内容正文:
微专题三 溶液中粒子浓度关系比较
一、溶液中的三个守恒关系
[典型例题1] 硫化氢的水溶液中存在动态平衡:H2SH++HS-、HS-H++、H2OH++OH-。在物质的量浓度为0.1 mol·L-1的H2S溶液中,下列各离子浓度的关系正确的是( )
A.c(H+)=c(HS-)+2c()+c(OH-)
B.2c(H+)=2c(HS-)+c()+2c(OH-)
C.c(H+)=c(HS-)+2c()
D.c(H+)=2c()+c(OH-)
解析:解本题的关键是先要分析清楚硫化氢的水溶液中存在哪些离子,再从守恒的角度分析题目。H2S为二元弱酸,所以其在水溶液中不能完全电离。由电荷守恒得,c(H+)=c(HS-)+2c()+c(OH-)。
答案:A
守恒关系式的判断技巧
[跟踪训练1] 下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( A )
A.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
B.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液:c(N)=c(Cl-)
C.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到酸性的混合溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到pH=5的混合溶液:c(Na+)=c(N)+c(Cl-)
解析:在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,根据质子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)。在0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,N发生水解,故c(N)<c(Cl-)。醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液中,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(CH3COO-)>c(Na+),因此溶液中的离子浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。硝酸钠为强电解质,不发生水解,根据物料守恒则有c(Na+)=c(N)。
二、离子浓度大小的比较
[典型例题2] (2020·湖北省部分重点中学期中)下列有关离子浓度大小比较正确的是( )
A.物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①NaAlO2溶液,②CH3COONa溶液,③NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序是①>③>②
B.等pH的①(NH4)2SO4溶液,②NH4HSO4溶液,③NH4Cl溶液,c(N)由大到小的顺序是①>③>②
C.等浓度的①NH4Al(SO4)2溶液,②(NH4)2CO3溶液,③(NH4)2Fe(SO4)2溶液,c(N)由大到小的顺序是②>③>①
D.相同温度下,将足量AgCl固体分别放入相同体积的①0.1 mol·L-1盐酸,②0.1 mol·L-1 MgCl2溶液,③0.1 mol·L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)由大到小的顺序是③>②>①
解析:弱酸根离子水解程度越大,该盐溶液pH越大,酸根离子水解程度:Al>HC>CH3COO-,所以等浓度的三种溶液pH由大到小的顺序是①>③>②,A正确;NH4Cl溶液和(NH4)2SO4溶液中N水解程度相同,所以两者如果pH相等,则c(N)相同,NH4HSO4显酸性主要是因为电离出H+,且HS完全电离,所以pH相等时NH4HSO4的浓度最小,溶液中c(N)最小,B错误;Al3+、Fe2+抑制N水解,C促进N水解,但③化学式中N个数是①的2倍,所以等浓度的三种溶液中c(N)浓度由大到小的顺序是③>②>①,C错误;含有Cl-、Ag+的溶液都抑制AgCl溶解,但硝酸银是可溶性物质,会电离出大量Ag+,②中Cl-浓度大于①且两者抑制AgCl溶解,所以Ag+浓度由大到小的顺序是③>①>②,D错误。
答案:A
以等物质的量浓度的NaH2PO2、H3PO2混合溶液中各粒子浓度大小比较为例归纳分析方法。
[跟踪训练2] (2020·四川成都期中)下列说法正确的是( A )
A.常温下,向0.1 mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
B.常温下,将pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液等体积混合后的溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.常温下,0.1 mol/L的下列溶液①NH4Al(SO4)2溶液,②NH4Cl溶液,③NH3·H2O溶液,④CH3COONH4溶液中,c(N)由大到小的顺序是②>①>④>③
D.常温下,0.2 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(Na+)=0.1 mol/L
解析:常温下,向0.1 mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+