高中化学总复习之知识讲解离子浓度大小比较提高 1.docx
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高中化学总复习之知识讲解离子浓度大小比较提高1
高考总复习离子浓度的大小比较
【高考展望】
电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。
多年以来全国高考化学试卷年年涉及这种题型，受到高考命题者的青睐。
这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。
【方法点拨】
解答此类题时必须有正确的思路，首先确定平衡溶液中的溶质，是单一溶质，还是含多个溶质；然后从宏观和微观上进行分析。
宏观上掌握解题的三个思维基点即抓住三大守恒：
电荷守恒、物料守恒、质子守恒，并能做出相应的变形。
微观上抓住电离平衡、水解平衡，分清主次。
总的来说就是要先整体，后局部；先宏观，后微观；先定性，后定量。
【知识升华】
一、电解质溶液中的守恒关系
1.电荷守恒：
⑴电荷守恒的含义：
电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等.
⑵电荷守恒式的书写：
如Na2CO3溶液中由于存在下列电离和水解关系：
Na2CO3=2Na++CO32-，
H2O
H++OH-，
CO32-+H2O
HCO3-+OH-，
H2O+HCO3-
H2CO3+OH-，
所以溶液中所有的阳离子有Na+、H+，阴离子有CO32-、HCO3-、OH-，根据电荷守恒有：
c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）。
又如CH3COONa溶液中由于存在下列电离和水解关系：
CH3COONa=CH3COO-+Na+，
CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-，
H2O
H++OH-，
所以溶液中所有的阳离子为Na+、H+，所有的阴离子为CH3COO-、OH-，因此电荷守恒式为：
c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）。
【注意】书写电荷守恒式必须做到：
①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。
2.物料守恒：
⑴含义：
指某微粒的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的微粒浓度之和。
⑵物料守恒式的书写：
如：
Na2CO3溶液中由于存在下列电离和水解关系：
Na2CO3=2Na++CO32-，
CO32-+H2O
HCO3-+OH-，
H2O+HCO3-
H2CO3+OH-，
由于c（Na+）=2c（CO32-）原始，而CO32-由于水解在溶液中存在的形式为CO32-、HCO3-、H2CO3，所以其物料守恒式为：
c（Na+）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）
又如：
CH3COONa溶液中由于存在下列电离和水解关系：
CH3COONa=CH3COO-+Na+，
CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-，
由于c（Na+）=c（CH3COO-）原始，而由于水解在溶液中的存在形式为CH3COOH、CH3COO-，所以其物料守恒式为：
c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）。
再如：
K2S溶液中其物料守恒式为：
c（K+）=2c（S2―）+2c（HS―）+2c（H2S）
3.质子守恒：
质子即氢离子。
理解一：
质子守恒即水电离的氢离子和氢氧根离子的浓度相等。
如在Na2CO3溶液中：
本来由水电离出的c（H＋）与c（OH－）相等，而水电离出的c（H＋）氢离子“兵分三路”：
H＋、HCO3－、H2CO3，每个H2CO3分子中含有两个氢原子，故所谓质子守恒为：
c（OH－）=c（H＋）+c（HCO3－）+2c（H2CO3）。
理解二：
上述关系也可由碳酸钠溶液中的电荷守恒式和物料守恒式合并，将Na+消掉即得：
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）①
物料守恒：
c（Na+）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）②
①+②得：
c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）
理解三：
此关系式还可以按下列方法进行分析
由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值，所以无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H＋）的物质的量应相等。
可以用图示放分析如下：
由得失氢离子守恒可得：
c（OH-）=c（H3O+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）,即：
c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）。
又如：
在K2S溶液中，水电离出的H+分别以H+、HS―、H2S形式存在，而水电离出的OH―完全以OH―形式存在，故有c（OH―）=c（H+）+c（HS―）+2c（H2S）。
二、实例：
常见溶液中微粒浓度大小关系
【363400第一类：
单一的酸碱溶液】
1、在0.1mol/L的CH3COOH溶液中的关系
离子浓度大小顺序：
c（CH3COOH）＞c（H+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）
电荷守恒：
c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）
物料守恒：
c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1mol/L
2、在0.1mol/L的CH3COONa溶液中的关系
离子浓度大小顺序：
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）
物料守恒：
c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=c（Na+）
质子守恒：
c（OH-）=c（H+）+c（CH3COOH）
