离子浓度大小比较技巧与方法

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技巧与方法:电解质溶液中离子浓度大小比较

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,它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、电离度、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。

首先必须有正确的思路:

其次要掌握解此类题的三个思维基点:电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守恒及质子守恒)。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结,形成技能。

第三,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。

有关电解质溶液中离子浓度大小比较的题,在做时首先搞清溶液状况,是单一溶液还是混合溶液,然后再根据情况分析。

1、单一溶质的溶液中离子浓度比较

①多元弱酸溶液中,由于多元弱酸是分步电离(注意,电离都是微弱的)的,第一步的电离远远大于第二步,第二步远远大于第三步。由此可判断多元弱酸溶液中离子浓度大小顺序。例H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)

②多元弱酸的强碱正盐溶液中,要根据酸根离子的分步水解(注意,水解都是微弱的)来分析。第一步水解程度大于第二步水解程度,依次减弱。如Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)

③多元弱酸的酸式盐溶液中:由于存在弱酸的酸式酸根离子的电离,同时还存在弱酸的酸式酸根离子的水解,因此必须搞清电离程度和水解程度的相对大小,然后判断离子浓度大小顺序。常见的NaHCO3 NaHS,Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度,溶液中c(OH-)>c(H+)溶液显碱性,例NaHCO3中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-), 反例:NaHSO3,NaH2PO4溶液中弱酸根离子电离程度大于水解程度,溶液显酸性c(H+) >c(OH-)。例在NaHSO3中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-).

规律:①第一步水解生成的粒子浓度在[OH-]和[H+]之间,第二步水解生成的粒子浓度最小例:Na2S溶液中的各离子浓度大小的顺序:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)

②不同溶液中同种离子浓度的比较:既要考虑离子在溶液中的水解因素,又要考虑其它离子的影响,是抑制还是促进,然后再判断。

例;常温下物质的量浓度相等的a.(NH4)2CO3 b. (NH4)2SO4. c.(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中c(NH4+)的大小;NH4+在水溶液中发生水解显酸性,CO32-离子水解显碱性,两离子水解相互促进,Fe2+水解显酸性与NH4+水解相互抑制,因此三溶液中c(NH4+):c>b>a。

2、混合溶液中离子浓度的比较

①强酸与弱碱溶液混合后溶液中离子浓度大小比较,首先要考虑混合后溶液的状况及溶液的酸碱性。酸过量:溶液为强酸和强酸弱碱盐的混合溶液,溶液中c(H+) >c(OH-)呈酸性

酸碱恰好完全反应:溶液为单一盐溶液,弱碱根离子水解,溶液呈酸性

碱少量过量:溶液为弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液,溶液中c(OH-)= c(H+)呈中性

碱大量过量:溶液为大量弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液,溶液中c(OH-)>c(H+)呈碱性。根据这几种情况可判断溶液中离子大小情况。

例:(2009年高考全国理综Ⅱ、10题)用0.10mol/L的盐酸溶液滴定0.10mol/L的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是:()

A. c(NH4+)>c(Cl-), c(OH-)>c(H+)

B. c(NH4+)=c(Cl-); c(OH-)= c(H+)

C. c(Cl-)>c(NH4+), c(OH-)>c(H+)

D. c(Cl-)>c(NH4+), c(H+)>c(OH-)

〔解析〕:氨水和盐酸混合后,溶液中仅有四种离子,c(Cl-)、c(NH4+) 、c(OH-)、c(H+)。氨水大量过量时呈现碱性时A成立,溶液中c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);溶液呈中性时根据电荷守恒B成立;溶液恰好完全反应时溶液为NH4Cl溶液,NH4+水解使溶液呈酸性,溶液中c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),若盐酸过量时溶液为盐酸和氯化铵的混合溶液溶液也呈酸性,D都成立;C中阴离子浓度均大于阳离子浓度,不符合电荷守恒,正确选项为C。

②强碱和弱酸溶液混合后,溶液中离子浓度的大小比较

呈碱性包括两种情况;强碱和强碱弱酸盐的混合溶液及单一强碱弱酸盐溶液。

呈中性: 强碱弱酸盐和少量弱酸的混合溶液

呈酸性:强碱弱酸盐和大量弱酸的混合溶液

12、(上海化学试题14).某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。则下列描述正确的是( )

A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成

B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成

C.加入适量的NaOH,溶液中离子浓度c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

D.加入适量氨水,c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和

[答案]:A [解析]:此题的关键应注意题中的“酸性”两个字,选项B溶液NaOH与CH3COOH 恰好完全反应,所以溶液呈碱性;选项C:根据电荷守恒:c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+c(H +),推导出:在任何情况下溶液的离子关系c(CH3COO-))>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)都不能成立;选项D中加入氨水,由电荷守恒得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(NH4+)+c(H+),当溶液仍呈酸性即c(OH-)<c(H+),则c(CH3COO-)>c(NH4+)+c(Na+);当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),则c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(Na+);当溶液呈碱性时,c(H +)<c(OH-),则c(CH3COO-)<c(NH4+)+c(Na+),所以c(CH3COO-)不一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和。

3理解掌握电解质溶液中的几种守恒关系;

①溶质守恒:(物料守恒)溶质在溶液中某种离子的各种存在形式总和不变。

如:在CH3COONa溶液中c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)= c(Na+)=c( CH3COONa)

②溶剂守恒:(质子守恒)溶液中溶剂水电离的c(H+)和c(OH-)浓度相等,

如:在CH3COONa溶液中,水所电离的H+被部分CH3COO-结合生成CH3COOH,因此:c(H+)+ c(CH3COOH)= c(OH-)

③电荷守恒:任何溶液中都呈电中性,溶液中阳离子所带的正电荷总和等于阴离子所带的负电荷总和。在CH3COONa溶液中:

c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+c(H+)

利用好守恒关系也可以达到事半功倍的效果。

例1:(广东化学试题17)盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是

A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO32-和OH-

B.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)