水溶液中离子浓度大小比较
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巧解水溶液中离子浓度大小问题摘要:将水溶液中的微粒分成三类:大量、少量、微量,在每一类中再进行离子浓度大小比较。
关键词:大量少量微量离子浓度大小比较笔者依据多年的教学经验,系统梳理各种题型,分析总结出一个简单的解答策略及解题方法,能将此类知识进行简单的处理,并将复杂的内容简化。
一、解决策略根据鲁科版和人教版课本分析很容易知道,不论是弱电解质的电离还是盐类的水解,它们的电离程度和水解程度都是非常小的,因此我们可以将溶液中的微粒进行初步简单的处理,将各种微粒分成大量、少量、微量三种。
分类标准如下表。
浓度关系一定满足:大量>少量>微量。
二、题型分析电解质溶液中离子浓度的相对大小比较的题目虽然非常多,概括起来主要有三种类型:单一溶质溶液的离子浓度大小的比较,混合溶液的离子浓度大小的比较,不同溶液中同一离子浓度大小的比较;针对每种类型,利用刚才的解题策略进行简单分析。
1单一溶质的溶液的离子浓度大小的比较。
【典型例题1】在(MmO1∕1NH3∙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-)根据解题策略分析,首先将溶液中的各种微粒进行分类,结果表格如下:根据浓度关系,我们很容易得到:c(NH3∙H2O)>[c(0H-),c(NH4+)]>c(H+)。
我们发现少量的微粒有两种,下面将少量的微粒进行比较,难点就会迎刃而解。
因为水还电离出OH-,所以少量的微粒中C(0H-)>c(NH4+),故本题答案选A。
2.混合溶液中各种离子浓度的相对大小比较。
此类题型首先要看是否反应,若不反应,微粒数目仅仅增加,比较方法如1。
专题十二水溶液中的离子平衡第六课时离子浓度大小比较【课堂目标】1.养成首先分析电解质溶液中存在的微粒种类的习惯2.正确书写及判断电荷守恒式、物料守恒式3.根据两个守恒式书写新的等式4.熟练判断离子浓度大小【基础梳理】活动一:快速判断相应守恒式的正误辨析:(若有错误的指出错误并改正)( )①NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)( )②Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)( )③Na2S溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)( )④K2CO3溶液中:2c(K+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)活动二:书写电荷守恒式和物料守恒式【讨论】常温下,用 0.100 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图:1.反应方程式:。
2.点③处:溶质为。
(1)写出溶液中存在的电离及水解的离子方程式a.电离:。
b.水解:。
(2)写出溶液中存在的守恒式a.电荷守恒式:。
b.物料守恒式:。
c.结合a、b写出c(CH3COOH)、c(H+)、c(OH-)等式关系。
3.点①处:溶质为,及比例关系。
(1)写出溶液中存在的电离及水解的离子方程式a.电离:。
b.水解:。
(2)写出溶液中存在的守恒式a.电荷守恒式:。
b.物料守恒式:。
c.结合a、b写出:c(CH3COO-)、c(CH3COOH)、c(H+)、c(OH-)等式关系。
小结:(1)电荷守恒需要关注。
结合上述等式及图像,比较相应点的离子(微粒)浓度大小(按由大到小的顺序排列)(1)点③:由题意可知c(H+) c(OH-)再推出c(Na+) c(CH3COO-)总的顺序是。
(2)点②:由题意可知c(H+) c(OH-)再推出c(Na+) c(CH3COO-)总的顺序是。
溶液中粒子浓度大小比较1.理论依据(1)电离理论发生电离的微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。
例如,H2CO3溶液中:(多元弱酸第一步电离程度第二步电离)。
(2)水解理论发生水解的微粒的浓度大于水解生成微粒的浓度。
例如,Na2CO3溶液中:(多元弱酸根离子的水解以为主)。
【思考与讨论1】根据电离和水解理论,说明H2S溶液和K2S溶液中微粒浓度大小关系。
2.电解质溶液中的守恒关系(1)电荷守恒:电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等。
如NaHCO3溶液中:(2)物料守恒(原子守恒):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NaHCO3溶液中(3)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。
如NaHCO3溶液中【思考与讨论2】说明K2S溶液中上述的三个守恒关系:【思考与讨论3】同浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液等体积混合,对于上述的三个守恒有应该是怎样的:3.溶液中离子浓度大小关系(1) 多元弱酸溶液根据多步电离分析,如:在H3PO4溶液中,(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:多元弱酸的酸式盐溶液如:NaHCO3溶液中:多元弱酸的酸式盐溶液如:NaHSO3溶液中:【思考与讨论4】以电离为主的酸式盐有哪些?以水解为主的酸式盐有哪些?(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产生的影响。
