盐类的水解---高考热点——离子浓度大小的比较

在比较溶液中离子的浓度时，一般情况下为什么氢离子和氢氧根离子都排在最后？请具体说明。答：不一定，看过下面离子浓度比较的专题，你就明白了。高考热点——离子浓度大小的比较离子浓度大小的比较，是历年高考命题的热点。它涉及的知识点多，综合性强，能力要求高，需要认真复习和强化训练。现总结如下。一、相关知识点1、电解质的电离（1）电解质溶解于水或受热熔化时，离解成能自由移动的离子的过程叫做电离。（2）强电解质如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子。（3）弱电解质在水溶液中是少部分发生电离，绝大部分以分子形式存在。如２５℃0.1mol/L的如CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度只有1.32％，溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子，少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-离子。（4）多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离，以第一步电离为主：H2CO3=H+＋HCO3-；HCO3-=H+＋CO32-。（5）多元弱碱如Al(OH)3看着一步电离：Al(OH)3=Al3+＋3OH-２、水的电离（1）水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH-，H2O=H+＋OH-。在２５℃℃（常温）时，纯水中[H+]＝[OH-]＝1×10-7mol/L。（2）在一定温度下，[H+]与[OH-]的乘积是一个常数：水的离子积Kw＝[H+]•[OH-]，适用于各种水溶液。在２５℃时，Kw＝1×10-14。Kw随温度的升高而增大。（3）在纯水中加入酸或碱，抑制了水的电离，使水的电离程度变小，水电离出的[H+]水和[OH-]水均小于10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐，促进了水的电离，使水的电离程度变大，水电离出的[H+]水或[OH-]水均大于10-7mol/L。３、盐类水解（1）在溶液中盐的离子跟水所电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。（2）强酸弱碱盐如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性；强碱弱酸盐如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解，以第一步水解为主：如CO32-＋H2O≒HCO3-＋OH-、HCO3-＋H2O≒H2CO3＋OH-。４、电解质溶液中的守恒关系（1）电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带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：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)推出：[Na+]＋[H+]＝[HCO3-]＋2[CO32-]＋[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。如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(c)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)（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。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。二、解题方法及规律1、解题方法通过溶液的电离或水解程度的大小，结合电荷守恒、物料守恒来比较溶液中各离子浓度大小的基本方法有：(1)关键离子定位法：主要适用于解答选择题。即通过判断溶液中浓度最大或最小的某离子、c(H+)与c(OH－)的大小关系的位置正确与否，来判断选项是否正确。(2)守恒判断法：运用物质的量(或原子个数)守恒、电荷守恒或物料守恒等守恒规律，来解决问题。(3)反应方程式分析法：主要适用于单一溶液型问题的分析。即将电离方程式与水解方程式结合起来，进行定性与定量的分析。先考虑电离，再考虑水解。2、解题规律(1)多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如H3PO4的溶液中：C（H+）＞C（H2PO4-）＞C（HPO42-）＞C（PO43-）(2)多元弱酸正盐根据多元弱酸根的分步水解分析：如Na2CO3溶液中：C（Na+）＞C（CO32-）＞C（OH-）＞C（HCO3-）(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其影响的因素。如在相同物质的量的浓度的下列溶液中①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4。C（NH4+）浓度由大到小的顺序是：③＞①＞②。(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。三、基本题型电解质溶液中离子浓度的相对大小的题目很多，概括起来主要有以下几种类型：1、一种电解质溶液中各种离子浓度的相对大小比较；（1）弱酸或弱碱溶液中微粒浓度的比较例1．