離子濃度關(guān)系判斷

1、專(zhuān)題講座：離子濃度大小關(guān)系判斷一、熟悉兩大理論，構(gòu)建思維基點(diǎn)1 電離理論(1)弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時(shí)還要考慮水的電離，如氨水溶、 OH液中： NH 3·H 2O、 NH 4濃度的大小關(guān)系是 c(NH 3·H 2O)> c(OH )>c(NH 4 )。(2)多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，其主要是第一級(jí)電離( 第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。22如在 H2S 溶液中： H2S、 HS、 S、 H的濃度大小關(guān)系是 c(H 2S)>c(H)>c(HS )>c(S)。2 水解理論(1)弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(雙水解除

2、外 )，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H、)或堿性溶液中c(OH ) 總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH 4Cl 溶液中： NH 4的濃度大小關(guān)系是c(ClCl、 NH 3·H 2O、 H)>c(NH 4 )>c(H )>c(NH 3·H2O)。(2)多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，其主要是第一步水解， 如在 Na2CO3 溶液中：CO32、c(CO32HCO 3 、H 2CO3 的濃度大小關(guān)系應(yīng)是)>c(HCO 3 )>c(H 2CO3)。二、把握三種守恒，明確等量關(guān)系1 電荷守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，無(wú)論存在多少種離子，溶液都

3、是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)。如NaHCO 3 溶液中存在著Na 、 H、 HCO 3、 CO32 、 OH ，存在如下關(guān)系： c(Na) c(H)c(HCO 3 ) c(OH)2c(CO32)。2 物料守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，離子種類(lèi)增多，但元素總是守恒的。如K 2S 溶液中S2 、HS 都能水解，故S 元素以 S2 、HS 、H 2S 三種形式存在， 它們之間有如下守恒關(guān)系：c(K ) 2c(S2 ) 2c(HS ) 2c(H2S)。3 質(zhì)子守恒規(guī)律如 Na2S 水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況圖示如下：由圖可得)Na2S 水溶液中質(zhì)子守恒式可表

4、示： c(H 3O) 2c(H2S) c(HS) c(OH)或 c(H供參考2c(H 2S) c(HS ) c(OH)。質(zhì)子守恒的關(guān)系式也可以由電荷守恒式與物料守恒式推導(dǎo)得到。三、典例導(dǎo)悟，分類(lèi)突破(一 )粒子種類(lèi)的判斷例 1(1)NaHCO 3 溶液中： _ 。(2)Na 2CO3 溶液中： _ 。(3)NaHCO 3 和 Na2CO3 的混合溶液中：_。(4)向 NaOH 溶液中通入CO2 氣體 (任意量 )： _ 。答案(1)(2)(3)(4) 粒子種類(lèi)都是離子：Na 、 CO23 、 HCO 3、 OH 、 H ；分子： H2CO3、 H 2O判斷鹽溶液中粒子種類(lèi)時(shí)，首先要清楚鹽溶液中

5、的電離、水解情況，特別是多步電離和多步水解。如： (1)NaHCO 3 溶液中，因NaHCO 3 HCO 3，HCO 3CO32 H ， HCO 3=NaH2OH2CO3 OH，H 2OH OH 。故溶液中的離子有：Na 、CO32 、HCO 3 、OH、 H ；分子有： H2 CO3、 H2O。(二 )單一溶液中離子濃度的關(guān)系 1例 20.1 mol L ·的 NH 4Cl 溶液(1)粒子種類(lèi)： _ 。(2)離子濃度大小關(guān)系：_ 。(3)物料守恒： _ 。解析NH 4Cl=NH 4 Cl (完全電離 ) H2ONH 3·H2O H(微弱 )NH 4H2OH OH (極微弱

6、 )供參考答案(1)Cl 、 NH4、 H 、 OH 、NH 3·H2O、H2O(2)c(Cl)>c(NH 4 )>c(H )>c(OH)(3)c(Cl) c(NH 4 ) c(NH 3·H 2O)例 30.1 mol L 1·的 NaHCO 3 溶液中各離子濃度的關(guān)系(1)大小關(guān)系： _ 。(2)物料守恒： _ 。(3)電荷守恒： _ 。(4)質(zhì)子守恒： _ 。解析NaHCO 3=Na HCO 3 (完全電離 )，HCO3 H 2OH2CO3 OH(主要 )，H2(次要 )，HCO 3CO3H2OH OH (極微弱 )。答案(1) c(Na)&

