精选习题--溶液中离子浓度大小比较与三大守恒

1溶液中离子浓度大小比较与三大守恒讲义一、溶液中离子浓度大小的比较1.方法思路(1)先确定溶液中的溶质成分及各自物质的量浓度大小。(2)写出电离方程式、水解方程式，找出溶液中存在的离子。(3)依据电离和水解程度的相对大小，比较离子浓度大小。2.特别注意的问题(1)多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液)，要分清主次关系。即盐完全电离，多元弱酸根的第一步水解大于第二步水解，第二步水解大于水的电离。①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程：电离：Na2CO3===2Na＋＋CO2－3、H2OH＋＋OH－。水解：CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－、HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－。溶液中存在的离子有CO2－3、HCO－3、OH－、H＋。②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)c(CO2－3)c(OH－)c(HCO－3)c(H＋)。（2）多元弱酸的酸式盐溶液，要注意考虑酸式酸根水解程度和电离程度的相对大小。若酸式酸根的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；若水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程：电离：NaHCO3===Na＋＋HCO－3、HCO－3H＋＋CO2－3、H2OH＋＋OH－。水解：HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－。溶液中存在的离子有Na＋、HCO－3、CO2－3、H＋、OH－。②由于HCO－3的电离程度小于HCO－3的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)c(HCO－3)c(OH－)c(H＋)c(CO2－3)。（3）当两种溶液混合或两种物质发生反应时，要根据反应原理准确地判断溶质的成分，然后判断离子种类，再根据规律比较其大小。例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Na＋、Cl－、NH＋4、OH－、H＋；其浓度由大到小的顺序是c(Na＋)＝c(Cl－)c(OH－)c(NH＋4)c(H＋)。例2.物质的量浓度相同的NH4Cl溶液、氨水等体积混合混合后不反应，溶液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O，由于NH3·H2O的电离程度大于NH＋4的水解程度，所以溶液呈碱性；溶液中存在的离子有NH＋4、Cl－、OH－、H＋；其浓度由大到小的顺序是c(NH＋4)c(Cl－)c(OH－)c(H＋)。(4)不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。2二、三大守恒（一）具体内容1.电荷守恒电荷守恒是指溶液必须保持电中性，即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋2c(CO2－3)＋c(OH－)。2.物料守恒：物料守恒也就是元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。（1）单一元素守恒，如1molNH3通入水中形成氨水，就有n(NH3)＋n(NH3·H2O)＋n(NH＋4)＝1mol，即氮元素守恒。（2）两元素守恒，如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)，即钠元素与碳元素守恒。3.质子守恒：电解质溶液中，由于电离、水解等过程的发生，往往存在质子(H＋)的转移，转移过程中质子数量保持不变，称为质子守恒。如NaHCO3溶液中：c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO2－3)＋c(OH－)。注：质子守恒可以通过电荷守恒与物料守恒加减得到。（二）解溶液中粒子浓度三守恒关系式策略(1)分析电解质的电离和水解情况，找全溶液中的离子和分子。(2)分清题目考查的哪种守恒关系，可以是单一守恒关系式，也可以是它们的变形关系式，也可以是两种守恒关系式导出的新的守恒式。(3)注意选择题常涉及的易错点。①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；②守恒关系式浓度前的化学计量数有误；③在混合后溶液体积变化上有误。3溶液中离子浓度大小比较与三大守恒精选习题1.在Na2S溶液中下列关系不正确的是()A.c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)B.c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)C.c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)D.c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)2.在10mL0.1mol·L－1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系不正确的是()A.c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)B.c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)C.c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)D.c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)3.将pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合，在所得的混合溶液中，下列关系式正确的是()A.c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(OH－)＞c(H＋)B.c(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)C.c(Cl－)＝c(NH＋4)＞c(H＋)＝c(OH－)D.c(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)答案B解析HCl＋NH3·H2O===NH4Cl＋H2O，NH3·H2O过量，所以c(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。4.室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是()A.Na2S溶液：c(Na＋)c(HS－)c(OH－)c(H2S)B.Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)C.Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(OH－)D.CH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(Cl－)答案B解析在Na2S溶液中存在H2OOH－＋H＋以及S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－，溶液中粒子浓度关系为c(Na＋)c(S2－)c(OH－)c(HS－)c(H2S)c(H＋)，A项错误；利用质子守恒知Na2C2O4溶液中存在c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)，B项正确；利用电荷守恒知Na2CO3溶液中存在c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)，C项错误；利用物料守恒可知CH3COONa和CaCl2的混合溶液中存在c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＋12c(Cl－)，D项错误。