溶液中微粒浓度大小的比较.doc

溶液中微粒浓度大小的比较北京/卢娟 卢有祥在最近七年的高考中，有关溶液中微粒浓度大小比较的题目频繁出现，就是因为这类试题综合考查物质的量浓度、弱电解质的电离平衡、水的电离平衡、盐类的水解平衡及物料守恒等知识，是考查学生分析、综合能力的好题。现就这类题目的解题思路和方法归纳如下：一准备知识1离子电荷守恒：在电解质溶液中，阴、阳离子所带的正、负电荷总数应该相等即电解质溶液对外不显电性。如在NaHCO3溶液中，存在有Na+、H+、CO32-、HCO3-、OH-。阳离子所带正电荷总数表示为：c(Na+).v + c(H+).v阴离子所带负电荷总数表示为: c(HCO3-).v + c(OH- ).v + 2c(CO32-).v，这里的“2”是因为带CO32-2个单位负电荷。由阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等，同时同一溶液中各微粒体积相同，化简后得：c(Na+) + c(H+) = c(HCO3-) + c(OH- ) + 2c(CO32-)这叫做离子电荷守恒。2.物料守恒：在溶液中某元素的各种存在形式的离子或分子中，原子个数是守恒的，例如：0.1mol/L的NaHCO3溶液中：c(HCO3-) + c(H2CO3) + c(CO32-) = 0.1mol/L。3电离平衡和水解平衡：多元弱酸的电离是多步的，例如：H2S H+ + HS- ，HS- H+ + S2-溶液的酸性主要由第一步电离所决定。多元弱酸盐的水解是分步进行的，例如：CO32- + H2O HCO3- + OH-溶液的碱性主要由HCO3-+ H2O H2CO3 + OH-溶液的碱性主要由第一步水解决定。在相同浓度的CH3COOH和CH3COONa溶液中， CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，在相同浓度的NH3H2O和NH4Cl溶液中，NH3H2O的电离程度大于NH4Cl的水解程度，但在相同浓度的HCN和NaCN溶液中， HCN的电离程度小于NaCN水解程度，这点也应注意。二解题思路与方法1在单一组分溶液中：应考虑弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、水的电离平衡及离子电荷守恒和物料守恒。例1草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在O.1molL-1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的是（ ）Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4)+c(OH)+c(C2O42-) Bc(HC2O4-) + c(C2O42-) = 0.1molL-1Cc(C2O42)c(H2C2O4) Dc(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42)分析：根据离子电荷守恒判断A不正确，因为C2O42-带两个负电荷，所以c(C2O42)前应加“2”。根据物料守恒判断B不正确。因为C2O42-水解生成H2C2O4应为：c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42)= 0.1 molL-1根据已知“草酸氢钾溶液呈酸性”说明HC2O4的电离程度大于其水解程度，所以C正确。根据草酸氢钾的化学式和物料守恒判断D正确.答案： C、D。2.在多组分的混合液中：应首先判断离子反应发生后溶液中生成了什么物质？反应物有无过量。若不过量则按单一组分溶液分析，若有过量反应存在，则讨论过量物质对弱电解质电离或盐的水解的影响。例2(2004年上海高考化学试题)将标准状况下的2.24L CO2通入150mL 1mol/L 的 NaOH溶液中，下列说法正确的是（ ）A.c（HCO3-）略大于c（CO32-） B. c（HCO3-）等于c（CO32-）C.c（Na+）等于c（CO32-）与c（HCO3-）之和 D.c（HCO3-）略小于c（CO32-）分析：将标准状况下2.24L（0.1mol）CO2通入150mL 1mol/L 的 NaOH(0.15mol)溶液中，反应生成0.05molNa2CO3和0.05molNaHCO3。在溶液中由于Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度，所以A正确，B、C、D均不对。