c(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)；物料守恒：c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +2c(H2S)；質(zhì)子守恒：c(OH)=c(HS)+c(H+)+2c(H2S)，選A D5.強(qiáng)堿弱酸的酸式鹽溶液：【例5】（2004年江蘇卷）草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是（CD）Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-)Bc(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/LCc(C2O42-)c(H