关于溶液中的离子浓度的计算
1.酸碱平衡
精确计算氢离子浓度公式的推导：
对于一元弱酸溶液，存在以下两个平衡HA+电离常数=
O +水的离子积常数
=c(*c(
氢离子的总数是这两部分的总和，我们可以直接计算每一部分的氢离子相加即得总氢离子数，计算如下：
c(=+
在这一个公式中，和是难以计算的，而且由于两个平衡处在同一个溶液中，这两个平衡将共用同一个氢离子浓度，他们的数值和部分氢离子浓度相等的关系虽然存在，但是已经无法显现。
已经失去，故这样是难以计算出来的。观察到在每一个平衡中都有一个量的浓度和氢离子浓度相等，故可以用他们代换计算，如下：
c(=+
=+
上式中的氢离子浓度正是总氢离子浓度，这种算法刚好利用了两个平衡共用同一个氢离子浓度的特点，将独立平衡的相等关系（c(=+)和溶液混合之后的统一计算结合在一起，很好地处理了问题。
最后得到：c(=
然后以-c()+=c(HA)代换式中的的，就可以的到关于氢离子浓度的一元三次方程。这对于很多人来说是一个头疼的问题，所以又有了近似计算。
近似式的推导：
在不考虑水的电离的情况下，===,整理可得一元二次方程
+=0,
这种情况没有考虑水的电离，不考虑水的电离的条件是≥20
在以上的基础上在一步近似就是，如果，则认为≈，就可以得到
c(=
这种情况是认为该酸的电离十分微弱，判断标准是是否大于380，如果大于380，则证明浓度是占上风的，可以利用最简式计算。380的推算如下，标准是≤5%，
2.沉淀平衡
KSP与溶解度的关系
KSP溶度积常数是从平衡的角度去看的，他是温度的函数。溶解度，100克水中溶解的质量；另外需要特别指出的是溶解的也可以用mol/L来表示。他们两个之间是可以相互推算的。用溶度积可以推算出来饱和溶液中物质的浓度，设其为C,设溶度积为x克，则有
（100+x）=x
再结合C=
其中C的单位是mol/L,的单位是g/c,是质量分数，M是溶质的摩尔质量。
就可以实现溶度积和KSP的换算。特别注意的是在推算过程中的合理近似。
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一、电离平衡理论和水解平衡理论 1.电离理论：⑴弱电解质的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时注意考虑水的电离的存在；例如NH3·H2O溶液中微粒浓度大小关系。 【分析】由于在NH3·H2O溶液中存在下列电离平衡：NH3·H2O NH4++OH-，H2O H++OH-，所以溶液中微粒浓度关系为：c(NH3·H2O)＞ c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)。 ⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主；例如H2S溶液中微粒浓度大小关系。 【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+，HS- S2-+H+，H2O H++OH-，所以溶液中微粒浓度关系为：c(H2S)＞c(H+)＞c(HS-)＞c(OH-)。 2.水解理论： ⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)＞c(HCO3-)。 ⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水解除外），因此水解生成的弱电解质及产生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或碱性溶液中的c(OH-)）总是大于水解产生的弱电解质的浓度；例如（NH4）2SO4溶液中微粒浓度关系。 【分析】因溶液中存在下列关系：（NH4）2SO4=2NH4++SO42-， 2H2O2OH-+2H+， 2NH3·H2O，由于水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水，而水电离产生的一部分OH-与NH4+结合产生NH3·H2O，另一部分OH-仍存在于溶液中，所以溶液中微粒浓度关系为：c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)。 ⑶一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)＞c(OH-)，水解呈碱性的溶液中 c(OH-)＞c(H+)； ⑷多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的，主要以第一步水解为主。例如Na2CO3溶液中微粒浓度关系。【分析】因碳酸钠溶液水解平衡为：CO32-+H2O HCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，所以溶液中部分微粒浓度的关系为：c(CO32-)＞c(HCO3-)。 二、电荷守恒和物料守恒 1．电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)推出：c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)
