微专题4 溶液中离子浓度大小关系及应用-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

微专题四　溶液中离子浓度大小关系及应用　　　 [专题精讲] 一、电解质溶液中的三个守恒关系 1．电荷守恒关系 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Na2SO3溶液中存在着Na＋、SO、H＋、OH－、HSO，它们存在如下关系： c平(Na＋)＋c平(H＋)＝2c平(SO)＋c平(HSO)＋c平(OH－) 2．物料守恒关系 电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原子总数是守恒的，如Na2SO3溶液中SO能水解，故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为c平(Na＋)＝2c平(SO)＋2c平(HSO)＋2c平(H2SO3)。 3．质子守恒关系 质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时，存在H＋的转移，在转移时，失去H＋的物质的量与得到H＋的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式：c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HSO)＋2c平(H2SO3)。 [典例示范] [典例]　在0.1 mol·L－1Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是(　　) A．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋2c(S2－) B．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋c(S2－) C．c平(Na＋)＝2c(S2－)＋2c平(HS－)＋2c平(H2S) D．c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HS－)＋2c平(H2S) 解析：B　[在电解质溶液里由电荷守恒得：c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HS－)＋c平(OH－)＋2c(S2－)，A项正确，B项错误；由物料守恒得：c平(Na＋)＝2c(S2－)＋2c平(HS－)＋2c平(H2S)，C项正确；由质子守恒得，c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HS－)＋2c平(H2S)，D项正确。] [专题精练] 1．草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性、在0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中，下列关系正确的是(　　) A．c平(K＋)＋c平(H＋)＝c平(HC2O)＋c平(OH－)＋c平(C2O) B．c平(HC2O)＋c平(C2O)＝0.1 mol·L－1 C．c平(C2O)>c平(H2C2O4) D．c平(K＋)＝c平(H2C2O4)＋c平(HC2O)＋2c平(C2O) 解析：C　[根据电荷守恒有c平(K＋)＋c平(H＋)＝c平(HC2O)＋c平(OH－)＋2c平(C2O)，A错误；草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O、HC2O，根据物料守恒可知：c平(H2C2O4)＋c平(C2O)＋c平(HC2O)＝0.1 mol·L－1，B错误；草酸氢钾溶液呈酸性，说明HC2O的电离程度大于水解程度，则c平(C2O)>c平(H2C2O4)，C正确；根据物料守恒有c平(K＋)＝c平(H2C2O4)＋c平(HC2O)＋c平(C2O)，D错误。] 2．在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中，下列关系正确的是(　　) A．c平(Na＋)＝2c平(CO) B．c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HCO)＋c平(H2CO3) C．c平(HCO)＞c平(H2CO3) D．c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(CO)＋c平(HCO)＋c平(OH－) 解析：C　[碳酸根离子水解而钠离子不水解，所以c平(Na＋)>2c平(CO)，故A错误；碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碳酸根离子，碳酸氢根离子水解和水电离都生成氢氧根离子，只有水电离生成氢离子，所以溶液中存在质子守恒，c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HCO)＋2c平(H2CO3)，故B错误；碳酸根离子第一步水解程度远远大于第二步水解程度，所以c平(HCO)＞c平(H2CO3)，故C正确；溶液中存在电荷守恒；c平(Na＋)＋c平(H＋)＝c平(HCO)＋c平(OH－)＋2c平(CO)，故D错误。] [专题精讲] 二、离子浓度大小比较的常用方法 1．多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4溶液中：c平(H＋)>c平(H2PO)>c平(HPO)>c平(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平(Na＋)>c平(CO)>c平(OH－)>c平(HCO)>c平(H＋)。 3．混合溶液中各离子浓度的比较，根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。 (1)电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO－、HSO。如0.1 mol·L－1NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，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平(NH)>c平(Cl－)＞c平(OH－)>c平(H＋)。 (2)电离程度小于水解程度的有HCN和CN－、HCO和CO、HCO。 如0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·L－1的NaCN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平(Na＋)>c平(CN－)＞c平(OH－)>c平(H＋)。 [典例示范] [典例2]　已知HF和HCN都是一元弱酸，但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100 mL 0.1 mol·L－1的NaF溶液和100 mL 0.1 mol·L－1的NaCN溶液，下列有关这两种溶液的说法中不正确的是(　　) A．溶液pH：NaF<NaCN B．溶液中弱酸分子浓度：c平(HF)>c平(HCN) C．NaF溶液中：c平(HF)＝c平(OH－)－c平(H＋) D．NaCN溶液中：c平(Na＋)＝c平(CN－)＋c平(HCN) 解析：B　[因为Ka(HF)＞Ka(HCN)，所以水解程度：NaF＜NaCN，溶液pH：NaF＜NaCN，溶液中弱酸分子浓度：c平(HF)＜c平(HCN)，故A正确，B不正确；NaF溶液中存在：H2OH＋＋OH－、F－＋H2OHF＋OH－，根据质子守恒有c平(OH－)＝c平(H＋)＋c平(HF)，故C正确；NaCN溶液中存在物料守恒；c平(Na＋)＝c平(CN－)＋c平(HCN)，故D正确。] [专题精练] 3．在25 ℃时，pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是(　　) A．c平(Na＋)＝c平(CH3COO－)＋c平(CH3COOH) B．c平(H＋)＝c平(CH3COO－)＋c平(OH－) C．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(OH－)>c平(H＋) D．c平(CH3COO－)>c平(Na＋)>c平(H＋)>c平(OH－) 解析：D　[pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合，则醋酸过量，溶液中的离子浓度大小关系应为c平(CH3COO－)＞c平(Na＋)＞c平(H＋)＞c平(OH－)。] 4．将等体积的0.2 mol·L－1CH3COONa溶液与0.1 mol·L－1HNO3溶液混合，混合溶液中离子浓度由大到小顺序正确的是(　　) A．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(NO)>c平(OH－)>c平(H＋) B．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(NO)>c平(H＋)>c平(OH－) C．c平(Na＋)>c平(CH3COO－)>c平(OH－)>c平(NO)>c平(H＋) D．c平(CH3COO－)>c平(Na＋)>c平(H＋)>c平(NO)>c平(OH－) 解析：B　[反应后溶液中溶质是CH3COONa、CH3COOH和NaNO3，且浓度都是0.05 mol·L－1，c平(Na＋)＝0.1 mol·L－1，c平(NO)＝0.05 mol·L－1，此时醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，故溶液中c平(CH3COO－)>0.05 mol·L－1，c平(H＋)＞c平(OH－)，故选B。] 5．25 ℃时，已知H2CO3H＋＋HCO　Ka1＝4.3×10－7 mol·L－1，HCOH＋＋CO　Ka2＝5.6×10－11 mol·L－1，H2OH＋＋OH－　Kw＝1.0×10－14mol2·L－2，现取10.6 g Na2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液，溶液中部分微粒与pH的关系如图所示。在25 ℃时，下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是(　　) A．W点所示的溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(OH－)＋c(HCO) B．pH＝4的溶液中：c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1 C．pH＝8的溶液中：c(H＋)＋c(H2CO3)＋c(HCO)＝c(OH－)＋c(Cl－) D．pH＝11的溶液中：CO＋H2OHCO＋OH－　K≈1.8×10－4 mol·L－1 解析：D　[Na2CO3溶液中加盐酸，根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(OH－)＋c(HCO)＋c(Cl－)，A错误；根据图像知pH＝4的溶液中c(HCO)＝c(CO)＝0，c(H2CO3)≈0.02 mol·L－1，故c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＜0.1 mol·L－1，B错误；pH＝8的溶液中，HCO的浓度远大于CO的浓度，说明反应中恰好生成NaHCO3，根据物料守恒可知c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝c(Cl－)＝c(Na＋)，结合电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋) ＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)，得c(Cl－)＋c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)，C错误；pH＝11的溶液中：CO＋H2OHCO＋OH－，Kh1＝＝ ＝＝ mol·L－1≈1.8×10－4 mol·L－1；D正确。] [易错警示]　根据离子浓度守恒关系判断大小问题，要抓住一个原理、两类平衡、三种守恒进行分析，即化学平衡移动原理，电离平衡和水解平衡，电荷守恒、物料守恒和质子守恒。若是“＝”考虑三种守恒，若是“>”或“<”可考虑弱电解质的电离或盐类的水解。 学科网（北京）股份有限公司 $$