離子濃度總匯

高二化學(xué)學(xué)習(xí)材料《離子濃度總匯》離子濃度的大小比較、溶液中離子濃度的等量關(guān)系的確定一直是高考的熱點(diǎn)，解決這類問(wèn)題，需要有靈活的思維，有針對(duì)性的運(yùn)用守恒，化學(xué)平衡移動(dòng)等原理，下文想通過(guò)舉例說(shuō)明解決這類問(wèn)題的思維方式，供參考。一、 解決這類問(wèn)題用到的基礎(chǔ)知識(shí)1、 電離平衡：研究的對(duì)象：弱電解質(zhì)；例：弱酸(碳酸、醋酸)、弱堿(氨水、氫氧化鋁)、水等。電離程度：部分電離。電離方程式書寫特點(diǎn)：用"而不用“二二”2、 水解平衡：研究對(duì)象：含弱電解質(zhì)離子的鹽；水解程度：部分水解；水解離子方程式的書寫特點(diǎn)：?jiǎn)我晃镔|(zhì)的水解其程度比較弱用“并且不用“I或"';溶液中溶質(zhì)微粒存在形式：分子、離子。3、 三大守恒：電荷守恒：任何溶液都遵循電荷守恒，即陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)(離子濃度乘以離子帶電荷數(shù))，等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)。物料守恒：電解質(zhì)溶液中，某些離子能水解或能電離，計(jì)算某些關(guān)鍵性原子的守恒，即溶液中某一組分的原始濃度應(yīng)該等于它在溶液中以各種形式存在微粒的濃度之和。質(zhì)子守恒：由水電離產(chǎn)生的H+和0H-的物質(zhì)的量總是相等的。4、 遵循的化學(xué)原理平衡移動(dòng)原理：電離平衡、水解平衡兩種平衡受到同種離子或其它離子的影響，遵循勒夏特列原理發(fā)生移動(dòng)。二、 離子濃度關(guān)系舉例極其分析1、一種溶液含單一溶質(zhì)例題1、用水稀釋0.ImolLt氨水時(shí)，溶液中隨著水量的增加而減小的是(A)c(OH)/c(NHH0) (B)c(NHHO)/c(OH)(C)c(H+)和c(0時(shí)的乘積 (D)OH時(shí)物質(zhì)的量TOC\o"1-5"\h\z解析：氨水是弱堿溶液存在的平衡是：NHHO—NH++0B，隨著水量的增加平32 4衡右移，NH+與0H-的物質(zhì)的量增加，NHH。物質(zhì)的量減小，由于溶液的體積增大，4 32所以c(0H)與c(NH+)以及c(叫史0)都在減??；但c(NHH2O)減小的幅度大，而c(OH)與c(NH+)減小的幅度小，故次時(shí)和c(0H)的乘積不2c(OH)/c(NHH0)在增大，c(NHHO)/c(0H)在減小，選(B) '之32例題2(2004-江蘇)草酸是二元弱酸,草酸氫鉀溶液呈酸性。在0.1mol/LKHC204溶液中，下列關(guān)系正確的是()c(K+)+c(H+)=c(HC204-)+c(0H~)+c(C2042-)c(HC204-)+c(C2042-)=0.1mol?L-1c(HC204-)>c(C2042-)c(K+)=c(H2C204)+c(HC204-)+c(C2042-)解析：由于khc2o4=== +hc2o4-所以存在的平衡有：電離平衡hc2o4-=H++C2042-,水解平衡HC204-+h2o—h2c2o4+。曠，由于草酸氫鉀溶液呈酸性c(h+)>c(0H—),所以電離程度大于水解程度，即c(C2042-)>c(HC204-)o由上述平衡以及水的電離平衡知溶液中存在的離子有：K+、H+、HC2()4一、。曠《2。42一，從電荷守恒得：c(K+)+c(H+)=c(HC204_)+c(0H~)+2c(62042~)；由物料守恒得B錯(cuò)D對(duì)。練習(xí)1.表示0.Imol/L的碳酸氫鈉溶液中有關(guān)微粒濃度的關(guān)系正確的是c(Na+)>c(HCO3-)>c(C032-)>c(H+)>c(0H~)c(Na+)+c(H+)=c(C032-)+c(0H~)+c(HCOg-)c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32~)>c(H2CO3)答案：C、從上可以看出，酸式鹽溶液中離子濃度大小比較的方法是，首先找出溶液中存在的平衡，然后依據(jù)溶液的酸堿性確定出水解程度和電離程度的相對(duì)大小，另外還要注意，不論弱電解質(zhì)的水解還是弱離子的電離都比較弱，只有一少部分，這樣綜合考慮就可得出各離子濃度的關(guān)系。2、多種溶液含單一溶質(zhì)例題3、等物質(zhì)的量濃度的下列溶液中，NH+離子的濃度最大的是 ( )4A、 NH4C1B、NH4HCO3C、NH4HSO4D、NH4NO3解析：由于每種溶液中都能電離產(chǎn)生鉉離子，所以有水解平衡：NH4++H2o^NH3.H2o+H+，而NH4HS04===NH4++H++S042-有氫離子產(chǎn)生，抑制鉉離子的水解，B溶液中hco3-+h2o—h2co3+or從而促進(jìn)鉉離子的水解，所以選C。3、兩種溶液混合溶質(zhì)間不反應(yīng)例題5、在物質(zhì)的量濃度均為0.01mol/LCH3C00H和CH3COONa混合溶液中，測(cè)得c(CH3COO-)>c(Na+),則下列關(guān)系式正確的是( )A、c(H+)>c(OH—) B、c(H+)<c(0H~)C、c(CH3COOH)>c(CH3COO-)D、c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.02mol/L解析：存在的平衡有:CH3COOH—CH3COO-+H+>CH3COO-+H20=CH3C00H+0H-，測(cè)得c(CH3COO-)>c(Na+),說(shuō)明電離程度大于水解程度，貝lj：c(H+)>c(OH.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),故A對(duì)，據(jù)物料守恒的D正確。