内容正文:
专题3
水溶液中的离子反应
微专题4溶液中离子浓度的比较
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1.电解质溶液中三个守恒关系
()电荷守恒规律
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电
荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2CO3溶液中存在着Na、CO}、H、
OH、HCO3,它们存在如下关系:
e(Na)+c(H)=2c(CO )+c(HCO3 )+c(OH
e
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(2)物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总是守恒
的,如Na2CO3溶液中CO}能水解,故碳元素以CO}、HCO3、HCO3三种形
式存在,它们之间的守恒关系为:2c(a=c(Co)十c(HC0)+c,CO)
(3)质子守恒规律
即在纯水中加入电解质,最后溶液中©(H)与其他微粒浓度之间的关系式(由电荷
守恒及物料守恒推出)。如Na2CO3溶液中,由上述两个守恒关系可推出:
c(OH )=c(H)+c(HCO3 )+2c(H2CO3)
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2.比较溶液中离子浓度大小的“三原则”
(1)电离程度较小原则
弱电解质的电离程度较小,产生的离子浓度也较小,弱电解质分子的浓度大于
电离生成的离子浓度。该原则适用于弱电解质溶液中离子浓度大小的比较。
(2)水解程度较小原则
含一种弱酸根离子或弱碱阳离子的盐溶液水解程度一般较小,水解产生的离子
浓度也较小,水解的离子浓度大于水解生成的粒子浓度,此原则适用于含一种弱酸
根离子的盐溶液中离子浓度大小的比较。
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(3)电离为主原则
等浓度的一元弱酸(HA)与该弱酸的强碱盐(如NaA)溶液等体积混合时,一般情
况下溶液呈酸性,以HA的电离为主。
注意]题目中若提供某些离子的浓度关系,则要结合具体信息分析,确定是以
HA的电离为主还是以NaA的水解为主。
e
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典例示范
例1①下列物质所配成的0.1moL1溶液中,离子浓度由大到小顺序排列正确的
是(
A.NH4CI:c(CI )>c(H)>c(NH )>c(OH
B.Na2CO3:c(Na)>c(CO )>c(HCO3 )>c(OH )>c(H)
C.NaHCO3:c(Na)>c(CO )>c(HCO3 )>c(OH )>c(H)
D.(
(NH4)2SO4:c(NH )>c(SO )>c(H)>c(OH
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解析
氯化铵是强酸弱碱盐,NH4水解导致溶液呈酸性:NH4+H2O=
NH,·HO+H,所以c(H>c(OH),NH4水解而氯离子不水解,所以c(C1)>
cNH4),因为NH4水解程度是微弱的,所以cNH4)>c(H),因此NH4CI溶液
中离子浓度的大小顺序是c(CI)>cNH4)>cH)>c(OH),故A错误;在Na2CO3
溶液中,CO}部分水解,溶液呈碱性,所以(OH)>cH),又因为钠离子不水解,
所以cNa>c(Co}),因为CO}水解程度是微弱的,所以c(CO号)>cHCO?),
根据C0}的两步水解反应方程式:C0}十H20HC03十0H、HC03+H20片
H2CO3+OH,因第一步水解生成的HCO3还要发生第二步水解,造成HCO3浓
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度减小而OH浓度增加,再加上水电离出的OH,所以c(OH)>c(HCO3),综上
所述,在Na2CO3溶液中,离子浓度的大小顺序是cNa)>c(C03)>c(OH)>
c(HCO3)>cH,故B错误;在NaHCO3溶液中,HCO3仅有少量电离,所以溶
液中c(HCO3)>(CO3),故C错误;在NH4)2SO4溶液中,铵根离子部分水解,
溶液显酸性,则cH>c(OH),又因为水解程度微弱,所以cNH4)>c(SO),
则溶液中离子浓度大小顺序是cNH4)>c(SO)>c(H>c(OH),所以D正确。
答案D
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例2常温下,下列溶液中有关物质的量浓度关系一定正确的是(
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液等体积混合:c(H+c(M)
c(OH )+c(A2
B.pH相等的CH3 COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3 COONa
<c(Na2CO3)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3 COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO )+2c(OH )=2c(H)+c(CH3COOH)
D.0.1mol·L1的NaHA溶液,其pH=4:cHA)>c>cA)>c(A2)
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解析
两溶液混合,充分反应后所得溶液呈电中性,据电荷守恒可得(H十
cM=c(OH)+2(A2)十