重要專題溶液中離子濃度大小比較歸類解析

溶液中離子濃度的大小比較歸類解析第三章專題人教版選修四1電荷守恒一、溶液中的三大守恒關(guān)系電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負電荷數(shù)相等。如Na2CO3溶液中：nNa＋nH＝nCO32-＋nHCO3-＋nOH-推出：cNa＋cH＝cCO32-＋cHCO3-＋cOH-22正電荷負電荷正電荷負電荷寫出NaHCO3溶液中的電荷守恒cNa＋cH＝cCO32-＋cHCO3-＋cOH-2練習cNacH=cOH–cS2–cHS–寫出Na2S溶液的電荷守恒2正電荷負電荷Na2S溶液中存在：

H2OH++OH–Na2S=2Na++S2–S2–

+H2OHS–

+OH–HS–

+H2OH2S+OH–

練習2物料守恒可以理解是溶質(zhì)的原子守恒溶質(zhì)溶于水之前和溶于水以后的原子個數(shù)不變，則原子個數(shù)比也不變。例如：1molNa2CO3溶于水前有1molC原子以CO32–形式存在，溶于水后盡管CO32–水解后以CO32–、HCO3–、H2CO3三種微粒存在，這三種微粒的總數(shù)還是1mol。cNa=2cCO32–2cHCO3–2cH2CO3交叉相乘變換得:Na2CO3溶液中物料守恒：寫出NaHCO3溶液的物料守恒：________________________________________________________寫出NH4Cl溶液的物料守恒：________________________________________________________cNa=cCO32–cHCO3–cH2CO3cNH4cNH3·H2O=cCl–練習cH＋如Na2S溶液中，質(zhì)子轉(zhuǎn)移示意圖：由上圖容易得出質(zhì)子守恒為：3質(zhì)子守恒水電離出的H與OH-離子守恒H3O＋簡寫為H＋S2-H2O-HOH-HH3O＋H2HHS-H2ScOH－＝cHS－cH2S2方法一、單一溶液可以采用如下方法：Na2S水溶液中的電荷守恒為：cNa＋cH＝2cS2-＋cHS-＋cOH-……①物料守恒為cNa＝2cS2-＋2cHS-＋2cH2S……②①－②得：cH＋＝－cHS－＋cOH－－2cH2S移項最后得cH＋＋2cH2S＋cHS－＝cOH－方法二、復(fù)雜的混合溶液中，最好用電荷守恒式與物料守恒式相減而得質(zhì)子守恒的關(guān)系式。當然，單一溶液也可以用這種方法。練習：寫出NaHCO3溶液中的質(zhì)子守恒練習：寫出NH4Cl溶液中的質(zhì)子守恒cH=cNH3·H2OcOH–cCO32-cH＋cH2CO3cOH－

