溶液中離子濃度大小的比較及其規(guī)律與應用

1、溶液中離子濃度大小的比較及其規(guī)律與應用在判斷能水解的鹽溶液中的離子濃度大小時，首先要明確鹽的電離是強烈的，水解是微弱的，其次還要明確多元弱酸鹽的水解是分步進行的，而且第一步是主要的，最后不要忘記水的電離。電離和水解兩個過程產(chǎn)生離子或使離子濃度發(fā)生變化，所以離子濃度的比較一般從這兩方面著眼考查。常見的考查類型有不等式關系的正誤判斷和等式關系的正誤判斷兩類。一、不等式關系（1）、多元弱酸溶液例10.1mol/L的H2S溶液中所存在的離子濃度由大到小的排列順序是_. 解析：在H2S溶液中有H2S H+ + HS，HS H+ + S2，因為多元酸的電離以第一步為主，第二步電離較第一步弱的多，但兩步都電

2、離產(chǎn)生H+。答案：c (H+)c (HS)c (S2)c (OH)。 點撥：判斷多元弱酸溶液中離子濃度大小的一般規(guī)律是：（顯性離子）（一級電離離子）（二級電離離子）（水電離出的另一離子）（2）、一元弱酸的正鹽溶液例20.1mol/L的CH3COONa溶液中所存在的離子濃度由大到小的排列順序是_. 解析：在CH3COONa溶液中CH3COONa = Na+ + CH3COO，CH3COO + H2O CH3COOH + OH，從而使c(CH3COO)降低且溶液顯堿性，有c(Na+)c(CH3COO)， c (OH)c(H+)。因鹽的水解程度一般較小，則有c(CH3COO)c(OH)。 答案：c(

3、Na+)c(CH3COO)c(OH)c(H+)。點撥：判斷一元弱酸的正鹽溶液中離子濃度大小的一般規(guī)律是：（不水解離子）（水解離子）（顯性離子）（水電離出的另一離子）（3）、 二元弱酸的正鹽溶液例30.1mol/L的Na2CO3溶液中所存在的離子濃度由大到小的排列順序是_. 解析：在Na2CO3溶液中Na2CO3 = 2Na+ + CO32，CO32+ H2OHCO3+ H2OHCO3 + OH， H2CO3 + OH，CO3水解使溶液縣堿性，有c(OH)c(H+)。由于 CO3少部分水解，有c(CO32)c(HCO3)，H CO3又發(fā)生第二步水解，有c (OH)c (HCO3)，第二步水解較第

4、一步水解弱的多，那么c(OH)、c(H CO3)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+)。 點撥：判斷二元弱酸的正鹽溶液中離子濃度大小的一般規(guī)律是：（不水解離子）（水解離子）（顯性離子）（二級水解離子）（水電離出的另一離子）（4）、二元弱酸的酸式鹽溶液例40.1mol/L的NaHCO3溶液中所存在的離子濃度由大到小的排列順序是_.解析：NaHCO3溶液中存在NaHCO3= Na+ + HCO3， HCO3+ H2O H2CO3 + OH，HCO3 H+ + CO32，其水解程度大于電離程度，因此

5、溶液顯堿性。有c(OH)c(CO32)。由于少部分水解和電離，則c(Na+)c(HCO3)c(OH)c(CO32)。又因為HCO3電H+ + OH因此：c(H+)c(CO32)。 離產(chǎn)生的H+與CO32數(shù)目相同，而H2O答案：c (Na+)c(HCO3)c(OH)c(H+)c(CO32)。點撥：判斷二元弱酸的酸式鹽溶液中離子濃度大小的一般規(guī)律是：（不水解離子）（水解離子）（顯性離子）（水電離出的另一離子）（電離得到的酸跟離子）多元弱酸的酸式根既能水解又能電離，判斷相關離子濃度大小時要掌握兩個“量”的問題，其一，水解和次級電離程度都比較小，使產(chǎn)生的新離子濃度比保留下來的舊離子（酸式根）濃度?。黄?/p>

