探讨离子浓度比较规律
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离子浓度大小比较题型归类例析江苏省常熟市练塘中学潘力军(215500)离子浓度大小比较是近年来高考的热点问题之一。
纵观全国和地方高考化学试卷几乎年年涉及这种题型。
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,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值、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。
解答这类题目时,还应考虑电解质溶液中的守恒关系,即电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
本文拟对离子浓度大小比较题型及解法加以总结,以供参考。
一、单一溶液中离子浓度大小比较1、酸溶液型例1:在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,c(CH3COO-)、c(OH-)、c(H+)、c(CH3COOH)的大小关系为:。
解析:CH3COOH是一元弱酸,属于弱电解质,发生电离的 CH3COOH占很小的比例(约为1.32%),即c(CH3COOH)>> c(CH3COO-),由于溶液呈酸性且水又发生电离,故c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),所以在0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,c(CH3COO-)、c(OH-)、c(H+)、c(CH3COOH)的大小关系为:c(CH3COOH)> c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
2、碱溶液型例2:在0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液中,下列关系正确的是()A.c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+) B.c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+) C.c(NH3·H2O)>c(NH4+)=c(OH-)>c(H+) D.c (NH3·H2O)>c (NH4+)>c (H+)>c (OH-) 解析: NH3·H2O是一元弱碱,属于弱电解质,在水溶液中少部分发生电离(NH3·H2ONH4++OH-),所以c (NH3·H2O)必大于c(NH4+)及c(OH-)。
电解质溶液中离子浓度大小比较及守恒关系人教版选修四有关电解质溶液的知识内容是高中化学的重要基础理论之一,也是很多学生学习的难点.尤其是涉及离子浓度大小比较问题和守恒关系,学生的得分率普遍较低.通过多年的教学摸索,我觉得主要的原因是学生对弱电解质的电离、盐类的水解等相关知识理解不透彻,常常不能综合考虑问题.如何才能又快又好地解答这类题呢?除了掌握基础外,还需有科学的解题思路.下面将自己的解题思路写出来和大家共同探讨.一、离子浓度大小比较离子浓度大小的比较需要注意两点:(1)紧抓两个平衡:弱电解质的电离、盐类的水解.(2)做题时,先理清溶液的成分,是单一溶液还是混合溶液,后具体分析.1.单一溶液(1)多元弱酸溶液多元弱酸的电离是分步进行的,且上一步电离出的氢离子会抑制下一步的电离,所以电离程度一步比一步弱.一般规律是:(H+)﹥(一级电离离子)﹥(二级电离离子)﹥(三级电离离子)﹥(OH-).例如,在H3PO4溶液中,c(H+)﹥c(H2PO-4)﹥c(HPO2-4)﹥c(PO3-4)﹥c(OH-).(2)一元弱酸强碱盐或一元强酸弱碱盐判断离子浓度大小要考虑弱酸根离子的水解,一般规律是:(不水解的离子)>(水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子).例如,在醋酸钠溶液中,c(Na+)﹥c(CH3COO-)﹥c(OH-)﹥c(H+).(3)多元弱酸强碱盐多元弱酸根离子是分步水解,一般规律是:(不水解离子)>(水解离子)>(显性离子)>(二级水解离子)>(水电离出的另一离子).例如,在Na2CO3溶液中,c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+).