7、gt;c(HCO 3 )>c(OH)>c(H)>c(CO32)2(2)c(Na ) c(HCO 3 ) c(CO3) c(H2CO3)(3)c(Na ) c(H ) c(HCO 3 ) 2c(CO32 ) c(OH )2(4)c(OH ) c(H2CO3) c(H ) c(CO3 )例 4 1 的 Na2CO3溶液中各離子濃度的關(guān)系0.1 mol L ·(1)大小關(guān)系： _ 。(2)物料守恒： _ 。(3)電荷守恒： _ 。(4)質(zhì)子守恒： _ 。解析Na 23 CO32(完全電離 )，CO =2NaCO32 H 2HCO3 OH(主要 )，OHCO3 H 2OH2

8、CO3 OH(次要 )，H2OH OH (極微弱 )。答案(1) c(Na2)>c(CO3)>c(OH)>c(HCO 3 )> c(H)(2)c(Na ) 2c(CO23 ) c(HCO 3 ) c(H2CO3)供參考2(3)c(Na ) c(H ) c(HCO 3 ) c(OH ) 2c(CO3 )(4)c(OH) c(H )2c(H 2CO3)c(HCO 3 )1 比較時(shí)緊扣兩個(gè)微弱(1)弱電解質(zhì) (弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的，且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸溶液中：CH 3COOHCH 3COO H ， H2OOH H ，在溶液中微粒濃度

9、由大到小的順序：c(CH 3 COOH)> c(H )> c(CH 3COO )>c(OH )。(2)弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是微弱的，但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。如稀的 CH 3COONa 溶液中： CH 3COONa=CH 3COO Na，CH3 COO H2OCH3COOH OH，H2OH，所以 CH3溶 液 中 ： c(Na3COO)>c(OHOHCOONa)>c(CH )> c(CH 3COOH)> c(H)。2 酸式鹽與多元弱酸的強(qiáng)堿正鹽溶液酸堿性比較(1) 酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式鹽中酸式酸根離子的電離能力和水解能力哪

10、一個(gè)更強(qiáng)，如 NaHCO 3 溶液中 HCO 3 的水解能力大于其電離能力，故溶液顯堿性。(2)多元弱酸的強(qiáng)堿正鹽溶液：多元弱酸根離子水解以第一步為主。例如，Na2S 溶液中： c(Na )> c(S2)> c(OH )>c(HS )>c(H ) 。3 質(zhì)子守恒式可以由電荷守恒式和物料守恒式推導(dǎo)出來(lái)以 KHS 溶液為例，電荷守恒式為 c(K ) c(H ) c(OH ) c(HS ) 2c(S2) ，物料守恒式為 c(K ) c(HS ) c(S2) c(H2S) ，由 得質(zhì)子守恒式， 消去沒(méi)有參與變化的K等。4 規(guī)避等量關(guān)系中的 2 個(gè)易失分點(diǎn)(1)電荷守恒式中不只是

11、各離子濃度的簡(jiǎn)單相加。如222c(CO3 )的化學(xué)計(jì)量數(shù) 2 代表一個(gè) CO3帶 2 個(gè)負(fù)電荷，不可漏掉。(2)物料守恒式中，離子濃度系數(shù)不能漏寫(xiě)或顛倒。如Na2S 溶液中的物料守恒式中，“ 2”表示 c(Na)是溶液中各種硫元素存在形式的硫原子總濃度的2 倍。供參考(三 )酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系例 5比較下列幾種溶液混合后各離子濃度的大小。(1)CH 3COOH和NaOH等濃 度等 體 積 混合 ， 離子 濃度 大 小 順序 為_(kāi) 。(2)NaOH和CH 3COOH等濃度按1 2 體積比混合后pH 7，離子濃度大小順序?yàn)開(kāi) 。(3)pH 2 的CH 3COOH與pH 12 的NaOH等

12、體積混合，其 離子 濃度 大小順 序?yàn)開(kāi) 。解析(1) 恰好反應(yīng)后，溶質(zhì)為CH 3COONa 。(2) 中和反應(yīng)后，溶質(zhì)為等量的CH 3COONa 、 CH 3COOH ，且 CH3COOH 的電離程度大于CH 3COONa 的水解程度。(3)由于 CH 3COOH 是弱酸，題中 c(CH 3COOH) 要遠(yuǎn)大于 c(NaOH) ，反應(yīng)后溶質(zhì)為CH3COOH 、CH 3COONa ，且 n(CH 3COOH) 要遠(yuǎn)大于n(CH 3COONa) ，溶液中CH 3COOH 的電離程度大于CH 3COONa 的水解程度，溶液呈酸性。答案(1) c(Na )>c(CH 3COO )>c(O

