高中化学微专题-专题四：水溶液中离子浓度关系

第四讲  溶液中离子浓度关系 一、同一溶液离子浓度大小的比较方法 1、“一个比较” 比较同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力。 ①如果电离能力大于水解能力，如CH3COOH的电离程度大于CH3COO-水解的程度，则等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性，溶液中c(H+)>c(OH-)。 ②如果是水解能力大于电离能力，如HClO的电离程度小于ClO-水解的程度，则等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性，溶液中c(H+)<c(OH-)。 ③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根离子的电离能力和水解能力的相对强弱。如NaHCO3溶液中，的水解能力大于电离能力，故溶液显碱性，c(H+)<c(OH-)，如NaHSO3溶液中，的电离能力大于水解能力，故溶液显酸性，溶液中c(H+)>c(OH-)。 2、“两个微弱” ①弱电解质的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸中：CH3COOH?CH3COO-+H+，H2O?OH-+H+；在溶液中粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。 ②弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是很微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如在稀NH4Cl溶液中：NH4Cl=+Cl-；+H2O?NH3·H2O+H+，H2O?OH-+H+；在溶液中微粒浓度由大到小的顺序是c(Cl-)>c()>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。 3、“三个守恒” ①电荷守恒：溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。如NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-)。 ②物料守恒：即原子守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。如0.1 mol/L NaHCO3溶液中：c(Na+)=c()+c()+c(H2CO3)=0.1mol/L。 ③质子守恒：指由水电离产生的c(H+)和c(OH-)始终相等，溶液中由水电离产生的H+或OH-虽会被其他离子结合，以不同形式存在，但其总量始终相等。 a.如在Na2CO3溶液中，H+、、H2CO3为得到质子后的产物；OH-为失去质子后的产物，推得c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2CO3)。 b.如Na2S溶液中，由于S2-的水解，导致水电离产生的H+被S2-结合，生成了少量的HS-和H2S，但溶液中未被结合的H+和HS-、H2S中的“H+”总量与溶液中OH-的总量一定是相等的，即：c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。 二、溶液离子浓度大小比较的具体分析 1、单一溶液中各离子浓度的比较 ①多元弱酸溶液 多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H+)>c()>c()>c()。 ②多元弱酸的正盐溶液 多元弱酸的弱酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+)。 ③多元弱酸的酸式盐溶液 取决于弱酸酸式酸根离子水解和电离的程度比较。如NaHCO3溶液中：c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)。 2、混合溶液中离子浓度的比较 比较混合溶液中离子浓度大小时，要综合分析电离、水解等因素。如0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1氨水的混合溶液呈碱性，各离子浓度大小的顺序为c()>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。 酸、碱中和型离子浓度的关系： 3、不同溶液中同一离子浓度的比较 不同溶液某离子浓度的大小要看溶液中其他离子对该离子的影响。 如25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：a.NH4Cl　b.CH3COONH4　c.NH4HSO4 d.(NH4)2SO4　e.(NH4)2Fe(SO4)2 c()由大到小的顺序为e>d>c>a>b。 1．在25℃时，在浓度为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中，测得其c(NH)分别为a、b、c(单位为mol·L-1)，下列判断正确的是 A．c＞a＞b B．a＞b＞c C．a＞c＞b D．a=b=c 2．已知：NaHC2O4溶液显酸性。现用0.1 mol▪L-1的NaOH溶液滴定25mL0.1 mol▪L-1H2C2O4溶液。下列说法正确的是 A．在NaOH溶液滴入前，溶液中c(H2C2O4)> c() > c(H+)> c() B．滴入NaOH溶液25mL时，c(H+)+c(H2C2O4)= c()+c(OH-) C．滴入NaOH溶液50mL时，c()+c()≈mol▪L-1 D．当溶液显中性时，c(Na+) < c() 3．常温常压下，将a mol CO2气体通入含b mol NaOH的溶液中，下列对所得溶液的描述正确的是 A．2a<b时，则一定存在：c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(H+) B．2a=b时，则一定存在：c(OH-)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(H＋) C．b<2a<2b时，则一定存在：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)+c(HCO) D．a=b时，则一定存在：2c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(CO)+2c(HCO)+c(H2CO3) 4．