輔導：電解質(zhì)溶液中微粒濃度的關(guān)系

1、電解質(zhì)溶液中微粒濃度的關(guān)系一、溶液中微粒濃度大小比較的理論依據(jù)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，同時還要考慮水的電離，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH、OH濃度的大小關(guān)系是c(NH3·H2O)>c(OH)>c(NH)。(2)多元弱酸的電離是分步進行的，其主要是第一級電離(第一步電離程度遠大于第二步電離)。如在H2S溶液中：H2S、HS、S2、H的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>c(H)>c(HS)>c(S2)。2水解理論(1)弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的(水解相互促進的情況除外)，水解生成的微粒濃度很小，本身濃度減小的

2、也很小，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NH4Cl溶液中：NH、Cl、NH3·H2O、H的濃度大小關(guān)系是c(Cl)>c(NH)>c(H)>c(NH3·H2O)。(2)多元弱酸酸根離子的水解是分步進行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的濃度大小關(guān)系應是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。二、溶液中微粒濃度大小比較的定量關(guān)系1電荷守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，無論存在多少種離子，溶液都是呈電中性，即陰離子所帶負電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總

3、數(shù)。如NaHCO3溶液中存在著Na、H、HCO、CO、OH，存在如下關(guān)系：c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)。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或電離，離子種類有所變化，但原子總是守恒的。如K2S溶液中S2、HS都能水解，故S原子以S2、HS、H2S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)移作用圖示如下：由圖可得到Na2S水溶液中質(zhì)子守恒式：c(H3O)2c(H2S)c(HS)c(OH)或c(H)2c(H2S)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

4、推導得到。三、溶液中離子濃度大小比較的三大類型類型一單一溶液中各離子濃度的比較(1)多元弱酸溶液：多元弱酸分步電離，電離程度逐級減弱。如H3PO4溶液中：c(H)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)(2)多元弱酸的正鹽溶液：多元弱酸弱酸根離子分步水解，水解程度逐級減弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na)>c(CO)>c(OH)>c(HCO)(3)多元弱酸的酸式鹽溶液：取決于弱酸根離子水解和電離的程度比較。如NaHCO3溶液中c(Na)>c(HCO)>c(OH)>c(H)>c(CO)【示例1】 (2013·青島模擬)HA

5、為酸性略強于醋酸的一元弱酸，則下列敘述正確的是()。A0.1 mol·L1 HA溶液中：c(H)c(OH)c(A)B0.1 mol·L1 HA溶液與0.1 mol·L1 NaOH溶液混合至溶液呈中性：c(Na)>c(A)C0.1 mol·L1 NaA溶液中：c(Na)>c(OH)>c(A)>c(H)D0.1 mol·L1 HA溶液中加入少量NaA固體，HA的電離常數(shù)減小解析根據(jù)電荷守恒，0.1 mol·L1 HA溶液中c(H)c(OH)c(A)，A對；HA溶液與NaOH溶液混合，根據(jù)電荷守恒有c(H)c(Na)

6、c(OH)c(A)，又因溶液呈中性，故c(H)c(OH)，則c(Na)c(A)，B錯；0.1 mol·L1 NaA溶液中，由于A部分水解使溶液呈堿性，則c(Na)>c(A)>c(OH)>c(H)，C錯；HA溶液中加入少量NaA固體，c(A)增大，電離平衡逆向移動，但電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，電離常數(shù)不變，D錯。答案A【應用1】 (2013·菏澤調(diào)研)醋酸鋇(CH3COO)2Ba·H2O是一種媒染劑，下列有關(guān)0.1 mol/L醋酸鋇溶液中粒子濃度大小的比較，其中錯誤的是()。Ac(Ba2)>c(CH3COO)>c(OH)>c