例如,在相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4NO3溶液,②CH3COONH4溶液,③NH4HSO4溶液,c(NH4+)由大到小的顺序是pH 在相同物质的量浓度的下列溶液中①NH 4HSO 4 , ②(NH 4)2SO 4 , ③NH 4Cl , ④NH 4Al (SO 4)2, ⑤NH 4HCO 3 ,⑥ (NH 4)2CO 3 , c(NH 4+)由大到小的顺序是【思考与讨论5】物质的量浓度相同的NH 4HSO 4 (NH 4)2SO 4 , NH 4Cl 溶液pH 的大小关系是若上述三溶液中的pH 相同那么三溶液的浓度大小关系是若上述三溶液中的pH 相同那么三溶液中c(NH 4+)的大小关系是(4) 混合溶液中各离子浓度的比较要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。
粒子浓度大小比较离子浓度大小比较一般分为以下两种情况:1.不等式关系2.等式关系物料平衡是元素守恒:要明晰溶质进入溶液后各离子的去向。
由于水溶液中一定存在水的H、O元素,所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。
⒈含特定元素的微粒(离子或分子)守恒例如:在0.2mol/L的Na2CO3溶液中,根据C元素形成微粒总量守恒有:c(CO32-) + c(HCO3-)+ c(H2CO3) = 0.2mol/L。
⒉不同元素间形成的特定微粒比守恒例如:在Na2CO3 溶液中,根据Na与C形成微粒的关系有:c(Na+) = 2[c(CO32- ) + c(HCO3- ) + c(H2CO3 )]分析:上述Na2CO3 溶液中,C原子守恒,n(Na) : n(C)恒为2:13.混合溶液中弱电解质及其对应离子总量守恒例如:相同浓度的HAc溶液与NaAc溶液等体积混合后,混合溶液中有:2c(Na+ )=c(Ac-)+c(HAc)分析:上述混合溶液中,虽存在Ac-的水解和HAc的电离,但也仅是Ac-和HAc两种微粒间的转化,其总量不变。
质子守恒规律:水电离的特征是c(H)=c(OH-),只不过有些会水解的盐会导致氢离子、氢氧根可能会有不同的去向,我们需要把它们的去向全部找出来。
例如:NaHCO3溶液,初始H+ 来源于HCO3- 和H2O的电离,c初(H+) = c(CO32- ) + c(OH- );伴随着的水解的发生,一部分H+转化到H2CO3中,因此,c初(H+) = c现(H+) + c(H2CO3 ),从而得出,溶液中离子浓度的关系如下:c(CO32- ) + c(OH- ) = c(H+) +c(H2CO3 )对同一溶液来说:质子守恒=电荷守恒-物料平衡快速书写质子守恒的方法第一步:确定溶液的酸碱性,溶液显酸性,把氢离子浓度写在左边,反之则把氢氧根离子浓度写在左边。
第二步:根据溶液能电离出的离子和溶液中存在的离子,来补全等式右边。
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、NaHSO3 KHSO3 、NH4HSO3是电离为主,水解为次。
显酸性。
4.如、H2CO3分步电离,且第一步是主要的。
H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-有:C(H+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)5.Na2CO3溶液的离子浓度大小顺序Na2CO3===2Na++CO32- CO32-+H2O HCO3-+OH-HCO3-+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Na2S===2Na++S2- S2-+H2O HS-+OH-HS-+H2O 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+)两式合并C(OH-)===C(H+)+C(HS-)+2C(H2S)有:C(Na+)>C(S2-)>C(OH-)>C(HS-)>C(H+)7.NaHCO3溶液的离子浓度大小顺序NaHCO3===Na++HCO3- H2O H++OH-HCO3-H++CO32- HCO3-+H2O H2CO3+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)===C(Na+)C(OH-)===C(H+)+C(H2CO3)—C(CO32-)C(H+)===C(OH-)+C(CO32-)—C(H2CO3)当NaHCO3的浓度很稀时C(OH-)>c(CO32-)有:C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)>C(CO32-)一般是不比较c(CO32-)的浓度的大小有:C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)同理KHCO3溶液的离子浓度大小顺序同上。
