电解质溶液中离子浓度大小的判断

电解质溶液中离子浓度大小的比较段红英（山东省曲阜市杏坛中学化学组 273100）dhy628@、dhy19770628@电离平衡是中学化学中一个重要的知识点，又是中学化学教学中的难点，同时也是历年高考中必考的热点。

现以2003、2004年高考中出现的题目详析如下：一、单一溶液中离子浓度的大小比较例1（2004-江苏卷）草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。

在O.1mol·L-1 KHC2O4液中，下列关系正确的是（）A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+c(C2O42-)B．c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1 mol·L-1C．c(C2O42—)>c(H2C2O4)D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42—)[解析]溶液中离子浓度的大小判断也就是选项中等式和不等式的正误判断。

就等式来说，溶液中可以列三种等式。

第一种：电荷守恒（阳离子所带的正电荷等于阴离子所带的负电荷），就本题而言应为：c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+2c(C2O42-) 故A错第二种：物料守恒：c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)=0.1 mol·L-1 故B错，D对第三种：H2O电离出的c(H+)＝c(OH-)：比如在Na2CO3溶液中c(oH－)＝c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)就不等式来说还是比较简单的，直接判断即可。

比如此题中，题干信息告诉我们KHC2O 4的电离程度大于其水解程度，故C对。

答案为CD[巩固练习]1：（2004-北京卷）已知0.1mol·L－1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（）A．在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C．在NaHA溶液中一定有：[Na+]+[H+]=[HA-]+[OH－]+2[A2-]D．在Na2A溶液中一定有：[Na+]>[A2-]> [H+]>[OH－]二、两种溶液混合后离子浓度的大小比较例2、（2003-全国）将20ml0.4 mol·L－1的硝酸氨溶液与50ml0.1mol·L－1的氢氧化钡溶液混合，则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是（）A:c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(Ba2+) B:c(NO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(NH4+)C:c(Ba 2+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+) D:c(NO3-)>c(Ba2+)>c(NH4+)>c(OH-)[解析]解决这类题的关键有三点。

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.。

溶液中粒子浓度大小的比较解答电解质溶液中粒子浓度大小关系问题的思路主要是明确电离和水解两大理论，构建思维模型，依据“三大守恒”关系来解答。

方法技巧主要是：判断等式关系一般考虑守恒原理，即电荷守恒、物料守恒、质子守恒，如果给定的等式不是上述三个守恒式，可以把三个守恒式变换形式后加以推导；如果给定的式子是不等式，要先考虑等式，对等式的一边加上或减去某离子，即可变成不等式，此外需联系电离平衡、水解平衡理论来分析。

1 单一溶液中粒子浓度的比较（1）多元弱酸溶液根据多步电离分析。

例如：在H 3PO 4溶液中，c （H ＋）＞c （H 2PO - 4）＞c （HPO 2- 4）＞c （PO 3- 4）＞c （OH －）。

（2）多元弱酸的正盐溶液根据弱酸酸根离子的分步水解分析。

例如：在Na 2CO 3溶液中，c （Na ＋）＞c （CO 2-3）＞c （OH －）＞c （HCO - 3）＞c （H ＋）。

（3）多元弱酸的酸式盐溶液要考虑酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小，如HCO -3以水解为主，NaHCO 3溶液中c （Na ＋）＞c （HCO - 3）＞c （OH －）＞c （H ＋）；而HSO -3以电离为主，NaHSO 3溶液中c（Na ＋）＞c （HSO - 3）＞c （H ＋）＞c （OH －）。

2 不同溶液中同一粒子浓度大小的比较要分析溶液中其他离子的影响。

如相同物质的量浓度的下列溶液中：a ．NH 4Cl b ．CH 3COONH 4 c ．NH 4HSO 4，由于CH 3COO －的水解会促进NH +4的水解，H ＋会抑制NH +4的水解，故c （NH + 4）由大到小的顺序是c ＞a ＞b 。

3 混合溶液中各粒子浓度的大小比较根据电离程度、水解程度的相对大小分析。

（1）分子的电离程度大于相应离子的水解程度。

例如：等物质的量浓度的NH 4Cl 与NH 3·H 2O 的混合溶液中，c （NH 4＋）＞c （Cl －）＞c （OH －）＞c （H ＋）；等物质的量浓度的CH 3COOH 与CH 3COONa 的混合溶液中，c （CH 3COO －）＞c （Na ＋）＞c （H ＋）＞c （OH －）。

