盐溶液中离子浓度大小的比较

1盐溶液中离子浓度大小的比较一、基本知识在盐溶液中存在平衡：水的电离平衡、盐的水解、弱电解质的电离平衡。1.c（H＋）与c（OH－）的关系：中性溶液：c（H＋）＝c（OH－）（如NaCl溶液）酸性溶液：c（H＋）＞c（OH－）（如NH4Cl溶液）碱性溶液：c（H＋）＜c（OH－）（如Na2CO3溶液）恒温时：c（H+）·c（OH－）＝定值（常温时为10－14）2.电荷守恒：盐溶液中阴、阳离子所带的电荷总数相等。如NH4Cl溶液中：c（NH4+）＋c（H+）＝c（Cl－）＋c（OH－）如Na2CO3溶液中：c（Na+）＋c（H+）＝2c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（OH－）3.物料守恒：某元素各种不同存在形态的微粒，物质的量总和不变。如0.1mol/LNH4Cl溶液中：c（NH4+）＋c（NH3·H2O）＝0.1mol/L如0.1mol/LNa2CO3溶液中：c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（H2CO3）＝0.1mol/L4.质子守恒：溶液中水电离出的H＋与OH－相等如Na2CO3溶液中：c（OH－）＝c（HCO3-）＋2c（H2CO3）＋c（H+）二、解题方法和步骤1.判断水解、电离哪个为主。（1）盐离子不水解不电离：强酸强碱盐，如NaCl、Na2SO4等。（2）盐离子只水解不电离：强酸弱碱或弱酸强碱形成的正盐，如NH4Cl、Na2CO3等。（3）盐离子既水解又电离：多元弱酸形成的酸式盐，以水解为主的有NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等；以电离为主的有NaHSO3和NaH2PO4等。（4）根据题意判断：如某温度下NaHB强电解质溶液中：当c（H+）＞c（OH－）时：以HB－的电离为主；当c（H+）＜c（OH－）时，以HB－的水解为主。对于弱酸HX与强碱盐（NaX式）的混合溶液中：当c（H+）＞c（OH－）时，以HX的电离为主；当c（H+）＜c（OH－）时，以X－的水解为主。对于弱碱ROH与强酸盐（RCl式）的混合溶液中，情况则相反。2.运用盐溶液中的以上四种关系进行综合分析判断，得出正确结论。三、例题分析【例题1】将相同物质的量浓度的某弱酸HX溶液与NaX溶液等体积混合，测得混合后溶液中c（Na+）＞c（X－），则下列关系错误的是（）。A.c（H+）＞c（OH－）B.c（HX）＞c（X－）C.c（X－）＋c（HX）＝2c（Na+）D.c（HX）＋c（H+）＝c（Na+）＋c（OH－）【解析】以HX的电离为主，则c（H+）＞c（OH－）；以X－的水解为主，则c（H+）＜c（OH－）。现有：（1）已知条件c（Na＋）＞c（X－）；（2）电荷守恒c（Na+）＋c（H+）＝c（X－）＋c（OH－）；（3）物料守恒2c（Na+）＝c（X－）＋c（HX）。由（1）和（2）可知一定有c（H+）＜c（OH－），所以应考虑X－的水解，故选项A，由（3）可知C对，由（2）和（3）二式合并得D，故D对。答案：A【例题2】相同温度下，等体积物质的量都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶2液中，离子总数相比较（）。A.前者多B.一样多C.后者多D.无法判断【解析】错误的分析：（1）CH3COO－因水解而减少，选A。（2）因有下列水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，发生水解的CH3COO－与生成的OH－个数相等，选B。正确分析：根据电荷守在KCl和CH3COOK溶液中分别有：c（Na+）＋c（H+）＝c（Cl－）＋c（OH－），c（Na+）＋c（H+）＝c（CH3COO－）＋c（OH－）。两溶液中的c（Na+）相等，而由于CH3COO－的水解，便溶液呈碱性，导致c（H+）前者比后者大，所以有c（Cl－）＋c（OH－）＞c（CH3COO－）＋c（OH－）故选A。四、溶液中微粒(除水分子)浓度大小的比较常见题型1、不等式关系（1）、多元弱酸溶液例1．0.1mol/L的H2S溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是__________.解析：在H2S溶液中有H2SH++HS－，HS—H++S2－，因为多元酸的电离以第一步为主，第二步电离较第一步弱的多，但两步都电离产生H+。