高中化学14溶液中离子浓度大小的比较.docx
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高中化学14溶液中离子浓度大小的比较
一、电离平衡理论与水解平衡理论——掌握两个“微弱”
1．电离平衡理论
（1）弱电解质（弱酸、弱碱）的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的。
同时注意考虑水的电离的存在。
（2）多元弱酸的电离是分步的，其主要是第一级电离。
如H2CO3、H2S
2．水解平衡理论
（1）盐溶液中弱酸根离子或弱碱的阳离子的水解一般是微弱的。
（2）多元弱酸根离子的水解是分步的，其主要是第一步水解。
如Na2CO3
例：
（1）0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中的离子、分子大小关系如何？
【答案】c（CH3COOH）＞c（H+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）
（2）在0.1mol/L的NH3·H2O溶液中，NH3·H2O、NH4+、OH-、H+的浓度由大到小的顺序是：
【答案】c（NH3·H2O）＞c（OH-）＞c（NH4+）＞c（H+）
二、电荷守恒、物料守恒、质子守恒——牢记三个“守恒”
1．电荷守恒
电解质溶液总是呈电中性的，即：
电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。
例：
Na2S溶液中存在着Na+、H+、HS-、S2-、OH-，存在如下关系：
c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HS-）＋c（OH-）＋2c（S2-）。
2．物料守恒
电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。
例：
Na2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：
c（Na＋）＝2c（S2－）＋2c（HS－）＋2c（H2S）。
3．质子守恒（水的电离守恒）
电解质溶液中，分子（或离子）得失质子（H+）的物质的量是相等。
例：
Na2S水溶液中的质子转移作用图示如下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：
c（H+）＋2c（H2S）＋c（HS-）＝c（OH-）。
质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
练一练：
（1）写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式。
【答案】电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）＝c（CH3COO-）+c（OH-）
物料守恒：
c（Na+）＝c（CH3COO-）+c（CH3COOH）
质子守恒：
c（OH-）＝c（H+）+c（CH3COOH）
（2）写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式。
【答案】电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）＝c（HCO3-）+2c（CO32-）+c（OH-）
物料守恒：
c（Na+）＝c（HCO3-）+c（CO32-）+c（H2CO3）
质子守恒：
c（OH-）＝c（H+）－c（CO32-）+c（H2CO3）
（3）写出0.1moL/L的Na2CO3溶液中粒子浓度关系。
【答案】大小关系：
C（Na+）>C（CO32-）>C（OH-）>C（HCO3-）>C（H+）
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HCO3-）+2c（CO32-）
物料守恒：
1/2C（Na+）=C（HCO3-）+C（H2CO3）+C（CO32-）
质子守恒：
C（OH-）=C（H+）+2C（H2CO3）+C（HCO3-）
【小结】电荷守恒注意：
找到溶液中所有的离子;分清离子浓度和电荷浓度
物料守恒注意：
找准某元素守恒;等量代换
质子守恒注意：
明确哪些微粒结合H+（或OH-），结合的数目;那些微粒电离出H+（或OH-）
电离的数目
三、混合溶液中的三大守恒书写（难点）
例：
等物质的量浓度等体积的CH3COOH与CH3COONa溶液中的三个守恒关系。
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）
物料守恒：
2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）
方法一：
电荷守恒与物料守恒相互处理消去Na+