5.下列溶液中微粒浓度关系表示正确的是()A.NaHCO3溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CO2－3)＋c(HCO－3)B.pH＝3的CH3COOH与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后的溶液中：c(H＋)＜c(OH－)C.0.1mol·L－1的NH4Cl溶液中：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH＋4)＞c(OH－)D.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液中：2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)答案D解析A项，应为2c(CO2－3)；B项，CH3COOH过量，应为c(H＋)＞c(OH－)；C项，应为c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(H＋)＞c(OH－)；D项，符合物料守恒。6.已知某溶液中只存在OH－、H＋、Cl－、NH＋4四种离子，其离子浓度可能有如下关系：①c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(H＋)＞c(OH－)②c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(OH－)＞c(H＋)③c(NH＋4)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)④c(NH＋4)＝c(Cl－)＞c(OH－)＝c(H＋)下列说法正确的是()A.若①正确，则溶液中溶质一定为NH4ClB.若③正确，则溶液中c(NH3·H2O)＋c(NH＋4)＞c(Cl－)C.若④正确，且盐酸和氨水体积相等，则盐酸中c(H＋)等于氨水中c(OH－)D.溶质不同时，上述四种关系式均可能成立答案B解析A项，若①正确，可以是NH4Cl也可以是少量HCl和NH4Cl的混合液；B项，若③正确，由于c(NH＋4)4＞c(Cl－)，所以c(NH3·H2O)＋c(NH＋4)也一定大于c(Cl－)；C项，若④正确，当盐酸和氨水的体积相等，此时氨水应稍过量，但盐酸中c(H＋)仍大于氨水中c(OH－)；D项，②违背电荷守恒，不成立。7.用0.10mol·L－1的盐酸滴定0.10mol·L－1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是()A.c(NH＋4)＞c(Cl－)，c(OH－)＞c(H＋)B.c(NH＋4)＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)C.c(Cl－)＞c(NH＋4)，c(OH－)＞c(H＋)D.c(Cl－)＞c(NH＋4)，c(H＋)＞c(OH－)答案C解析溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，不遵循电荷守恒，故C项错；A项为氨水过量较多的情况；B项为氨水适当过量；D项为氨水不足或恰好中和。8.一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是()A.pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5mol·L－1B.pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1C.pH＝2的H2C2O4溶液与pH＝12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O－4)D.pH相同的①CH3COONa，②NaHCO3，③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①＞②＞③答案D解析A项，pH＝5的H2S溶液中，H＋的浓度为1×10－5mol·L－1，但是HS－的浓度会小于H＋的浓度，H＋来自于H2S的第一步电离、HS－的电离和水的电离，故H＋的浓度大于HS－的浓度，故不正确；B项，弱碱不完全电离，弱碱稀释10倍时，pH减小不到一个单位，ab＋1，故不正确；C项，草酸是弱酸，氢氧化钠是强碱，无论怎样混合得到的溶液都符合电荷守恒，而该等式中缺少草酸根，不符合电荷守恒，故不正确；D项，因为醋酸的酸性碳酸的酸性次氯酸的酸性，根据越弱越水解的原则，pH相同的三种钠盐，浓度的大小关系为醋酸钠碳酸氢钠次氯酸钠，则钠离子的浓度为①②③，故D正确。9.室温下向10mL0.1mol·L－1NaOH溶液中加入0.1mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.a点所示溶液中c(Na＋)c(A－)c(H＋)c(HA)B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同C.pH＝7时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA)D.b点所示溶液中c(A－)c(HA)答案D解析A项，a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生了水解反应，则溶液中c(Na＋)c(A－)c(OH－)c(HA)c(H＋)，错误；B项，a点NaA发生了水解反应，促进了水的电离，b点主要由于HA的电离而使溶液呈酸性，抑制了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点水的电离程度，错误；C项，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，pH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，可得c(Na＋)＝c(A－)，错误；D项，b点溶液中溶质为等物质的量NaA和HA，溶液呈酸性，说明HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c(A－)c(HA)，正确。10.25℃，有c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1mol·L－1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液，溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO－)与pH的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是()A.pH＝5.5溶液中：c(CH3COOH)c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)B.由图可知该温度下醋酸的电离常数为1×10－4.75C.pH＝3.5溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)－c(OH－)＋c(CH3COOH)＝0.1mol·L－1D.向1LW点所表示溶液中通入0.05molHCl气体(溶液体积变化可忽略)：2c(H＋