答案：c(H+)＞c(HS—)＞c(S2－)＞c(OH－)。点拨：判断多元弱酸溶液中离子浓度大小的一般规律是：（显性离子）＞（一级电离离子）＞（二级电离离子）＞（水电离出的另一离子）（2）、一元弱酸的正盐溶液例2．0.1mol/L的CH3COONa溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是______.解析：在CH3COONa溶液中CH3COONa===Na++CH3COO—，CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－，从而使c(CH3COO－)降低且溶液显碱性，有c(Na+)＞c(CH3COO－)，c(OH－)＞c(H+)。因盐的水解程度一般较小，则有c(CH3COO—)＞c(OH—)。答案：c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)。点拨：判断一元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是：（不水解离子）＞（水解离子）＞（显性离子）＞（水电离出的另一离子）（3）、二元弱酸的正盐溶液例3．0.1mol/L的Na2CO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是_______.解析：在Na2CO3溶液中Na2CO3===2Na++CO32－，CO32－+H2OHCO3－+OH－，HCO3－+H2OH2CO3+OH－，CO3－水解使溶液县碱性，有c(OH－)＞c(H+)。由于CO3—少部分水解，有c(CO32－)＞c(HCO3－)，HCO3－又发生第二步水解，有c(OH－)＞c(HCO3－)，第二步水解较第一步水解弱的多，那么c(OH－)、c(HCO3－)相差不大，但c(H+)比c(OH－)小的多，因此c(OH－)＞c(HCO3－)答案：c(Na+)＞c(CO32—)＞c(OH—)＞c(HCO3—)＞c(H+)。点拨：判断二元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是：（不水解离子）＞（水解离子）＞（显性离子）＞（二级水解离子）＞（水电离出的另一离子）（4）、二元弱酸的酸式盐溶液例4．0.1mol/L的NaHCO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是_________.3解析：NaHCO3溶液中存在NaHCO3===Na++HCO3－，HCO3－+H2OH2CO3+OH－，HCO3—H++CO32－，其水解程度大于电离程度，因此溶液显碱性。有c(OH－)＞c(CO32－)。由于少部分水解和电离，则c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(CO32－)。又因为HCO3—电离产生的H+与CO32－数目相同，而H2OH++OH—因此：c(H+)＞c(CO32－)。答案：c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(H+)＞c(CO32－)。点拨：判断二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般规律是：（不水解离子）＞（水解离子）＞（显性离子）＞（水电离出的另一离子）＞（电离得到的酸跟离子）多元弱酸的酸式根既能水解又能电离，判断相关离子浓度大小时要掌握两个“量”的问题，其一，水解和次级电离程度都比较小，使产生的新离子浓度比保留下来的旧离子（酸式根）浓度小；其二，多数弱酸的酸式根水解趋势大于电离趋势，使得c(OH－)＞c(H+)。中学阶段常见例外的有NaHSO3和NaH2PO4这两种弱酸的酸式盐电离程度大于水解程度，导致其水溶液显酸性。（5）、不同溶液中同一离子浓度的比较例5．在相同物质的量浓度的下列各溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4。c(NH4+)由大到小的顺序是___________.解析：在①中存在NH4Cl===NH4++Cl—,NH4++H2ONH3·H2O+H+在②中存在CH3COONH4===CH3COO—+NH4+，NH4++H2ONH3·H2O+H+CH3COO—+H2OCH3COOH+OH—，在③中存在NH4HSO4===NH4++H++SO42—由于③中H+的存在抑制NH4+的水解，因此③中c(NH4+)最大，由于②中存在双水解，促进NH4+水解，故②中c(NH4+)最小。