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一、溶液中粒子浓度之间关系题的解题方法
1.溶液中粒子浓度之间关系的分析思路
(1)先确定溶液中的溶质成分及各自物质的量浓度大小。
(2)写出电离方程式、水解方程式,找出溶液中存在的离子。
(3)依据(1)(2)找溶液中的电荷守恒和物料守恒;结合这两个守恒关系找出溶液中的“质子守恒”关系。如:
守恒类别
含义
示例
电荷守恒
电解质溶液中阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数(电中性原理)
Na2CO3溶液中存在Na+、CO、H+、OH-、HCO、H2CO3和H2O,其中c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
物料守恒
电解质溶液中,某种原子的总浓度等于它的各种存在形态的浓度之和(原子守恒原理)
Na2S溶液中n(Na)=2n(S),即c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
质子守恒
任何水溶液中由水电离产生的H+和OH-的物质的量始终相等
Na2CO3溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
2.结合三个守恒关系进行溶液中粒子浓度的大小比较
(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)。
(3)不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同浓度的下列溶液中:a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4、d.(NH4)2SO4、e.(NH4)2CO3,c(NH)由大到小的顺序是d>e>c>a>b。
(4)混合溶液中各离子浓度比较,根据电离程度、水解程度的相对大小来确定。如:
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol•L-1 NH4Cl和0.1 mol•L-1氨水的混合溶液中:由于NH3•H2O的电离程度大于NH的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol•L-1 HCN和0.1 mol•L-1 NaCN的混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
(5)酸式盐溶液的处理:在酸式盐溶液中,酸式酸根离子既能电离出H+,也能水解产生OH-。HA-H++A2-,HA-+H2OH2A+OH-。通常规律如下:
①NaHSO4全部电离不水解,NaHSO4===Na++H++SO;
②NaHSO3、NaH2PO4电离程度大于水解程度,显酸性;
③NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水解程度大于电离程度,显碱性。
1.(2021•天津高考)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 mol•L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
B.在0.1 mol•L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.在0.1 mol•L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol•L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
答案 A
解析 由于磷酸为多元弱酸,第一步电离程度大于第二步电离程度大于第三步电离程度,所以在0.1 mol•L-1 H3PO4溶液中,离子浓度大小为c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO),故A正确;在0.1 mol•L-1 Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),故B错误;在0.1 mol•L-1 NaHCO3溶液中,根据物料守恒得到c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol•L-1,故C错误;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒得到c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),则c(Cl-)<c(NH),故D错误。
2.(2021•广东高考)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是( )
A.0.001 mol/L GHCl水溶液的pH=3
B.0.001 mol/L GHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为:GHCl===G+HCl
D.GHCl水溶液中