溶液中离子浓度的大小的判断专题
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微专题:溶液中离子浓度的大小比较[专题解读]1.离子浓度比较的各种类型(1)多元弱酸溶液根据多步电离分析。
例如:在H3PO4溶液中,c(H+)>c(H2PO-4)>c(HPO2-4)>c(PO3-4)。
(2)多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析。
例如:在Na2CO3溶液中,c(Na+)>c(CO2-3)>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。
例如:HCO-3以水解为主,NaHCO3溶液中c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3);而HSO-3以电离为主,NaHSO3溶液中c(Na+)>c(HSO-3)>c(H+)>c(SO2-3)>c(OH-)。
(4)不同溶液中同一离子浓度大小的比较要分析溶液中其他离子的影响。
例如:在相同物质的量浓度的下列溶液中:a.NH4Cl b.CH3COONH4c.NH4HSO4,c(NH+4)由大到小的顺序是c>a>b。
(5)混合溶液中各离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分子的电离大于相应离子的水解。
例如:等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中,离子浓度大小顺序为c(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);等物质的量浓度的CH3COOH 与CH3COONa的混合溶液中,离子浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
②分子的电离小于相应离子的水解。
例如:在0.1mol·L-1 NaCN和0.1mol·L-1HCN的混合液中,离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
电解质溶液中离子浓度大小的判断判断电解质溶液中离子浓度的大小关系或等量关系,是中学化学的重点和难点,也是高考中经常涉及的问题,本文就此类问题的教学总结如下。
一、熟练掌握两个规律1.多元弱酸电离的规律根据多元弱酸分步电离分析:如在H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)和c(H+)>3c(PO43-)2.盐类水解的规律谁弱谁水解,谁强显谁性即根据是否水解及溶液酸碱性分析:如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)越弱越水解,双弱促水解即根据水解程度分析:如同温度同浓度的NaCN溶液和NaF溶液中,c(CN-)<c(F-);同温同度浓度的①NH4Cl溶液②NH4HCO3溶液中,NH4+浓度关系是①>②。
多元要分步,程度依次减即根据多元弱酸根的分步水解及各步水解程度分析:如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)和c(Na+)>2c(CO32-)同温度同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中,c(CO32-)<c(HCO3-)。
显酸酸抑制,显碱碱抑制即根据酸、碱对水解平衡的影响分析:如同温同浓度的①NH4Cl溶液②NH4HSO4溶液中,NH4+浓度关系是①<②。
二、灵活运用三个守恒1.电荷守恒电解质溶液中,无论存在多少种离子,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。
如在Na2CO3溶液中存在着Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)2.物料守恒电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,使离子或分子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的,如在0.10mol/LNa2CO3溶液中CO32-能水解,故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为:c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.10mol/L或c(Na+)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)3.质子守恒任何溶液中,水电离产生的H+和OH-的物质的量均相等,在能发生水解的盐溶液中,有H+(或OH-)转化为其它存在形式的情况存在,但各种存在形式的物质的量总和与OH-(或H+)的物质的量仍保持相等。
第三节盐类的水解第三课时电解质溶液中离子浓度的大小一.单一溶液中离子浓度的大小比较1.以H2CO3为例,如何判断弱酸溶液中存在微粒种类及大小碳酸是二元弱酸,溶液中存在H2O、H2CO3、H+、HCO-3、CO2-3、OH-六种微粒。
根据第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。
推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是:____________________________________________________________________________2. 以氯化铵溶液和为例,如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。
电离:NH4Cl===NH+4+Cl-、H2O H++OH-水解:NH+4+H2O NH3·H2O+H+。
判断溶液中存在的离子有NH+4、Cl-、H+、OH-。
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. 以碳酸钠溶液为例,如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程:电离:Na2CO3===2Na++CO2-3、H2O H++OH-水解:CO2-3+H2O HCO-3+OH-、HCO-3+H2O H2CO3+OH-溶液中存在的离子有CO2-3、HCO-3、OH-、H+。
②.根据多元弱酸根逐级水解,且Kh1》Kh2,可知溶液中离子浓度由大到小的顺序是:____________________________________________________________________________________4 以碳酸氢钠溶液为例,如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程:电离:NaHCO3===Na++HCO-3、HCO-3H++CO2-3、H2O H++OH-水解:HCO-3+H2O H2CO3+OH-溶液中存在的离子有Na+、HCO-3、CO2-3、H+、OH-。