溶液中离子浓度大小比较电荷守恒 c(H+)+c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 正负电荷相等相等关系:物料守恒 c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3) C原子守恒(以Na2CO3)质子守恒 c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) H+离子守恒离子浓度比较:①多元弱酸 H3PO4 c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)②多元弱酸形成的正盐 Na2CO3 c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)大小关系:③不同溶液中同一离子浓度浓度0.1mol/L的①、NH4Cl ②、CH3COONH4③、NH4HSO4则c(NH4+) ③>①>②④混合溶液中各离子浓度 0.1mol/LNH4Cl与0.1mol/LNH3·H2O混合则:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)1、掌握解此类题的三个思维基点:电离、水解和守恒电荷守恒:溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等,即电解质溶液呈电中性。
物料守恒:电解质溶液中某一组分的原始浓度应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
质子守恒:电解质溶液中无论是水的电离、弱酸的电离还是盐类的水解,都可以看成是质子的传递过程。
2、水解规律:有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,等强显中性正盐溶液:①强酸弱碱盐呈酸性②强碱弱酸盐呈碱性③强酸强碱盐呈中性④弱酸碱盐不一定题型一:单一溶质溶液中离子浓度大小的比较:[例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+)>C(OH-)C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-) D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)[例2]在0.1 mol/l的氨水溶液中,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-)练习:⑴Na2S溶液中各离子浓度由小到大的顺序是。
溶液中离子浓度大小的比较教案
1、溶液中的守恒关系
⑴物料守恒(原子守恒):溶液中某组分的起始浓度等于它在溶液中的各种存在形式浓度之和。
以1mol·L-1CH3COONa为例:
CH3COONa===CH3COO-+Na+H2O H++OH-
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=1mol·L-1
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
Na2CO3溶液:NaHCO3溶液:
小结:等号的一端都含有某种元素,一般为物料守恒。
⑵电荷守恒:溶液呈中性,即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。
例:CH3COONa溶液:Na2CO3溶液:NaHCO3溶液:小结:等号一端全为阳离子或阴离子,一般为电荷守恒。
⑶质子守恒:溶液中c(H+)水=c(OH-)水称为质子守恒。
例:CH3COONa溶液:Na2CO3溶液:NaHCO3溶液:小结:等号一端为c(H+)或c(OH-),一般为质子守恒。
注意:质子守恒=物料守恒—电荷守恒
作业:写出Na2S溶液和(NH4)2SO4溶液的三个守恒关系
2、溶液中离子浓度大小的比较
⑴单一溶液离子浓度的比较
①多元弱酸溶液离子浓度的比较:例:H3PO4
②多元弱酸盐溶液离子浓度的比较:Na2CO3
③多元弱酸的酸式盐溶液离子浓度比较:NaHCO3
④一样乳酸盐溶液离子浓度比较:例:CH3COONa
练习:NH4Cl 、NaHS
⑵混合溶液离子浓度的比较
①强酸与弱碱混合
②弱酸与强碱混合。
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
3.水解平衡中的三个守恒关系
1.醋酸钠溶液中存在的平衡有CH3COONa+H2O==CH3COOH+NaOH、H2O==H++OH-,存在的离子有
(1)电荷守恒:溶液呈电中性,所以溶液中n(正电荷)=n(负电荷)
即:n(Na+)+n(H+) n(CH3COO-)+n(OH-)(两边同时除以体积)
即:
(2)物料守恒:CH3COONa固体中,n(Na+) n(CH3COO-),但在CH3COONa 溶液中,因为CH3COO-水解,所以n(Na+) n(CH3COO-),即c(Na+)
c(CH3COO-);根据CH3COONa固体中,n(Na+) n(CH3COO-),所以该溶液中n(Na+) n(CH3COO-)+n(CH3COOH),(两边同时除以体积)即:
(3)质子守恒:将上述两式相加得到以下关系:c(OH-)=。
根据水电离出的c(OH-)=c(H+),溶液中的H+或OH-虽与其他离子结合而以不同的形式存在,但其总量相同。
2.NH4Cl溶液中存在:
(1)电荷守恒:
(2)物料守恒:
(3)质子守恒:。