电解质溶液中离子浓度关系.docx

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电解质溶液中离子浓度关系

电解质溶液中离子浓度关系

一、电离平衡理论和水解平衡理论

1.电离理论：

⑴弱电解质的电离是微弱的，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；例如NH・H2O溶液中微粒浓度大小关系。

【分析】由于在NHHO溶液中存在下列电离平衡：

NH++OH,H>OH++OH,

所以溶液中微粒浓度关系为：

c（NH3•HzO）>c（OH-）>c（NH「）>c（H+）。

⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主；例如H2S溶液中微粒浓度大小关系。

【分析】由于HS溶液中存在下列平衡：

HbS’HS+H+,HS,S2-+H+,HaOH++OH,

所以溶液中微粒浓度关系为：

c（H2S）>c（H+）>c（HS-）>c（OH-）。

2.水解理论：

⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；女口NaHCO溶液中有：

c（Na+）>c（HCQ-）。

⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水解除外），因此水解生成的弱电解质

及产生川的（或OH）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后

的酸性溶液中c（H+）（或碱性溶液中的c（OH-））总是大于水解产生的弱电解质的浓度；例如

（NH4）2SQ溶液中微粒浓度关系。

【分析】因溶液中存在下列关系：

（NH）2SO=2NH+SO-,

2H

2OH+2H：

2NH・HO，由于水电离产生的c（H+）水=c（OH）水，而水电离产生的一部分OH与NH+结合产生

NH•HzO,另一部分OH仍存在于溶液中，所以溶液中微粒浓度关系为：

c（NH4+）>c（SO42-）>

+-

c（H）>c（NHs•HaO）>c（OH）。

⑶一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”，如水解呈酸性的溶液中c（H+）>c（OH），水解呈

碱性的溶液中c（OH-）>c（H+）；

⑷多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的，主要以第一步水解为主。

例如Na^CO溶液中微

粒浓度关系。

【分析】因碳酸钠溶液水解平衡为：

CO2-+HzHCO+OH,HaO+HCOH2CQ+OH,所

以溶液中部分微粒浓度的关系为：

2--

c（CO3）>c（HCO）。

二、电荷守恒和物料守恒

1•电荷守恒：

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。

女口NaHC3溶液中：

n（Na+）+n（H+）=n（HCO-）+2n（CQ2-）+n（OH）推出：

c（Na+）+c（H+）

2

=c（HCQ）+2c（CQ）+c（OH）

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。

如NaHCO溶液中n（Na+）:

n（c）=1:

1,推出：

c（Na+）=c（HCQ-）+c（CQ2-）+c（H2CQ）

【注意】书写电荷守恒式必须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。

3.导出式质子守恒：

如碳酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将Na+离子消掉可得：

c（QH-）=c（H+）+c（HCQ3-）+2c（H2CQ）。

此关系式也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，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。

可以用图示分析如下：

结合1个疋

詩HCOf

结合2个用

失去1个疋

CH

结合1个才

由得失氢离子守恒可得:

-+

c（QH）=c（H）+c（CH3CQQH。

屮

-+-

c（QH）=c（H）+c（HCQ3）+2c（H2CQ）。

又如醋酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将钠离子消掉可得:

[规律总结]

1、必须有正确的思路：

2、掌握解此类题的三个思维基点：

电离、水解和守恒

3、分清他们的主要地位和次要地位

【常见题型】

一、溶质单一型※※关注三个守恒

1.弱酸溶液：

【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中，下列关系错误的是（）

+-2--+-2--

A.c（H）=c（HS）+c（S）+c（QH）B.c（H）=c（HS）+2c（S）+c（QH）

+-2---2-

C.c（H）>[c（HS）+c（S）+c（QH）]D.c（H2S）+c（HS）+c（S）=0.1mol/L

一+_2-_一

根据电荷守恒得c（H）=c（HS_）+2c（S_）+c（QH_），由物料守恒得

2

c（H2S）+c（HS_）+c（S_）=0.1mol/L，所以关系式错误的是A项。

（注意：

解答这类题目主要抓住弱酸的电离平衡。

）

2.弱碱溶液：

【例2】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•HzO）+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。

