溶液中微粒浓度大小的比较

1、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，就是因为这种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。现就这种题目的解题思路和方式归纳如下:预备知识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NaHCOs溶液中，存在有Na'HCOL、HCO；、0H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:cCHCOs").v+c(0H).v+2c(COJ

2、).v,这里的“2”是因为带C012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(伺=c(HC05-)+c(OH')+2c(C07)这叫做离子电荷守恒。2 .物料守恒：在溶液中某元素的各类存在形式的离子或分子中，原子个数是守恒的，例如：L的NaHCO,溶液中：oCHCOj+c(H=C08)+c(COF)=Lo3 .电离平衡和水解平衡：多元弱酸的电离是多步的，例如：HoS三一+HS",HS-三二H+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：COJ+H2=HCOJ+OH-溶液的碱性主要由H

3、CO；+H:0=H:C03+OH-溶液的碱性主要由第一步水解决定。在相同浓度的CH3C00H和CH3C00Na溶液中，CH5co0H的电离程度大于CH3C00Na的水解程度，在相同浓度的NHsH：O和NHC1溶液中，阳H：0的电离程度大于NHC1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NaCX水解程度，这点也应注意。二.解题思路与方式1.在单一组分溶液中：应考虑弱电解侦的电离平衡、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I?KHC。溶液中，下列关系正确的是()A.c(K*)+c(H')=c(HC：O,

4、)+c(OH)+c(C:Or-)B.c(HCQj)+c(C3Of)=I?C.c(C:0,=)>c(H:C:O,)D.c(K")=c(HzO：)+c(HC:Or)+c(C:O>:)分析：按照离子电荷守恒判断A不正确，因为C：OJ带两个负电荷，所以C(30：)前应加“2”。按照物料守恒判断B不正确。因为aol水解生成应为：c(H3cs0J+c(HC=0O+c(C=Or)=molL1按照已知“草酸氢钾溶液呈酸性”说明HCO的电离程度大于其水解程度，所以C正确。按照草酸氢钾的化学式和物料守恒判断D正确.答案：C、Do2.在多组分的混合液中：应第一判断离子反映发生后溶液中生成了什么

5、物质？反映物有无过量。若不过量则按单一组分溶液分析，如有过量反映存在，则讨论过量物质对弱电解质电离或盐的水解的影响。例2.(2001年上海高考化学试题)将标准状况下的2.24LCO?通入150mLImol/L的NaOH溶液中，下列说法正确的是()(HCOf)略大于c(CO32)B.c(HCOr)等于c(CO32)(Na+)等于c(CO32)与c(HCOr)之和(HCOQ略小于c(CO32)分析：将标准状况下2.24L()COz通入150mL1mol/L的NaOH溶液中，反映生成和。在溶液中由于Na,COs的水解程度大于NaHCOs的水解程度，所以A正确，B、C、D均不对。答案：A例3.(200

6、1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A. 100mLL纨水与10mLL盐酸混合C(C1)>C(NH4+)>C(OH)>C(H+)B. 10mLLNH4cl与5mLLNaOH溶液混合C(Na+)=C(C1)>C(OH)>C(H+)C. 10mLLCH3coOH溶液与5mLLNaOH溶液混合C(Na+)=C(CH3COO)>C(OH)>C(H+)D. 10mLLCH3coONa溶液与6mL1mol/L混合盐酸CC(CI-)>C(Na+)>C(OH)>C(H+)分析：A组：混合后生成NH4C1和H

7、2O,由于NH«+水解显酸性NH4+比。=汛H:0+H+,C(H+)>C(OH)所以不对。B组：混合后生成等物质的量的NaCl和NHtHzO由于NHyHzO是弱电解质，部份电离显碱性，所以正确。C组：混合后生成CH3coONa和HzO,由于CH3co水解，C(Na+)>C(CH3co0),所以不对。D组：混合后生成弱电解质CFhCOOH,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0.1m。lL7的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是()A.在Na?A、NaHA两溶液中，离子种类不相同

8、B.在溶质物质的量相等的Na?A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C.在NaHA溶液中必然有：|此/+”+=出-+。”-+2储-D.在Na2A溶液中必然有：匹+>屋->+>0"-分析：O.lmol-L的二元酸H2A溶液的pH=4.0说明是弱酸(若为强酸则应pH<l)o在Na2A溶液中，存在A?-的水解平衡A'+H05=HA'+OH'HA-+H25=iH2A+OH-及水的电离平衡H：Oi=iH+OH-。在NaHA溶液中，存在HA-的水解平衡HA+HzOMH2A+OH及HA的电离平衡HAkA'+H+及水的电离平衡H2O5BH+OH-

9、,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Na?A、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进程，所以两溶液中阴离子总数不相等。所以B组结论不对。按照离子电荷守恒C组正确。在溶液Na2A中A?-水解显碱性,所以D组不对。答案：Co3.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LHCN溶液和LNaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式正确的是()A.HCNKECN-B.Na*>CN-C.HCN-CN=OH-D.HC

10、W+CM=L分析：将LHCX溶液和LNaOH溶液等体积混合后生成NaCN和H2,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Za->CN-,B正确，按照物料守恒D也正确.答案：B、Do例6.(1999年全国高考化学试题)某二元弱酸(简写为H?A)溶液，按下式发生一级和二级电离：H?Af=H+HA-HA尸=H+A2-已知相同浓度时的电离度a(H2A)xl(HA-),设有下列四种溶液：A.0.01的H2A溶液B.的NaHA溶液C.的HC1与的NaHA溶液等体积混合液D.的NaOH与的NaHA溶液等体积混合液据此，填写下列空白(填代号)H+最大的是,最小的是o(2)H2A最大的是,最小的是，(3)A?最大的是,最小的是o分析：在进行溶液中微粒浓度大小比较之前，第一推算出C组两种溶液混合后，发生强酸与弱碱盐反映，NaHA过量，混合后生成的H2A和的NaCl,剩余的NaHA。D组两种溶液混合后，发生强碱与弱酸盐的反映，生成了的NazA。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而大丁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。在比较比川大小时，对比A、C两组，H2A的起