(4)多元弱酸的酸式盐因弱酸的酸式酸根离子不仅电离,而且水解,所以须先弄清楚电离与水解的大小,后判断离子浓度的大小.常见的NaHCO 3 、NaHS、Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度,溶液显碱性.例如,在NaHCO3溶液中,c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3).而在NaHSO3、NaH2PO4溶液中酸式酸根离子的电离程度大于水解程度,溶液显酸性.例如,在NaHSO3溶液中,c(Na+)>c(HSO-3)>c(H+)>c(SO2-3)>c(OH-).一般地,在做不同溶液中同种离子浓度的比较这类题时既要考虑离子在溶液中的水解情况,又要考虑电离情况以及其他离子对该离子的影响.例如,现有常温下浓度相等的四种溶液:a.NH4HCO 3 、b.NH4HSO 4 、c.NH4Cl 、d .氨水.请判断四种溶液中c(NH+4)的大小.三种盐完全电离,NH+4水解显酸性,HCO3-水解显碱性,它们的水解相互促进,b完全电离溶液显强酸性,抑制了NH+4的水解,d部分电离出NH+4,所以c(NH+4):b﹥c﹥a﹥d.2.混合溶液先要看混合时是否发生反应,若有反应,则要判断是否过量(注意溶液体积变化);然后结合电离、水解等因素得出溶液成分和各成分量的大小,找到离子浓度的大小.例如,0.2mol/L NH4Cl溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合,溶液中存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是.分析:由NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3·H2O可知NH4Cl过量,此时得到NaCl 、NH3·H2O、NH4Cl 等量混合溶液,NH3·H2O的电离程度大于NH+4的水解程度,溶液显碱性,同时c( Cl-)>c(NH+4).电离、水解等都是影响离子浓度大小的要素.答案:c( Cl-)>c(NH+4)>c(OH-)>c(H+)二、守恒关系1.电荷守恒电解质溶液呈电中性,即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.解题思路:先把涉及的电离方程式、水解方程式全部写出,后找出所有的阴、阳离子再写出等式.注意:离子浓度前的系数.2.物料守恒电解质溶液中因溶质的电离或水解,溶质电离出的离子会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.例如,0.1mol/L Na2CO3溶液,n(Na+)∶n(CO2-3)=2∶1,推出:c (Na+) =2[c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)].也可根据C守恒推出:c(HCO-3)+c(CO2-3) + c(H2CO3) = 0.1.3.质子守恒电解质溶液中的粒子电离出的H+的总数等于粒子得到的H+的总数再加上游离的H+的总数.例如,Na2CO3溶液:c (H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)=c(OH-) .实际上,质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联力求解.。
化学平衡的离子浓度与溶液浓度的关系在化学反应中,离子浓度和溶液浓度是非常重要的物理参数。
平衡态下,离子浓度与溶液浓度之间存在着一定的关系。
本文将探讨离子浓度与溶液浓度的关系,以及如何通过调节溶液浓度来影响化学平衡。
一、离子浓度与溶液浓度的定义在讨论离子浓度与溶液浓度之间的关系之前,我们首先需要了解离子浓度和溶液浓度的定义。
离子浓度指的是溶液中特定离子的摩尔浓度,通常使用单位体积溶液中的离子数目来表示。
例如,对于溶液中的Na+离子来说,它的离子浓度可以用单位体积溶液中Na+离子的摩尔数目来表示。
溶液浓度是指溶液中溶质溶解在溶剂中的浓度,常用的表示方式有质量浓度、摩尔浓度和体积分数等。
例如,质量浓度指的是溶质质量与溶液总体积之比。
二、离子浓度与溶液浓度的关系离子浓度与溶液浓度之间存在着一定的关系。
根据溶剂的不同,离子浓度与溶液浓度的计算方式也会有所不同。
1. 对于水溶液而言,由于水是溶剂,可以将溶质的浓度转化为摩尔浓度。
在水溶液中,离子浓度通常用摩尔浓度来表示。
离子浓度与溶液浓度之间的关系可以通过溶解度等数据来确定。