盐溶液中离子浓度大小的比较一、基本知识在盐溶液中存在平衡：水的电离平衡、盐的水解、弱电解质的电离平衡。 （H＋）与c（OH－）的关系： 中性溶液：c（H＋）＝c（OH－）（如NaCl溶液） 酸性溶液：c（H＋）＞c（OH－）（如NH4Cl溶液） 碱性溶液：c（H＋）＜c（OH－）（如Na2CO3溶液） 恒温时：c（H+）·c（OH－）＝定值（常温时为10－14） 2.电荷守恒：盐溶液中阴、阳离子所带的电荷总数相等。 如NH4Cl溶液中：c（NH4+）＋c（H+）＝c（Cl－）＋c（OH－） 如Na2CO3溶液中：c（Na+）＋c（H+）＝2c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（OH－） 3.物料守恒：某元素各种不同存在形态的微粒，物质的量总和不变。 如 mol/L NH4Cl溶液中：c（NH4+）＋c（NH3·H2O）＝ mol/L 如 mol/L Na2CO3溶液中：c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（H2CO3）＝ mol/L 4.质子守恒：溶液中水电离出的H＋与OH－相等 如Na2CO3溶液中：c（OH－）＝c（HCO3-）＋2c（H2CO3）＋c（H+） 二、解题方法和步骤 1.判断水解、电离哪个为主。 （1）盐离子不水解不电离：强酸强碱盐，如NaCl、Na2SO4等。 （2）盐离子只水解不电离：强酸弱碱或弱酸强碱形成的正盐，如NH4Cl、Na2CO3等。 （3）盐离子既水解又电离：多元弱酸形成的酸式盐， 以水解为主的有NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等； 以电离为主的有NaHSO3和NaH2PO4等。 （4）根据题意判断： 如某温度下NaHB强电解质溶液中： 当c（H+）＞c（OH－）时：以HB－的电离为主； 当c（H+）＜c（OH－）时，以HB－的水解为主。 对于弱酸HX与强碱盐（NaX式）的混合溶液中：
水溶液中的离子平衡 ——溶液中粒子浓度关系 判断电解质溶液中的粒子浓度关系是近几年高考的必考题型，一般在选择题中作为压轴题呈现。因综合性强、难度大且常考常新，成为考生失分的重灾区。要想攻克此难关，需巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系，进行分析，比较即可。 一理解两大平衡，树立微弱意识 1．电离平衡→建立电离过程是微弱的意识 弱电解质(弱酸、弱碱、水)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。如在稀醋酸溶液中存在：CH3COOH CH3COO－＋H＋，H2O OH－＋H＋，溶液中粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)。 2．水解平衡→建立水解过程是微弱的意识 弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中存在：CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－，H2O H＋＋OH－，溶液中，c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)。 二巧用守恒思想，明确定量关系 1．等式关系 (1)电荷守恒 电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。 如：NaHCO3溶液中电荷守恒： c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)。 (2)物料守恒 电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其他离子或分子，但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。 如：在NaHCO3溶液中，n(Na)∶n(C)＝1∶1，推出c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)。 (3)质子守恒 质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联合求出。 如：NH4HCO3溶液中H3O＋、H2CO3为得到质子后的产物；NH3·H2O、OH－、CO2－3为失去质子后的产物，故有c(H3O＋)＋c(H2CO3)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)＋c(CO2－3)。 [提醒] 电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加：如2c(CO2－3)的化学计量数2代表一个CO2－3带有2个负电荷，不可漏掉。 2．不等式关系
高二化学溶液中离子浓度大小比较专题（用） 一、相关知识点梳理: 1、电解质的电离 强电解质在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子。弱电解质在水溶液中 是少部分发生电离的。多元弱酸如H 2CO 3 还要考虑分步电离： H 2CO 3 H+＋HCO 3 -；HCO 3 -H+＋CO 3 2-。 ２、水的电离 水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离， H 2 O H+＋OH-。水电离出的[H+]＝[OH-] 在一定温度下，纯水中[H+]与[OH-]的乘积是一个常数：水的离子积Kw＝[H+]·[OH-]，在２５℃时，Kw＝1×10-14。 在纯水中加入酸或碱，抑制了水的电离，使水的电离度变小，在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐，促进了水的电离，使水的电离度变大。 ３、盐类水解 在溶液中盐的离子跟水所电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。关于盐的水解有这么一个顺口溜“谁弱谁水解，谁强显谁性” 多元弱酸盐还要考虑分步水解，如CO 32-＋H 2 O HCO 3 -＋OH-、HCO 3 -＋H 2 O H 2 CO 3 ＋OH-。 ４、电解质溶液中的守恒关系 电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。 如Na 2CO 3 溶液中：[Na+]＋[H+]＝[HCO 3 -]＋2[CO 3 2-]＋[OH-] 物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。 