在0.1mol/LNH3•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-）解析：在NH3•H2O溶液中，存在两种电离平衡：NH3•H2O≒NH4++OH-（主）H2O≒OH-+H+（次）根据电荷守恒，达到平衡时则有：c（OH-）=c（NH4+）+c（H+），由于NH3•H2O是弱电解质，电离程度不大，所以c（NH3•H2O）远大于c（OH-）；c（NH3•H2O）也远大于c（NH4+）。则NH3•H2O溶液中微粒浓度的大小关系为：c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（NH4+）＞c（H+）答案：A（2）会水解的盐溶液中离子浓度的比较例2．明矾溶于水，所得溶液中各种离子的物质的量浓度的关系是()A.[K+]＞[]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH－]B.[]＞[K+]＝[Al3+]＞[OH－]＞[H+]C.[]＞[K+]＝[Al3+]＞[H+]＞[OH－]D.[]＞[K+]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH－]解析：由KAl(SO4)2•12H2O＝K+＋Al3+＋2SO42-＋12H2O知，[]最多；由Al3+＋3H2O≒Al(OH)3＋3H+知，溶液显酸性，[H+]＞[OH－]；K+不水解，故[K+]＞[Al3+]，答案：D。2、混合溶液中各种离子浓度的相对大小比较；（1）酸与碱溶液反应后溶液中离子浓度大小的比较例3．常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得溶液pH＝7，则此溶液中()A[HCOO－]＞[Na＋]B[HCOO－]＜[Na＋]C[HCOO－]＝[Na＋]D无法确定[HCOO－]与[Na＋]的关系解析：该溶液中有四种离子HCOO－、OH－、Na＋、H＋，根据电荷守恒[Na＋]＋[H＋]=[OH－]+[HCOO－]，根据pH＝7得[H＋]=[OH－]，故[HCOO－]＝[Na＋]，选C。答案：C(2)弱酸强碱盐与强酸反应后溶液中离子浓度大小的比较例4.将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10rnL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是Ac(Ac－)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(HAc)Bc(Ac－)＞c(Cl－)＞c(HAc)＞c（H＋）Cc(Ac－)＝c(Cl＋)＞c(H＋)＞c(HAc)Dc(Na＋)＋c(H＋)＝c(Ac－)＋c(Cl－)＋c(OH－)解析：两溶液混合后，溶液实质上是等浓度醋酸、醋酸钠、氯化钠的混合溶液，呈酸性说明CH3COO－水解程度小于CH3COOH的电离程度，所以[CH3COO－][Cl－][CH3COOH]，但CH3COOH的电离程度较小，[CH3COO－][H＋]，故A、C错，B是正确的。依据电荷守恒原则可知D也是正确的。答案：B、D(3)强酸弱碱盐与强碱反应后溶液中离子浓度大小的比较例5．0.2mol/LNH4Cl溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是（）A．c（NH4＋）=c（Na＋）=c（OH-）＞c（NH3•H2O）B．c（NH4＋）=c（Na＋）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）C．c（NH4＋）+c（Na＋）+c（H＋）=c（Cl-）+c（OH-）D．c（NH4＋）＞c（Na＋）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H＋）解析：因NH4Cl溶液与NaOH溶液等体积混合后，溶液的成分为0.05mol/LNH3•H2O，0.05mol/LNaCl，0.05mol/LNH4Cl。在三种物质的混合溶液中存在如下平衡：NaCl=Na＋+Cl-（主）NH4Cl=NH4++Cl-（主）NH4＋+H2O≒NH3•H2O+H＋（次）NH3•H2O≒NH4++OH-（又次之）H2O≒OH-+H＋（更次之）因此，c（Cl-）=0.1mol/L，c（Na＋）=0.05mol/L；因为NH3•H2O的电离平衡程度大于NH4＋的水解程度，所以c（OH-）＞c（H＋）；且c（NH3•H2O）＜0.1mol/L，c（NH4＋）＞0.1mol/L。因此溶液中各种微粒浓度由大到小的顺序是c（NH4＋）＞c（Na＋）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H＋）。D选项正确。根据电荷守恒，C选项正确。答案：C、D3、不同溶液中同一离子浓度大小的比较例6、1mol/L的下列溶液中NH4+浓度大小顺序正确的是①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4A、①②③B、③②①C、③①②D、①③②解析：这一类问题主要是分析溶液中各种离子对NH4+的影响。根据NH4++H2O≒NH3•H2O+H+，NH4Cl中Cl－对NH4+的水解基本没有影响，CH3COONH4中CH3COO-和NH4+分别是弱酸根离子和弱碱阳离子，相互促进水解，NH4+的浓度较低。NH4HSO4中H＋抑制NH4+的水解，在这三种物质中其水解程度最小。故选C。答案：C总之，离子浓度大小问题由于考查性强，考查能力要求高又是中学教学的重点和难点，历年高考试题中都有这类试题出现，相信在今后的高考中仍会成为考试的重点和热点试题。