质子守恒：
2c（H+）+c（CH3COOH）=c（CH3COO-）+2c（OH-）
方法二：
用质子迁移直接写出质子守恒
质子守恒：
2c（H+）+c（CH3COOH）=c（CH3COO-）+2c（OH-）
练一练：
2mol的Na2CO3与3mol的NaHCO3混合的三大守恒书写
电荷守恒：
c（Na+）+c（H+）＝c（HCO3-）+2c（CO32-）+c（OH-）
物料守恒：
5c（Na）=7c（C）
5c（Na+）=7c（HCO3-）+7c（H2CO3）+7c（CO32-）
质子守恒：
方法一：
电荷守恒与物料守恒消去Na+
方法二：
用质子转移直接书写出质子守恒
得：
2c（HCO3-）+7c（H2CO3）+5c（H+）=3c（CO32-）+5c（OH-）
【小结】混合物中质子守恒的书写注意点：
（1）找准基准物：
溶液中最开始会电离出质子和结合质子的微粒
（2）明确基准物的物质的量的关系
（3）多元弱酸因分步水解，如CO32-可以获得1个质子，也可以获得2个质子，获得2个质子形成H2CO3，在表示质子守恒时需乘以2。
（4）两种方法无所谓好坏，哪个方便用哪个。
四、水解程度与电离程度的比较
我们在遇到实际问题时往往会出现既需要考虑电离过程，又需要考虑水解过程的问题，两个过程对判断离子的浓度大小会有不同程度的影响，这时我们需要判断电离和水解过程哪个程度更大。
1．酸式盐问题
（1）强酸酸式盐溶液呈强酸性。
如NaHSO4、NH4HSO4
（2）强碱弱酸酸式盐溶液显何性，必须比较其阴离子的电离
程度和水解程度。
电离程度＞水解程度，则溶液显酸性。
如NaHSO3
电离程度＜水解程度，则溶液显碱性。
如NaHCO3
2．混合溶液
对于弱酸（碱）及其强碱（酸）盐的混合物，一般说来优先考虑盐对弱酸（碱）电离平衡的影响，忽略盐的水解。
如NH4Cl与NH3水的混合物，一般只考虑氨水的电离而忽略铵离子的水解。
考点1：
简单的不等式与守恒问题判断
例1：
在Na2S溶液中下列关系不正确的是（）
A．c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HS-）+2c（S2-）
B．c（Na+）=2c（HS-）+2c（S2-）+c（H2S）
C．c（Na+）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（HS-）
D．c（OH-）=c（HS-）+c（H+）+c（H2S）
【难度】★★【答案】BD
变式1：
在0.1mol/L的H2S溶液中，下列关系错误的（）
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
【难度】★【答案】C
变式2：
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-）
【难度】★【答案】A
变式3：
对下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系表述正确的是（）
A．0.1mol·L－1的（NH4）2CO3溶液中：
c（CO
）>c（NH
）>c（H＋）>c（OH－）
B．0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中：
c（Na＋）＝c（HCO
）＋c（H2CO3）＋2c（CO
）
C.仅含有Na+、H+、OH－、CH3COO－四种离子的某溶液中可能存在：
c（Na+）＞c（CH3COO－）＞c（H+）＞c（OH－）
D．在25℃时，1mol·L－1的CH3COONa溶液中：
c（OH－）＝c（H＋）＋c（CH3COOH）
【难度】★★【答案】D
点拨：
弱酸、弱碱运用电离理论进行分析、正盐运用水解理论进行分析。
考点2：
比较水解程度与电离程度大小的问题判断
题型1：
酸式盐的问题
例2：
在0.1mol／LNaHSO3溶液中存在着微粒浓度的关系式，正确的是（）
A．c（Na+）>c（HSO3-）>c（SO32-）>c（H+）>c（OH-）
B．c（Na+）+c（H+）=c（HSO3-）+c（SO32-）+c（OH-）
C．c（Na+）+c（H+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）+c（OH-）
D．c（Na+）=c（HSO3-）+c（SO32-）+c（H2SO3）
【难度】★【答案】CD
变式1：
已知NaHSO3溶液呈酸性、NaHCO3溶液呈碱性。
现有浓度均为0.1mol·L－1NaHSO3和NaHCO3的两种溶液，两种溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系（R表示S或C），其中正确的一组是:
（）
A．c（Na＋）＞c（HRO3－）＞c（H＋）＞c（RO32－）＞c（OH－）
