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文檔簡介
/溶液中離子濃度大小比較歸類解析一、電離平衡理論和水解平衡理論1.電離理論:⑴弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的,同時注意考慮水的電離的存在;例如NH3·H2O溶液中微粒濃度大小關(guān)系。【分析】由于在NH3·H2O溶液中存在下列電離平衡:NH3·H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,所以溶液中微粒濃度關(guān)系為:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)。⑵多元弱酸的電離是分步的,主要以第一步電離為主;例如H2S溶液中微粒濃度大小關(guān)系?!痉治觥坑捎贖2S溶液中存在下列平衡:H2SHS-+H+,HS-S2-+H+,H2OH++OH-,所以溶液中微粒濃度關(guān)系為:c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(OH-)。2.水解理論:⑴弱酸的陰離子和弱堿的陽離子因水解而損耗;如NaHCO3溶液中有:c(Na+)>c(HCO3-)。⑵弱酸的陰離子和弱堿的陽離子的水解是微量的(雙水解除外),因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的(或OH-)也是微量,但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在,所以水解后的酸性溶液中c(H+)(或堿性溶液中的c(OH-))總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度;例如(NH4)2SO4溶液中微粒濃度關(guān)系:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。(3)多元弱酸的酸根離子的水解是分步進行的,主要以第一步水解為主。例如:Na2CO3溶液中水解平衡為:CO32-+H2OHCO3-+OH-,H2O+HCO3-H2CO3+OH-,所以溶液中部分微粒濃度的關(guān)系為:c(CO32-)>c(HCO3-)。
二、電荷守恒和物料守恒1.電荷守恒:電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)及所有的陰離子所帶的負電荷數(shù)相等。如NaHCO3溶液中:n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)2.物料守恒:電解質(zhì)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等,但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。如NaHCO3溶液中n(Na+):n(c)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)3.導(dǎo)出式——質(zhì)子守恒:如碳酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將Na+離子消掉可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。如醋酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將鈉離子消掉可:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。[規(guī)律總結(jié)]正確的思路:【常見題型】一、溶質(zhì)單一型※※關(guān)注三個守恒1.弱酸溶液:【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中,下列關(guān)系錯誤的是(
)A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)C.c(H+)>[c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)]D.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L分析:由于H2S溶液中存在下列平衡:H2SH++HS-,HS-H++S2-,H2OH++OH-,根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),由物料守恒得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L,所以關(guān)系式錯誤的是A項。(注意:解答這類題目主要抓住弱酸的電離平衡。)2.弱堿溶液:【例2】室溫下,0.1mol/L的氨水溶液中,下列關(guān)系式中不正確的是(
)A.c(OH-)>c(H+)B.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC.c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)分析:由于氨水溶液中存在一水合氨的電離平衡和水的電離平衡,所以所得溶液呈堿性,根據(jù)電荷守恒和物料守恒知BD正確,而一水合氨的電離是微量的,所以C項錯誤,即答案為C項。3.強酸弱堿鹽溶液:【例3】在氯化銨溶液中,下列關(guān)系正確的是(