7、(H)Bc(H)2c(Ba2)c(CH3COO)c(OH)Cc(H)c(OH)c(CH3COOH)D2c(Ba2)c(CH3COO)c(CH3COOH)解析因CH3COO水解，故溶液中c(Ba2)<c(CH3COO)<2c(Ba2)，A項錯誤；根據(jù)溶液呈電中性原理可知c(H)2c(Ba2)c(CH3COO)c(OH)，B項正確；根據(jù)質(zhì)子守恒可知c(H)c(OH)c(CH3COOH)，C項正確；根據(jù)物料守恒可知2c(Ba2)c(CH3COO)c(CH3COOH)，D項正確。答案A【應用2】 某酸的酸式鹽NaHY的水溶液中，HY的電離程度小于HY的水解程度。下列敘述正確的是()。AH2

8、Y在電離時：H2YH2OHYH3OB在該鹽的溶液中，離子濃度：c(Na)>c(Y2)>c(HY)>c(OH)>c(H)C在該鹽的溶液中，離子濃度：c(Na)>c(HY)>c(Y2)>c(OH)>c(H)DHY的水解方程式：HYH2OY2H3O解析在NaHY溶液中有：NaHY=NaHY，HYH2OH2YOH(水解)，HYHY2(電離)，H2OHOH。由于HY的電離程度小于HY的水解程度，所以溶液呈堿性，即c(OH)>c(H)。由后兩步電離可知c(H)>c(Y2)。因此有c(OH)>c(H)>c(Y2)。由于HY發(fā)生水解和電離

9、，所以有c(Na)>c(HY)。但發(fā)生水解和電離的HY是少量的，所以溶液中c(Na)和c(HY)遠大于其他離子的濃度。綜合可知溶液中各種離子的濃度關(guān)系：c(Na)>c(HY)>c(OH)>c(H)>c(Y2)?？梢夿、C選項都是錯誤的。D項是HY的電離方程式。答案A比較時緊扣兩個微弱1弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的，且水的電離能力遠遠小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，在溶液中微粒濃度由大到小的順序：c(CH3COOH)>c(H)>c(CH3COO)>c(OH)。2弱酸根離子或弱堿根離

10、子的水解是微弱的，但水的電離程度遠遠小于鹽的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2OCH3COOHOH，H2OHOH，所以CH3COONa溶液中，c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(CH3COOH)>c(H)。類型二混合溶液中各離子濃度的比較對混合溶液進行離子濃度的比較時要綜合分析電離、水解等因素。如在0.1 mol·L1NH4Cl溶液和0.1 mol·L1的氨水混合溶液中，各離子濃度大小的順序為c(NH)>c(Cl)>c(OH)>c(H)。【示例2】 (2012&#

11、183;四川理綜，10)常溫下，下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是()。A新制氯水中加入固體NaOH：c(Na)c(Cl)c(ClO)c(OH)BpH8.3的NaHCO3溶液：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)CpH11的氨水與pH3的鹽酸等體積混合：c(Cl)c(NH)c(OH)c(H)D0.2 mol·L1 CH3COOH溶液與0.1 mol·L1 NaOH溶液等體積混合：2c(H)2c(OH)c(CH3COO)c(CH3COOH)解析A項，由溶液中電荷守恒可知，c(H)c(Na)c(Cl)c(ClO)c(OH)；B項，因為NaHCO3溶液呈堿性，說明HCO

12、的水解程度大于其電離程度，故四種微粒的濃度大小為c(Na)c(HCO)c(H2CO3)c(CO)；C項，NH3·H2O是弱堿，pH11的氨水中溶質(zhì)濃度大于103 mol·L1，與鹽酸中和后，NH3·H2O有剩余，溶液呈堿性；D項，依據(jù)溶液中電荷守恒和物料守恒可以得出此式。答案D酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系【應用3】 比較下列幾種溶液混合后各離子濃度的大小。(1)CH3COOH和NaOH等濃度等體積混合，離子濃度大小順序為_。(2)NaOH和CH3COOH等濃度按12體積比混合后pH<7，離子濃度大小順序為_。(3)pH2的CH3COOH與pH12的NaOH等體