离子浓度大小的比较方法及规律
离子浓度是指解离出来的离子在溶液中的浓度，反映了溶液中离子的
数量。

在化学研究和实验中，比较离子浓度的方法及规律可以通过以下几
个方面来进行分析：
1.离子电荷数：离子的电荷数越多，其浓度越低。

因为在相同体积溶
液中，离子电荷越多，相互之间的排斥力越大，导致离子间的互相靠近程
度受到限制，浓度相应降低。

2.溶解度：不同离子化合物的溶解度不同，溶解度高的离子化合物会
使溶液中的离子浓度较高。

一般情况下，溶解度较高的化合物能够解离更
多的离子，在溶液中浓度较高；而溶解度较低的化合物解离的离子数量较少，浓度较低。

3.化学反应：一些化学反应会影响离子浓度，例如溶液中的酸碱反应、沉淀反应等。

在酸碱反应中，溶液中酸和碱的浓度决定了产生的离子浓度；在沉淀反应中，离子会结合形成沉淀，导致溶液中的离子浓度减少。

4.离子迁移速率：在电解质溶液中，离子的迁移速率是影响离子浓度
大小的因素之一、迁移速率较快的离子会在相同时间内在溶液中形成更高
的浓度。

离子迁移速率与离子电荷量、溶液电导率等因素有关。

5.离子浓度计算：通过实验测定，可以使用浓度计算公式来比较不同
离子的浓度。

离子浓度计算方法有多种，例如摩尔浓度、质量浓度、体积
浓度等，可以根据实际情况选择适合的方法来计算。

总结起来，离子浓度的大小可以通过离子电荷数、溶解度、化学反应、离子迁移速率以及浓度计算等方法和规律来进行比较。

因为每个离子都具
有独特的特性和溶液中的溶解度，所以在具体实验、研究和应用中需要详细考虑这些因素，来获得准确的离子浓度大小。

电解质溶液中离子浓度的关系安徽省枞阳县白云中学方益电解质溶液的有关知识特别是离子浓度问题是高中化学内容的一个重要组成部分，也是高考的“热点”之一。

一直以来全国高考化学试卷中几乎年年涉及这类题型。

而学生对这部分知识的学习和理解存在一定的难度。

故本文对此做以归纳总结。

一、离子浓度的大小关系1.单一盐溶液中：⑴一元弱酸或弱碱的盐溶液不水解的离子＞水解离子＞显性离子＞隐性离子例：CH3COONa溶液中：C(Na＋)＞C(CH3COO― )＞C(OH―)＞C(H＋)NH4Cl溶液中：C(Cl― )＞C(NH4＋)＞C(H＋)＞C(OH― )⑵在强碱与多元弱酸形成的正盐溶液中，弱酸根的水解以第一步为主。

即：强碱阳离子＞弱酸酸根离子＞氢氧根离子＞第一步水解产生的酸式酸根离子＞氢离子。

例：碳酸钠溶液中C(Na＋)＞C(CO32― )＞C(OH― )＞C(HCO3― )＞C(H＋)⑶在强碱与多元弱酸形成的酸式盐溶液中，既要考虑酸式酸根离子的电离也要考虑其水解。

如果酸式酸根离子的电离程度大于其水解程度，则溶液显酸性。

例：NaH2PO4溶液中C(Na＋)＞C(H2PO4－)＞C(H＋)＞C(HPO42― )＞C(OH―)如果酸式酸根离子的电离程度小于其水解程度，则溶液显碱性。

例：NaHCO3溶液中C(Na＋)＞C(HCO3― )＞C(OH― )＞C(H＋)＞C(CO32―)⑷在弱酸弱碱盐溶液中，需考虑酸碱的相对强弱。

例：在NH4CN溶液中由于NH3·H2O的碱性强于HCN的酸性故存在C(NH4＋)＞C(CN－)＞C(OH― )＞C(H＋)2.混合溶液中⑴弱电解质及其盐溶液的混合溶液弱酸(弱碱)与强碱弱酸盐（强酸弱碱盐）混合溶液中：如果弱酸（弱碱）的电离程度大于该盐的水解程度，则该溶液显酸性（碱性）。

例：等浓度的醋酸与醋酸钠溶液混合后：C(CH3COO― )＞C(Na＋)＞C(H＋)＞C(OH― ) 等浓度的氨水与氯化铵溶液混合后：C(NH4＋)＞C(Cl－)＞C(OH－)＞C(H＋)如果弱酸的电离程度小于该盐的水解程度，则该溶液显碱性。

离子浓度大小比较的方法和规律
方法和规律1：通过离子的电荷数比较离子浓度。

根据离子浓
度的定义，以及离子在溶液中的电离平衡反应，可以推导出离子浓度与离子的电荷数成正比关系。

即离子的电荷数越大，离子浓度越高。

因此，可以通过比较离子的电荷数来判断离子浓度的大小。

方法和规律2：通过溶液的浓度比较离子浓度。

根据浓度的定义，溶液中溶质的浓度与物质的量成正比。

离子浓度就是溶液中离子的浓度，可以通过比较溶液浓度来推测离子浓度的大小。

方法和规律3：通过电导率比较离子浓度。

电导率是电解质溶
液中电流通过的能力的度量。

溶液中离子的浓度越高，电导率越大。

因此，可以通过测量溶液的电导率来比较离子的浓度大小。

方法和规律4：通过沉淀反应比较离子浓度。

离子溶液中存在
着沉淀反应的特性，在一定条件下会生成可见的沉淀。

一般情况下，离子浓度较高的溶液会更容易发生沉淀反应。

因此，可以通过观察溶液是否生成沉淀来推测离子浓度的大小。

方法和规律5：通过离子的摩尔浓度比较离子浓度。

摩尔浓度
是指单位体积内的溶质物质的物质的量。

因此，可以通过比较离子的摩尔浓度来判断离子的浓度大小。

需要注意的是，离子浓度的大小比较还需要考虑其他因素，如
溶液的温度、溶解度等。

各种方法和规律可以结合使用，综合判断离子浓度的大小。