)A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)C.c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)D.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)分析:由于氯化銨溶液中存在下列電離過程:NH4Cl=NH4++Cl-,H2OH++OH-和水解過程:NH4++H2OH++NH3·H2O,由于NH4+水解被消耗,所以c(Cl-)>c(NH4+),又因水解后溶液顯酸性,所以c(H+)>c(OH-),且水解是微量的,所以正確的是A項。(注意:解答這類題時主要抓住弱堿陽離子的水解,且水解是微量的,水解后溶液呈酸性。)4.強堿弱酸鹽溶液:【例4】在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是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+)+c(H2S)解析:電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-);物料守恒:c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S);質(zhì)子守恒:c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S),選AD5.強堿弱酸的酸式鹽溶液:【例5】(2004年江蘇卷)草酸是二元弱酸,草酸氫鉀溶液呈酸性,在0.1mol/LKHC2O4溶液中,下列關(guān)系正確的是(CD)A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)B.c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/LC.c(C2O42-)>c(H2C2O4)D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O4分析:因為草酸氫鉀呈酸性,所以HC2O4-電離程度大于水解程度,故c(C2O42-)>c(H2C2O4)。又依據(jù)物料平衡,所以D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)正確,又根據(jù)電荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-),所以綜合上述C練習(xí):1、(2001年全國春招題)在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中,下列關(guān)系正確的是()。A.c(Na+)=2c(CO32-B.c(OH-)=2c(HC.c(HCO3-)>c(H2CO3)D.c(Na+)<c(CO32-)+c(HCO3-)2、在0.1mol/L的NaHCO3溶液中,下列關(guān)系式正確的是()A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(H+)>c(OH-)B.c(Na+)=c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)C.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)D.c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)3、
已知某溫度下0.1mol·L-1的NaHB(強電解質(zhì))溶液中c(H+)>c(OH-),則下列有關(guān)說法或關(guān)系式一定正確的是()①HB-的水解程度小于HB-的電離程度;②c(Na+)=0.1mol·L-1≥c(B2-);③溶液的pH=1;④c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-A.①②B.②③C.②④D.①②③4、(2006江蘇)1、下列敘述正確的是()A.0.1mol·L-1氨水中,c(OH-)=c(NH4+)B.10mL0.02mol·L-1HCl溶液及10mL0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的體積為20mL,則溶液的pH=12C.在0.1mol·L-1CH3COONa溶液中,c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)D.0.1mol·L-1某二元弱酸強堿鹽NaHA溶液中,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H25、(05上海)14、疊氮酸(HN3)及醋酸酸性相似,下列敘述中錯誤的是()A、HN3水溶液中微粒濃度大小順序為:c(HN3)>c(H+)>c(N3ˉ)>c(OHˉ)B、HN3及NH3作用生成的疊氮酸銨是共價化合物C、NaN3水溶液中離子濃度大小順序為:c(Na+)>c(N3ˉ)>c(OHˉ)>c(H+)D、N3ˉ及CO2含相等電子數(shù)二、兩種電解質(zhì)溶液混合后離子濃度大小的比較關(guān)注混合后溶液的酸堿性混合后溶液的酸堿性取決于溶質(zhì)的電離和水解的情況,一般判斷原則是:若溶液中有酸或堿存在,要考慮酸和堿的電離,即溶液相應(yīng)地顯酸性或堿性;若溶液中的溶質(zhì)僅為鹽,則考慮鹽水解情況;對于特殊情景要按所給的知識情景進行判斷。1、兩種物質(zhì)混合不反應(yīng):【例】:用物質(zhì)的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)>C(Na+),對該混合溶液的下列判斷正確的是()A.C(H+)>C(OH-)B.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.2mol/LC.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)D.C(CH3COO-)+C(OH-)=0.2mol/L[點撥]CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,CH3COOH的電離和CH3COONa的水解因素同時存在。已知C(CH3COO-)>C(Na+),根據(jù)電荷守恒C(CH3COO-)+C(OH-)=C(Na+)+C(H+),可得出C(OH-)<C(H+)。說明混合溶液呈酸性,進一步推測出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol/L的CH3COONa溶液中,電離和水解這一對矛盾中起主要作用是電離,即CH3COOH的電離趨勢大于CH3COO-的水解趨勢。根據(jù)物料守恒,可推出(B)是正確的。