2. 对于非水溶液而言,离子浓度与溶液浓度之间的关系还与离子的活度有关。
在非水溶液中,离子活度可以通过离子活度系数来计算。
离子活度系数是指溶液中离子的实际活度与理想溶液中离子理论活度之比。
根据溶液的离子强度以及离子间的相互作用力,离子活度系数可以大于1、等于1或小于1。
当离子活度系数等于1时,离子浓度与溶液浓度之间的关系就是一一对应的。
三、溶液浓度对化学平衡的影响溶液浓度的变化可以对化学平衡产生影响。
通过调节溶液浓度,我们可以改变平衡反应的位置,进而影响反应速率以及离子浓度。
1. 影响平衡位置根据Le Chatelier原理,当我们改变了溶液浓度时,平衡体系会倾向于减少或增加反应物或生成物的浓度,以维持平衡。
这意味着通过增加或减少溶液浓度,我们可以改变平衡反应的位置。
例如,在酸碱中和反应中,通过增加酸或碱的浓度,我们可以驱使反应向右移动,进而增加产物浓度。
有关NaHCO 3溶液中离子浓度大小问题的探讨1 引言高中化学第二册《电离平衡》一章的习题中,有一类离子浓度大小比较的问题,常常给出不符实际的答案,对学生产生误导。
今以NaHCO 3溶液中离子浓度的大小关系为例,对此加以阐述:例:0.050 mol/L 的NaHCO 3溶液呈碱性,下列关系式不正确的是( ) A 、)()()()(23323--+++=CO c CO H c HCO c Na c B 、)()()()()(233---++++=+OH c CO c HCO c H c Na c C 、)()()()()(233-+--+>>>>CO c H c OH c HCO c Na cD 、)()()()(2332--++=+OH c CO c CO H c Hc这些习题的答案通常为B ,均把C 选项认为是正确的,他们的理由是:0.05mol/L 的NaHCO 3溶液呈碱性,所以c(OH -)>c(H +);溶液中存在HCO 3-H + + CO 32-,H 2OH + + OH -,第一个平衡电离出的H +浓度等于CO 32-浓度,而第二个平衡又多电离出部分H +,所以c(H +)>c(CO 32-)。
笔者对此有异议。
2 问题的讨论以0.050 mol/L NaHCO 3溶液为例,计算溶液中)(+H c =? )(23-CO c =?已知32CO H 的1a pK = 6.38 2a pK =10.25NaHCO 3的质子条件式:)()()()(2332--++=+OH c CO c CO H c H c代入平衡关系:)()c(H )c(HCO )()()(3321++--+++=+H c K K K HCO c H c H c w a a)(+H c 的精确式为:12)(1)()(33a w a K HCO c K HCO c K H c --+++=)(3-HCO c 是未知的,因1a K 与2aK 相差较大,所以)(3-HCO c ≈050.0=c∵2a K × c = 30.125.1010--=55.1110->>w K∴精确式中忽略w K ,即与-3HCO 的酸性相比,水的酸性太小)(+H c 为:111)(a a K cc K H c +=+∵ 1a K c = 38.630.11010--= 08.510>>20 ∴忽略分母中的1,即-3HCO 的碱性也不弱,水的碱性可忽略)(+H c 的最简式为: )(+H c =21a a K K代入数值进行计算:)(+H c =21a a K K =25.1038.610--=32.810-下面计算0.050 mol/L NaHCO 3溶液中,)(23-CO c 的大小)(+H c =21a a K K根据多元酸中各型体的分布规律:)(23-CO c = 21121)()(2a a a a a K K H c K H c K K c++++=2121121212)(a a a a a a a a a K K K K K K K K K c++=212112121a a a a a a a a a K K K K K K K K K c++≈21121a a a a a K K K K K c(∵211212a a a a a K K K K K <<)=212a a a K K K c=12a a K K c= 38.625.1030.11010·10---=29.310-∴在NaHCO 3溶液中,)(23-CO c >>)(+H c 。
【高三】2021届高考化学第一轮基础知识归纳复习离子浓度大小比较【高三】2021届高考化学第一轮基础知识归纳复习离子浓度大小比较离子浓度大小比较编号:31班级界别姓名.【学习目标】1、能够准确地判断离子浓度的大小。