如Na 2CO 3 溶液中n(Na+)：n(c)＝2：1，推出： c(Na+)＝2c(HCO 3 -)＋2c(CO 3 2-)＋2c(H 2 CO 3 ) 水的电离守恒（也称质子守恒）：是指在强碱弱酸盐或强酸弱碱盐溶液中，由水所电离的H＋与OH－量相等。 如在0.1mol·L－1的Na 2S溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H 2 S)。 质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例如在NH 4 HCO溶液中H O+、H CO为得到质子后的产物；NH、OH-、CO2-为失去质子后的产物，故有以下关系： c(H 3O+)+c(H 2 CO 3 )=c(NH 3 )+c(OH-)+c(CO 3 2-)。 列守恒关系式要注意以下三点： ①要善于通过离子发生的变化，找出溶液中所有离子和分子，不能遗漏。 ②电荷守恒要注意离子浓度前面的系数；物料守恒要弄清发生变化的元素各离子的浓 度与未发生变化的元素之间的关系；质子守恒要找出所有能得失质子的微粒，不能遗漏。 ③某些关系式既不是电荷守恒也不是物料守恒通常是两种守恒关系式通过某种变式 而得。 解题指导 电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化
离子浓度的图像题专题 题型一:溶液离子浓度及导电能力的变化 1、（０８年广东·１8)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的 物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终应。右图 是KOH溶液分别滴定ＨCl溶液和CH3ＣOOH溶液的滴定曲线示 意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·Ｈ2O溶液滴定HCl 和ＣH3COOＨ混合溶液的滴定曲线的是( ） 2、(09河北正定中学高三第四次月考)往含0.2 moｌNａOH和0．1 mｏlBａ（OＨ)2的 溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体的体积为６.72L（标况下)时立即停止，则在这一过程中，溶液中离子总的物质的量和通入CO2气体的体积关系正确的图象是(气体的溶解忽略不计) ( ) 3、一定温度下，将一定量的冰醋酸加水稀释．溶液的导电能力变化如图23—1所示，下 列说法中，正确的是 ( ) A．a、ｂ、ｃ三点溶液的pH：c〈ａ
D。a、ｂ、c三点溶液用1 ｍoＬ／L氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液的体积:ｃ〈ａ ｃ（CH3ＣOO－) 〉 c（OH－）＞ c（H+） B．在B点，a ＞ 12．５，且有 c（Na+) = ｃ(ＣH3COO-）＝ｃ（OH-）＝ c(Ｈ +) Ｃ．在C点：c（CH３CＯＯ—）＞c(Na+) 〉ｃ（OH—） ＞ c(Ｈ+） Ｄ.在D点：c(CH3ＣOO－) + c（ＣH3COＯＨ）＝ 2c（Ｎa＋） 题型二：溶液稀释过程中离子浓度的变化 5、（０9山东）１５．某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别 加 水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图 判断正确的是（ ) A。ll为盐酸稀释时pＨ值变化曲线 B。b点溶液的导电性比ｃ点溶液的导电性强 C．a点Ｋw的数值比c点K w的数值大 D.b点酸的总浓度大于ａ点酸的总浓度 ６、pH=11的x、ｙ两种碱溶液各5mL，分别稀释至500mL，其 pH与溶液体积（V）的关系如图所示，下列说法正确的是 （ ) A.稀释后ｘ溶液中水的电离程度比y溶液中水电离 程度小 Ｂ．若x、y是一元碱，等物质的量浓度的盐酸盐溶液 y的pＨ大 C．若x、y都是弱碱，则a的值一定大于9 D.完全中和x,y两溶液时,消耗同浓度稀硫酸的体积V（ｘ）〉Ｖ(y) 7、ｐＨ=2的A、B两种酸溶液各１ ml，分别加水稀释到1000 ｍl，其中ｐＨ与溶液体积V的关系如图所示,下列说法正确的是( )
电解质溶液中离子浓度关系 一、电离平衡理论和水解平衡理论 1.电离理论： ⑴弱电解质的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时注意考虑水的电离的存在；例如NH3·H2O溶液中微粒浓度大小关系。 【分析】由于在NH3·H2O溶液中存在下列电离平衡：NH3·H2O NH4++OH-，H2O H++OH-，所以溶液中微粒浓度关系为： c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)。 ⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主；例如H2S溶液中微粒浓度大小关系。
【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+，HS- S2-+H+，H2O H++OH-，所以溶液中微粒浓度关系为：c(H2S)＞c(H+)＞c(HS-)＞c(OH-)。
2.水解理论： ⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)＞c(HCO3-)。 ⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水解除外），因此水解生成的弱电解质及产生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或碱性溶液中的c(OH-)）总是大于水解产生的弱电解质的浓度；例如（NH4）2SO4溶液中微粒浓度关系。 【分析】因溶液中存在下列关系：（NH4）2SO4=2NH4++SO42-， + 2H2O 2OH-+2H+， 2NH3·H2O，由于水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水，而水电离产生的一部分OH-与NH4+结合产生NH3·H2O，另一部分OH-仍存在于溶液中，所以溶液中微粒浓度关系为：c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)。
