離子濃度關(guān)系判斷

1、專題講座：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(jìn)行的，其主要是第一級電離(第一步電離程度遠(yuǎn)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)離子的水解損失是微量的(雙水解除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H)或堿性

2、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(jìn)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(yīng)是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。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，無論存在多少種離子，溶液都是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如NaHCO3溶液中存在著Na、H、HCO、CO、OH，存

3、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，離子種類增多，但元素總是守恒的。如K2S溶液中S2、HS都能水解，故S元素以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)移情況圖示如下：由圖可得Na2S水溶液中質(zhì)子守恒式可表示：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推導(dǎo)得到。三、典例導(dǎo)悟，分類突破(一)粒子種類的判斷例1(1)NaH

4、CO3溶液中：_。(2)Na2CO3溶液中：_。(3)NaHCO3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)粒子種類都是離子：Na、CO、HCO、OH、H；分子：H2CO3、H2O判斷鹽溶液中粒子種類時(shí)，首先要清楚鹽溶液中的電離、水解情況，特別是多步電離和多步水解。如：(1)NaHCO3溶液中，因NaHCO3=NaHCO，HCOCOH，HCOH2OH2CO3OH，H2OHOH。故溶液中的離子有：Na、CO、HCO、OH、H；分子有：H2CO3、H2O。(二)單一溶液中離子濃度的關(guān)系例20.1 mol·L1的NH4C

5、l溶液(1)粒子種類：_。(2)離子濃度大小關(guān)系：_。(3)物料守恒：_。解析NH4Cl=NHCl(完全電離)NHH2ONH3·H2OH(微弱)H2OHOH(極微弱)答案(1)Cl、NH、H、OH、NH3·H2O、H2O(2)c(Cl)>c(NH)>c(H)>c(OH)(3)c(Cl)c(NH)c(NH3·H2O)例30.1 mol·L1的NaHCO3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NaHCO3=NaHCO(完全電離)，HCOH2OH2CO3OH(主要)，HCOH

6、CO(次要)，H2OHOH(極微弱)。答案(1)c(Na)>c(HCO)>c(OH)>c(H)>c(CO)(2)c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)(3)c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)(4)c(OH)c(H2CO3)c(H)c(CO)例40.1 mol·L1的Na2CO3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Na2CO3=2NaCO(完全電離)，COH2OHCOOH(主要)，HCOH2OH2CO3OH(次要)，H2OHOH(極微弱)。答案(1)c(Na)>

7、;c(CO)>c(OH)>c(HCO)>c(H)(2)c(Na)2c(CO)c(HCO)c(H2CO3)(3)c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)(4)c(OH)c(H)2c(H2CO3)c(HCO)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：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)弱酸根離子或弱堿陽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

8、。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)。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一個(gè)更強(qiáng)，如NaHCO3溶液中HCO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

9、(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各離子濃度的簡單相加。如2c(CO)的化學(xué)計(jì)量數(shù)2代表一個(gè)CO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。(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)

10、CH3COOH和NaOH等濃度等體積混合，離子濃度大小順序?yàn)開。(2)NaOH和CH3COOH等濃度按12體積比混合后pH7，離子濃度大小順序?yàn)開。(3)pH2的CH3COOH與pH12的NaOH等體積混合，其離子濃度大小順序?yàn)開。解析(1)恰好反應(yīng)后，溶質(zhì)為CH3COONa。(2)中和反應(yīng)后，溶質(zhì)為等量的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度。(3)由于CH3COOH是弱酸，題中c(CH3COOH)要遠(yuǎn)大于c(NaOH)，反應(yīng)后溶質(zhì)為CH3COOH、CH3COONa，且n(CH3COOH)要遠(yuǎn)大于n(CH3COONa)，溶液中CH3COOH

11、的電離程度大于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)c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)例6常溫下，用0.100 0 mol·L1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L1 CH3COOH溶液所得滴定曲線如右圖。下列說法正確的是()A點(diǎn)所示溶液中：c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)c(H)B點(diǎn)所示溶液中：c(Na)c(CH3COOH)c(CH3

12、COO)C點(diǎn)所示溶液中：c(Na)>c(OH)>c(CH3COO)>c(H)D滴定過程中可能出現(xiàn)：c(CH3COOH)>c(CH3COO)>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 CH3COONa，據(jù)物料守恒：c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Na)，根據(jù)電荷守恒：c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)，整理后得c(CH3COOH)2c(H)c(CH3COO)2c(OH)；點(diǎn)溶液的pH7，據(jù)電荷守恒有：c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)，又c(H)c(OH

13、)，則c(Na)c(CH3COO)；點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為0.002 mol CH3COONa，離子濃度大小關(guān)系為c(Na)c(CH3COO)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0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO)>c(Na)，對該溶液的下列判斷正確的是()Ac(H)>c(OH)Bc(CH3COO)0.1 mol·L1Cc(CH3COOH)>c(CH3COO