練習(xí)1、現(xiàn)有NH4Cl和氨水組成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)①若溶液的pH=7,則該溶液中C(NH4+)C(Cl-);②若溶液的pH>7,則該溶液中C(NH4+)C(Cl-);③若C(NH4+)<C(Cl-),則溶液的pH7。練習(xí)2、CH3COOH及CH3COONa等物質(zhì)的量混合配制成稀溶液,pH值為4.7,下列說法錯誤的是()A、CH3COOH的電離作用大于CH3COONa的水解作用B、CH3COONa的水解作用大于CH3COOH的電離作用C、CH3COOH的存在抑制了CH3COONa的水解D、CH3COONa的存在抑制了CH3COOH的電離2、兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)【例】(2003年上海高考題)在10ml0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同體積、同濃度HAc溶液,反應(yīng)后溶液中各微粒的濃度關(guān)系錯誤的是()。A.c(Na+)>c(Ac-)>c(H+)>c(OH-)B.c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)C.c(Na+)=c(Ac-)+c(HAC)D.c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)[解析]由于混合的NaOH及HAc物質(zhì)的量都為1×10-3mol,兩者恰好反應(yīng)生成NaAc,等同于單一溶質(zhì),故及題型①方法相同:由于少量Ac-發(fā)生水解:Ac-+H2OHAc+OH-,故有c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+),根據(jù)物料守恒C正確,根據(jù)電荷守恒D正確,A錯誤,故該題選項為A。練習(xí):100mL0.1mol·L-1醋酸及50mL0.2mol·L-1NaOH溶液混合,在所得溶液中()A、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)C、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)D、c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)3、兩種物質(zhì)反應(yīng),其中一種有剩余:(1)酸及堿反應(yīng)型在審題時,要關(guān)注所給物質(zhì)的量是“物質(zhì)的量濃度”還是“pH”。(解答此類題目時應(yīng)抓住兩溶液混合后剩余的弱酸或弱堿的電離程度和生成鹽的水解程度的相對大小。)【例1】:把0.02mol·L-1HAc溶液及0.01mol·L-1NaOH溶液等體積混合,則混合液中微粒濃度關(guān)系正確的是()A.c(Ac-)>c(Na+)B.c(HAc)>c(Ac-)C.2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)D.c(HAc)+c(Ac-)=0.01mol·L【例2】:將0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等體積混合后,溶液顯堿性,下列關(guān)系式中正確的是A.c(HCN)<c(CN-)B.c(Na+)>c(CN-)C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)D.c(HCN)+c(CN-)=0.1mol·L-1解析:上述溶液混合后,溶質(zhì)為HCN和NaCN,由于該題已說明溶液顯堿性,所以不能再按照HCN的電離處理,而應(yīng)按NaCN水解為主。所以c(Na+)>c(CN-),選BD【例3】設(shè)氨水的pH=x,某鹽酸的pH=y(tǒng),已知x+y=14,且x>11。將上述兩溶液分別取等體積充分混合后,所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)C.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)D.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)解析:由于x+y=14,且x>11,所以氨水c(OH-)和鹽酸中的c(H+)相等。兩者等體積混合后,氨水過量,溶液顯堿性,選C【例4】(05江蘇)常溫下將稀NaOH溶液及稀CH3COOH溶液混合,不可能出現(xiàn)的結(jié)果A.pH>7,且c(OH—)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO—)B.pH>7,且c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(CH3COO—)C.pH<7,且c(CH3COO—)>c(H+)>c(Na+)>c(OH—)D.pH=7,且c(CH3COO—)>c(Na+)>c(H+)=c(OH—)練習(xí)1:將pH=3的CH3COOH及pH=11的NaOH溶液等體積混合后,所得的混合溶液中,下列關(guān)系式正確的是()A、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)B、c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)C、c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)D、c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)練習(xí)2:將pH=2的鹽酸及pH=12的氨水等體積混合,所得混合溶液中,關(guān)系式正確的是()A、c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)B、c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)C、c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)D、c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)練習(xí)3:等體積等濃度的MOH強堿溶液和HA弱酸溶液混合后,混合溶液中有關(guān)離子濃度的關(guān)系正確的是(