答案：A例3(2004年全国高考理科综合能力测试天津卷)下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是A100mL 0.1mol/L氨水与10mL 0.1mol/L盐酸混合C(Cl-) C(NH4+) C(OH-) C(H+)B10mL 0.1mol/L NH4Cl与5mL 0.2mol/L NaOH溶液混合C(Na+) = C(Cl-) C(OH-) C(H+)C10mL 0.1mol/L CH3COOH溶液与5mL 0.2mol/L NaOH溶液混合C(Na+) = C(CH3COO-) C(OH-) C(H+)D10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液与6mL 1mol/L 混合盐酸C C(Cl-) C(Na+) C(OH) C(H+)分析：A组：混合后生成NH4Cl和H2O，由于NH4+水解显酸性NH4+ + H2ONH3H2O + H+， C(H+) C(OH) 所以不对。B组：混合后生成等物质的量的NaCl和NH3H2O由于NH3H2O是弱电解质，部分电离显碱性，所以正确。C组：混合后生成CH3COONa和H2O，由于CH3COO-水解，C(Na+) C(CH3COO-)，所以不对。D组：混合后生成弱电解质CH3COOH，但盐酸过量溶液显酸性，C(H+) C(OH-)所以不对。例4(2004年全国高考理科综合能力测试北京卷)已知的二元酸H2A溶液的，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：D. 在Na2A溶液中一定有：分析：的二元酸H2A溶液的说明是弱酸(若为强酸则应pH1)。在Na2A溶液中，存在A2-的水解平衡A2- + H2o HA + OH HA+ H2oH2A + OH及水的电离平衡H2OH+ + OH。在NaHA溶液中，存在HA的水解平衡HA+ H2O H2A + OH及HA的电离平衡HAA2- + H+及水的电离平衡H2OH+ + OH，所以在这两溶液中离子的种类相同，A组结论不对。在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，由于Na2A溶液Na+的数量是NaHA溶液中Na+数量的2倍，而HA存在着微弱的电离和水解两个过程，所以两溶液中阴离子总数不相等。所以B组结论不对。根据离子电荷守恒C组正确。在溶液Na2A中A2-水解显碱性，所以D组不对。答案：C。3.对于多种不同溶质的溶液，应仔细分析对比溶液中各溶质的电离平衡、水解平衡。例5(2003年全国高考化学试题江苏卷)将0.2mol/L HCN溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式正确的是（ ）A.HCNCN-C.HCN-CN-=OH- D. HCN+CN-=0.1mol/L分析：将0.2mol/L HCN溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后生成NaCN和H2O，HCN剩余，溶液中NaCN和HCN物质的量相等，而溶液显碱性。说明NaCN的水解程度大于HCN的电离程度，所以溶液中Na+CN-，B正确，根据物料守恒D也正确.答案：B、D。例6(1999年全国高考化学试题)某二元弱酸（简写为H2A）溶液，按下式发生一级和二级电离：H2AH+HA- HA-H+A2-已知相同浓度时的电离度a(H2A)d(HA-)，设有下列四种溶液：A. 0.01mol.L-1的H2A溶液B. 0.01mol.L-1的NaHA溶液C. 0.02mol.L-1的HCl与0.04mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液D. 0.02mol.L-1的NaOH与0.02mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液据此，填写下列空白（填代号） (1)H+最大的是_，最小的是_。(2)H2A最大的是_，最小的是_。(3)A2-最大的是_， 最小的是_。分析：在进行溶液中微粒浓度大小比较之前，首先推算出C组两种溶液混合后，发生强酸与弱碱盐反应，NaHA过量，混合后生成0.01mol.L-1的H2A和0.01mol.L-1的NaCl，剩余0.01mol.L-1的NaHA。D组两种溶液混合后，发生强碱与弱酸盐的反应，生成了0.01mol.L-1的Na2A。在比较H+大小时，对比A、C两组，由于C组中存在较多的HA-，促使H2A的电离平衡向左移动，使得溶液中H+浓度小于A而大于B，溶液D中H+浓度是四种溶液中最小的，因为Na2A水解显碱性。在比较H2A大小时，对比A、