溶液中离子浓度关系的判断1、 离子浓度大小的比较(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,例如,在43PO H 的溶液中:43PO H -++42PO H H -42PO H -++24H P O H -24H P O -++34PO H 则有:)()()()(342442---+>>>PO c HPO c PO H c H c(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如32CO Na 溶液中:-++=23322CO Na CO Na OH 2-++OH HO H CO223+---+OH HCO 3 O H H C O 23+--+OH CO H 32则有:)()()()(323---+>>>HCO c OH c CO c Na c(3)不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其它离子对它的影响。
例如,在相同物质的量浓度的下列溶液中:① Cl NH 4、② 43COONH CH 、③ 44HSO NH ,)(4+NH c 的浓度由大到小的顺序是:③>①>②:③ -++++=2444SO H Na HSO NH OH 2-++OH HOH NH24++++⋅H O H NH 2344HSO NH 电离出来的+H 抑制了+4NH 的水解 ① -++=Cl NH Cl NH44 OH 2-++OH HOH NH24++++⋅H O H NH 23Cl NH 4溶液电离出来的+4NH 正常水解② +-+=4343NH COO CH COONH CH OH 2-++OH HOH NH24++++⋅H O H NH 23OH NH COO CH243+++-O H NH COOH CH 233⋅+-COO CH 3和+4NH 发生双水解,导致+4NH 离子浓度减小。
(3)混合溶液中各离子浓度比较,要进行综合比较,如电离因素、水解因素等。
如:在L mol 1.0的Cl NH 4和L mol 1.0的氨水混合溶液中,各离子浓度的大小顺序为:)()()()(4+--+>>>H c OH c Cl c NH c 。
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+OH H2O H++OHNH3·H2O溶液中微粒浓度大小关系: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: H2CO3H++H++ H2O H++OHH2 CO3溶液中微粒浓度大小关系:c(H2 CO3 )>c(H+)>c(H CO3-)>CO32->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: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: CO32-+H2O HCO3-+OH-,H2O+HCO3-H2CO3+OH- c(CO32-)>c(HCO3-)Na2CO3溶液中微粒浓度关系: C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C(H+)。
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:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)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。
高考中“水溶液中离子浓度大小的比较规律”总结“水溶液中离子浓度大小的比较规律”在高考中经常用到,本文对高考中这部分内容出现过的情况进行了总结,并举出一个典型案例以供参考。
一、酸碱溶液:酸溶液中h+ 浓度最大,碱溶液中oh_ 浓度最大:其它离子根据电离度的大小确定。
1.强酸强碱溶液:例如盐酸溶液中离子浓度大小关系为:c( h+ )> c( cl- ) > c( oh_ ),naoh溶液中离子浓度大小关系为:c( oh_ )>c( na+ )>c( h+ )。
2.一元弱酸弱碱溶液,例如hac溶液中离子浓度大小关系为:c( h+ )>c( ac_ )> c( oh_ );nh3?h2o溶液中离子浓度大小关系为:c( oh_ )>c( nh4+ )> c( h+ )。
3.多元弱酸弱碱溶液,多元弱酸以第一步电离为主,例如h2s溶液中离子浓度大小关系为:c( h+ )>c( hs_ )>c( s2- )> c( oh_ );多元弱碱电离方程式一步写到位,但离子浓度大小关系容易判断,例如fe(oh)3 溶液中离子浓度大小关系为c( oh_ )>c( fe3+ )> c( h+ )。
二、盐类溶液:1.强酸强碱盐的溶液不水解,离子浓度不变,例如na2so4 溶液中离子浓度大小关系为:2c( so42- )=c( na+ )> c( h+ )= c( oh_ );再如nahso4溶液中离子浓度大小关系为:c( h+ )> c( so42- )= c( na+ )> c( oh_ )2.一元弱酸或弱碱形成的盐溶液,因为水解导致某些离子浓度变小,例如nh4cl溶液中离子浓度大小关系为:c( cl- )>c(nh4+ ) > c( h+ )> c( oh_ );naac溶液中离子浓度大小关系为:c( na+ )>c(ac_ )> c( oh_ )> c( h+ )。
溶液中离子浓度大小的比较1.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的溶液中:[H +]>[H2PO-4]>[HPO2-4]>[PO3-4]。
(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:[Na+] >[CO2-3] >[OH-] >[HCO-3] >[H+]。
(3)不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其他离子对其影响的因素。
一般地:浓度大的有抑制其水解的离子>浓度大的没有抑制或促进其水解的离子>浓度大的有促进其水解的离子>浓度小的有抑制其水解的离子>浓度小的没有抑制或促进其水解的离子>浓度小的有促进其水解的离子。
如在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,[NH+4]由大到小的顺序是:④>⑤>③>①>②。
(4)混合溶液中各离子浓度比较,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+4、CH3COOH和CH3COO-、HSO-3。