)A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)D.c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)分析:由于等體積等濃度的上述物質(zhì)混合后,二者恰好完全反應(yīng)而生成強堿弱酸鹽,所以所得溶液由于A-的水解而呈堿性,由電荷守恒和物料守恒知CD項正確。變式練習(xí):(2004年上海卷)將標準狀況下的2.24LCO2通入150ml1mol/LNaOH溶液中,下列說法正確的是(A)A.c(HCO3-)略大于c(CO32-)B.c(HCO3-)等于c(CO32-)C.c(Na+)等于c(CO32-)及c(HCO3-)之和D.c(HCO3-)略小于c(CO32-)[解析]計算得知,生成0.05molNa2CO3和0.05molNaHCO3,而CO32-水解性大于HCO3-水解性,故A項正確?!兪剑簆H等于7型【例5】.(2002年全國高考理綜)常溫下,將甲酸和氫氧化鈉溶液混合,所得溶液pH=7,則此溶液中()。A.c(HCOO-)>c(Na+)B.c(HCOO-)<c(Na+)C.c(HCOO-)=c(Na+)D.無法確定[解析]本題絕不能理解為恰好反應(yīng),因完全反應(yīng)生成甲酸鈉為強堿弱酸鹽,溶液呈堿性,而現(xiàn)在Ph=7,故酸略為過量。根據(jù)溶液中電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-)因pH=7,故c(H+)=c(OH-),所以有c(Na+)=c(HCOO-),答案為C。練習(xí)、將mmol·L-1的鹽酸和nmol·L-1氨水等體積混合后,溶液的pH=7,m及n的大小關(guān)系是_______,則鹽酸中c(H+)及氨水中c(OH-)的大小關(guān)系是_______;※※未指明酸堿的強弱:例:一元酸HA溶液中,加入一定量強堿MOH溶液后,恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后的溶液中,下列判斷正確的是()A.[A-]≥[M+]B.[A-]≤[M+]C.若MA不水解,則[OH-]<[A-]D.若MA水解,則[OH-]>[A-]解析:因為沒有告知一元酸HA的相對強弱,因此要考慮兩種情況,若是強酸,則[A-]=[M+],若是弱酸則[A-]<[M+],還要考慮MA的水解,所以選BC練習(xí)、實驗測得常溫下0.1mol/L某一元酸(HA)溶液的pH值等于1,0.1mol/L某一元堿(BOH)溶液里[H+]/[OH-]=10-12。將此兩種溶液等體積混合后,所得溶液呈的各離子的濃度由大到小排列的順序是()A.[B+]>[A-]>[OH-]>[H+]B.[A-]>[B+]>[H+]>[OH-]C.[B+]=[A-]>[H+]=[OH-]D.[B+]>[A-]>[H+]>[OH-](2)鹽及堿(酸)反應(yīng)型(解答此類題目時應(yīng)抓住兩溶液混合后生成的弱酸或弱堿的電離程度和剩余鹽的水解程度的相對大小。)【例1】.(2001年上海高考題)將0.1mol·L-1醋酸鈉溶液20mL及0.1mol·L-1鹽酸10mL混合后,溶液顯酸性,則溶液中有關(guān)粒子濃度關(guān)系正確的是()。A.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)B.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)[解析]兩溶液混合反應(yīng)后,溶液實質(zhì)上是生成等濃度醋酸和醋酸鈉、氯化鈉的混合溶液。因溶液呈酸性說明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的電離程度,所以c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),但CH3COOH電離程度較小,c(CH3COOH)>c(H+),故選項A、C錯誤,B正確。依據(jù)電荷守恒原則,可知選項D也正確。綜合上述答案選B、D?!纠?】下列混合溶液中,各離子濃度的大小順序正確的是BA.1mol·L-1氨水1mL及10mL0.1mol·L-1鹽酸混合:c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)B.10mL0.1mol·L-1NH4Cl及5mL0.2mol·L-1NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+C.10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液及5mL0.2mol·L-1NaOH溶液混合:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)D.10mL0.5mol·L-1CH3COONa溶液及6mL1mol·L-1鹽酸混合:c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)解析:A項中氨水及鹽酸混合恰好反應(yīng)生成氯化銨,所以溶液顯酸性,A錯。B項中NH4Cl及NaOH溶液混合恰好反應(yīng)生成NH3·H2O和NaCl,溶液顯堿性,B正確。C項混合后溶液中溶質(zhì)為CH3COONa,CH3COO-要水解,C錯。D項混合后溶質(zhì)為CH3COOH、HCl、NaCl,溶液現(xiàn)酸性,D錯?!纠?】物質(zhì)的量濃度相同的200mLBa(OH)2溶液和150mLNaHCO3混合后,最終溶液中離子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是A.c(OH-)>c(Ba2+)>c(Na+)>c(CO32-)B.c(OH-)>c(Na+)>c(Ba2+)>C(H+)C.c(OH-)=c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)D.c(H+)+c(Na+)+2c(Ba2+)=c(OH-)解析:為了便于計算,設(shè)Ba(OH)2和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為4mol和3mol,則n(OH-)=8moln(Ba2+)=4moln(Na+)=3moln(HCO3-)=3mol;反應(yīng)后:n(OH-)=5moln(Ba2+)=1moln(Na+)=3mol,所以選B練習(xí)1:將0.2mol·L-1CH3COOK及0.1mol·L-1鹽酸等體積混合后,溶液的pH<7,則溶液中下列微粒的物質(zhì)的量濃度的關(guān)系正確的是()A.c(CH3COO-)=c(Cl-)=c(H+)>c(CH3COOH)B.