溶質(zhì)間反應(yīng)①溶質(zhì)恰好完全反應(yīng)例題6、(97全國(guó))0.10mol/L氫氧化鈉和0.10mol/L氯化鉉溶液等體積混合后,離子濃度大小正確的次序是c(Na+)>c(Cl~)>c(0H~)>c(H+)c(Na+)=c(Cl~)>c(0H~)>c(H+)c(Na+)=c(Cl~)>c(H+)>c(0H~)D.c(Cl~)>c(Na+)>c(0H~)>c(H+)解析：由于NaOH+NH4Cl===NaCl+NH3,H20,所以兩溶液恰好完全反應(yīng)，所得溶液為食鹽和氨水的混合溶液，則c(Na+)=c(Cl~)>c(0H~)>c(H+)o②溶質(zhì)有一種剩余例題7、(99上海)把0.02mol/LHAc溶液和0.Olmol/LNaOH溶液以等體積混和，則混合液中微粒濃度關(guān)系正確的為A、c(AC-)>c(Na+) B、c(HAc)>c(Ac-)C、2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)D、c(HAc)+c(Ac~)=0.Olmol/L解析：由于HAc+NaOH==NaAc+也0,所以上述溶液混合后最后得到的是等濃度的醋酸和醋酸鈉的混合溶液，電離程度大于水解程度，A正確，B錯(cuò)誤。據(jù)物料守恒得D正確。由電荷守恒得：c(Na+)+c(H+)=c(Ac~)+c(0H~),2c(Na+)==0.Olmol/L=c(HAc)+c(Ac-),所以2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)+c(0H~),故C錯(cuò)。(二)溶液中離子濃度問(wèn)題的綜合應(yīng)用1、已知離子濃度的關(guān)系推導(dǎo)溶液中溶質(zhì)的情況例題8、已知某溶液中只存在0H—、H+、NH+、C1-四種離子，某同學(xué)推測(cè)其離4子濃度大小順序有如下四種關(guān)系：?c(Cl-)>c(NH+)>c(H+)>c(0H-) ②c(C1-)>c(NH+)>c(0H-)>c(H+)4 4@c(NH+)>c(Cl-)>c(0H-)>c(H+)3c(C1-)>c(H+)>c(NH+)>c(0H-)4 4填寫下列空白:若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，則該溶質(zhì)是,上述四種離子濃度的大小順序?yàn)椤?填序號(hào))若上述關(guān)系中③是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為,若上述關(guān)系中④是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為。若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c(HCl)c(NH-HO)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中 3 2c(H+)和堿中c(0H-)的關(guān)系c(H+)c(0H-)o解析(1)答案：NHCK①，由于存在NH4++H20—NH3.H20+H+且水解程度弱，所以c(Cl-)>c(NH+)>c(H+)>c(0H-)o4若@c(NH+)>c(Cl-)>c(0H-)>c(H+)正確，說(shuō)明向氯化箕溶液中滴加了4氨水，溶質(zhì)是氯化鉉和氨；同理推測(cè)若④正確，則溶質(zhì)是氯化鉉和氯化氫。若混合前c(HCl)=c(NH-HO),則所得溶液為氯化鉉溶液，呈酸性，所以3 2此時(shí)c(HCl)小于c(NH-HO),若相等，由于氨水中存在大量的未電離的NH?H03 2 3 2可繼續(xù)電離出0H-,則溶液顯堿性，所以此時(shí)c(H+)大于c(0H-)o2、溶液中離子濃度定量分析例題9、某二元酸(化學(xué)式用H?A表示)在水中的電離方程式是：H2A=H++HA-,HA~=H++A2-回答下列問(wèn)題：⑴若0.Imol/LNaHA溶液的pH=2,則0.Imol/LH2A溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度可能是_0.llmol/L(填“>、<、二〃)其值一定大于一個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)是.(2)0.Imol/LNaHA溶液中各種離子濃度由大到小的順序是：解析：⑴該溶液中存在的平衡是：HA-=H++A2-，而H2A第一步電離(H2A=H++HA-)產(chǎn)生了0.Imol/L的氫離子影響了HA-的電離平衡，所以其電離產(chǎn)生的氫離子濃度小于0.01mol/L,故0.Imol/LH2A溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度可能是小于0.1lmol/L,大于0.10mol/Lo⑵答案：Na+>HA">H+>A2">0H-分析略。3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)例題10、向0.01mol/L的氨水溶液中逐滴滴入0.01mol/L的鹽酸溶液，在混合液中存在兩個(gè)平衡：NH3?H20=NH4++OH—,NH4++H2O=NH3?H20+H+o隨著這兩個(gè)平衡的相對(duì)程度不同，出現(xiàn)了c(NH4+)>c(C「)、c(NH4+)=c(C「)、c(NH4+)<c(Cl~)三種關(guān)系，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過(guò)程中滴加到某一時(shí)刻時(shí)混合液中c(NH4+) c(C「)的關(guān)系。要求：原理、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論解析：原理：據(jù)電荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl")+c(0H-),若c(NH4+)>c(C