6、二，多數(shù)弱酸的酸式根水解趨勢大于電離趨勢，使得c(OH)c(H+)。中學階段常見例外的有NaHSO3和NaH2PO4這兩種弱酸的酸式鹽電離程度大于水解程度，導致其水溶液顯酸性。（5）、不同溶液中同一離子濃度的比較例5在相同物質的量濃度的下列各溶液中：NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4。c(NH4+)由大到小的順序是_.解析：在中存在NH4Cl= NH4+ + Cl, NH4+ + H2O NH3·H2O + H+NH3·H2O + H+在中存在CH3COONH4 = CH3COO + NH4+，NH4+ + H2O CH3COO + H2O CH3COOH +

7、OH，在中存在NH4HSO4= NH4+ + H+ +SO42 由于中H+的存在抑制NH4+的水解，因此中c(NH4+)最大，由于中存在雙水解，促進NH4+水解，故中c(NH4+)最小。答案：點撥：該類型題要看溶液中其它離子對的其影響。（6）、混合溶液中各離子濃度大小的比較例6. 0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.1mol/L的氨水混合溶液中所存在的離子的濃度由大到小的排列順序是_.解析：在該溶液中，NH3·H2O的電離與NH4+的水解相互抑制，NH3·H2O的電離程度大于NH4+的水解程度，溶液顯堿性：c(OH)c(H+)，同時c(NH4+)c( Cl)。要進行綜合分

8、析，電離因素、水解因素等都是影響離子濃度大小的要素。答案：c (NH4+)c ( Cl) c (OH) c (H+)。點撥：常見的醋酸和醋酸鈉溶液等濃度共存時，其電離程度大于水解程度，混合液顯酸性。二、等式關系（1）電荷守恒電解質溶液中所有陽離子所帶正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶負電荷總數(shù)相等。例如在NaHCO3溶液中，就存在c (Na+) + c(H+) c(HCO3) + c(OH) + 2c(CO32)這樣的守恒。例7. 某地的雨水呈酸性，取其少量進行檢測，其中含各離子的物質的量濃度分別為： c (Na+)5.0×105mol·L1，c(Cl)7.1×105mo

9、l·L1， c(SO42)4.5×106mol·L1，c (NH4+)1.0×106mol·L1，則雨水中氫離子的物質的量濃度是多少？ 解析：該題可采用電荷守恒法：c (Na+) + c (NH4+)+ c (H+)酸+ c (H+)水 c (OH)水 + c(Cl) +2c (SO42)，由于溶液顯酸性，c (OH)水 很小，且有：c (H+)水 c (OH)水 ，即由水電離出來的氫離子和氫氧根離子的數(shù)目相等，故可以略去不計。代入數(shù)據(jù)有：5.0×105mol·L11.0×106mol·L1c (H+)

10、7.1×105mol·L12×4.5×106mol·L1， 解得：c(H+) 2.9×105mol·L1 答案：c(H+) 2.9×105mol·L1 點撥：在解答此題時有的學生往往列出：c(Na+) + c(NH4+)+ c(H+)c(Cl) + c(SO42)而導致計算產(chǎn)生錯誤，究其原因是對電荷守恒沒有理解透徹。電荷守恒是用離子的濃度或物質的量來表示電荷關系的，所以不僅要考慮離子的濃度或物質的量，還要考慮離子所帶的電荷。（2）物料守恒電解質溶液中由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子，但

11、離子或分子中某種特定元素原子的總數(shù)是不會改變的。例如在NaHCO3溶液中，n(Na+) : n(C) 1 : 1，推出：c (Na+) c(HCO3) + c(CO32) + c(H2CO3)。例8. 寫出K3PO4 溶液中存在的物料守恒關系式_。解析：在K3PO4 溶液中，PO43部分水解成HPO42、H2PO4、H3PO4，其物料守恒關系式為：c(K+) 3c (PO43) + c(HPO42) + c(H2PO4) + c(H3PO4) 3c(PO43)+ 3c(HPO42) + 3c(H2PO4) + 3c(H3PO4) 答案：c(K+) 3c(PO43)+ 3c(HPO42) + 3

12、c(H2PO4) + 3c(H3PO4) （3）質子守恒質子守恒是指電解質溶液中的分子或離子得到或失去的質子的物質的量相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3、為得到質子后的產(chǎn)物；NH3、OH、CO32為失去質子后的產(chǎn)物，故有c(H3O+)+ c(H2CO3) c(NH3) + c(OH) + c(CO32)。質子守恒也可理解為電解質溶液中的粒子電離出的H+的總數(shù)等于粒子接收的H+的總數(shù)再加上游離的H+的總數(shù)。如Na2S溶液中的質子轉移示意圖：由上圖不難看出質子守恒的關系式為：c (H3O) + c (HS) + 2c (H2S) c (OH)或 c (H) + c (HS) +