有关溶液中离子浓度的大小比较题型归纳及解题策略 电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH 、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。现结合07年各省市高考试题和模拟题谈谈解答此类问题的方法与策略。 一、要建立正确一种的解题模式 1．首先必须有正确的思路： 2．要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。 二、要注意掌握两个微弱观念 1．弱电解质的电离平衡 弱电解质电离的过程是可逆的、微弱的，在一定条件下达到电离平衡状态，对于多元弱酸-+-HS +H ，H 的电离，可认为是分步电离，且以第一步电离为主。如在S 的水溶液中：H S HS 222-+S+H ， ++-2-－－。c(OH ＞c(S)H)+OH ，则离子浓度由大到小的顺序为c(H)＞c(HS ＞) O H 22．盐的水解平衡 在盐的水溶液中，弱酸根的阴离子或弱碱的阳离子都会发生水解反应，在一定条件下达到水解平衡。在平衡时，一般来说发生水解反应是微弱的。多元弱酸根的阴离子的水解，可认为2－＋COHO 是分步进行的，且依次减弱，以第一步为主。 如在NaCO 溶液中存在的水解平衡是：2332++－－2－－－－－ ）。＞c ＞c(OH （)＞c(HCOHCO ＋OH ＋，HCO ＋HO HCOOHH ，则c(Na)＞c(CO))3322333 三、要全面理解三种守恒 关系电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数．电荷守恒：1 相等。++2－－++－cc )(Na(H)＋2n(CO))＋n(OH ＋)推出：n(Na 例如： NaHCO 溶液中：n(H)＋n(HCO)＝333－2－－ccc ) (HCO))＋2(CO ＋＝(OH 33离子会发生变化变成其它离子或分子等，电解质溶液中由 于电离或水解因素，2．物料守恒： 但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。－－+2+cccc ) CO ＋＝11n(C)n(Na 溶液中例如：NaHCO)：＝：，推出：(Na)(HCO)(CO)＋(H 32333． +）的物质的量应相等。 3．质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质 子（H +－2－为失去质子后的、COCO 为得到质子后的产物；NH 、例如：在NHHCO 溶液 中HOOH 、H 3332433产物， +－2－ccccc )(OH 。)+)+(HCO)= (NH)+ 故有以下关系：(CO(HO 32333以上三种守恒是解 题的关键，对于这一类题的如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等只有通过平时的练习认真总结，形成技能，才能很好地解这一类型的题。 四、要熟悉常见题型与对策 1．单一溶质溶液中离子浓度大小关系 ① 强酸、强碱、强酸强碱盐溶液 +2－－c cc )。(OH(H))＝2＋(SO 对策：只考虑电解质的电离与水的电离。如HSO 溶 液中，442② 弱酸或弱碱溶液 +－2－ccc ))(H ＞)＞(HPO(HPO 对策：只考虑电离。如在HPO 溶液中，要考虑它是多
掌握溶液中氢离子浓度的计算方法 教学目标:让学生掌握溶液中氢离子浓度的计算方法，并让学生通过能够完成相关习题的训练，提高学生综合考虑和分清主次的能力。 教学重点：混合溶液和两性物质溶液的PH 值的计算。 教学难点：弱酸和弱减的混合溶液和两性物质溶液的PH 值的计算。 教学方法：讲授法和练习法 课时安排：三个课时 第一课时： 教学目标：掌握强酸或强碱溶液的酸度计算，弱酸或弱碱溶液的酸度计算 教学重点：强酸或强碱溶液的酸度计算，弱酸或弱碱溶液的酸度计算 教学难点：弱酸中酸度的计算 课时安排：40分钟 教学内容： PH 的计算 常用PH 计测量的方法确定溶液的PH 。如果已知某酸的浓度及其pKa ，还可以用计算的方法求得PH 。酸的种类繁多，如强酸、弱酸、一元酸、多元酸、混合酸、两性物质等。下面简要介绍常见的PH 计算方法。 一． 强酸或强碱溶液的酸度计算： 强酸强碱溶液在溶液中全部解离，故在一般情况下，酸度的计算比较简单。但他们的浓度很稀的时候，溶液的酸度的计算就需要考虑酸或碱本身解离出来的氢离子浓度或氢氧根离子浓度之外，还要考虑水解离出来的氢离子和氢氧根离子浓度。 二．弱酸和弱碱溶液的酸度计算： 1． 一元弱酸或弱碱 一元弱酸溶液中存在的酸碱组分有H ，OH ，HO ，A 和HA ，以HA 和HO 为参考水准，设 浓度为a mol/L 的 HCl 溶液 PBE a +=-+][OH ][H a a =≥+][H mol/L 101-6时，）（] OH [][H mol/L 102-8-+=≤时，）（a a K a a w +=+=<<+-+] [H ]OH [][H mol/L 101036-8-时，）（整理得 0 ][H ][H 2=--++w K a 若允许误差不>5%，有： 用同样的思路可处理强碱体系。 1. 强酸（强碱）溶液