3.强酸弱碱盐溶液：

【例3】在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（）

-++-+-+-

A.c（CI）>c（NH4）>c（H）>c（OH）B.c（NH4）>c（Cl）>c（H）>c（OH）

+-+--++-

C.c（NH4）=c（CI）>c（H）=c（OH）D.c（CI）=c（NH4）>c（H）>c（OH）

分析：

由于氯化铵溶液中存在下列电离过程：

NHCI=NH++CI-,H2OH++OH和水解过程：

NH++HH++NH•H2O,由于铵离子水解被消耗，所以c（CI-）>c（NH4+），又因水解后溶液

显酸性，所以c（H+）>c（OH-），且水解是微量的，所以上述关系式正确的是A项。

（注意：

解答这类题目时主要抓住弱碱阳离子的水解，且水解是微量的，水解后溶液呈酸性。

）

4.强碱弱酸盐溶液：

【例4】在NqS溶液中下列关系不正确的是

+—2-

A.c（Na）=2c（HS）+2c（S）+c（H2S）

++——2—

B.c（Na）+c（H）=c（OH）+c（HS）+2c（S）

C.c（Na+）>c（S2—）>c（OH—）>c（HS—）

D.c（OH—）=c（HS—）+c（H+）+c（H2S）

++2

解析：

电荷守恒：

c（Na）+c（H）=c（OH—）+c（HS—）+2c（S—）;

物料守恒：

c（Na+）=2c（HS—）+2c（S2—）+2c（H2S）;

质子守恒：

c（OH—）=c（HS—）+c（H+）+2c（H2S），选AD

5.强碱弱酸的酸式盐溶液：

【例5】（2004年江苏卷）草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2C4溶液

中，下列关系正确的是（CD

++--2-

A.c（K）+c（H）=C（HCQ）+c（OH）+c（C2Q）

-2

B.c（HC2C4）+c（C2。

）=0.1mol/L

C.c（C2O2-）>c（H2GO）

+-2

D.c（K）=c（H2C2C4）+c（HC2C4）+C（C2C4）

［解析］因为草酸氢钾呈酸性，所以HGO4-电离程度大于水解程度，故c（C2Q2-）>c（H2C2Q）。

又依据物料平衡，所以D.c（K+）=C（H2GQ）+C（HaQ-）+c（C2C42-）正确，又根据电荷守恒，

c（K）+c（H）=C（HC2Q-）+c（OH'）+2c（C2C4-），所以。

综合上述，C、D正确。

练习：

1、（2001年全国春招题）在O.lmol•L-1NazCO溶液中，下列关系正确的是（c）。

A.c（Na+）=2c（CQ2-

-+

B.C（OH）=2c（H）

C.C（HCO-）>C（H2CO）

+2--

D.c（Na）vc（CQ）+c（HCO）

2、在0.1mol/L的NaHCO液中，下列关系式正确的是（CD）

A.c（Na+）>c（HCQ-）>c（H+）>c（OH-）B.c（Na+）=c（HCO3）>c（OH）>c（H+）

++--2-+-2-

C.c（Na）+c（H）=c（HCQ）+c（OH）+2c（CO3）D.c（Na）=c（HCQ）+c（CO3）+c（H2CO）

3、已知某温度下0.1molL—1的NaHB强电解质）溶液中c（H+）>c（OH—），则下列有关说法

或关系式一定正确的是（）

+i2

1HB的水解程度小于HB的电离程度；②c（Na）=0.1molL>c（B）:

③溶液的pH=1;④

+_2__

c（Na）=c（HB）+2c（B）+c（OH）。

A.①②B.②③C.②④D.①②③

4、（2006江苏）1、下列叙述正确的是（BC）

A.0.1mol•L_氨水中，c（OHj=c（NH4）

B.10mL0.02mol•L"hCI溶液与10mL0.02mol•L_1Ba（OH）2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20mL,则溶液的pH=12