25℃时，某二元弱酸的电离平衡常数为，。25℃时，向溶液中，滴加溶液，由水电离出的随滴入溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A． B．a、c两点溶液均呈中性 C．b点溶液中存在： D．将a、c两点溶液混合后，所得溶液 5．室温下，改变二元弱酸H2SeO3溶液的pH，溶液中H2SeO3、HSeO、SeO的物质的量分数δ(x)随pH变化如图所示：[δ(x)＝]。下列说法错误的是(　　) A．H2SeO3，的Ka1＝10-2.62 B．C点的pH为5.47 C．NaHSeO3溶液中离子浓度的大小顺序为：c(Na+)＞c(HSeO)＞c(H+)＞c(SeO)＞c(OH﹣) D．向100mL pH＝2.62，含c(H2SeO3)＝0.05mol/L，c(HSeO)＝0.05mol/L的溶液中，加入0.1mol/L NaOH 100mL，c(Na+)+c(H2SeO3)＜c(SeO)+0.05mol/L 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】在(NH4)2SO4溶液中，只发生水解反应+H2ONH3·H2O + H+；在(NH4)2CO3中，+H2ONH3·H2O + H+，＋H2O＋OH-，两个水解反应相互促进，从而使水解程度增大；在(NH4)2Fe(SO4)2中，+H2ONH3·H2O + H+，Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，两个水解反应相互抑制，从而使水解程度减小； 综合以上分析，(NH4)2Fe(SO4)2溶液中最大，(NH4)2CO3溶液中最小，从而得出c＞a＞b，故选A。 2．B 【详解】A.草酸是二元弱酸，在溶液中分步电离，以一级电离为主，则草酸溶液中氢离子浓度大于草酸氢根离子，故A错误； B.向25mL0.1 mol▪L-1H2C2O4溶液中滴入25mL 0.1 mol▪L-1的NaOH溶液时，草酸和氢氧化钠恰好反应生成草酸氢钠，由质子守恒关系可得c(H+)+c(H2C2O4)= c()+c(OH-)，故B正确； C.向25mL0.1 mol▪L-1H2C2O4溶液中滴入50mL 0.1 mol▪L-1的NaOH溶液时，草酸和氢氧化钠恰好反应生成草酸钠，由物料守恒关系可得c(H2C2O4)+ c()+c()≈mol▪L-1，故C错误； D.由NaHC2O4溶液显酸性可知，当溶液显中性时，溶液为草酸氢钠和草酸钠的混合溶液，溶液中，钠离子大于草酸氢根离子，故D错误； 故选B。 3．D 【分析】根据二氧化碳和氢氧化钠反应的少量与过量反应进行判断产物，根据产物进行比较离子浓度大小，其反应为：①CO2(少量)+2NaOH= Na2CO3+H2O， ②CO2(足量)+NaOH= NaHCO3+H2O，当，发生反应①；当时，发生反应②。根据具体比值关系判断。 【详解】A．当2a<b时，即氢氧化钠过量，发生反应①，溶液中溶质是Na2CO3和NaOH，若氢氧化钠剩余很多，溶液中可能出现c(Na+)>c(OH-)> c(CO)>c(H+)，故A不正确； B．当2a=b时，CO2与NaOH恰好发生反应①，溶质是Na2CO3，碳酸钠溶液列出的质子守恒为：c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H＋)，故B不正确； C．当b<2a<2b时，CO2与NaOH发生反应①和②，溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3，列电荷守恒应该是：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)，故C不正确； D．当a=b时，CO2与NaOH恰好发生反应②，溶质是NaHCO3，电荷守恒是：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2(CO)+c(HCO)，物料守恒是：c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)，将电荷守恒和物料守恒相加得：2c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(CO)+2c(HCO)+c(H2CO3)，故D正确； 故选D。 【点睛】此题重点在于考查离子浓度大小比较，利用电荷、物料、质子守恒进行判断，但首要解决的是溶液中的溶质及量之间的关系。 4．C 【详解】A．加入溶液体积为时，溶液中溶质为，既能水解又能电离，其水解常数和电离常数分别为、，水解大于电离，此时，所以当时，，A项错误； B．b点恰好完全反应生成正盐，水的电离程度最大，此时溶液显碱性，再加入溶液，溶液仍显碱性，B项错误； C．b点溶液中溶质为，根据电荷守恒可知，根据物质守恒可知，则，C项正确； D．将a、c两点溶液混合后，所得溶液各成分浓度关系应处于a、c两点之间，，D项错误。 故本题答案为C。 5．D 【详解】A．二元弱酸H2SeO3分步电离，Ka1＝，pH＝2.62时，c()＝c(H2SeO3)，Ka1＝c(H+)＝10-2.62，故A正确； B．二元弱酸H2SeO3分步电离，Ka2＝，pH＝8.32时，c()＝c()，Ka2＝c(H+)＝10-8.32，C点c()＝c(H2SeO3)，由Ka1×Ka2＝×＝c2(H+)＝10-2.62×10-8.32，c(H+)＝10-5.47mol/L，pH＝5.47，故B正确； C．NaHSeO3溶液中水解常数Kh＝＝＝＝＝10-12.38＜Ka2＝10-8.32，判断水解程度小于其电离程度，溶液显酸性，且溶液中还存在水的电离，因此溶液中离子浓度关系为：c(Na+)＞c(HSeO)＞c(H+)＞c(SeO)＞c(OH﹣)，故C正确； D．NaOH恰好和H2SeO3完全反应生成Na2SeO3，混合溶液中溶质为等物质的量的Na2SeO3、NaHSeO3，Na2SeO3的水解常数为Kh＝＝＝10-5.68>Ka2＝10-8.32，Na2SeO3水解大于NaHSeO3电离，混合溶液呈碱性，则c(H+)<c(OH﹣)，根据电荷守恒可知：c(OH-)+2c()+c()＝c(H+)+c(Na+)，则有c(Na+)>2c()+c()，根据物料守恒知，混合溶液中c(H2SeO3)+c()+c()＝0.05mol/L，两式相加可得c(Na+)+c(H2SeO3)>2c()+c()+c(H2SeO3)，c(Na+)+c(H2SeO3)>c()+0.05mol•L﹣1，故D错误； 故选D。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$