答案：③＞①＞②点拨：该类型题要看溶液中其它离子对的其影响。（6）、混合溶液中各离子浓度大小的比较①若酸与碱恰好完全以应，则相当于一种盐溶液.②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余，则一般弱电解质的电离程度＞盐的水解程度.例题6：（1996年上海高考题）物质的量浓度相同的下列溶液中，含微粒种类最多的是[]A．CaCl2B．CH3COONaC．NH3D．K2S选D例题7：（1997年全国高考题）将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后，溶液中阴离子数最多的是[]A．KClB．Mg(OH)2C．Na2CO3D．MgSO4选C．例题8：下列物质的溶液中，所含离子种类最多的溶液是[]A．Na2SB．Na3PO4C．Na2CO3D．AlCl3例9.0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.1mol/L的氨水混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是_________________.解析：在该溶液中，NH3·H2O的电离与NH4+的水解相互抑制，NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度，溶液显碱性：c(OH－)＞c(H+)，同时c(NH4+)＞c(Cl－)。要进行综合分析，电离因素、水解因素等都是影响离子浓度大小的要素。4答案：c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)。点拨：常见的醋酸和醋酸钠溶液等浓度共存时，其电离程度大于水解程度，混合液显酸性。1、等式关系。（1）电荷守恒例10.某地的雨水呈酸性，取其少量进行检测，其中含各离子的物质的量浓度分别为：c(Na+)＝5.0×10－5mol·L－1，c(Cl－)＝7.1×10－5mol·L－1，c(SO42－)＝4.5×10－6mol·L－1，c(NH4+)＝1.0×10－6mol·L－1，则雨水中氢离子的物质的量浓度是多少？解析：该题可采用电荷守恒法：c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)酸+c(H+)水＝c(OH－)水+c(Cl－)+2c(SO42－)，由于溶液显酸性，c(OH－)水很小，且有：c(H+)水＝c(OH－)水，即由水电离出来的氢离子和氢氧根离子的数目相等，故可以略去不计。代入数据有：5.0×10－5mol·L－1＋1.0×10－6mol·L－1＋c(H+)＝7.1×10－5mol·L－1＋2×4.5×10－6mol·L－1，解得：c(H+)＝2.9×10－5mol·L－1答案：c(H+)＝2.9×10－5mol·L－1点拨：在解答此题时有的学生往往列出：c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)＝c(Cl－)+c(SO42－)而导致计算产生错误，究其原因是对电荷守恒没有理解透彻。电荷守恒是用离子的浓度或物质的量来表示电荷关系的，所以不仅要考虑离子的浓度或物质的量，还要考虑离子所带的电荷。（2）物料守恒例如在NaHCO3溶液中，n(Na+):n(C)＝1:1，推出：c(Na+)＝c(HCO3－)+c(CO32－)+c(H2CO3)。例11.写出K3PO4溶液中存在的物料守恒关系式___________________。解析：在K3PO4溶液中，PO43－部分水解成HPO42－、H2PO4－、H3PO4，其物料守恒关系式为：c(K+)＝3[c(PO43－)+c(HPO42－)+c(H2PO4－)+c(H3PO4)]＝3c(PO43－)+3c(HPO42－)+3c(H2PO4－)+3c(H3PO4)答案：c(K+)＝3c(PO43－)+3c(HPO42－)+3c(H2PO4－)+3c(H3PO4)（3）质子守恒如Na2S溶液中：c(H3O＋)+c(HS－)+2c(H2S)＝c(OH－)或c(H＋)+c(HS－)+2c(H2S)＝c(OH－)1.综合应用举例例12.下列关于电解质溶液中离子浓度关系的说法正确的是A.0.1mol/L的NaHCO3溶液中离子浓度的关系：c(Na+)＝c(HCO3－)+c(H2