溶液中離子濃度比較問題分類解析

1、溶液中離子濃度比較問題分類解析陜西省千陽(yáng)縣中學(xué)（721100） 徐永儉 溶液中離子濃度比較類問題涉及弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類水解平衡及電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),綜合運(yùn)用陰、陽(yáng)離子的電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒關(guān)系，現(xiàn)分類討論如下：一、弱酸、弱堿溶液中離子濃度的比較例1 0.1 mo l · L-1的H2S溶液中,離子濃度大小關(guān)系正確的是( ).A c(H)>c(S2)>c(HS)>c(OH)B c(S2)>c(H)>c(HS)>c(OH)C c(H)>c(HS)>c(S2)>c(OH)D c(S2)>c(HS)>c(H)&

2、gt;c(OH)解析：H2S酸為二元弱酸,分步電離.H2SH+HS(主),HSH+S2(次).故c(H)>c(HS)>c(S2)>c(OH)，選（C）項(xiàng)。變式練習(xí)：（1） 在0.1 mo l · L-1的NH3·H2O溶液中,下列關(guān)系式正確的是（ ）.A c(NH3·H2O)>c(OH)>c(NH4)>c(H) B c(NH4)>c(NH3·H2O)>c(OH)>c(H)C c(NH3·H2O)>c(NH4)=c(OH)>c(H) D c(NH3·H2O)>c(N

3、H4)>c(H)>c(OH) 解析：在NH3 H2O溶液中存在電離電離平衡：NH3 H2ONH4+OH和H2OHOH且NH3 H2O的電離程度很小，故 c(NH3·H2O)>c(OH)>c(NH4)>c(H)，故選（A）項(xiàng)。 二、可水解鹽溶液中離子濃度的比較例2 在0.1 mo l · L-1Na2CO3溶液中, 下列關(guān)系式正確的是( ).A c(Na)=2c(CO32) B c(OH)=c(H)c(HCO3)c(H2CO3)C c(HCO3)>c(H2CO3) D c(Na)<c(CO32)c(HCO3)解析：由于CO32-水解，

4、故c(Na)>2c(CO32)，CO32-水解以第一步為主，故c(HCO3)>c(H2CO3)由水電離產(chǎn)生的c(H)與水電離產(chǎn)生的c(OH)相等,而部分H+被結(jié)合生成HCO3 和H2CO3故c(OH)=c(H)c(HCO3)2c(H2CO3)，由物料守恒有c(Na)=2c(CO32)2c(HCO3)2c(H2CO3)綜上分析選（C）項(xiàng)。變式練習(xí)(2)：已知某溫度下，0.1 mo l · L-1的NaHB溶液中c(H)>c(OH)，則下列關(guān)系式一定正確的是（ ）A c(Na)=c(HB)2c(B2)c(OH)B c(Na) =0.1 mo l · L-1 c

5、(B2)C c(H)c(OH) =1x×10-14D 溶液的PH=1解析：NaHB溶液顯酸性，可分兩種情況（1）強(qiáng)酸酸式鹽。（2）弱酸酸式鹽。強(qiáng)酸酸式鹽c(Na)=0.1 mo l · L-1 =C （B2- ）；弱酸酸式鹽c(Na)=0.1 mo l · L-1 >c(B2)故選（B）項(xiàng)。三、可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的混合溶液中離子濃度的比較例3常溫下,將氨水與鹽酸溶液以任意比例混合,充分反應(yīng)后,溶液中離子濃度的大小關(guān)系可能為( ).c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H)c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH)c(N

6、H4)>c(OH)>c(Cl)>c(H)c(NH4)=c(Cl)>c(OH)=c(H)c(Cl)>c(H)>c(NH4)>c(OH)A只有 B只有C只有 D解析:氨水與鹽酸混合,發(fā)生化學(xué)反應(yīng):NH3·H2OHCl =NH4ClH2O由于任意比混合,故可分三種情況討論:(1)n(HCl)=n(NH3.H2O)則轉(zhuǎn)化為NH4Cl溶液,故c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH)(2)n(HCl)>n(NH3.H2O)則轉(zhuǎn)化為NH4Cl與HCl的混合溶液,溶液呈酸性,故c(Cl)>c(H)>c(NH4)>

7、;c(OH)(3)n(HCl)<n(NH3.H2O)則轉(zhuǎn)化為NH4Cl與NH3·H2O的混合溶液如溶液呈中性:c(NH4)=c(Cl)>c(OH)=c(H)如溶液呈堿性:c(NH4)>c(OH)>c(Cl)>c(H)綜上分析,選(D)項(xiàng).變式練習(xí)(3)：向3mo l · L-1的NaOH溶液100mL中緩緩地通入4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）二氧化碳?xì)怏w，充分反應(yīng)后，溶液中離子濃度由大到小排列順序正確的是（ ）。A c(Na) > c(CO32) > c(HCO3) > c(OH) > c(H)B c(Na) > c(CO