13、2c (H2S) c (OH) 實際上，質子守恒也可根據(jù)電荷守恒和物料守恒聯(lián)合求出：在Na2S溶液中的電荷守恒： c(Na+) + c(H+) c(OH) + c(HS) + 2c(S2) 在Na2S溶液中的物料守恒： c (Na+) 2c(S2) + 2c(HS) + 2c(H2S) 將這兩式合起來化簡得： c(OH) c(H+) + c(HS) + 2c(H2S) 三、綜合應用舉例例8. 下列關于電解質溶液中離子濃度關系的說法正確的是A. 0.1mol/L的NaHCO3溶液中離子濃度的關系：c(Na+)c(HCO3) + c(H2CO3) + 2c(CO32)B. 0.1mol/L的NH4

14、Cl溶液和0.1mol/L的NH3·H2O等體積混合后離子濃度的關系：c( Cl)c(NH4+)c(H+)c (OH)C. 常溫下，向醋酸鈉溶液中滴加少量醋酸使溶液的pH7，則混合溶液中：c(Na+)c(CH3COO)D. KHS溶液中存在等式關系：c(S2) + c(OH) c(H+) + c(H2S) 解析：A選項是等式關系，因含有電中性的H2CO3，故是“物料平衡”。原物質NaHCO3中Na+和HCO3物質的量相等，根據(jù)碳原子守恒，A式不成立；B選項關鍵是NH4+ 與NH3·H2O在互變中的相對程度，作為一個典型的問題要求我們記住結論，銨鹽與氨水等濃度時，溶液顯堿性，

15、B項錯誤。由電荷平衡可以得出C選項正確，因為pH7，c(OH) c(H+)，代入電荷平衡式：c(Na+) + c(H+) c(CH3COO) + c(OH)就得選項C。D選項中既有電中性的H2S分子，又有OH、H+，這種式子通常要由溶質的物料平衡和溶液的電荷平衡式疊加得出。電荷平衡式：c(K+) + c(H) c(OH) + c(HS) + 2c(S2)， 物料平衡式：c(K+) c(HS) + c(H2S) + c(S2)；兩式聯(lián)合求出D選項正確。 答案：C、D例9. 常溫下，如果取0.1mol/L的HA溶液與0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合（忽略混合后體積變化），測得混合后溶液的p

16、H8，試回答下列問題（1）求出混合溶液中下列算式的精確計算結果：c(Na+)c(A) _ mol/L；c(OH)c(HA) _ mol/L。 （2）在含有A、Na、H、OH的水溶液中，如果出現(xiàn)下列關系，請將它們在溶液中可能對應的溶質分子填在橫線上： c(Na+)c(A)c(OH)c(H)：_； c(A)c(Na+)c(H)c(OH)：_； c(Na+)c(OH)c(A)c(H)：_。 解析：（2）由于HA與NaOH溶液恰好完全反應，且混合后pH8，所以為強堿弱酸鹽，故HA為弱酸。根據(jù)電荷守恒：c(Na+) + c(H)c(A) + c(OH)得：c(Na+)c(A)c(OH) c(H) 106

17、 mol/L 108 mol/L 9.9×107 mol/L。根據(jù)物料守恒得：c(HA) + c(A) c(Na+) 0.05 mol/L，聯(lián)合上兩式得出：c(OH)c(HA) c(H) 108 mol/L； （2）順序中顯堿性，且c(Na+)c(A)，可能是單一物質水解平衡，故溶質只能是NaA，若兩種物質只能是電離平衡為主，水解為輔，則鹽NaA中含有微量NaOH；順序中顯酸性，且c(A)c(Na+)，只能是電離平衡為主，水解平衡為輔，兩種物質為鹽NaA中含酸HA微量，故溶質為NaA和HA。順序中顯堿性，且c(Na+)c(A)，只能是電離平衡為主，水解平衡為輔，兩種物質為鹽NaA中含