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)C.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)D.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)練習(xí)2:將0.4mol/LNH4Cl溶液和0.2mol/LNaOH溶液等體積混合后,溶液中下列微粒的物質(zhì)的量關(guān)系正確的是()A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)>c(NH3·H2O)B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)C.c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH3·H2O)D.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)4、不同物質(zhì)同種離子濃度比較型:【例題】(1996年上海高考題)物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中,NH4+濃度最大的是()。A.NH4ClB.NH4HSO4C.NH3COONH4D.NH4HCO[解析]NH4+在溶液中存在下列平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+B中NH4HSO4電離出大量H+,使平衡向左移動,故B中c(NH4+)大于A中的c(NH4+),C項的CH3COO-和D項的HCO3-水解均呈堿性,使平衡向右移動,故C、D中c(NH4+)小于A中c(NH4+),正確答案為B。練習(xí):1、物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液①(NH4)2CO3②(NH4)2SO4③NH4HCO3④NH4HSO4⑤NH4Cl⑥NH3·H2O;按c(NH4+)由小到大的排列順序正確的是()A.③⑤④⑥①③B.⑥③⑤④①②C.⑥⑤③④①②D.⑥③⑤④②①2、(2006重慶)11.溫度相同、濃度均為0.2mol/L的①(NH4)2SO4、②NaNO3、③NH4HSO4、④NH4NO3、⑤、⑥CH3COONa溶液,它們的pH值由小到大的排列順序是(A)A.③①④②⑥⑤ B.①③⑥④②⑤C.③②①⑥④⑤ D.⑤⑥②④①③5、其他類型關(guān)注利用溶液中陰陽離子的種類來判斷溶液中溶質(zhì)的可能情況:有些題目給定了鹽溶液中的陰陽離子種類,可以假設(shè)該溶液是相應(yīng)酸及堿反應(yīng)后的產(chǎn)物,因此存在酸堿過量問題?!纠?】已知某無色透明的溶液中所含的離子僅有Na+、CH3COO-、H+和OH-四種離子,試回答下列問題:=1\*GB2⑴該溶液所含的四種離子的物質(zhì)的量濃度大小之間的關(guān)系是否只有一種可能(填“是”或“否”),其原因是:。=2\*GB2⑵某學(xué)生將該溶液中的四種離子的物質(zhì)的量濃度按從大到小的順序排列了若干種可能,其中合理的是:A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B.c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)C.c(H+)>c(OH-)>c(Na+)>c(CH3COO-)D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)解析:由于溶液中所含的離子僅有Na+、CH3COO-、H+和OH-四種離子,所以可以認為是醋酸和NaOH反應(yīng)后的溶液。因此該溶液中可能含有溶質(zhì)CH3COONa;CH3COONa、CH3COOH;CH3COONa、NaOH等情況所以該溶液所含的四種離子的物質(zhì)的量濃度大小之間的關(guān)系不能只有一種。第(2)問中CD選項不符和溶液中電荷守恒規(guī)律,選AB.練習(xí).已知某溶液中存在Cl-、NH4+、H+、OH-四種離子經(jīng)過四位同學(xué)測定其濃度大小關(guān)系如下,其中不可能的是()A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)B.C(Cl-)>C(H+)>C(NH4+)>C(OH-)C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)D.C(OH-)>C(H+)>C(Cl-)>C(NH4+)※※對所給的二元酸的電離,要關(guān)注電離的程度:是否完全電離?!纠?】某二元酸(化學(xué)式用H2AH2A==H++HA;HA-H++A2-回答下列問題:=1\*GB2⑴Na2A溶液顯(填“酸性”,“中性”,或“堿性”)。理由是:(用離子方程式表示)=2\*GB2⑵在0.1mol·L-1的Na2A溶液中,下列微粒濃度關(guān)系式正確的是:。A.c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·L-1B.c(OH-)=c(H+)+c(HA-C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)D.c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)=3\*GB2⑶已知0.1mol·L-1NaHA溶液的pH=2,則0.1mol·L-1H2A溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度可能是0.11mol·L-1(填“<”,“>”,或“=”),理由是:=4\*GB2⑷0.1mol·L-1NaHA溶液中各種離子濃度由大到小的順序是:解析:由于“H2A==H++HA;HA-H++A2-”,因此在NaHA溶液中僅存在:HA-H++A2-電離情況,沒有HA-的水解過程。在H2A溶液中H2A第一步電離產(chǎn)生的H+,抑制了HA-練習(xí):某二元弱酸(簡寫為H2A)溶液,按下式發(fā)生一級和二級電離:
H2AH++HA-;HA-H++A2-已知一級電離遠大于二級電離,設(shè)有下列四種溶液:
A.0.01mol.L-1的H2A溶液B.0.01mol.L-1的NaHA溶液(C(OH-)>C(H+))
C.0.02mol.L-1的HCl及0.04mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液
D.0.02mol.L-1的NaOH及0.02mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液
據(jù)此,填寫下列空白(填代號)B溶液中可能存在的等式關(guān)系有D溶液中可能存在的等式關(guān)系有(2)C(H+)最大的是______________________,最小的是______________________。(3)C(H2A)最大的是______________________,最小的是______________________。
(4)C(A2-)最大的是______________________,最小的是______________________※※關(guān)注隱含信息的發(fā)掘:【例3】今有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Fe3+、CO32—、SO42—,現(xiàn)每次取100.00ml進行實驗。第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生。第二份加足量NaOH后加熱,收集到氣體0.896L(標準狀態(tài)下)。第三份加足量BaCl2后,得干燥沉淀6.27g,沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌干燥后,剩2.33g。試回答有關(guān)問題:=1\*GB2⑴判斷K+、Cl-是否存在?K+;Cl-(填下列序號)。A.一定存在B.可能存在C.一定不存在=2\*GB2⑵肯定存在的離子在原溶液中的物質(zhì)的量濃度分別為:。解析:由①可知溶液中Cl-、CO32—、SO42—三種中至少含有其中一種;由②能確定含NH4+,且c(NH4+)=0.4mol·L-1,第③步可以確定c(SO42-)=0.1mol·L-1;c(CO32-)=0.2mol·L-1,由于含有CO32—、SO42—,所以溶液中肯定不含Mg2+、Fe3+;因為溶液中陰陽離子所帶電荷相等(即溶液是電中性的,這也是該題目隱含的信息),由上述所求的已知陰陽離子的濃度看出,是不守恒的,因此溶液中一定存在K+,且c(K+)≥0.2mol·L-1,Cl-不確定。質(zhì)子守恒質(zhì)子守恒就是酸失去的質(zhì)子和堿得到的質(zhì)子數(shù)目相同,質(zhì)子守恒和物料守恒,電荷守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系。目錄1
電荷守恒?
化合物電荷?
溶液電荷?
電荷守恒介紹2
物料守恒3
質(zhì)子守恒4
快速書寫5
質(zhì)子守恒解讀電荷守恒電荷守恒——即溶液永遠是電中性的,所以陽離子帶的正電荷總量=陰離子帶的負電荷總量。簡介電荷守恒和物料守恒,質(zhì)子守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系。1.化合物中元素正負化合價代數(shù)和為零2.溶液呈電中性:所有陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)3.除六大強酸,四大強堿外都水解,多元弱酸部分水解。產(chǎn)物中有部分水解時產(chǎn)物4.這個離子所帶的電荷數(shù)是多少,離子前寫幾。例如:NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)因為碳酸根為帶兩個單位的負電荷,所以碳酸根前有一個2。例如:在0.1mol/L下列溶液中Ⅰ.CH3COONa:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-Ⅱ.Na2CO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)Ⅲ.NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)Ⅳ.Na3PO4:c(Na+)+c(H+)=3c(PO43-)+2c(HPO4
2-)+c(H2PO4-)+c(OH-)應(yīng)用所謂電荷守恒是指溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)及所有陰離子所帶的負電荷總數(shù)相等。1.正確分析溶液中存在的陰陽離子是書寫電荷守恒式的關(guān)鍵,需要結(jié)合電解質(zhì)電離及鹽類的水解知識,尤其是對多級電離或多級水解,不能有所遺漏。如Na2CO3溶液中存在如下電離和水解平衡:Na2CO3=2Na++CO32-;CO32-+H2O≒HCO3-+OH-;HCO3-
+H2O≒H2CO3+OH-;H2O≒H++OH-
。所以溶液中陽離子有:Na+、H
+,陰離子有:CO32—、HCO3—、OH—。2.結(jié)合陰陽離子的數(shù)目及其所帶的電荷可以寫出:N(Na+)+N(H
+)=2N(CO32—)+N(HCO3—)+N(OH—)3.將上式兩邊同時除以NA得:n(Na+)+n(H
+)=2n(CO32—)+n(HCO3—)+n(OH—);再同時除以溶液體積V得:C(Na+)+C(H