2、小组合作探究动量法推论离子浓度的方法。
3、以极度的热情全力以赴投入课堂,体验学习的快乐。
【采用表明】利用一节课顺利完成Auron学案,凑齐后及时评阅。
下节课学生先自纠10分钟,然后针对不能的问题探讨10分钟,学生展现教师指点20分钟,最后用5分钟做好全面落实并展开当堂检测。
【基础自学】离子浓度大小比较1、单一溶质溶液:(离子浓度按由大到小的顺序排列)na2co3溶液_____________________________________________nahco3溶液_____________________________________________2、混合溶液:例1.物质的量浓度相同的ch3cooh与ch3coona溶液等体积混合后,溶液中离子浓度关系错误的是()a.c(na+)+c(h+)=c(oh-)+c(ch3coo-)b.c(ch3cooh)+c(ch3coo-)=2c(na+)c.c(ch3coo-)>c(na+)>c(ch3cooh)>c(h+)>c(oh-)d.c(ch3coo-)>c(na+)>c(h+)>c(ch3cooh)>c(oh-)练1.将0.2mol/lhcn溶液和0.1mol/l的naoh溶液等体积混合后,溶液中c(na+)>c(cn-),以下关系式恰当的就是()a.c(hcn)<c(cn-)b.c(h+)<c(oh-)c.c(hcn)-c(cn-)=c(oh-)d.c(hcn)+c(cn-)=0.2mol/l【小结】混合溶液中离子浓度大小的比较方法:3、相同溶液中同一离子浓度大小比较:例2.等物质的量浓度的下列四种溶液中,nh4+浓度最大的是()a.nh4clb.nh4hco3c.nh4hso4d.nh4no3【小结】不同溶液中同一离子浓度大小比较方法:4、溶液中的动量关系:例3:在na2co3溶液中下列关系式错误的是()a.c(na+)+c(h+)=c(oh-)+c(co32-)b.c(oh-)=c(h+)+c(hco3-)+2c(h2co3)c.c(na+)=2c(co32-)+2c(hco3-)+2c(h2co3)d.c(na+)+c(h+)=c(oh-)+2c(co32-)+c(hco3-)【合作探究】★★1、某二元酸(化学式h2a表示)在水中的电离方程式为:h2a=h++ha-;ha-h++a2-请回答下列问题:⑴na2a溶液显出(填上“酸性”“中性”或“碱性”),理由就是(用离子方程式则表示)__________⑵若0.1mol/lnaha溶液的ph=2,则0.1mol/lh2a溶液中h+的物质的量浓度可能将0.11mol/l(填“>”“<”或“=”),理由是⑶0.1mol/lnaha溶液中各种离子浓度由小至大的顺序就是______2、现有常温下的0.1mol/l纯碱溶液:⑴你指出该溶液呈圆形碱性的原因就是(用离子方程式则表示):________________________。
溶液中离子浓度大小的比较教案一、教学目标1. 让学生理解溶液中离子浓度大小的概念。
2. 培养学生运用化学知识分析和解决问题的能力。
3. 引导学生掌握溶液中离子浓度大小比较的方法。
二、教学内容1. 溶液中离子浓度大小的定义。
2. 影响溶液中离子浓度大小的因素。
3. 溶液中离子浓度大小比较的方法。
三、教学重点与难点1. 教学重点:溶液中离子浓度大小的概念及比较方法。
2. 教学难点:运用化学知识分析实际问题。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究溶液中离子浓度大小的规律。
2. 利用实例分析,让学生学会解决实际问题。
3. 运用小组讨论法,培养学生的合作意识。
五、教学过程1. 引入新课:通过生活中的实例,如海水、盐水等,引导学生思考溶液中离子浓度大小的概念。
2. 讲解溶液中离子浓度大小的定义,让学生理解并掌握相关概念。
3. 分析影响溶液中离子浓度大小的因素,如溶质的溶解度、溶剂的性质等。
4. 教授溶液中离子浓度大小比较的方法,如利用离子反应、电荷守恒等。
5. 进行实例分析,让学生运用所学知识解决实际问题。
6. 开展小组讨论,让学生分享解题心得,培养合作意识。
7. 总结本节课内容,强调溶液中离子浓度大小的比较方法及应用。
8. 布置课后作业,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对溶液中离子浓度大小的概念的理解程度。
2. 评价学生运用化学知识分析和解决问题的能力。
3. 评价学生掌握溶液中离子浓度大小比较的方法的情况。