B．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HRO3－）＋c（RO32－）＋c（OH－）
C．c（H＋）＋c（H2RO3）＝c（RO32－）＋c（OH－）
D．c（Na＋）＝c（HRO3－）＋c（H2RO3）＋2c（RO32－）
【难度】★★【答案】C
变式2：
已知某温度下0.1mol/L的某酸式盐NaHB溶液中c（H+）>c（OH-）,则下列有关说法或关系一定正确的是（）
①HB-的水解程度小于HB-的电离程度；②c（Na+）=0.1mol/L≥c（B2-）；
③溶液的pH=1；④c（Na+）=c（HB-）+2c（B2-）+c（OH-）。
A．②B．②③C．②④D．①②③
【难度】★★【答案】A
变式3：
常温下，0.1mol·L－1NH4HCO3溶液的pH=7.8，该溶液中微粒浓度间关系正确的是（）
A．c（OH－）＞c（H+）
B．c（HCO3－）＞c（NH4+）
C．c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（CO32-）+c（OH-）
D．c（H2CO3）+c（H+）=c（CO32-）+c（NH3·H2O）+c（OH-）
【难度】★★★【答案】AD
【解析】D选项是质子守恒，可以通过电荷守恒与物料守恒相加减得出，如用质子转移的理论这里的NH4+可看做是给出质子与水结合形成NH3·H2O。
变式4：
NaHA是二元酸H2A的酸式盐，下列说法正确的是（）
A．NaHA溶液中Na＋和HA－的个数之比是1︰1
B．NaHA晶体中的阴阳离子个数比是1︰l
C．若NaHA的水溶液呈酸性，则二元酸H2A一定是强酸
D．若NaHA的水溶液呈碱性，则HA－只发生水解
【难度】★★【答案】B
【解析】B选项晶体中不考虑电离和水解，C选项中如果NaHA的水溶液呈酸性，H2A也可能是弱酸，这时候电离程度大于水解程度。
点拨：
酸式盐的离子浓度大小判断问题需要先比较水解与电离的程度的大小，以程度大的为主，然后再进行相应的判断。
题型2：
两种溶液混合的问题
例3：
向NaOH（aq）滴入HAc（aq）的过程中，溶液中离子浓度的大小可能正确的是
A．c（OH-）=c（Na+）>c（Ac-）>c（H+）B．c（Na+）>c（OH-）=c（Ac-）>c（H+）
C．c（Na+）>c（Ac-）>c（OH-）>c（H+）D．c（H+）>c（Ac-）>c（Na+）>c（OH-）
【难度】★★【答案】BC
【解析】NaOH与Hac混合，可能的情况：
（1）恰好完全中和，反应后溶质为NaAc，则有c（Na+）>c（Ac-）>c（OH-）>c（H+），C成立
（2）反应后溶液恰好呈中性，此时HAc剩余，则有c（Na+）=c（Ac-）＞c（OH-）=c（H+）
（3）反应后有大量HAc剩余，溶液呈酸性，则有c（Ac-）＞c（Na+），c（H+）>c（OH-），c（Na+）与c（H+）的关系不能确定，要视HAc的量而定，但c（Ac-）一定会大于c（H+），D不正确。
（4）反应后由NaOH剩余，溶液一定呈碱性，溶质为NaOH和NaAc，c（Na+）>c（OH-）>c（H+），c（Ac-）与c（OH-）的关系不能确定，B选项有可能成立
点拨：
两溶液混合，会有几种情况，
（1）混合会发生反应，两物质恰好完全反应，根据反应后的溶质进行判断
（2）混合会发生反应，但会有一种物质剩余，判断反应后的溶质，判断电离和水解的程度大小，进行判断（3）混合后不发生反应，处理同
（2）
课堂上老师可以在这道题的情景下将混合溶液的各种情况都剖析清楚。
变式1：
100mL0.1mol·L-1醋酸与50mL0.2mol·L-1NaOH溶液混合，在所得溶液中（A）
A．c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
B．c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-）
C．c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＝c（OH-）
D．c（Na+）＝c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
【难度】★【答案】A
变式2：
室温下，将一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合（忽略体积变化），实验数据如下表
实验编号
起始浓度（mol/L）
反应后溶液的pH
C（HA）
C（NaOH）
0.1
0.1
9
x
0.2
7
下列判断正确的是（）
A．实验
反应后的溶液中C（Na+）＞C（A-）＞C（OH-）＞C（H+）
B．实验
反应后的溶液中C（OH-）=C（Na+）-C（A-）=
mol/L
C．实验
反应后的溶液中C（Na+）=C（A-）＞C（OH-）=C（H+）
D．实验
反应后的溶液中C（A-）+C（HA）=0.1mol/L