13、積混合，其離子濃度大小順序為_。解析(1)恰好反應后，溶質(zhì)為CH3COONa。(2)中和反應后，為等濃度的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH電離程度大于CH3COONa水解程度。(3)由于CH3COOH是弱酸，c(CH3COOH)要遠大于c(NaOH)，反應后為CH3COOH、CH3COONa，且n(CH3COOH)要遠大于n(CH3COONa)，溶液中CH3COOH電離程度大于CH3COONa的水解程度，溶液呈酸性。答案(1)c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)(2)c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)(3)

14、c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)【應用4】 (2012·上?；瘜W，21)常溫下a mol·L1 CH3COOH稀溶液和b mol·L1 KOH稀溶液等體積混合，下列判斷一定錯誤的是()。A若c(OH)c(H)，abB若c(K)c(CH3COO)，abC若c(OH)c(H)，abD若c(K)c(CH3COO)，ab解析A項，若c(OH)c(H)，則有兩種情況，一種是KOH過量，此時ab；一種是CH3COOH與KOH恰好完全反應，生成的CH3COOK水解CH3COOH2OCH3COOHOH使溶液呈堿性，此時ab。B、C項，當ab時

15、CH3COOH過量，溶液可能呈酸性、中性或堿性，呈堿性的原因是CH3COOH過量的極少，過量的CH3COOH電離出的H小于CH3COO水解產(chǎn)生的OH，由電荷守恒c(H)c(K)c(OH)c(CH3COO)可知c(OH)c(H)，則c(K)c(CH3COO)；呈中性的原因是過量的CH3COOH電離出的H等于CH3COO水解產(chǎn)生的OH。D項，若c(K)c(CH3COO)，由電荷守恒知c(H)c(OH)，此時一定是CH3COOH過量，a必大于b。答案D類型三不同溶液中同一離子濃度的比較該類情況要看溶液中其他離子對該離子的影響。如25 時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：NH4Cl、CH3COONH4、

16、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH)由大到小的順序為>>>>。分析流程為：分組【示例3】 (2013·菏澤一中階段考試)比較下列幾組溶液中指定離子濃度的大小。(1)濃度均為0.1 mol·L1的H2S、NaHS、Na2S、H2S和NaHS混合液，溶液pH從大到小的順序是_。c(H2S)從大到小的順序是_。(2)相同濃度的下列溶液中：CH3COONH4、CH3COONa、CH3COOH中，c(CH3COO)由大到小的順序是_。(3)c(NH)相等的(NH4)2SO4溶液、NH4HSO4溶液、(NH4)2CO3溶液

17、、NH4Cl溶液，其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為_。答案(1)>>>>>>(2)>>(3)>>>【應用5】 將標準狀況下的2.24 L CO2通入150 mL 1 mol·L1NaOH溶液中，下列說法正確的是()。Ac(HCO)略大于c(CO)Bc(HCO)等于c(CO)Cc(Na)等于c(CO)與c(HCO)之和Dc(HCO)略小于c(CO)解析計算知生成0.05 mol Na2CO3和0.05 mol NaHCO3，而CO的水解程度大于HCO的水解程度，并且前者水解生成后者，故c(HCO)大于c(CO)，A項正確，B、D項錯誤。根據(jù)電荷守恒有：c(Na)c(H)c(OH)2c(CO)c(HCO)，如果C正確，則有：c(H)c(OH)c(CO)，則c(H)>c(OH)，而溶液應為堿性，故C錯誤。答案A【應用6】 有4種混合溶液，分別由下列等體積的0.1 mol·L1的兩種溶液混合而成：CH3COONa與HCl；CH3COONa與NaOH；CH3COONa與NaCl；CH3COONa與NaHCO3。下列各項排序中正確的是()。ApH：>&