18、堿NaOH適量，故溶質為NaA和NaOH。答案：（1）9.9×107；1×108 （2）NaA或NaA和NaOH NaA和HA NaA和NaOH。四、高考試題賞析：【例題1】（2010年上海高考卷16）下列溶液中微粒濃度關系一定正確的是A氨水與氯化銨的pH7的混合溶液中：c(Cl)c(NH4+)BpH2的一元酸和pH12的一元強堿等體積混合： c(OH)c(H+)C0.1 mol·L1的硫酸銨溶液中：c(NH4+)c(SO42)c(H+)D0.1 mol·L1的硫化鈉溶液中：c(OH)c(H+) + c(HS) + c(H2S)解析：氨水和氯化銨混合溶液

19、的pH=7時，溶液中c(OH)c(OH)，根據(jù)電荷守恒則c(Cl)c(NH4+)，A錯；由于pH2的酸的強弱未知，當其是強酸正確，當其是弱酸時，酸過量則溶液中c(OH)c(OH)，B錯；1mol.L1的硫酸銨溶液中，銨根離子部分水解，根據(jù)物質的組成，可知：c(NH4+)c(SO42)c(H+)，C對；1 mol.L1的硫化鈉溶液中，根據(jù)物料守恒，可知c(OH)c(H+) + c(HS) + 2c(H2S)，D錯。答案：C點撥：此題考查了溶液中的微粒濃度的大小比較。在解答該類的題目時，核心是抓住守恒，其包括：電荷守恒、物料守恒和質子（氫離子）守恒。其中電荷守恒是指溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰

20、離子所帶負電荷總數(shù)；物料守恒是指原子個數(shù)守恒或質量守恒；質子守恒：是指在強堿弱酸鹽或強酸弱堿鹽溶液中，由水所電離的H與OH量相等。 【例題2】（2010四川理綜卷10）有關100 mL 0.1 mol/L NaHCO3、100 mL0.1 mol/L Na2CO3兩種溶液的敘述不正確的是A.溶液中水電離出的H+ 個數(shù)： B.溶液中陰離子的物質的量濃度之和：C.溶液中：c(CO32)c(H2CO3) D.溶液中：c(HCO3)c(H2CO3)解析：本題考查鹽類水解知識；鹽類水解促進水的電離，且Na2CO3的水解程度更大，堿性更強，故水中電離出的H+ 個數(shù)更多，A項正確；B鈉離子的物質的量濃度為0

21、.2 mol/L而鈉離子的物質的量濃度為0.1 mol/L根據(jù)物料守恒及電荷守恒可知溶液中陰離子的物質的量濃度之和:，B項正確；C項NaHCO3水解程度大于電離所以C(H2CO3)c(CO32)；D項Na2CO3 中的CO32分步水解，第一步水解占主要地位且水解大于電離，D項正確。CO32+ H2O答案： C五、跟蹤練習【練習1】. 在K2CO3溶液中，下列等量關系正確的是：A. c (OH) c (H+) + c (HCO3) + c (H2CO3) C、D兩項寫出它們的水解及電離方程式也能判斷。Na2CO3的水解：第一步： HCO3+ OH、第二步：HCO+ H2OH2CO3 + OH。B

22、. 2c (Na+) c (CO32) + c (HCO3) + c (H2CO3) C. c (Na+) + c (OH) c (H+) + 2c (CO32) + 3c (HCO3) + 4c (H2CO3) D. c (Na+) + c (H+) c (HCO3) + c (CO32) + c (OH) 解析：由質子守恒知：A項正確的是 c (OH) c (H+) + c (HCO3) + 2c (H2CO3)，由物料守恒知：B項正確的是 c (Na+) 2c (CO32) + 2c (HCO3) + 2c (H2CO3)，由質子守恒和物料守恒聯(lián)合推出C項正確，由電荷守恒知：D項正確的是c (Na+) + c (H) c (HCO3) + 2c (CO32) + c (OH)。 答案：C在實際應用中，要結合電解質溶液中鹽類水解以及離子濃度大小的比較等方面的知識，在練習過程中加深認識，只有加強訓練，才能熟練掌握三個守恒的適用條件，這樣才能考出好的成績。【練習2】下列濃度關系正確的是A. 氯水中：c(Cl2)2c(ClO) + c(Cl) + c (HClO)B. 氯水中：c(Cl)