【难度】★★【答案】AC
变式3：
常温下，0.1mol/L氨水溶液中
＝1×10-8，下列叙述错误的是（）
A．该溶液中氢离子的浓度：
c（H+）＝1×10-9mol/L
B．0.1mol/L氨水溶液与0.1mol/LHCl溶液等体积混合后所得溶液中：
c（NH4+）+c（H+）＝c（Cl-）+c（OH-）
C．0.1mol/L的氨水溶液与0.05
mol/LH2SO4溶液等体积混合后所得溶液中：
c（NH4+）+c（NH3）+c（NH3·H2O）＝2c（SO42-）
D．浓度均为0.1mol/L的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后，若溶液呈碱性，则
c（NH4+）＞c
（NH3·H2O）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）
【难度】★★【答案】AD
变式4：
0.1mol·L－1的稀盐酸与0.2mol·L－1醋酸钠溶液等体积完全反应后，测得反应后的溶液中c（CH3COO-）>c（Cl-），则下列判断中错误的是（）
A．温度为298K时，pH<7B．c（CH3COOH）＋c（CH3COO-）＝0.1mol·L-1
C．c（CH3COOH）【难度】★★★【答案】D
【解析】混合后溶液中的溶质为：
n（NaCl）：
n（HAc）：
n（NaAc）=1:
1，根据c（CH3COO-）>c（Cl-），可以得出HAc的电离程度大于NaAc的水解程度，从而进行判断。
题型3：
混合溶液中的三大守恒应用
例4：
某天然碱的化学式可表示为2Na2CO3·NaHCO3·2H2O，取少量该物质溶于水得稀溶液，下列有关溶液P中微粒的物质的量浓度关系正确的是（）
A．c（CO32-）>c（HCO3-）>c（OH-）>c（H+）
B．c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）
C．3c（Na+）>5c（CO32-）+5c（HCO3-）
D．将该溶液与少量NaOH溶液混合后：
c（Na+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（CO32-）+c（OH-）
【难度】★★★【答案】AC
【解析】B选项是根据形式看应该是质子守恒，可以根据混合溶液的质子守恒方法进行书写得出
3c（H+）+5c（H2CO3）+2c（HCO3-）=c（CO32-）+3c（OH-）
C选项是物料守恒的变式D选项是电荷守恒
变式1：
常温下在20mL0.lmol·L-1Na2A溶液（pH=11）中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，溶液的pH逐渐降低，下列说法一定正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（）
A．当盐酸加入10mL时，溶液中c（Na+）=2c（HA–）+2c（A2–）+2c（H2A）
B．当盐酸加入20mL时，溶液中HA–的物质的量小于0.002mol
C．当盐酸加入20mL时，溶液中c（Na+）>c（Cl-）>c（HA–）>c（H+）>c（OH–）
D．当盐酸加入40mL时，溶液中c（Na+）+c（H+）=c（OH–）+c（HA–）+c（A2–）+c（Cl–）
【难度】★★★【答案】AB
【解析】A选项中式子形如物料守恒，根据c（Na）：
c（A）=2:
1，得出A正确
B选项反应后溶质为n（NaCl）=0.002mol，n（NaHA）=0.002mol，则n（HA-）＜0.002mol，正确C选项中溶液酸碱性无法判断D选项中电荷守恒错误
变式2：
下列溶液中，各关系式正确的是（）
A．等浓度、等体积的NaOH和二元弱酸H2A混和溶液中：
c（Na+）+c（H+）＝c（HA－）+c（OH－）+c（A2－）
B．1L0.1mol•L-1CuSO4·（NH4）2SO4·6H2O的溶液中：
c（SO42—）＞c（NH4＋）＞c（Cu2＋）＞c（H＋）＞c（OH-）
C．物质的量浓度相等的Na2CO3和NaHCO3溶液等体积混合后的溶液中：
3c（H2CO3
）+2c（H+）+c（HCO3-）＝2c（OH-）+c（CO32-）
D．已知两种弱酸HA、HB的电离平衡常数Ka（HA）＞Ka（HB），常温下0.1mol•L-1
的HA、HB、NaA、NaB溶液中：
pH（NaA）＞pH（NaB）＞pH（HA）＞pH（HB）
【难度】★★【答案】BC
题型4：
变式问题
例5：
下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（）
A.常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7,c（Na＋）＝0.1mol·L－1]：
c（Na＋）＝c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）＝c（OH－）