13、H )>c(H )(2)c(CH 3COO)> c(Na )>c(H)>c(OH)(3)c(CH 3COO)> c(Na )>c(H)>c(OH例 6 常溫下，用 0.100 0 mol L 1 · 1NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol L·CH 3COOH 溶液所得滴定曲線如右圖。下列說(shuō)法正確的是()A 點(diǎn)所示溶液中：供參考c(CH 3COO ) c(OH) c(CH 3COOH) c(H )B 點(diǎn)所示溶液中：c(Na ) c(CH 3COOH) c(CH 3COO )C點(diǎn)所示溶液中：c(Na )>

14、c(OH)>c(CH 3COO )> c(H )D滴定過(guò)程中可能出現(xiàn)：c(CH 3COOH)> c(CH 3COO )>c(H )>c(Na )>c(OH )解析點(diǎn) 溶液中的溶質(zhì)為0.001 mol CH3COOH 和 0.001 mol CH 3COONa ，據(jù)物料守恒：c(CH 3COO ) c(CH 3 COOH) 2c(Na )，根據(jù)電荷守恒： c(Na ) c(H ) c(CH 3 COO)c(OH )，整理后得 c(CH 3COOH) 2c(H )c(CH 3COO ) 2c(OH )；點(diǎn) 溶液的 pH 7，據(jù)電荷守恒有： c(Na ) c(H

15、) c(CH 3COO ) c(OH )，又 c(H ) c(OH )，則 c(Na ) c(CH 3COO)；點(diǎn) 溶液中的溶質(zhì)為0.002 mol CH 3COONa ，離子濃度大小關(guān)系為c(Na ) c(CH 3COO ) c(OH ) c(H ) 。答案D(四 )鹽與酸 (堿 )混合型首先考慮是否反應(yīng)，若不反應(yīng)，分析鹽的水解程度和酸(堿 )的電離程度的大?。蝗裟芊磻?yīng)，則按反應(yīng)后混合組成綜合考慮水解和電離兩種因素。例 7用物質(zhì)的量都是 0.1mol 的 CH3 COOH 和 CH3COONa 配成 1L 混合溶液，已知其中()c(CH 3COO )>c(Na )，對(duì)該溶液的下列判斷正

16、確的是A c(H)>c(OH ) 1B c(CH 3 COO) 0.1 mol L·Cc(CH 3 COOH)> c(CH 3COO )1D c(CH3 COO) c(OH ) 0.1 mol L·解析由電荷守恒有： c(CH 3COO ) c(OH ) c(Na ) c(H )，因 c(CH 3COO )>c(Na )，則 c(H311)>c(OH)；且 c(CH) c(H) 0.1 mol L·0.1 mol L· ；由物料守COO ) c(OH恒有： c(CH 3COOH) c(CH 3COO) 0.2 mol ·

17、L1，因 c(CH 3COO ) c(Na ) 0.1 mol ·L 1，供參考則 c(CH 3COO ) c(CH 3COOH) 。答案 A(五 )不同溶液中同一離子濃度的大小比較選好參照物，分組比較各個(gè)擊破：如 25 時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中： NH 4Cl 、 CH3COONH 4、 NH 4HSO 4、 (NH 4)2SO4、 (NH 4)2Fe(SO4)2， c(NH 4)由大到小的順序?yàn)?gt; >> >。分析流程為化學(xué)式中分組NH 4 的數(shù)目選參照物 相當(dāng)于在的基礎(chǔ)上促進(jìn)NH 4的水解 NH 4 的水解NH 4Cl 相當(dāng)于在的基礎(chǔ)上抑制選參照物

18、NH 的水解 相當(dāng)于在的基礎(chǔ)上抑制 NH 4 2SO44例 8比較下列幾組溶液中指定離子濃度的大小。pH 從大(1)濃度均為 0.1 mol L·1 的 H 2S、 NaHS、 Na 2S、 H2S 和 NaHS 混合液，溶液到小的順序是 _ 。(2)相同濃度的下列溶液中：CH 3COONH 4 、 CH3COONa 、 CH3COOH 中， c(CH 3COO )由大到小的順序是_ 。(3)c(NH 4 ) 相等的 (NH 4)2 SO4 溶液、 NH 4HSO 4 溶液、 (NH 4)2CO3 溶液、 NH 4Cl 溶液，其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?_ 。答案(1) >