14、)Dc(CH3COO)c(OH)0.1 mol·L1解析由電荷守恒有：c(CH3COO)c(OH)c(Na)c(H)，因c(CH3COO)>c(Na)，則c(H)>c(OH)；且c(CH3COO)c(OH)c(H)0.1 mol·L10.1 mol·L1；由物料守恒有：c(CH3COOH)c(CH3COO)0.2 mol·L1，因c(CH3COO)c(Na)0.1 mol·L1，則c(CH3COO)c(CH3COOH)。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

15、：NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH)由大到小的順序?yàn)?gt;>>>。分析流程為分組例8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_。(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、NH4Cl溶液，其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?/p>

16、_。答案(1)>>>(2)>>(3)>>>1(2014·新課標(biāo)全國卷，11)一定溫度下，下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是()ApH5的H2S溶液中，c(H)c(HS)1×105 mol·L1BpHa的氨水溶液，稀釋10倍后，其pHb，則ab1CpH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)DpH相同的CH3COONa，NaHCO3，NaClO三種溶液的c(Na)：答案D解析A項(xiàng)，pH5的H2S溶液中，H的濃度為1×105mol·L1，但是H

17、S的濃度會(huì)小于H的濃度，H來自于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，ab1，故不正確；C項(xiàng)，草酸是弱酸，氫氧化鈉是強(qiáng)堿，無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)樗嵝裕捍姿?gt;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>碳酸氫鈉>次氯酸鈉，則鈉離子的濃度為>>，故正確。2(2014·天津理綜，5)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()ApH1的NaHSO4溶

18、液：c(H)c(SO)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)2c(CO)D含等物質(zhì)的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液：3c(Na)2c(HC2O)c(C2O)c(H2C2O4)答案A解析NaHSO4溶液中，根據(jù)電荷守恒有：c(Na)c(H)c(OH)2c(SO)，又因?yàn)閏(Na)c(SO)，綜合可得：c(H)c(OH)c(SO)，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H

19、2CO3，只有部分電離生成H和HCO，受H的抑制作用，HCO的電離程度更小，離子濃度關(guān)系為c(H)>c(HCO)>2c(CO)，C錯(cuò)誤；含等物質(zhì)的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液中，根據(jù)物料守恒有：2c(Na)3c(HC2O)c(C2O)c(H2C2O4)，D錯(cuò)誤。3(2016·全國卷，12)298 K時(shí)，在20.0 mL 0.10 mol·L1氨水中滴入0.10 mol·L1的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.10 mol·L1氨水的電離度為1.32%，下列有關(guān)敘述正確的是()A該滴定過程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑B

20、M點(diǎn)對應(yīng)的鹽酸體積為20.0 mLCM點(diǎn)處的溶液中c(NH)c(Cl)c(H)c(OH)DN點(diǎn)處的溶液中pH12答案D解析A項(xiàng)，鹽酸滴定氨水時(shí)，滴定終點(diǎn)溶液為NH4Cl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NH4Cl時(shí)溶液呈酸性，故二者等濃度反應(yīng)時(shí)，若溶液的pH7，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)c(H)c(Cl)c(OH)，M點(diǎn)溶液的pH7，即c(H)c(OH)，則c(NH)c(Cl)，由于水的電離是微弱的，故c(NH)c(Cl)c(H)c(OH)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由圖可知，N點(diǎn)即為0.1

21、0 mol·L1氨水，由其電離度為1.32%，可知0.10 mol·L1氨水中c(OH)0.001 32 mol·L1，故該氨水中11pH12，正確。4室溫下，用0.100 mol·L1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 mol·L1 的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是()A表示的是滴定醋酸的曲線BpH7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(CH3COO)DV(NaOH) 10.00 mL時(shí)，醋酸溶液中c(Na)c(CH3COO)c(H)c

22、(OH)答案B解析A項(xiàng)，滴定開始時(shí)0.100 mol·L1鹽酸pH1，0.100 mol·L1醋酸pH1，所以滴定鹽酸的曲線是，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，pH7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(CH3COO ) c(Na )，錯(cuò)誤。5(2016·貴陽檢測)室溫下，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將0.1 mol

23、3;L1的一元酸HA溶液和0.1 mol·L1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：實(shí)驗(yàn)編號(hào)溶液體積(mL)混合后溶液的pHHAKOH1010910a7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：c(A)c(HA)0.1 mol·L1D實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中：c(K)c(A)c(OH)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

24、(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)c(HA)0.1 mol·L1，根據(jù)物料守恒可知，混合過程相當(dāng)于對HA溶液進(jìn)行稀釋，故實(shí)驗(yàn)所得的混合溶液中c(A)c(HA)0.1 mol·L1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電荷守恒可知，c(K)c(H)c(A)c(OH)，因?yàn)閏(H)c(OH)，所以c(K)c(A)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2017·岳陽檢測)某二元酸(化學(xué)式用H2B表示)在水中的電離方程式是H2B=HHB；HBHB2。回答下列問題。(1)Na2B溶液顯_(填“酸性”、“中性”或“堿性”)，理由是_(用離子方程式表示)。(2)在0.1 mol·L1的Na2B溶液中，下列粒子濃度關(guān)系式正確的是_(填字母)。Ac(B2)c(HB)c(H2B)0.1 mol·L1Bc(Na)c(OH)c(H)c(HB)Cc(Na)