8、32) = c(HCO3) > c(OH) > c(H)C c(Na) > c(HCO3) >c(OH) > c(CO32) > c(H)D c(Na) > c(HCO3) > c(CO32) >c(OH) > c(H) 解析:n(NaOH)=0.3mol ,n(CO2)=0.2mol ,二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成Na2CO3和NaHCO3 .n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.1mol,轉(zhuǎn)化 為等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合器溶液.故c(Na) > c(HCO3) > c(CO32) >c(OH) &

9、gt; c(H)選(D)項(xiàng).四、電荷守恒，物料守恒的綜合運(yùn)用例4在物質(zhì)的量濃度均為0.01mo l · L-1的CH3COOH和CH3COONa混合液中，測(cè)得C(CH3COO)>c(Na),則下列關(guān)系式正確的是（ ）。A c(OH)=c(H)B c(OH)>c(H)C c(CH3COOH)>C(CH3COO)D c(CH3COOH)+C(CH3COO)=0.02 mo l · L-1 解析：由電荷守恒：c(Na)c(H)=C(CH3COO)c(OH)而C(CH3COO)>c(Na),故c(OH)<c(H)選項(xiàng)（）錯(cuò)誤.溶液呈酸性,CH3COOH

10、的電離程度大于CH3COO的水解程度；c(CH3COO)>c(CH3COOH)選項(xiàng)（）錯(cuò)誤，由物料守恒，c(CH3COOH)+C(CH3COO)=0.02 mo l · L-1 故選（）項(xiàng)。變式練習(xí)(4)： 常溫下，將CH3COOH和KOH溶液混合，所得溶液PH=7，則此溶液中有（ ）。A c(CH3COO)>c(Na) B c(CH3COO)<c(Na)C c(CH3COO)=c(Na)D 無法確定c(CH3COO)與c(Na)的關(guān)系解析：由電荷守恒c(Na)c(H)=C(CH3COO)c(OH)C溶液呈中性 c(OH)=c(H)，則c(CH3COO)=c(Na)

11、，故選（C）項(xiàng)。五、運(yùn)用水的電離規(guī)律綜合分析例5 35時(shí),在0.1mol·L1的Na2S,NaHS兩溶液中均存在的關(guān)系是( ).A c(OH)×c(H)=1×10-14B c(Na+)=c(S2)c(HS)c(H2S)C c(OH)=c(H)c(HS)2c(H2S)D c(Na)c(H)=c(OH)c(HS)2c(S2)解析:在溶液中,c(OH)×c(H)=kw 35時(shí),c(OH)×c(H)>1×10-14 在0.1mol·L1的Na2S溶液中物料守恒:c(Na+)=2c(S2)2c(HS)2c(H2S)電荷守恒:c(

12、Na)c(H)=c(OH)c(HS)2c(S2)質(zhì)子守恒:c(OH)=c(H)c(HS)2c(H2S)在0.1mol·L1的NaHS溶液中物料守恒:c(Na+)=c(S2)c(HS)c(H2S)電荷守恒:c(Na)c(H)=c(OH)c(HS)2c(S2)質(zhì)子守恒:c(OH)+c(S2)=c(H)c(H2S)綜上分析,選(D)項(xiàng).變式練習(xí)(5)：在0.1mol·L1的Na2CO3溶液中下列關(guān)系到式正確的是( ).A c(OH)=c(H)c(HCO3)2c(H2CO3)B c(OH)=c(H)c(HCO3)C c(OH)=c(H)2c(H2CO3)D c(OH)=c(H)c(

13、HCO3)c(H2CO3)解析:在強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中有:c(H)總=c(H)水-c(H)被結(jié)合， c(OH-)總=c(OH-)水在0.1mol·L1的Na2CO3溶液中有:c(H)總=c(H)水-c(HCO3)-2c(H2CO3)，c(OH-)總=c(OH-)水 ,而c(H)水=c(OH-)水,綜上得:c(OH)=c(H)c(HCO3)2c(H2CO3)故選(A)項(xiàng).六、同一離子在不同溶液中的濃度大小比較例6在25濃度均為1mo l · L-1的(NH4)2SO4, (NH4)2Fe(SO4)2, (NH4)2CO3溶液中,測(cè)得c(NH4)分別為a,b,c (單位mo l · L-1)則下列關(guān)系式正確的是( ).A a=b=cB a>b>cC a>c>bD b>a>c解析：三溶液均在存在水解平衡：NH4+H2ONH3 H2O +H+，在(NH4)2CO3中因存在CO32+H2OHCO3+H+，促進(jìn)NH4+的水解；在(NH4)2Fe(SO4),2中存在Fe2+2H2OFe（OH）2 +2H+，抑制NH4+水解。故選（D）項(xiàng)。變式練習(xí)(6)：室溫下，有下列四種溶液：0.1mol·L1氨水， 0.1mol·L1 NH