19、 > >(2) > >(3)> > >1 (2014 ·課標(biāo)全國(guó)卷新 ， 11)一定溫度下，下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是()5 1A pH 5 的 H2S 溶液中， c(H ) c(HS) 1× 10mol L·B pH a 的氨水溶液，稀釋10 倍后，其pH b，則 a b1CpH 2 的 H2C2O4 溶液與pH 12的NaOH 溶液任意比例混合：c(Na ) c(H ) c(OH ) c(HC 2O4 )D pH 相同的 CH 3COONa ， NaHCO 3， NaClO 三種溶液的 c(Na )：答案 D解析

20、A 項(xiàng)， pH 5 的 H 2S 溶液中， H 的濃度為1× 105mol ·L1，但是 HS 的濃度會(huì)小于供參考H 的濃度， H 來(lái)自于 H2S 的第一步電離、HS 的電離和水的電離，故H的濃度大于HS的濃度，錯(cuò)誤； B 項(xiàng)，弱堿不完全電離，弱堿稀釋 10 倍時(shí)， pH 減小不到一個(gè)單位，a b 1，故不正確； C 項(xiàng)，草酸是弱酸， 氫氧化鈉是強(qiáng)堿，無(wú)論怎樣混合得到的溶液都符合電荷守恒，而該等式中缺少草酸根，不符合電荷守恒， 故不正確； D 項(xiàng)，因?yàn)樗嵝裕?醋酸 >碳酸 >次氯酸，根據(jù)越弱越水解的原則，pH 相同的三種鈉鹽，濃度的大小關(guān)系為醋酸鈉>碳酸氫

21、鈉 >次氯酸鈉，則鈉離子的濃度為> > ，故正確。2 (2014 ·津理綜，天5)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()2A pH 1 的 NaHSO 4 溶液： c(H) c(SO4)c(OH )B 含有 AgCl 和 AgI 固體的懸濁液： c(Ag)>c(Cl )c(I )CCO2 的水溶液： c(H)>c(HCO 3) 2c(CO32D 含等物質(zhì)的量的NaHC 2O4 和 Na2C2O4的溶液：2 3c(Na ) 2c(HC 2O4) c(C2O4 ) c(H 2C2O4)答案A解析NaHSO 4 溶液中， 根據(jù)電荷守恒有： c(Na) c

22、(H) c(OH2)，又因?yàn)?c(Na4) 2c(SO )c(SO24 )，綜合可得： c(H ) c(OH ) c(SO24)， A 正確；相同條件下 AgI 的溶解度小于 AgCl 的，含有 AgCl 和 AgI 固體的懸濁液中， 顯然有： c(Ag )>c(Cl )> c(I ) ，B 錯(cuò)誤； CO2與水反應(yīng)生成弱酸H2 CO3，只有部分電離生成H 和 HCO 3，受 H 的抑制作用，HCO 3 的電離程度更小， 離子濃度關(guān)系為 c(H )> c(HCO 3)>2 c(CO32)，C 錯(cuò)誤；含等物質(zhì)的量的NaHC 2O4和 Na2 2 4 的溶液中，根據(jù)物料守恒有

23、： 2c(Na22222 444C O) 3c(HC O) c(C O) c(HC O )，D錯(cuò)誤。 11的鹽酸，氨水中滴入 0.10 mol ·L3 (2016 全·國(guó)卷 ， 12)298 K 時(shí)，在 20.0 mL 0.10 mol L ·溶液的 pH 與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知1 氨水的電離度為 1.32%，下列0.10 mol ·L有關(guān)敘述正確的是 ()供參考A 該滴定過(guò)程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑B M 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.0 mLCM 點(diǎn)處的溶液中) c(OHc(NH 4 ) c(Cl)c(H)D N 點(diǎn)處的溶液中pH 12答案 D解