七、教学拓展1. 引导学生探讨溶液中离子浓度大小与溶解度之间的关系。
2. 让学生思考溶液中离子浓度大小对生活和工业的影响。
3. 推荐学生阅读相关学术论文或书籍,加深对溶液中离子浓度大小研究领域的了解。
八、教学资源1. PPT课件:展示溶液中离子浓度大小的概念、影响因素和比较方法。
2. 实例分析:提供海水、盐水等实例,供学生分析。
3. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,分享解题心得。
九、教学反思1. 反思教学内容:确保教案内容全面,有助于学生掌握溶液中离子浓度大小的知识。
高中化学溶液中离子浓度大小比较高中化学中,溶液中离子浓度的大小比较是一个非常重要的概念。
它涉及到离子的相对数量以及它们在溶液中的相互作用。
在这篇文章中,我将从浅入深地探讨离子浓度的大小比较,并与其他相关概念进行对比,以帮助你更好地理解这一概念。
一、离子浓度的基本概念在化学中,溶液是由溶剂中溶解了溶质的混合物。
溶质可以是离子、分子或其他物质。
当溶质是离子时,我们就需要考虑离子在溶液中的浓度。
离子浓度是指单位体积(通常是克/升或摩尔/升)的溶液中离子的数量。
二、离子浓度的如何比较离子浓度的大小可以通过多种方式进行比较。
下面是几种常见的比较方法:1. 摩尔浓度(mol/L): 摩尔浓度是指溶液中的溶质的摩尔数与溶液体积之比。
当两个溶液中的离子数量相等,但其中一个溶液的体积更小,那么它的摩尔浓度将更高。
2. 百分比浓度: 百分比浓度是指溶液中溶质的质量与溶液总质量之比。
如果两个溶液中的离子数量相等,但其中一个溶液总质量更小,那么它的百分比浓度将更高。
3. 反应速率: 离子浓度的大小也可以通过观察反应速率来比较。
一般来说,当离子浓度较高时,反应速率也较快。
这是因为较高的离子浓度增加了反应发生的机会,使得反应更容易发生。
4. 晶体析出: 当两个溶液的离子浓度不同,并且其中一个溶液的离子浓度较高时,溶液中的离子会相互结合形成晶体,并从溶液中析出。
溶液中的离子浓度越高,晶体析出的可能性就越大。
以上是一些常见的比较方法,可以帮助我们确定溶液中离子浓度的大小关系。
然而,在实际情况中,离子浓度的大小还受到其他因素的影响,例如溶液的温度、压力、pH值和溶质的溶解度等。
三、与其他相关概念的比较离子浓度的大小比较还可以与其他相关概念进行对比,以更好地理解。
1. 溶剂浓度: 溶剂浓度是指溶液中溶剂的浓度。
与离子浓度相比,溶剂浓度的测量方法更加简单,因为只需要考虑溶剂的质量或体积。
2. 分子浓度: 分子浓度是指溶液中分子的浓度。
离子浓度大小比较的方法和规律
离子浓度是指单位体积内离子的数量,是描述溶液中离子含量多少的重要参数。
离子浓度大小的比较对于化学实验和工业生产具有重要意义。
下面将介绍离子浓度大小比较的方法和规律。
首先,我们可以通过离子浓度的计算公式来比较不同溶液中离子的浓度大小。
一般来说,离子浓度的计算公式为离子的摩尔浓度乘以电离度。
其中,电离度是指溶液中离子的离子化程度,是描述离子在溶液中的溶解程度的参数。
通过计算不同溶液中离子的摩尔浓度和电离度,我们可以比较它们的离子浓度大小。
其次,我们可以通过离子浓度的测定方法来比较不同溶液中离子的浓度大小。
常用的离子浓度测定方法包括电化学方法、光谱分析方法、离子选择电极法等。
通过这些方法,我们可以准确地测定不同溶液中离子的浓度,从而比较它们的离子浓度大小。
此外,离子浓度大小的比较还受溶液的温度、压力、PH值等因素的影响。
在比较离子浓度大小时,我们需要考虑这些因素对离子浓度的影响,以确保比较的准确性和可靠性。
总的来说,离子浓度大小的比较需要综合考虑离子的摩尔浓度、电离度、测定方法以及溶液的其他因素。
只有在综合考虑这些因素
的基础上,我们才能准确地比较不同溶液中离子的浓度大小,为化
学实验和工业生产提供准确的数据支持。
通过以上介绍,我们可以看出,离子浓度大小比较的方法和规
律是一个复杂而又重要的问题。
只有在深入理解离子浓度的计算公式、测定方法以及影响因素的基础上,我们才能准确地比较不同溶
液中离子的浓度大小,为化学实验和工业生产提供准确的数据支持。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助。
不同价态离子的离子迁移数与浓度的关系概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在研究不同价态离子的离子迁移数与浓度之间的关系。
离子迁移数是描述电解质溶液中离子传输速率的重要参数,它对于理解电解质溶液中离子运动行为以及电解质溶液的电导性具有重要意义。