C.在0.1mol•L_CHCOON溶液中，c（OH'）=c（CHsCOOHfc（H）

D.0.1mol-L_1某二元弱酸强碱盐NaHA容液中，c（Na+）=2c（A2-）+c（HA）+c（H2A）

5、（05上海）14、叠氮酸（HN）与醋酸酸性相似，下列叙述中错误的是（）

AHN水溶液中微粒浓度大小顺序为：

c（HN3）>c（H+）>c（N3J>c（OHJ

B、HN与NH作用生成的叠氮酸铵是共价化合物

CNaN水溶液中离子浓度大小顺序为：

c（Na+）>c（N3J>c（OHJ>c（H+）

DNT与CO含相等电子数

二、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较

※※关注混合后溶液的酸碱性

混合后溶液的酸碱性取决于溶质的电离和水解的情况，一般判断原则是：

若溶液中有酸

或碱存在，要考虑酸和碱的电离，即溶液相应地显酸性或碱性；若溶液中的溶质仅为盐，则考虑盐水解情况；对于特殊情景要按所给的知识情景进行判断。

1、两种物质混合不反应：

【例】：

用物质的量都是0.1mol的CHCOOKHCHCOON配制成1L混合溶液，已知其中C（CHCOO>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（CHCOO=0.2mol/L

C.C（CH3COOH>C（CH3COOD.C（CH3COO+C（OH）=0.2mol/L

［点拨］CH3COOKHchicoon的混合溶液中，CHCOOH勺电离和cocoon的水解因素同时存在。

已知C（CH3COO>C（Na+），根据电荷守恒C（CHCO0+C（OH）=C（Na+）+C（H+），可得出C（OH）vC（H+）。

说明混合溶液呈酸性，进一步推测出0.1mol/L的CHCOO!

和0.1mol/L

的CHICOON溶液中，电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离，即CHCOOH勺电离趋势大

于CHCOO勺水解趋势。

根据物料守恒，可推出（B）是正确的。

练习1、现有NHCI和氨水组成的混合溶液C（填“〉”、“<”或“=”）

1若溶液的pH=7,则该溶液中C（NHI+）_C（Cl_）;

2若溶液的pH>7,则该溶液中C（NHI+）_C（Cl_）;

3若C（NH*）

练习2、CHCOO!

与CHCOON等物质的量混合配制成稀溶液，pH值为4.7，下列说法错误的

是（）

A、CHCOOH勺电离作用大于CH3COON的水解作用

B、CHICOON的水解作用大于CHCOOH勺电离作用

C、CHCOOH勺存在抑制了CHCOON的水解

D、CH3COON的存在抑制了CHCOOH的电离

2、两种物质恰好完全反应

【例】（2003年上海高考题）在10ml0.1mol•L-NaOH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

［解析］由于混合的NaOH与HAc物质的量都为1X10mol，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三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Ao

L-1NaOH溶液混合，在所得溶液中（）

++

、c（Na）>c（CH3COQ>c（H）>c（OH-）

++

、c（Na）=c（CH3COQ>c（OH'）>c（H）

1

练习：

100mL0.1molL-醋酸与50mL0.2mol

++

A、c（Na）>c（CH3COQ>c（OH-）>c（H）B

++

C、c（Na）>c（CH3COO>c（H）=c（OH'）D

3、两种物质反应，其中一种有剩余:

（1）酸与碱反应型心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。

）

【例1】：

把0.02molL-1HAc溶液与0.01molL-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-）=0.01molL-1