24、析A 項(xiàng)，鹽酸滴定氨水時(shí)， 滴定終點(diǎn)溶液為NH 4Cl 溶液，呈酸性，故指示劑應(yīng)選甲基橙，錯(cuò)誤； B 項(xiàng)，一水合氨屬于弱堿，與鹽酸正好反應(yīng)生成NH 4Cl 時(shí)溶液呈酸性，故二者等濃度反應(yīng)時(shí)，若溶液的pH 7，鹽酸的體積應(yīng)小于氨水的體積，即小于20.0 mL ，錯(cuò)誤； C 項(xiàng)，根據(jù)電荷守恒可知溶液中：c(NH 4 ) c(H ) c(Cl )c(OH )，M 點(diǎn)溶液的 pH 7，即 c(H ) c(OH )，則 c(NH 4 ) c(Cl )，由于水的電離是微弱的，故c(NH 4) c(Cl ) c(H ) c(OH)，錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，由圖可知， N 點(diǎn)即為1氨水，由其電離度為 1.32%，可知

25、0.10 mol L·0.10 mol L·1 氨水中 c(OH 1，故該氨水中11 pH 12，正確。) 0.001 32 mol L · 1溶液分別滴定 14室溫下， 用 0.100 mol L· NaOH20.00 mL 0.100 mol L ·的鹽酸和醋酸， 滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A 表示的是滴定醋酸的曲線B pH 7 時(shí)，滴定醋酸消耗的V(NaOH) 小于 20.00 mLCV(NaOH) 20.00 mL 時(shí)，兩份溶液中c(Cl) c(CH 3COO )D V(NaOH) 10.00 mL 時(shí)，醋酸溶液中) c(O

26、Hc(Na) c(CH 3COO ) c(H)答案B解析1鹽酸 pH1醋酸 pH 1，所以滴定鹽A 項(xiàng)，滴定開(kāi)始時(shí) 0.100 mol ·L 1，0.100 mol L·供參考酸的曲線是 ，滴定醋酸的曲線是 ，錯(cuò)誤； B 項(xiàng)，醋酸鈉水解呈堿性，氯化鈉不水解，pH 7 時(shí)，醋酸所用NaOH 溶液的體積小，正確；C 項(xiàng)， V(NaOH) 20.00 mL時(shí)，二者反應(yīng)生成氯化鈉和醋酸鈉，醋酸根發(fā)生水解，濃度小于氯離子，錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，加入 10.00 mL 氫氧化鈉時(shí)，溶液中恰好為同濃度的醋酸和醋酸鈉，醋酸的電離程度大于醋酸根的水解程度，所以c(CH 3COO ) c(Na )，錯(cuò)

27、誤。5 (2016 貴·陽(yáng)檢測(cè) )室溫下，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將1的一元酸 HA 溶液和 0.1 mol ·L0.1 mol L· 1 的 KOH 溶液混合 (忽略體積變化 )，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：溶液體積 (mL)混合后溶液的 pH實(shí)驗(yàn)編號(hào)HAKOH1010910a7下列判斷一定正確的是 ()A 實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中：c(K ) c(A ) c(H ) c(OH )B 實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中：c(OH ) c(A )c(K)c(H)C實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中： 1c(A ) c(HA) 0.1 mol L·D實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中： c(K ) c(A) c(OH

28、) c(H )答案B解析由題給條件可知，等體積等濃度的HA 溶液與 KOH 溶液混合后溶液呈堿性，則HA為弱酸， KA 為強(qiáng)堿弱酸鹽，離子濃度關(guān)系為c(K ) c(A ) c(OH ) c(H )， A 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電荷守恒可得：c(K ) c(H ) c(A ) c(OH )，B 項(xiàng)正確； 混合前 HA 溶液中有 c(A )1混合過(guò)程相當(dāng)于對(duì) HA 溶液進(jìn)行稀釋?zhuān)?故實(shí)驗(yàn) c(HA) 0.1 mol L· ，根據(jù)物料守恒可知，所得的混合溶液中c(A) c(HA) 0.1 mol1，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電荷守恒可知，c(K)c(HL· )c(A ) c(OH )，因?yàn)?c(H ) c(OH )，所以 c(K ) c(A )， D 項(xiàng)錯(cuò)誤。6 (2017 ·陽(yáng)檢測(cè)岳 )某二元酸 (化學(xué)式用H 2B 表示 ) 在水中的電離方程式是H 2B=H HB ；供參考HB H B 2 。回答下列問(wèn)題。(1)Na 2B溶液顯_(填“酸性”、“中性”或“堿性”)，理由是_( 用離子方程式表示 )。(2)在溶液中，下列粒子濃度關(guān)系式正確的是_(填字母 )。0.1 mol L·1 的 Na2 BA c(B 2) c(HB) c(H 2B) 0.1 mol L·1) c(HBB c(Na) c(OH)c(H) c(HB