+)=2C(CO32—)+C(HCO3—)+C(OH—),這就是Na2CO3溶液的電荷守恒式。電荷守恒式即溶液中所有陽離子的物質(zhì)的量濃度及其所帶電荷乘積之和等于所有陰離子的物質(zhì)的量濃度及其所帶電荷的絕對值乘積之和。化合物電荷⒈化合物中元素正負化合價代數(shù)和為零溶液電荷⒉溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的負電荷總數(shù)電荷守恒介紹電荷守恒和物料守恒,質(zhì)子守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系。1.化合物中元素正負化合價代數(shù)和為零2.指溶液必須保持電中性,即溶液中所有陽離子所帶的電荷數(shù)等于所有陰離子所帶的電荷數(shù)3.除六大強酸,三大強堿外都水解,多元弱酸部分水解。產(chǎn)物中有部分水解時產(chǎn)物4.這個離子所帶的電荷數(shù)是多少,離子前寫幾。例如:NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)因為碳酸根為帶兩個單位的負電荷,所以碳酸根前有一個2。例如:在0.1mol/L下列溶液中Ⅰ.CH3COONa:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)Ⅱ.Na2CO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)Ⅲ.NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)Ⅳ.Na3PO4:c(Na+)+c(H+)=3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(OH-)物料守恒基本介紹物料守恒可以理解為原子守恒的另一種說法。就是說“任一化學(xué)反應(yīng)前后原子種類(指原子核中質(zhì)子數(shù)相等的原子,就是元素守恒)和數(shù)量分別保持不變”,可以微觀地應(yīng)用到具體反應(yīng)方程式,就是左邊帶電代數(shù)和等于右邊。其中的也可以理解為原子核,因為外圍電子數(shù)可能有變,這時候可以結(jié)合電荷守恒來判斷問題??梢晕⒂^地應(yīng)用到具體反應(yīng)方程式,就是左邊(反應(yīng)物)元素原子(核)個數(shù)種類及總數(shù)對應(yīng)相等于右邊(生成物)(當然也不會出現(xiàn)種類不同的情況)。物料守恒和電荷守恒,質(zhì)子守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系。舉例例一:在NaHCO3中,如果HCO3-沒有電離和水解,那么Na+和HCO3-濃度相等?,F(xiàn)在HCO3-會水解成為H2CO3,電離為CO32-(都是1:1反應(yīng),也就是消耗一個HCO3-,就產(chǎn)生一個H2CO3或者CO32-),那么守恒式中把Na+濃度和HCO3-及其產(chǎn)物的濃度和畫等號(或直接看作鈉及碳的守恒):即c(Na+)==c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)例二:在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下電離過程:(均為可逆反應(yīng))H2S=(H+)+(HS-)(HS-)=(H+)+(S2-)H2O=(H+)+(OH-)可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L,(在這里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的離子和分子即可)例三:Na2CO3溶液的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒碳酸鈉:電荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)上式中,陰陽離子總電荷量要相等,由于1mol碳酸根電荷量是2mol負電荷,所以碳酸根所帶電荷量是其物質(zhì)的量的2倍。物料守恒n(Na+)是碳酸根離子物質(zhì)的量的2倍,電離水解后,碳酸根以三種形式存在所以c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]質(zhì)子守恒水電離出的c(H+)=c(OH-)在碳酸鈉水溶液中水電離出的氫離子以(H+,HCO3-,H2CO3)三種形式存在,其中1mol碳酸分子中有2mol水電離出的氫離子所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)此外質(zhì)子守恒也可以用電荷守恒和物料守恒兩個式子相減而得到(電荷守恒-物料守恒=質(zhì)子守恒)。⒈含特定元素的微粒(離子或分子)守恒⒉不同元素間形成的特定微粒比守恒⒊特定微粒的來源關(guān)系守恒例1:在0.1mol/LNa3PO4溶液中:根據(jù)P元素形成微??偭渴睾阌校篶[PO43-]+c[HPO42-]+c[H2PO4-]+c[H3PO4]=0.1mol/L根據(jù)Na及P形成微粒的關(guān)系有:c[Na+]=3c[PO43-]+3c[HPO42-]+3c[H2PO4-]+3c[H3PO4]根據(jù)H2O電離出的H+及OH-守恒有:c[OH-]=c[HPO42-]+2c[H2PO4-]+3c[H3PO4]+c[H+]例2:NaHCO3溶液中c(Na+)等于碳酸氫根離子的濃度,電離水解后,碳酸氫根以三種形式存在所以C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)這個式子叫物料守恒再例如,Na2CO3溶液中,c(Na+)等于碳酸根離子的濃度2倍,電離水解后,碳酸根以三種形式存在所以有C(Na+)=2【C(CO32-)+C(HCO3-)+C(H2CO3)】質(zhì)子守恒也可以由電荷守恒和物料守恒關(guān)系聯(lián)立得到例如:Na2CO3溶液①電荷守恒:C(Na+)+C(H+)===C(OH-)+2C(CO32-)+C(HCO3-)正電荷=負電荷②物料守恒:C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3)①-②得質(zhì)子守恒:C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3)水電離出的H+=OH-NaHCO3溶液中存在下列等式①c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