=二、電離平衡理論和水解平衡理論1電離理論：1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:【分析】由于在NH3·H2O溶液中存在下列電離平衡：NH3·H2O?NH4OH-，H2O?HOH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：cNH3·H2O＞cOH-＞cNH4＞cH。2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:【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S?HS-H，HS-?S2-H，H2O?HOH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：cH2S＞cH＞cHS->cS2-＞cOH-。2水解理論：1弱酸的陰離子或弱堿的陽離子因水解而損耗變?。喝鏝aF溶液中有：cNa＞cF-。2弱酸的陰離子或弱堿的陽離子的水解是微量的（雙水解除外），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，所以若水解后顯酸性，則溶液中cH>c弱電解質(zhì)，若水解后顯堿性，則溶液中cOH->c弱電解質(zhì)。例如：NH42SO4溶液中有濃度關(guān)系cH＞cNH3·H2O，若要對NH42SO4溶液中的離子濃度和cNH3·H2O按大到小排列則為cNH4＞cSO42-＞cH＞cNH3·H2O＞cOH-。又如：NaF溶液中有濃度關(guān)系cOH-＞cHF，若要對NaF溶液中的離子濃度和cHF按大到小排列則為cNa＞cF-＞cOH-＞cHF＞cH。3多元弱酸的酸根離子的水解是分步進行的，主要以第一步水解為主。例如：Na2CO3溶液中水解平衡為：CO32-H2O?HCO3-OH-，H2OHCO3-?H2CO3OH-，所以Na2CO3溶液中以下兩種微粒濃度的關(guān)系為：cCO32-＞cHCO3-。理清一條思路，掌握分析方法【常見題型】一、溶質(zhì)單一型（★關(guān)注三個守恒★）1弱酸溶液：【例1】溶液中，下列關(guān)系錯誤的是（）AcH=cHS-cS2-cOH-BcH=cHS-2cS2-cOH-CcH＞DcH2ScHS-cS2-=A【解析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S?HHS-，HS-?HS2-，H2O?HOH-，根據(jù)電荷守恒得cH=cHS-2cS2-cOH-，由物料守恒得cH2ScHS-cS2-=，所以錯誤的是A項?！境Ｒ婎}型】2弱堿溶液：【例2】室溫下，的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是（）AcOH-＞cHBcNH3·H2OcNH4=NH4＞cNH3·H2O＞cOH-＞cHDcOH-=cNH4cH【解析】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。C【常見題型】3強酸弱堿鹽溶液：【例3】在氯化銨溶液中，下列關(guān)系正確的是（）AcCl-＞cNH4＞cH＞cOH-BcNH4＞cCl-＞cH＞cOH-CcNH4＝cCl-＞cH＝cOH-DcCl-＝cNH4＞cH＞cOH-【解析】由于氯化銨溶液中存在下列電離過程：NH4Cl=NH4Cl-，H2OHOH-和水解過程：NH4H2OHNH3·H2O，由于NH4水解被消耗，所以cCl-＞cNH4，又因水解后溶液顯酸性，所以cH＞cOH-，且水解是微量的，所以正確的是A項。（注意：解答這類題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。）A【常見題型】4強堿弱酸鹽溶液：【例4】在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是A．cNa=2cHS－2cS2－2cH2SB．cNacH=cOH－cHS－2cS2－C．cNa＞cS2－＞cOH－＞cHS－D．cOH－=cHS－cHcH2S【解析】電荷守恒：cNacH=cOH－cHS－2cS2－；物料守恒：cNa=2cHS－2cS2－2cH2S；質(zhì)子守恒：cOH－=cHS－cH2cH2S，選DD【常見題型】5強堿弱酸的酸式鹽溶液：【例5】草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，4溶液中，下列關(guān)系正確的是（）A．ccH=cHC2O4-cOH-cC2O42-B．cHC2O4-cC2O42-=．cC2O42-<cH2C2O4D．c=cH2C2O4cHC2O4-cC2O42-【解析】因為草酸氫鉀呈酸性，所以HC2O4-電離程度大于水解程度，故cC2O42-＞cH2C2O4。又依據(jù)物料平衡，所以D．c=cH2C2O4cHC2O4-cC2O42-正確，又根據(jù)電荷守恒：ccH=cHC2O4-cOH-2cC2O42-，所以綜合上述D正確。D二、兩種電解質(zhì)溶液混合后離子濃度大小的比較（★關(guān)注混合后溶液的酸堿性★）一般判斷原則：若溶液中有酸或堿存在，要考慮酸和堿的電離，即溶液相應(yīng)地顯酸性或堿性；若溶液中的溶質(zhì)僅為鹽，則考慮鹽水解情況；對于特殊情景要按所給的知識情景進行判斷。一兩種物質(zhì)混合不反應(yīng)：【例6】用物質(zhì)的量都是01mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中CCH3COO-＞CNa，對該混合溶液的下列判斷正確的是ACH<COH-BCCH3COOH＋CCH3COO-＝02mol/LCCCH3COOH＞CCH3COO-DCCH3COO-＋COH-＝02mol/LB【常見題型】二兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)【例7】在10ml·L-1NaOH溶液中加入同體積、同濃度CH3COOH溶液，反應(yīng)后溶液中各微粒的濃度關(guān)系錯誤的是。A．cNa＞cCH3COO-＞cH＞cOH-B．cNa＞cCH3COO-＞cOH-＞cHC．cNa＝cCH3COO-＋cCH3COOHD．cNa＋cH＝cCH3COO-＋cOH-【解析】由于混合的NaOH與CH3COOH物質(zhì)的量都為1×10-3mol，兩者恰好反應(yīng)生成CH3COONa，等同于單一溶質(zhì)，故與溶質(zhì)單一型方法相同：由于少量CH3COO-發(fā)生水解：CH3COO-H2O?CH3COOHOH-,故有cNa＞cCH3COO-＞cOH-＞cH，根據(jù)物料守恒C正確，根據(jù)電荷守恒D正確，A錯誤,故該題選項為A。A【常見題型】三兩種物質(zhì)反應(yīng)，其中一種有剩余（分兩種情況）：1酸與堿反應(yīng)型（在審題時，要關(guān)注所給已知是“物質(zhì)的量濃度”還是“ol·L-1CH3COOH溶液與001mol·L-1NaOH溶液等體積混合，溶液顯酸性，則混合液中微粒濃度關(guān)系正確的是AcCH3COO-<cNaBcCH3COOH＞cCH3COO-C2cH＝cCH3COO--cCH3COOHDcCH3COOHcCH3COO-＝001mol·L-1D【常見題型】【例10】（05江蘇改編）常溫下將稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合，不可能出現(xiàn)的結(jié)果A．pH＞7，且cNa＞cOH-＞cCH3COO—＞cHB．pH＞7，且cNacH=cOH—cCH3COO—C．pH＜7，且cCH3COO—＞cH＞cNa＞cOH—D．pH＝7，且cCH3COO—=cNa＞cH=cOH—【答案】A【常見題型】【例13】下列混合溶液中，各離子濃度的大小順序正確的是A1mol·L－·L－1鹽酸混合：cCl－>cNH4>cOH－>cHB．·L－·L－1NaOH溶液混合：cNa=cCl->cOH->cHC．·L－·L－