B.在0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：
c（Na＋）＞c（HCO3－）＞c（CO32－）＞c（H2CO3）
C.向0.2mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L－1NaOH溶液：
c（CO32－）＞c（HCO3－）＞c（OH－）＞c（H＋）
D.B.在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中：
c（OH－）－c（H＋）＝c（HCO3－）＋2c（H2CO3）
【难度】★★【答案】AD
【解析】B选项NaHCO3水解程度大于电离程度，c（H2CO3）＞c（CO32－）。
C选项反应后溶液中有c（NaHCO3）：
c（Na2CO3）=1:
1，相同浓度下，Na2CO3的水解程度大于NaHCO3，c（CO32－）＜c（HCO3－）。
D选项为质子守恒的变式。
变式1：
室温下，下列混合溶液中，各离子浓度的关系正确的是（）
A．pH=12的一元弱碱的溶液浓度一定比pH=2的一元强酸溶液浓度小
B．浓度均为0.1mol/L的硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后：
c（Na+）=2c（SO42-）=0.1mol•L-1
C．H2C2O4为二元弱酸，浓度均为0.1mol/L的Na2C2O4溶液中：
c（Na+）=2c（C2O42-）+c（HC2O4-）+c（H2C2O4）
D．浓度均为0.lmol/L的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液中（R表示S或C）：
c（H+）【难度】★★【答案】BD【解析】D选项可以通过质子守恒变式而来
变式2：
Na2SO3溶液做为吸收液吸收SO2时，吸收液pH随n（SO32-）:
n（HSO3-）变化的关系如下表:
n（SO32-）:
n（HSO3-）
91:
9
1:
1
9:
91
pH
8.2
7.2
6.2
以下离子浓度关系的判断正确的是（）
A．NaHSO3溶液中c（H+）>c（OH-）
B．Na2SO3溶液中c（Na+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（OH-）>c（H+）
C．当吸收液呈中性时，c（Na+）>c（SO32-）>c（HSO3-）>c（OH-）=c（H+）
D．当吸收液呈中性时，c（Na+）=c（HSO3-）+2c（SO32-）
【难度】★★【答案】AD【解析】D选项根据电荷守恒变式而来
点拨：
看见题目中比较陌生的式子，尤其是有减号、大于号、小于号的式子，不要害怕，试试看是不是有三大守恒的式子演变而来的。
题型5：
结合图像分析进行判断
例6：
常温下，向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液，有关微粒的物质的
量变化如下图（其中I代表H2A，II代表HA－，III代表A2－）。
根据图示判断，下列说法正确的是（）
A．当V（NaOH）=20mL时，溶液中离子浓度大小关系：
c（Na+）>c（HA－）>c（H+）>c（A2－）>c（OH－）
B．等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合，其溶液中水的电离程度比纯水的大
C．向Na2A溶液加入水的过程中，pH可能增大也可能减小
D．NaHA溶液中：
c（OH－）＋c（A2－）=c（H+）＋c（H2A）
【难度】★★【答案】AD
变式1：
室温时，向20mL0.1mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化曲线如图所示。
在滴定过程中，关于溶液中离子浓度大小关系的描述正确的是
40
V（NaOH）（mL）
pH
30
20
10
7
b
d
c
a
A．a点时：
c（CH3COOH）>c（CH3COO－）>c（H＋）>c（Na＋）>c（OH－）
B．b点时：
c（Na＋）＝c（CH3COO－）
C．c点时：
c（H＋）＝c（CH3COOH）＋c（OH－）
D．d点时：
c（Na＋）c（OH－）c（CH3COO－）c（H＋）
【难度】★★【答案】BD
变式2：
25℃时，取浓度均为0.1mol/L的醋酸溶液和氨水各20mL，分别用0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L盐酸进行中和滴定，滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如右图所示。
下列说法正确的是（
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