3、用物质的量都是0.1mol的CH3COOH与CH3COONa配成1L混合溶液，测得溶液pＨ＜７，试分析：
离子浓度大小顺序：
c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）
物料守恒：
c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=2c（Na+）
4、在0.1mol/LNa2CO3溶液中的关系
离子浓度大小顺序：
c（Na+）>c（CO32-）>c（OH-）>c（HCO3-）>c（H+）
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
物料守恒：
c（Na+）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）
质子守恒：
c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）
5、在0.1mol/LNaHCO3溶液中的关系
离子浓度大小顺序：
c（Na+）>c（HCO3-）>c（OH-）>c（H+）
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
物料守恒：
c（Na+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）
【363400第二类：
一元强碱滴定一元弱酸】
6、在NaOH溶液中逐滴加入醋酸，分析各阶段离子浓度关系
醋酸的量
反应后溶质组成
pH
微粒浓度大小
醋酸很少量
CH3COONa少、
NaOH多
＞7
c（Na+）＞c（OH-）＞c（CH3COO-）＞c（H+）
醋酸少量
CH3COONa多、
NaOH少
＞7
c（Na+）＞c（CH3COO－）=c（OH－）＞c（H+）或
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
恰好中和
CH3COONa
＞7
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
醋酸稍过量
CH3COONa多
CH3COOH很少
＞7
c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
恰好中性
CH3COONa
CH3COOH少
=7
c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-）
醋酸过量较多
CH3COONa少
CH3COOH多
＜7
c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）或
c（CH3COO－）＞c（Na+）=c（H+）＞c（OH－）
醋酸过量很多
CH3COONa少
CH3COOH极多
＜7
c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（Na+）＞c（OH-）
7、在HCl溶液中逐滴加入氨水，分析各阶段离子浓度关系
氨水的量
反应后溶质组成
pH
微粒浓度大小
氨水很少量
NH4Cl少
HCl多
＜7
c（Cl-）＞c（H+）＞c（NH4+）＞c（OH-）
氨水少量
NH4Cl多
HCl少
＜7
c（Cl-）＞c（NH4+）=c（H+）＞c（OH-）或
c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
恰好反应
NH4Cl
＜7
c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
氨水稍过量
NH4Cl多
NH3·H2O很少
＜7
c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
氨水过量
NH4Cl多
NH3·H2O少
=7
c（Cl-）=c（NH4+）＞c（H+）=c（OH-）
氨水过量较多
NH4Cl少
NH3·H2O多
＞7
c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）或
c（NH4+）＞c（Cl-）=c（OH-）＞c（H+）
氨水过量很多
NH4Cl
NH3·H2O很多
＞7
c（NH4+）＞c（OH-）＞c（Cl-）＞c（H+）
【典型例题】
类型一、单一酸碱溶液中微粒浓度大小的比较
【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中，下列关系错误的是（ ）
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
【答案】A
【解析】由于H2S溶液中存在下列平衡：
H2S
H++HS-，HS-
H++S2-，H2O
H++OH-，根据电荷守恒得c（H+）=c（HS-）+2c（S2-）+c（OH-），由物料守恒得c（H2S）+c（HS-）+c（S2-）=0.1mol/L，所以关系式错误的是A项。
【总结升华】解答这类题目主要抓住弱酸的电离平衡。
举一反三：
【变式1】室温下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列关系式中不正确的是（ ）
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+）
【答案】C
【解析】由于氨水溶液中存在一水合氨的电离平衡和水的电离平衡，所以所得溶液呈碱性，根据电荷守恒和物料守恒知BD正确，而一水合氨的电离是微量的，所以C项错误，即答案为C项。
【变式2】在0.1mol/L的CH3COOH溶液中，下列关系错误的是（ ）
A.c（CH3COOH）＞c（H+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）B.c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）
C.c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1mol/LD.c（CH3COOH）=0.1mol/L
【答案】D
【变式3】H2A为二元弱酸，则下列说法正确的是（ ）
A．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等
B．在等物质的量浓度的Na2A、NaHA两溶液中，前者pH大于后者
C．在NaHA溶液中一定有：
c（Na＋）>c（HA－）>c（OH－）>c（H＋）
D．在Na2A溶液中一定有：
c（Na＋
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