溶液中的守恒规律及离子浓度大小的比较(两课时) 学习目标： 1、复习巩固弱电解质的电离和盐的水解的规律 2、学会书写电荷守恒，物料守恒，质子守恒的关系式 3、掌握单一溶液和混合溶液中离子浓度大小的比较规律 一、溶液中的守恒规律 1．电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。如：CH3COONa溶液中，n(Na+)＋n(H+)＝n(Ac-)＋n(OH-) 推导出： c(Na+)＋c(H+)＝c(Ac-)＋c(OH-) 一般用物质的量浓度表示等式关系 Na2CO3溶液,电荷守恒：c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-) 练习写出下列溶液的电荷守恒关系式 NH4Cl NaHCO3 (NH4)2SO4 【注意】书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷的关系。【应用练习】： ①25℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的PH＝7时，下列关系正确的是 A．c(NH4+)=c(SO42－) B．c(NH4+)>c(SO42－) C．c(NH4+) 但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如Na2CO3溶液中n(Na+)：n(c)＝2：1，推出：c(Na+)＝2c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋2c(H2CO3) CH3COONa溶液中物料守恒 c(Na+)＝c(CH3COO-)+c(CH3COOH) 练习写出下列溶液的物料守恒关系式 NH4Cl NaHCO3 (NH4)2SO4 3．质子守恒： 如碳酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒两式联立，将Na+离子消掉可得： c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。此关系式也可以按下列方法进行分析，由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值，所以无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。可以用图示分析如下： 由得失氢离子守恒可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。 练习：写出下列溶液的质子守恒关系式 NH4Cl NaHCO3 (NH4)2SO4 达标练习： 写出下列溶液的三大守恒关系式 Na2S 电荷守恒 物料守恒 质子守恒 二、溶液中离子浓度大小的比较规律 （1）不同物质同种离子浓度比较型 溶液中H +浓度的计算公式总结： 一、强酸（强碱）溶液 1. c a ≥10-6 mol/L 时，[H +] =c a ； 2. c a ≤10-8 mol/L 时，[H +] = [OH -]=10-7； 3. 10-8＜c a ＜10-6 mol/L 时，求解一元二次方程0][][2=--++w a K H c H ，即得 2 4][2 w a a K c c H ++=+ 二、一元弱酸（碱）溶液 由PBE 可得：w a K HA K H +=+][][，整理得到一元三次方程。 1. c a ?K a ≥10K w 时，水的离解忽略不计： (1) c a /K a ≥100 (5-9) (2) c a /K a ＜100时，式 1 (5-8)，整理得到一元二次方程0][][2=-+++a a a K c H K H ，求解方程可得 a a a a K c K K H ++-=+42][2 2. c a ?K a ＜10K w 时, 水的离解不能忽略： (1) c a /K a ≥100 2 (5-10) (2) c a /K a ＜100时，弱酸离解部分不能忽略不计：整理得到一元三次方程 0])[(][][23=-+-++++w a w a a a K K H K K c H K H ——精确式(5-6) 三、多元弱酸(碱)溶液 以二元弱酸为例，由PBE 可得)] [21]([][221++++=H K A H K K H a a w ，整理得到一元四次方程，难以求解，见课本精确式(5-12)，故要采取近似处理。 H 2A 的第二级解离忽略不计，按一元弱酸处理。上述计算一元弱酸溶液中氢离子浓度的计算公式以及相关的近似条件都适用，只是要用二元弱酸的K a1代替一元弱酸的K a 。 *推广到所有碱溶液pH 的计算，先求算溶液中OH -浓度：(1) [OH -]代替[H +]；(2) K b 代替K a ；(3) c b 代替c a ；则pOH= -lg[OH -]，pH=14- pOH 。 (注1：涉及到计算多元碱溶液中的OH -浓度，则注意要用相应的碱的各级离解常数代替酸的相应的各级离解常数(如用k b1代替k a1，用k b2代替k a2))。 (注2：c a 代表酸的浓度，c b 代表碱的浓度) 溶液中离子浓度大小的比较 １．溶液中离子浓度大小比较的规律 （1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析。如H3PO4的溶液中，c(H+)>c(H2PO4－)>c(HPO42－) > c(PO43－)。多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析：如Na CO3溶液中，c(Na+)>c(CO32－)>c(OH－)> 2 c(HCO3－)。 （2）不同溶液中同一离子浓度的比较，则要注意分析溶液中其他离子对其的影响。如在①NH4Cl ②CH3COONH4③NH4HSO4溶液中，c(NH4+)浓度的大小为③>①>②。 （3）如果题目中指明溶质只有一种物质（该溶质经常是可水解的盐），要首先考虑原有阳离子和阴离子的个数，水解程度如何，水解后溶液显酸性还是显碱性。 （4）如果题目中指明是两种物质，则要考虑两种物质能否发生化学反应，有无剩余，剩余物质是强电解质还是弱电解质；若恰好反应，则按照“溶质是一种物质”进行处理；若是混合溶液，应注意分析其电离、水解的相对强弱，进行综合分析。 （5）若题中全部使用的是“＞”或“＜”，应主要考虑电解质的强弱、水解的难易、各粒子个数的原有情况和变化情况(增多了还是减少了)。 （6）对于HA 和NaA的混合溶液（多元弱酸的酸式盐：NaHA），在比较盐或酸的水解、电离对溶液酸、碱性的影响时，由于溶液中的Na+保持不变，若水解大于电离，则有c(HA) > c(Na+)>c(A－) ，显碱性；若电离大于水解，则有c(A－) > c(Na+)> c(HA)，显酸性。