二元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是:
C(不水解离子)>C(水解离子)>C(显性离子)>C(二级水解离子)>C(水电离出的另一离子)
[随堂练习]在Na2S溶液中下列关系不正确的是
A.c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)
B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
C.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
D.c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+c(H2S)
[点击试题]判断0.1mol/L的NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系
解析:
因NaHCO3==Na++HCO3―,HCO3―+H2O
H2CO3+OH―,HCO3―
H++CO32―。
HCO3―的水解程度大于电离程度,因此溶液呈碱性,且C(OH―)>C(CO32―)。
由于少部分水解和电离,则C(Na+)>C(HCO3―)>C(OH―)>C(H+)>C(CO32―)。
二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般关系是:
C(不水解离子)>C(水解离子)>C(显性离子)>C(水电离出的另一离子)>C(电离得到的酸根离子)
[随堂练习]草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,在0.1mol/LKHC2O4溶液中,下列关系正确的是(CD)
A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
B.c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/L
C.c(C2O42-)>c(H2C2O4)
D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
下面再让我们利用上述规律来解决一下强酸弱碱盐的问题
[点击试题]在氯化铵溶液中,下列关系正确的是( )
A.c(Cl-)>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-)
三、典型题----两种电解质溶液相混合型的离子浓度的判断
解此类题的关键是抓住两溶液混合后生成的盐的水解情况以及混合时弱电解质有无剩余,若有剩余,则应讨论弱电解质的电离。
下面以一元酸、一元碱和一元酸的盐为例进行分析。
1、强酸与弱碱混合
[点击试题]PH=13的NH3·H2O和PH=1的盐酸等体积混合后所得溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是____________
解析:
PH==1的HCl,C(H+)==0.1mol/L,PH=13的NH3·H2O,C(OH―)==0.1mol/L,则NH3·H2O的浓度远大于0.1mol/L,因此,两溶液混合时生成NH4Cl为强酸弱碱盐,氨水过量,且C(NH3·H2O)>C(NH4Cl),则溶液的酸碱性应由氨水决定。
即NH3·H2O的电离大于NH4+的水解,所以溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:
C(NH4+)>C(Cl―)>C(OH―)>C(H+)。
需要我们注意的是,强酸弱碱盐溶液中加入一定量的弱碱,解题方法与此题相同。
2、强碱与弱酸混合
[点击试题]PH=X的NaOH溶液与PH=Y的CH3COOH溶液,已知X+Y=14,且Y<3。
将上述两溶液等体积混合后,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序正确的是()
A、C(Na+)>C(CH3COO―)>C(OH―)>C(H+)
B、C(CH3COO―)>C(Na+)>C(H+)>C(OH―)
C、C(CH3COO―)>C(Na+)>C(OH―)>C(H+)
D、C(Na+)>C(CH3COO―)>C(H+)>C(OH―)
解析:
同上,PH==X的NaOH溶液中,C(OH―)==10-(14-X)mol/L,PH==Y的CH3COOH溶液中,C(H+)==10-Ymol/L,因为X+Y==14,NaOH溶液中C(OH―)等于CH3COOH溶液中C(H+)。
因此C(CH3COOH)远大于10-Ymol/L,CH3COOH过量,因此选项B正确。
上述两题的特点是PH1+PH2==14,且等体积混合。
其溶液中各离子浓度的关系的特点是
C(弱电解质的离子)>C(强电解质的离子)>C(显性离子)>C(水电离出的另一离子)
3、强碱弱酸盐与强酸混合和强酸弱碱盐与强碱混合
[点击试题]0.2mol/L的CH3COOK与0.1mol/L的盐酸等体积混合后,溶液中下列粒子的物质的量关系正确的是()
A、C(CH3COO―)==C(Cl―)==C(H+)>C(CH3COOH)
B、C(CH3COO―)==C(Cl―)>C(CH3COOH)>C(H+)
C、C(CH3COO―)>C(Cl―)>C(H+)>C(CH3COOH)
D、C(CH3COO―)>C(Cl―)>C(CH3COOH)>C(H+)
解析:
两溶液混合后CH3COOK+HCl
KCl+CH3COOH,又知CH3COOK过量,反应后溶液中CH3COOK、CH3COOH和KCl物质的量相等。
由于CH3COOH的电离和CH3COO―的水解程度均很小,且CH3COOH的电离占主导地位,因此,C(CH3COO―)>C(H+)>C(OH―)。
又知C(Cl―)==0.05mol/L,C(CH3COOH)<0.05mol/L。
因此,选项中D是正确的。
4、酸碱中和型
(1)恰好中和型
[点击试题]在10ml0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAc溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )。
A.c(Na+)>c(Ac-)>c(H+)>c(OH-) B.c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)=c(Ac-)+c(HAC) D.c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)
解析:
由于混合的NaOH与HAc物质的量都为1×10-3mol,两者恰好反应生成NaAc,等同于单一溶质,故与题型①方法相同。
由于少量Ac-发生水解:
Ac-+H2O
HAc+OH-。
故有c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+),根据物料守恒C正确,根据电荷守恒D正确,A错误。