【例2】：

将0.2mol1HCN溶液和0.1mol1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下

列关系式中正确的是

A.c（HCN）c（CN「）

————1

C.c（HCN）—c（CN）=c（OH）D.c（HCN）+c（CN）=0.1molL

解析：

上述溶液混合后，溶质为HCN和NaCN由于该题已说明溶液显碱性，所以不能再

按照HCN的电离处理，而应按NaCN水解为主。

所以c（Na+）>c（CN—），选BD

【例3】设氨水的pH=x,某盐酸的pH=y，已知x+y=14,且x>11。

将上述两溶液分别取等体积充分混合后，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是

A.c（Cl—）>c（NH4+）>c（H+）>c（OH—）B.c（NH4+）>c（Cl—）>c（H+）>c（OH—）

C.c（NH4+）>c（Cl—）>c（OH—）>c（H+）D.c（Cl—）>c（NH4+）>c（OH—）>c（H+）

解析：

由于x+y=14，且x>11，所以氨水c（OH—）和盐酸中的c（H+）相等。

两者等体积

混合后，氨水过量，溶液显碱性，选

【例4】（05江苏）12.常温下将稀NaOH溶液与稀CHCOO!

溶液混合，不可能.出现的结果是

—++—

A.pH>7,且c（OH）>c（Na）>c（H）>c（CHCOO）

++——

B.pH>7，且c（Na+）+c（H+）=c（OH—）+c（CH3COO）

—++—

C.pHv7,且c（CHsCOO）>c（H）>c（Na）>c（OH）

—++—

D.pH=7,且c（CHsCOO）>c（Na）>c（H）=c（OH）

练习1:

将pH=3的CHCOO与pH=11的NaOH溶液等体积混合后，所得的混合溶液中，下列关系式正确的是（）

+-+--++-

A、c（Na）>c（CH3COO-）>c（H）>c（OH-）B、c（CH3COO-）>c（Na）>c（H）>c（OH-）

-++--+-+

C、c（CH3COO-）>c（H）>c（Na）>c（OH-）D、c（CH3COO-）>c（Na）>c（OH-）>c（H）

-+-+

A、c（Cl-）>c（NH4）>c（OH-）>c（H）B

-++-

C、c（Cl-）=c（NH4）>c（H）=c（OH-）D练习3:

等体积等浓度的MOH虽碱溶液和关系正确的是（）

A.c（M+）>c（OH-）>c（A-）>c（H+）B.c（M

+--+

C.c（M+）>c（A-）>c（OH-）>c（H+）D.c（M

+--+

、c（NH4）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H）

+-+-

、c（NH4）>c（Cl-）>c（H）>c（OH-）

HA弱酸溶液混合后，混合溶液中有关离子浓度的

+）>c（A-）>c（H+）>c（OH-）

++--

+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-）

练习2:

将pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合，在所得的混合溶液中，下列关系式正

确的是（）

分析:

由于等体积等浓度的上述物质混合后，二者恰好完全反应而生成虽碱弱酸盐，所

以所得溶液由于A的水解而呈碱性，由电荷守恒和物料守恒知CD项正确。

变式练习：

（2004年上海卷）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）

-2-

A.c（HCO）略大于c（CO3）

B.c（HCO-）等于c（CQ2-）

C.c（Na+）等于c（CQ2-）与c（HCQ）之和

-2

D.c（HCO-）略小于c（CO3-）

［解析］因为，所以生成0.05molNa2CO和0.05molNaHCO3,而CO2-水解性大于HCQ

水解性，故A项正确。

※※变式:

pH等于7型

【例5】.（2002年全国高考理综）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-）vc（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虽碱弱酸盐,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（HCOC）+c（OH）

因pH=7,故c（H+）=c（OH'），所以有c（Na+）=c（HCO。

，答案为C。

练习、将mmol•_-1的盐酸和nmolL-1氨水等体积混合后，溶液的pH=7,m与n的大小关

系是，则盐酸中c（H+）与氨水中c（OH-）的大小关系是;

※※未指明酸碱的虽弱：

例：

一元酸HA溶液中，加入一定量强碱MOH溶液后，恰好完全反应，反应后的溶液中，下列