若电离、水解完全相同（或不水解、不电离），则c(HA) =c(Na+)=c(A－)，但无论是水解部分还是电离部分，都只能占c(HA)或c(A－)的百分之几到百分之零点几，因此，由它们的酸或盐电离和水解所产生的c(H+) 或c(OH－)都很小。 【例1】把0.2 mol·L－1的偏铝酸钠溶液和0.4 mol·L－1的盐酸溶液等体积混合，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序正确的是 A．c(Cl－)>c(Al3+)>c(Na+)>c(H+)>c(OH－)B．c(Cl－)>c(Al3+)>c(Na+)> c(OH－)> c(H+) C．c(Cl－)> c(Na+) > c(Al3+) > c(H+) > c(OH－) D．c(Na+)> c(Cl－)> c(Al3+) > c(OH－) > c(H+) 【解析】偏铝酸钠与盐酸混合后，发生反应：NaAlO2+HCl+H2O ===NaCl+Al(OH)3，显然，盐酸过量，过量的盐酸与Al(OH)3进一步反应：Al(OH)3+3HCl=== AlCl3+ 3H2O，故反应后，溶液为AlCl3与NaCl的混合溶液，Cl－浓度最大，反应前后不变，故仍然最大，有部分Al存在于没有溶解的Al(OH)3沉淀中，若Al全部进入溶液中与Na+浓度相同，故c(Na+) > c(Al3+)，由于AlCl3水解溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH－)，故正确答案为C。 【答案】C。 【例2】某二元弱酸(简写为H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离： H2A H++HA－HA－H++A2－ 已知相同浓度时的H2A的电离比HA－电离容易，设有下列四种溶液： A．0.01 mol·L－1的H2A溶液 B．0.01 mol·L－1的NaHA溶液 C．0.02 mol·L－1的HCl与0.04 mol·L－1NaHA溶液等体积混合液 D．0.02 mol·L－1的NaOH与0.02 mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液。据此，填写下列空白(填代号)： (1)c(H+)最大的是_______，最小的是______。 (2)c(H2A)最大的是______，最小的是______。 (3)c(A2－)最大的是_______，最小的是______。 (1)A D(2)A D(3)D A 【例3】把0.02 mol·L-1CH3COOH溶液和0.01mol·L-1NaOH溶液以等体积混合，若c(H+)>c(OH —)，则混合液中粒子浓度关系正确的是( ) A．c(CH3COO-)＞c(Na+) B．c(CH3COOH)＞c(CH3COO－) 电解质溶液中由水电离出的氢离子浓度的计算技巧 [摘要]“电解质溶液中的离子平衡”是高中化学教学的重点与难点，而关于“水电离出的氢离子浓度”的计算更是教学难点，在高考试题中占有一定的比例。学生解这类题时常常容易出错，因此引导学生掌握此类题型的计算技巧显得尤为重要。 [关键词]电解质溶液；水的电离；氢离子浓度；计算技巧 [中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）17-0059-02 “解质溶液中的离子平衡”是高中化学教学的重点与难点，而关于“水电离出的氢离子浓度”的计算更是教学难点，在高考试题中占有一定的比例，学生解这类题时常常容易出错。在电解质溶液中水是最重要的溶剂，离子平衡一般取决于溶质和水的电离平衡，由于水的电离较弱，有时可以忽略不计，而只考虑溶质的电离；但有时水的电离又不可以忽略。怎样去理解这个问题，是长期以来困扰学生的一个难题。本文就电解质溶液中水电离出的氢离子浓度的计算技巧提供一些建议，旨在为高中化学教学提供一定的参考与 指导。 现对近几年高考中出现的“水电离出的氢离子浓度的计算”题型进行归类解析。 【例1】求常温下 mol/L的盐酸溶液中，由水电离出的氢离子浓度。 解析：由HCl[ ]H++Cl-和H2O []H++OH-可知，溶液中的氢离子浓度是由HCl和H2O共同决定的，氢氧根离子浓度只由H2O决定，由此可知c（H+）水=c（OH-）水，也就是说水电离出的氢离子和氢氧根离子永远相等。所以要求水电离出的氢离子浓度，只要计算出水电离出的氢氧根离子浓度即可。 mol/L的盐酸即 pH=1，那么c（OH-）总= c（OH-）水=10-13 mol/L，所以c（H+）水=c（OH-）水=10-13 mol/L。 【例2】求常温下 /L的氢氧化钠溶液中，由水电离出的氢氧根离子浓度。 解析：由NaOH[ ]Na++OH-和H2O []H++OH-可知，溶液中的氢氧根离子浓度是由NaOH和H2O共同决定的，氢离子的浓度只由H2O决定，而 c（H+）水=c（OH-）水，这是绝对成立的，也就是说水电离出的氢离子和氢氧根离子永远相等，所以要求水电离出的氢氧根离子浓度，只要计算出水电离出的氢离子浓度即可。L 的氢氧化钠即pH=13，c（H+）总= c（H+）水=10-13 溶液中离子浓度的关系比较（Ⅰ） 王在强 引入: 溶液中离子浓度的关系比较是近几年高考的热点和难点之一，学生在解答此类型问题时，常感到思维混乱，无从下手。原因是没有抓住问题的题眼和没有形成正确的解题思维过程，从而形成解决此类问题的一般模式。本类型问题的解题思路遵循两个原则： 一、解题思路 （一）两弱原则 ①电离程度“小” 该原则主要是指弱酸、弱碱溶液的电离程度很小，产生的离子浓度也很小。适用弱电解质的溶液中离子浓度大小比较的题型，遵循的方法是：首先写出溶液中存在的所有的平衡关系，确定溶液中存在的离子种类。由于电离或水解很弱，决定了溶液中原有溶质离子或分子的浓度一定大于水解或电离得到的微粒的浓度。 1、一元弱酸或弱碱的电离 例1、0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中的离子分子大小关系如何？ 