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第4课时 溶液中的粒子浓度
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能根据电解质的电离、弱离子的水解,判断溶液中微粒种类及离子浓度关系。
利用平衡思想和守恒关系等认知模型,分析溶液中离子浓度的关系。(证据推理与模型认知)
知识精讲
知识点01 溶液中离子浓度的大小比较
1.不同溶液中同一离子浓度的大小比较
相同物质的量浓度的a.NH4Cl溶液,b.CH3COONH4溶液,c.NH4HSO4溶液,c中H+对NH水解有抑制作用,b中CH3COO-的水解对NH水解有促进作用,所以三种溶液中c(NH)由大到小的顺序是c>a>b。
2.弱酸溶液中离子浓度的大小比较
(1)CH3COOH溶液中存在的平衡有:CH3COOHH++CH3COO-,H2OH++OH-,溶液中微粒有H2O、CH3COOH、H+、OH-、CH3COO-,由于CH3COOH电离程度小,且H2O的电离程度更小,所以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)碳酸溶液中存在平衡有:CO2+H2OH2CO3,H2CO3HCO+H+,HCOH++CO,H2OH++OH-。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、CO2、H2CO3、H+、HCO、CO、OH-。
碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子和CO2分子除外)是c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)。
3.单一溶液中离子浓度大小的比较
(1)氯化铵溶液
①NH4Cl溶液中的电离、水解过程。
电离:NH4Cl===NH+Cl-、H2OH++OH-。
水解:NH+H2ONH3·H2O+H+。
判断溶液中存在的离子有NH、Cl-、H+、OH-。
②NH4Cl溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)碳酸钠溶液
①Na2CO3溶液中的电离、水解过程。
电离:Na2CO3===2Na++CO、H2OH++OH-。
水解:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-。
溶液中存在的离子有Na+、CO、HCO、OH-、H+。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)。
(3)碳酸氢钠溶液
①电离过程有NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO、H2OH++OH-。
水解过程有HCO+H2OH2CO3+OH-。
溶液中存在的离子有Na+、HCO、CO、H+、OH-。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)。
4.混合溶液中离子浓度大小的比较
(1)物质的量浓度相同的NaOH溶液、CH3COOH溶液等体积混合
反应的化学方程式:NaOH+CH3COOH===CH3COONa+H2O;
溶液中存在的离子有Na+、CH3COO-、H+、OH-;
其浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等体积混合
反应的化学方程式:NH4Cl+NaOH===NH3·H2O+NaCl;
溶液中存在的离子有Na+、Cl-、NH、OH-、H+;
其浓度由大到小的顺序是c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。
(3)物质的量浓度相同的NH4Cl溶液、氨水等体积混合
混合后不发生反应,溶液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O,溶液呈碱性;
溶液中存在的离子有NH、Cl-、OH-、H+;其浓度由大到小的顺序是c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
【即学即练1】将pH=4的盐酸与pH=10的氨水等体积混合
(1)混合后溶液中的溶质是________,呈________性。
(2)溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________。
答案:(1)NH4Cl、NH3·H2O 碱 (2)c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
解析:(1)混合后发生反应HCl+NH3·H2O=NH4Cl+H2O,弱碱氨水中c(NH3·H2O)>c(OH-)=10-4 mol·L-1,反应后,氨水过量,溶质为NH4Cl和NH3·H2O,溶液呈碱性。
(2)混合溶液中:NH4Cl=NH+Cl-,NH3·H2ONH+OH-,NH+H2ONH3·H2O+H+,因NH3·H2O的电离程度远大于NH的水解程度,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
知识点02 用三大守恒规律推断离子浓度关系
1.三大守恒规律
(1)电荷守恒规律