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+4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:[NH+4]>[Cl-]>[OH-]>[H+]。
②电离程度小于水解程度的有HCN和CN-、HCO-3和CO2-3、HCO-3。
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:[Na+]>[CN-]>[OH-]>[H+]。
此外:[HCN]>[Na+]=0.1 mol·L-1。
2.常用等量关系(1)电荷守恒:①电解质溶液总是呈电中性,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,此为电荷守恒规律。
溶液中离子浓度的大小的判断
1、溶液中离子浓度大小比较规律
(1)多元弱酸根离子分布水解且第一步水解远大于第二步水解:
如Na2CO3溶液中,[Na+]>[CO32-]>[OH-]>[HCO3-]>[H+]>[H2CO3]
规律:①盐电离离子>离子第一步水解(电离)>水的电离离子>第二步水解粒子
②第一步水解生成的离子浓度在[OH-]和[H+]之间,第二步水解生成的离子浓度最小
练习:Na2S溶液中的各离子浓度大小的顺序:_______________________________________
(2)多元弱酸的酸式盐中,酸式酸根离子既有电离平衡,又有水解平衡。
电离为主的弱酸酸式盐有NaHSO3、NaH2PO4;以水解为主的有NaHS、NaHCO3、Na2HPO4如:Na2HPO4溶液中:[Na+]>[HPO42-]>[OH-]>[H2PO4-]>[H+]>[PO43-]
练习:NaHS溶液中的各离子浓度大小的顺序:_________________________________
NaHSO3溶液中的各离子浓度大小的顺序:_________________________________
2、电解质溶液中三种守恒关系
(1)电荷守恒:电解质溶液中,不论存在多少种离子,电解质溶液总是呈中性,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数
如:NaHCO3溶液中:[Na+]+[H+]=[HCO3-]+[OH-]+2[CO32-]
如:Na2HPO4溶液中:[Na+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]
练习:Na2S溶液中的电荷守恒关系式:________________________________________
(2)物料守恒:在电解质溶液中,由于某些离子能够水解同时也能够电离,使离子种类增多,但原子不论以何种形式存在,个数总是不变的,即原子守恒
如:NaHCO3溶液中:[Na+]=[HCO3-]+[CO32-]+[H2CO3](nNa=nC)
如:K2S溶液中:[K+]=2([S2-]+[HS-]+[H2S])(nK=2nS)
练习:Na2HPO4溶液中物料守恒的关系式:______________________________________ Na2CO3溶液中物料守恒关系式:_________________________________________
(3)质子守恒:指溶液中酸碱反应的结果,得质子后的产物的物质的量与失质子后的产物的物质的量相等
如:NaHCO3溶液中:
(注意:[H3O+]即是[H+])
质子守恒关系式是:[H2CO3]+[H+]=[CO32-]+[OH-]
如:Na 2S溶液中:
质子守恒关系式是:[HS-]+2[H2S]+[H+]=[OH-]
练习:Na2HPO4溶液中质子守恒的关系式:_________________
3、电解质溶液的混合混合溶液中各离子浓度的比较,要进行综合分析。
溶液中反应物是否过量,反应
后溶液是酸性,还是碱性,是电离为主,还是水解为主等问题要全面分析后再下结论
(1)电解质溶液相互不反应:
例题1:用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配成1L溶液,已知其中[CH3COO-]>[Na+],对该溶液的下列判断中正确的是()
A. [OH-]>[H+]
B. [CH3COOH]+[CH3COO-]=0.2mol/L,且溶液为酸性
C. [CH3COOH]>[CH3COO-],且溶液为中性
D. [CH3COO-]+[OH-]=0.1mol/L,且溶液为酸性
例题2:已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是()
A. c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+)
B. c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C. c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+)
D. c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
(2)电解质溶液相互反应:
例题3:将0.2mol/L醋酸与0.4mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度关系正确的是()A. [Na+]=[CH3COO-]>[H+]=[OH-] B. [Na+]>[OH-]>[CH3COO-]>[H+]
C. [Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[H+]
D. [CH3COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]
例题4:等体积混合0.4mol/L NH4Cl溶液与0.2mol/L NaOH溶液,混合后的溶液中离子浓度关系正确的是()
A. [Na+]+[H+]+[NH4+]=[Cl-]+[OH-]
B. [NH4+]>[Na+]>[Cl-]>[H+]>[OH-]
C. [Cl-]>[NH4+]>[Na+]>[OH-]>[H+]
D. [Cl-]>[Na+]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
题型一:单一溶液中离子浓度的大小比较
【1】在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是()
A. C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
B. C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>CC(OH-)
C. C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-)
D. C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)。