故该题选项为A。
(2)pH等于7型
[点击试题]常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中( )。
A.c(HCOO-)>c(Na+) B.c(HCOO-)<c(Na+)
C.c(HCOO-)=c(Na+) D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的关系
解析:
本题绝不能理解为恰好反应,因完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而现在Ph=7,故酸略为过量。
根据溶液中电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-) 因pH=7,故c(H+)=c(OH-),所以有c(Na+)=c(HCOO-),答案为C。
(3)反应过量型
[点击试题]常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是
A.pH>7,且c(OH—)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO—)
B.pH>7,且c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO—)+c(OH—)
C.pH<7,且c(CH3COO—)>c(H+)>c(Na+)>c(OH—)
D.pH=7,且c(CH3COO—)>c(Na+)>c(H+)=c(OH—)
[随堂练习]1、将标准状况下的2.24LCO2通入150ml1mol/LnaOH溶液中,下列说法正确的是()
A.c(HCO3-)略大于c(CO32-)
B.c(HCO3-)等于c(CO32-)
C.c(Na+)等于c(CO32-)与c(HCO3-)之和
D.c(HCO3-)略小于c(CO32-)
2、向0.1mol·L-1NaOH溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是( )
A Na+、CO32- B Na+、HCO3-
C HCO3-、CO32- D Na+、OH-
四、守恒问题在电解质溶液中的应用
解此类题的关键是抓住溶液呈中性(即阴阳离子所带电荷总数相等)及变化前后原子的个数守恒两大特点。
若题中所给选项为阴阳离子的浓度关系,则应考虑电荷守恒,若所给选项等式关系中包含了弱电解质的分子浓度在内,则应考虑物料守恒。
[点击试题]表示0.1mol/LNaHCO3溶液中有关粒子浓度的关系正确的是()
A、C(Na+)>C(HCO3―)>C(CO32―)>C(H+)>C(OH―)
B、C(Na+)+C(H+)==C(HCO3―)+C(CO32―)+C(OH―)
C、C(Na+)+C(H+)==C(HCO3―)+2C(CO32―)+C(OH―)
D、C(Na+)==C(HCO3―)+C(CO32―)+C(H2CO3)
解析:
A、NaHCO3溶液因为水解大于电离而呈碱性,因此C(OH―)>C(H+)。
B、应考虑电荷守恒,C(CO32―)前应乘以2;C、电荷守恒符合题意;D、含弱电解质分子应考虑物料守恒,在NaHCO3溶液中存在下列关系:
NaHCO3==Na++HCO3―;HCO3―
H++CO32―;HCO3―+H2O
H2CO3+OH―则C(Na+)==C(HCO3―)+C(CO32―)+C(H2CO3)符合题意。
故选CD
1、两种物质混合不反应:
[点击试题]用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)>C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是()
A.C(H+)>C(OH-)B.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.2mol/L
C.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)D.C(CH3COO-)+C(OH-)=0.2mol/L
2、两种物质恰好完全反应
[点击试题]在10ml0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAc溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是()。
A.c(Na+)>c(Ac-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)=c(Ac-)+c(HAC)
D.c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)
3、两种物质反应,其中一种有剩余:
(1)酸与碱反应型
关注所给物质的量是物质的量浓度还是pH。
在审题时,要关注所给物质的量是“物质的量浓度”还是“pH”,否则会很容易判断错误。
(解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。
)
[点击试题]把0.02mol·L-1HAc溶液与0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合,则混合液中微粒浓度关系正确的是()
A、c(Ac-)>c(Na+)B、c(HAc)>c(Ac-)
C、2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)D、c(HAc)+c(Ac-)=0.01mol·L-1
(2)盐与碱(酸)反应型
[讲]解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程度的相对大小。
将0.1mol·L-1醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子浓度关系正确的是()。
A.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
B.c(CH3COO-)>c(Cl-)+c(CH3COOH)>c(H+)
C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)
4、不同物质同种离子浓度比较型:
[点击试题]物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是( )。
A.NH4Cl B.NH4HSO4 C.NH3COONH4 D.NH4HCO3
解析:
NH4+在溶液中存在下列平衡:
NH4++H2O
NH3·H2O+H+ B中NH4HSO4电离出大量H+,使平衡向左移动,故B中c(NH4+)大于A中的c(NH4+),C项的CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性,使平衡向右移动,故C、D中c(NH4+)小于A中c(NH4+),正确答案为B。