而不同价态的离子具有不同的电荷量和化学性质,因此我们需要深入探究它们之间的关系。
1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、正文、离子迁移数与浓度的关系、不同价态离子的离子迁移数与浓度关系的实验研究以及结论。
在正文部分,将详细介绍有关离子迁移数和浓度相关概念以及相关理论知识。
然后通过实验研究部分,探讨不同价态离子在不同浓度条件下的离子迁移数变化情况,以揭示其之间的关系。
1.3 目的本文旨在揭示不同价态离子的离子迁移数与浓度之间存在着怎样的变化规律,为深入理解离子运动行为提供重要的实验数据和理论依据。
通过研究不同价态离子的离子迁移数与浓度的关系,我们可以更好地了解离子传输速率在电解质溶液中的变化趋势,并且对于设计和优化电解质溶液以及相关技术应用具有重要指导意义。
2. 正文离子迁移数是指离子在电解质溶液中由于扩散或迁移而产生的电流与总电流的比值。
在研究离子迁移数与浓度的关系时,我们需要了解离子迁移数的定义及其影响因素。
首先,离子迁移数受到溶液中其他离子以及溶液本身性质的影响。
在强电解质溶液中,当浓度较低时,离子之间相互作用较小,因此离子迁移数接近于理论值。
然而,在高浓度条件下,由于离子之间存在库伦排斥和水合作用等影响因素,使得离子迁移速率减慢,从而导致离子迁移数减小。
其次,不同价态的离子具有不同的电荷量和大小,在相同浓度下会表现出不同的迁移性能。
一般而言,在等浓度条件下,双价阳离子(如Ca2+)相对于单价阳离子(如Na+)具有较低的迁移速率和较小的迁移数。
这是由于双价阳离子具有更大的电荷量和更大的水合半径,从而增加了其与周围溶液分子的相互作用力,减缓了其在溶液中的迁移速率。
探讨离子浓度比较规律
发表时间:2011-08-19T19:12:53.607Z 来源:《学习方法报●教研周刊》2011年45期供稿作者:吕军玲
[导读] 弱电解质在水中部分电离,多元弱酸分步电离且以第一步电离为主,多元弱酸的酸根离子也能电离。
湖南省祁阳县第一中学吕军玲
离子浓度大小比较是历年高考的重点和热点内容,要想熟练的掌握这一部分内容,应首先掌握以下几个方面的知识:①电离平衡;②水解平衡;③三个守恒(电荷守恒、物料守恒和质子守恒)等相关知识。
一.基础知识
1. 电离平衡理论
(1)强电解质在水溶液中完全电离。
(2).弱电解质在水中部分电离,多元弱酸分步电离且以第一步电离为主,多元弱酸的酸根离子也能电离。
(3)外界条件对弱电解质电离的影响:浓度越稀越电离;温度越高越电离。
2.水解平衡理论
(1)含弱酸根或弱碱阳离子的盐都能水解,一般地,盐的水解程度都不大(完全水解的盐类除外),且越弱越水解。
(2)多元弱酸的酸根离子的水解分步水解,且以第一步水解为主。
(3)外界条件对盐类水解的影响:浓度越稀越水解;温度越高越水解。
3.三个守恒
(1)电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷的总量等于阴离子所负电荷的总量。
如Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)。
(2)物料守恒:电解质在水溶液中存在的各种形式(离子或分子)中的某种原子总数与原电解质中的该原子总数相等。
如在Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)未水解=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
又如在NaH2PO4溶液中:c(Na+)=c(H2PO4-)未变化
=c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-)+c(H3PO4)。
(3)质子守恒:在电解质溶液中,由水电离产生的c(H+)和c(OH-)相等。
质子守恒式也可由电荷守恒式和物料守恒式联合求得。
如在Na2CO3溶液中溶液中:c(H+)水=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) =c(OH-)水。
离子浓度大小比较的试题是一类综合性强,要求的能力高、区分度较大的题目。
主要有以下几种类型。
二、离子浓度大小比较试题的类型
1. 多元弱酸的电离
如在H2CO3溶液中,c (H2CO3) > c (H+) > c (HCO3-) >c (CO32-) >c (OH-),这主要是因为多元弱酸是分步电离的,且以第一步电离为主,同时还有水的电离。