首先写出溶液中存在的平衡关系， [投影] CH 3COOH CH3COO- + H+ H 2O H+ + OH- 由于电离或水解很弱，决定了溶液中原有溶质离子的浓度一定大于水解或电离得到的微粒的浓度，在此溶液中溶质为CH3COOH。由CH3COOH电离的c(H+)、C(CH3COO-)相等，但水会继续电离出H+，因此c(H+)＞c(CH3COO-)。由于溶液呈酸性，一般来讲c(OH-)最小，即c(CH3COOH)＞c(H+)＞C(CH3COO-)＞c(OH-) 2、多元弱酸溶液的电离 例2、0.1mol·L-1H3PO4溶液中离子分子浓度大小关系如何？ 首先写出溶液中存在的平衡关系， [投影] H 3PO4H+ +H2PO4- H 2PO4-H+ + HPO42- HPO 42-H+ +PO43- O H+ + OH- H H3PO4分三步电离，首先H3PO4少量电离出H+和H2PO4-接着H2PO4-少量电离出H+和HPO42-，由于本来电离出的H2PO4-就很少，加上它少了个H，电离的倾向就更小，所以它电离出的HPO42-会少到可以忽略，最后HPO42-少量电离出H+和PO43-就更少了 所以计量H3PO4电离能力和它的酸性只考虑第一步电离，溶液中离子分子浓度大小关系为: c(H3PO4) ＞c(H+)＞c(H2PO4-)＞c(HPO42-)＞c(PO43-)＞c(OH-) 【练习】在0.1mol/L的H2S溶液离子分子浓度大小关系如何？ 答案: c(H2S) ＞c(H+)＞c HS-)＞c(S2-)＞c( OH-) O H+ + OH- 解析：溶液存在平衡：H S HS- + H+HS-S2- + H+ H 溶液中原溶质为H2S，多元弱酸以第一步电离为主。如果溶液呈酸性，一般c( OH-)放在最后。 ②水解程度“小” 1、一元弱酸的正盐溶液 例1、CH3COONa溶液中存在的离子分子浓度大小关系： 同样先写出溶液中存在的平衡关系： 1..单一溶液中离子浓度大小的比较 (1)氯化铵溶液 ①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。 电离： 水解： 判断溶液中存在的离子有 ②再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是 (2)醋酸钠溶液 ①先分析溶液中的电离、水解过程。 电离： 水解： 判断溶液中存在的离子有 ②再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是 (3)碳酸钠溶液 ①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程： 电离： 水解： 溶液中存在的离子有 ②溶液中离子浓度由大到小的顺序是 (4)碳酸氢钠溶液 ①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程： 电离： 水解： 溶液中存在的离子有 ②由于HCO－3的电离程度HCO－3的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是(5)亚硫酸氢钠溶液 ①分析溶液中的电离、水解过程： 电离： 水解： 溶液中存在的离子有 ②由于HSO－3的电离程度HSO－3的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是 2.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、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 ；其浓度由大到小的顺序是 (2)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，由于NH3·H2O 的电离程度NH＋4的水解程度，所以溶液呈性；溶液中存在的离子有；其浓度由大到小的顺序是 (3)物质的量浓度相同的CH3COONa溶液和NaClO溶液等体积混合，溶液中的溶质为，溶液中存在的离子有，由于ClO－的水解程度CH3COO－的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为 (4)物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合，溶液中的溶质为，由于CO2－3的水解程度 HCO－3的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为 专题复习－－有关pH 计算、电解质溶液中离子浓度的关系 有关pH 计算： （一）三种类型pH 计算： 1. 电解质溶液加水稀释 （1）强电解质溶液的稀释； （2）弱电解质溶液的稀释。 2. 不同浓度的强酸（或强碱）自相混合pH 计算： （1）酸I ＋酸II []()() H n H n H V V I II I II + ++= ++ （2）碱I ＋碱II []()() OH n OH n OH V V I II I II - --= ++ 3. 酸碱混合溶液pH 的计算： （1）混合溶液呈中性： 强酸强碱：+=+- n H n OH ()() 室温时：[][]/H OH mol L +--==?1107 （2）混合溶液呈酸性： []()() H n H n H V V I II I II + -+= -+ （3）混合溶液呈碱性： []()() OH n OH n H V V I II I II - -+= -+ （二）酸碱稀溶液pH 值计算途径 n n H nC OH nC H OH pH pOH 元强酸元强碱 酸酸[][][][]+-+-== 室温时，同一溶液的pH pOH +=14 电解质溶液中离子浓度的关系： （一）运用好两个守恒关系： 1. 电荷守恒关系：阴阳离子电荷数相等，即溶液为电中性； 2. 物料守恒关系：即各种元素的原子个数在溶解前后保持不变。 此两种守恒关系，决定了溶液中离子间等式关系成立的基础。 （二）一种电解质溶液中离子浓度大小的比较： 1. 强酸弱碱盐溶液：主抓弱碱离子水解平衡； 2. 强碱弱酸盐溶液：主抓弱酸根离子水解平衡； 3. 弱酸溶液：主抓弱酸的电离平衡； 4. 弱碱溶液：主抓弱碱的电离平衡； 5. 强碱弱酸溶液的酸式盐溶液：主抓酸式酸根离子的电离和水解两种平衡。 （三）两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较： 1. 强酸与弱碱混合（或强碱与弱酸混合）： a. 恰好反应时，主抓两溶液混合生成强酸弱碱盐的水解情况； b. 当弱碱（或弱酸）剩余时，溶液的酸碱性由强酸弱碱盐（或强碱弱酸盐）水解和弱碱（或弱酸）的电离相对大小决定。 2. 强碱弱酸盐与强酸混合（或强酸弱碱盐与强碱混合）；主抓两溶液混合后生成的弱酸（或弱碱）的电离。 当弱酸（或弱碱）与盐的浓度相同时，通常情况，弱酸（弱碱）的电离程度大于强碱弱酸盐（强酸弱碱盐）的水解程度。 3. 强碱弱酸盐与弱酸混合（或强酸弱碱盐与弱碱混合）主抓题设中的条件。 【模拟试题】 有关pH计算： 1. 常温下，从pH＝3的弱酸溶液中取出1mL的溶液，加水稀释到100mL，溶液的pH为_________。 2. 常温下，等体积混合0.1mol/L盐酸和0.06mol/L氢氧化钡溶液后，溶液的pH为_________。 3. 在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸pH与强碱的pH之间的关系应满足____________。 4. 某温度时，水的K W＝10-13，将该温度下pH＝11的NaOH溶液aL与pH＝1的硫酸溶液bL 混合。 （1）若所得混合液为中性，则a:b＝________ （2）若所得混合液的pH＝2，则a:b＝________ （3）若所得混合液的pH＝10，则a:b＝________ 5. 常温下，某强酸溶液pH＝a，强碱溶液pH＝b，已知a＋b＝12，酸碱溶液混合后pH＝7，则酸溶液体积V（酸）和碱溶液体积V（碱）的关系是______________。 溶液中离子浓度的关系 离子浓度的大小比较 电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化 学试卷年年涉及这种题型。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的 区分度。要深入理解和熟练解决这类问题，必须弄清这类问题所涉及到的化学原理和构 成这类问题的数学手段，从化学原理分析，要涉及到强弱电解质、电离平衡、水的电离、 pH 值、离子反应、盐类水解等基本知识；从数学手段分析，构成这类问题是，命题者 常会用移项、带入具体数值、等式合并、消去某项等数学手段。 这类问题涉及到的知识点主要有：一个原理、两个平衡、三个守恒、四种物质。一 个原理即：化学平衡原理。两个平衡即：电离平衡和盐类的水解平衡。三个守恒即：溶 液中阴、阳离子的电荷守恒、物料守恒、质子守恒。四种物质即：NH 4CI 、CH 3C00Na 、 Na 2CO 3、NaHC0 3 等。 一、理清一条思路，掌握分析方法 （1） 首先必须形成正确的解题思路：一个原理；两类平衡；三种守恒。 （2） 要养成认真、细致、严谨的解题习惯，在形成正确解题思路的基础上学会常规分析 方法，例如：关键性离子定位法、守恒判断法、微量法、终态分析法等。 熟练掌握NH 4CI 、CH 3C00Na 、Na 2CO 3、NaHCO 3四种物质平衡、守恒及大小比较 并能迁移 二、 熟悉两大平衡，构建思维基点 1 ?电离平衡 2?水解平衡 三、 把握3种守恒，明确等量关系 1 ?电荷守恒规律 电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一 综合运用一— 个宀屮恒 X 系 电解质溶極 高考热点难点离子浓度大小排序破解之法 溶液中各离子浓度大小比较的关键 内容提要：某些盐在水溶液中，由于发生了电离或水解等复杂的变化，导致溶液中粒子种类发生了变化，从而离子浓度也发生改变。比较离子浓度大小的问题是历年高考的热点和难点，突破此问题是高三化学教师历年探究的重点。笔者在多年教学实践中总结出突破此种题型的关键所在。 关键词：离子浓度排序方法 一.电离产生的离子浓度要比被电离的离子(或分子)的浓度小； 二.水解产生的离子浓度要比被水解的离子的浓度小； 三.正确运用电荷守恒和物料守恒； 四.若是混和溶液则判断是电离为主或是水解为主。 五.举例如下： 1.如、NaHSO4 只电离不水解显强酸性。Na2CO3只分步水解显碱性。 2.如、NaHCO3、K2HPO4、NaHS是水解为主，电离为次，显碱性。 3.如、NaH2PO4、NaHSO3KHSO3 、NH4HSO3是电离为主，水解为次。显酸性。 4.如、H 2CO3分步电离，且第一步是主要的。H2CO3H＋＋HCO3－ HCO 3－H＋＋CO32－有：C(H＋)>C(HCO3－)>C(CO32－)>C(OH－) 5.Na2CO3溶液的离子浓度大小顺序 Na 2CO3===2Na＋＋CO32－CO32－＋H2O HCO3－＋OH－ HCO 3－＋H2O H2CO3＋OH－H2O H＋＋OH－ 电荷守恒C(Na＋)＋C(H＋)===C(OH－)＋C(HCO3－)＋2C(CO32－) 物料守恒C(CO32－)＋C(HCO3－)＋C(H2CO3)===1/2C(Na＋) 两式合并C(OH－)===C(H＋)＋C(HCO3－)＋2C(H2CO3) 有：C(Na＋)>C(CO32－)>C(OH－)>C(HCO3－)>C(H＋) 6.Na2S溶液的离子浓度大小顺序 Na 2S===2Na＋＋S2－S2－＋H2O HS－＋OH－ HS－＋H 2O H2S＋OH－H2O H＋＋OH－ 电荷守恒C(Na＋)＋C(H＋)===C(OH－)＋C(HS－)＋2C(S2－) 物料守恒C(S2－)＋C(HS－)＋C(H2S)===1/2C(Na＋)溶液中氢离子浓度的计算公式总结-final新
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