②c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3){物料守恒}方法一:兩式相減①-②得c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)-c(H2CO3)這個式子叫質(zhì)子守恒。方法二:由酸堿質(zhì)子理論原始物種:HCO3-,H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物H2CO3,產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物CO32-,OH-c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)-c(H2CO3)即c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)關(guān)系:剩余的質(zhì)子數(shù)目=產(chǎn)生質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目-消耗質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目直接用酸堿質(zhì)子理論求質(zhì)子平衡關(guān)系比較簡單,但要細心;如果用電荷守恒和物料守恒關(guān)系聯(lián)立得到則比較麻煩,但比較保險又如NaH2PO4溶液原始物種:H2PO4-,H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物:H3PO4H+產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物:HPO42-(產(chǎn)生一個質(zhì)子),PO43-(產(chǎn)生二個質(zhì)子),OH-所以:c(H+)=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c(H3PO4)可以用電荷守恒和物料守恒聯(lián)立驗證.快速書寫快速書寫質(zhì)子守恒的方法:第一步:定基準物(能得失氫離子的物質(zhì))(若為溶液則包括水)利用電離和水解得到得質(zhì)子產(chǎn)物和失質(zhì)子產(chǎn)物。第二步:看基準物、得質(zhì)子產(chǎn)物和失質(zhì)子產(chǎn)物相差的質(zhì)子數(shù)第三步:列出質(zhì)子守恒關(guān)系式得質(zhì)子數(shù)=失質(zhì)子數(shù)第四步:用物料守恒和電荷守恒加以驗證質(zhì)子守恒的主要題型:1.單一的酸溶液例:H3PO4溶液中:基準物:H2O和H3PO4.得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+失質(zhì)子產(chǎn)物:H2PO4-(相差1個質(zhì)子)HPO42-(差2個質(zhì)子)PO43-(相差3個質(zhì)子)OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為:c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)2.單一的堿溶液例:NH3·H2O溶液中:基準物:H2ONH3·H2O得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+NH4+(相差1個質(zhì)子)失質(zhì)子產(chǎn)物:OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為:c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)不難看出單一的酸溶液或者堿溶液的質(zhì)子守恒其實就是電荷守恒。混合酸的溶液或者混合堿溶液也是這個樣子滴!3.單一的正鹽溶液例(1):Na2CO3溶液基準物:H2OCO32-得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+HCO3-(相差1個質(zhì)子)H2CO3(相差2個質(zhì)子)失質(zhì)子產(chǎn)物:OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為:c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)例(2):NH4Cl溶液基準物:H2O、NH4+得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+失質(zhì)子產(chǎn)物:NH3·H2O(相差1個質(zhì)子)OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)例(3):(NH4)3PO4溶液基準物:H2O、NH4+、PO43-得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+HPO42-(相差1個質(zhì)子)H2PO4-(相差2個質(zhì)子)H3PO4(相差3個質(zhì)子)失質(zhì)子產(chǎn)物:NH3·H2O(相差1個質(zhì)子)OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為c(H+)+c(HPO42-)+2c(H2PO4-)+3c(H3PO4)=c(NH3·H2O)+c(OH-)4.單一的酸式鹽溶液例(1):NaH2PO4溶液基準物:H2OH2PO4-得質(zhì)子產(chǎn)物:H3O+(相差1個質(zhì)子)即H+H3PO4(相差1個質(zhì)子)失質(zhì)子產(chǎn)物:HPO42-(相差1個質(zhì)子)PO43-(相差2個質(zhì)子)OH-(相差1個質(zhì)子)質(zhì)子守恒關(guān)系式為c(H+)+c(H3PO4)=c(HPO42-)+2c(
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