2.多元弱酸正盐溶液的水解
例1 在0.1mol/L Na2CO3溶液中,下列关系正确的是()。
A. c (Na+)=2c (CO32-)??????? ?
B. c (OH-)=2c (H+)
C. c (HCO3-)>c (H2CO3)????????
D. c (Na+)< c (CO32-)? + c (HCO3-)
解析水解是微弱的,像CO32-这样的多元弱酸的酸根离子在水解时分步水解:
CO32-+H2O HCO3-+OH-,HCO3-+H2O OH-+H2CO3,且以第一步水解为主。
A项中由于CO32-发生了水解,所以c (Na+)>2c (CO32-)。
B项中根据现有条件无法确定二者之间的量的关系;HCO3-是第一步水解的产物,H2CO3是第二步水解的产物,根据多元弱酸正盐的水解规律可知C项是正确的。
在Na2CO3溶液中,n(Na):n(C)=2:1,根据C元素守恒,c (Na+)= 2[c (CO32-)? + c (HCO3-)],故D项错误。
故选C。
3.不同溶液中同一离子浓度大小的比较
例2 1mol/L的下列溶液中NH4+浓度大小顺序正确的是()。
①NH4Cl?? ②CH3COONH4?? ③NH4HSO4??
A. ①>②>③??
B. ③>②>①?
C. ③>①>②??
D. ①>③>②
解析本题主要是分析溶液中各种离子对NH4+的影响。
根据NH4++H2O NH3·H2O+H+,NH4Cl 中Cl-对NH4+的水解基本没有影响,CH3COONH4中CH3COO-和NH4+分别是弱酸根离子和弱碱阳离子,相互促进水解,NH4+的浓度较低。
NH4HSO4 中H+抑制
NH4+的水解,在这三种物质中其水解程度最小。
故选C。
4. 混合溶液中离子浓度大小的比较
例3 常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液 pH=7,则此溶液中()。
A.c(HCOO-)>c(Na+)??? B.c(HCOO-)<c(Na+)
C.c(HCOO-)=c(Na+)??? D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的关系
解析溶液中有四种离子HCOO-、OH-、Na+ H+,根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)= c(OH-) + c(HCOO-)。
pH=7则c(H +)= c(OH-),故c(HCOO-)=c(Na+),选C。
5. 混合溶液中各种离子浓度之间的等量关系
例4 将20mL 0.1mol/L的醋酸钠溶液与10mL 0.1mol/L盐酸混合后,溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是()。
A.c (CH3COO-)>c (Cl-)>c (H+)>c (CH3COOH)???
B.c (CH3COO-)>c (Cl-)>c (CH3COOH)>c(H+)
C.c (CH3COO-)=c (Cl+)>c (H+)>c (CH3COOH)?????
D.c (Na+)+c (H+)=c (CH3COO-)+c (Cl-)+c (OH-)
解析两溶液混合后,溶液实质上是等浓度醋酸、醋酸钠、氯化钠的混合溶液,呈酸性说明CH3COO-水解程度小于CH3COOH的电
离程度,所以c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH); CH3COOH的电离程度较小,c (CH3COOH)???>c(H+),故A、C项错误,B项正确。
依据电荷守恒原则可知D项也是正确的。
故选BD。
三、离子浓度大小比较的常见错误 1.在溶液中离子个数比较时,一是忽略弱电解质,二是忽略离子的水解,从而造成对问题的错误分析。
2.在溶液中的离子浓度比较时,对溶液中同时存在电离和水解时,弄不清是电离占主导,还是水解占主导,从而造成解题失误。
3.对电解质溶液中离子之间的几种守恒关系(即物料守恒、电荷守恒、质子守恒)弄不清楚,在分析问题时造成失误。
4. 忽视溶液中水的电离、忽视两溶液混合后溶质之间的化学反应、忽视二元酸第一步电离生成的H+会对第二步的电离产生抑制作用等各方面的情况导致的错误。