1、溶液中離子濃度的關(guān)系比較()王在強引入 : 溶液中離子濃度的關(guān)系比較是近幾年高考的熱點和難點之一， 學(xué)生在解答此類型問題 時，常感到思維混亂，無從下手。原因是沒有抓住問題的題眼和沒有形成正確的解題思維過 程，從而形成解決此類問題的一般模式。本類型問題的解題思路遵循兩個原則：一、解題思路(一)兩弱原則電離程度“小” 該原則主要是指弱酸、 弱堿溶液的電離程度很小， 產(chǎn)生的離子濃度也很小。 適用弱電解質(zhì)的 溶液中離子濃度大小比較的題型，遵循的方法是： 首先寫出溶液中存在的所有的平衡關(guān)系， 確定溶液中存在的離子種類。由于電離或水解很弱，決定了溶液中原有溶質(zhì)離子或分子的 濃度一定大于水解或電離得到的微粒

2、的濃度。1、一元弱酸或弱堿的電離例 1、 0.1mol L -1 的 CH3COOH 溶液中的離子分子大小關(guān)系如何？ 首先寫出溶液中存在的平衡關(guān)系，投影 CH 3COOHCH 3COO - + H+H2OH+ + OH-由于電離或水解很弱，決定了溶液中原有溶質(zhì)離子的濃度一定大于水解或電離得到的微粒 的濃度，在此溶液中溶質(zhì)為 CH 3COOH 。由 CH 3COOH 電離的 c(H+)、C(CH 3COO -)相等，但 水會繼續(xù)電離出 H+，因此 c(H +)c(CH 3COO-)。由于溶液呈酸性，一般來講 c(OH-)最小，即 + - -c(CH 3COOH) c(H+) C(CH 3COO-

3、)c(OH -)2、多元弱酸溶液的電離例 2、 0.1mol L -1H 3PO4 溶液中離子分子濃度大小關(guān)系如何？ 首先寫出溶液中存在的平衡關(guān)系，投影 H3PO4 H+ +H 2PO4- + 2-H2PO4- H+ + HPO4 22- + 3-HPO42- H+ +PO4 3+ -H2OH+ + OH -H3PO4分三步電離，首先 H3PO4少量電離出 H+和 H2PO4-接著 H2PO4-少量電離出 H+和 HPO 4 2-， 由于本來電離出的 H2PO4-就很少，加上它少了個 H ，電離的傾向就更小，所以它電離出的 HPO42-會少到可以忽略，最后 HPO42-少量電離出 H+和 PO

4、4 3-就更少了 所以計量 H 3PO4電離能力和它的酸性只考慮第一步電離，溶液中離子分子濃度大小關(guān)系為:+ - 2- 3- -c(H3PO4) c(H+)c(H 2PO4-)c(HPO4 2-)c(PO4 3-)c(OH -)【練習(xí)】在 0.1mol/L 的 H 2S溶液離子分子濃度大小關(guān)系如何？ 答案 : c(H 2S) c(H +)c HS-)c(S2-)c( OH -) 解析：溶液存在平衡： H2OH+ + OH- + - 2- +H2SHS + H HS S + H溶液中原溶質(zhì)為 H2S，多元弱酸以第一步電離為主。如果溶液呈酸性，一般c( OH -)放在最后。水解程度“小”1、一元弱

5、酸的正鹽溶液例 1、 CH 3COONa 溶液中存在的離子分子濃度大小關(guān)系： 同樣先寫出溶液中存在的平衡關(guān)系：投影CH 3COO- + H2OCH 3COOH + OH-+ -H2OH+ + OH-，溶液中原有的溶質(zhì)離子為CH 3COO -和 Na+，所以在離子濃度大小比較中排前兩位，由于CH 3COO -水解，因此 c(Na+)C(CH 3COO-)，然后是水解或電離得到的離子，由水解得到得 CH 3COOH 和 OH-是相等的，但 H2O會繼續(xù)電離出 OH -，由于 H2O電離的 H+ 被 CH 3COO- 結(jié)合，因此 c(H+)最小即 c(OH -) C(CH 3COOH) c(H+)

6、。由此我們會得到： c(Na+) C(CH 3COO-) c(OH-) C(CH 3COOH) c(H+)2、多元弱酸的正鹽溶液 例 2、Na2CO3 溶液中存在的離子分子濃度大小關(guān)系：2- - - 投影 CO 32- + H 2OHCO3 -+ OH-HCO3 -+ H2OH 2CO 3+ OH-+ -H2OH+ + OH-CO 32-分為兩步電離，以第一步電離為主。我們得到溶液中微粒濃度的大小關(guān)系為：+2- - +c(Na+) c(CO32-)c(OH-)c(HCO3 -)c (H2CO3)c(H+)3、多元弱酸的酸式鹽溶液 例 3、 NaHCO 3 溶液中存在的離子分子濃度大小關(guān)系：溶液

7、中存在的平衡體系有： 水解平衡 ：HCO3 -+H2OH 2CO 3+ OH-電離平衡： HCO3 -H+ + CO32-H2OH+ + OH-由于溶液呈現(xiàn)堿性， 我們判斷水解程度應(yīng)大于電離程度， 所以 c H2CO3)和 c(OH -) 一定大于 c(CO32-)和 c(H+)，由于水電離出 H+ 和 OH -，因此我們不難得到：+ - - + 2- c(Na +) c(HCO 3 -)c(OH-) c (H2CO3)c(H+)c(CO32-) 【總結(jié)】高中階段常用的弱酸的酸式鹽有五個： 電離程度大于水解程度：NaHSO3, NaH2PO4水解程度大于電離程度：NaHCO3， NaHS, N

8、aHPO 4(二)三大守恒原則 以 Na2CO3 溶液為例。先寫出溶液中的存在的平衡：2- - - CO32-+H2OHCO3 -+ OH-HCO3 -+ H2OH 2CO 3+ OH-+ -H2OH+ + OH-確定溶液中存在的陰陽離子種類 1、物料守恒：元素的原子數(shù)目之比守恒。 由于 n(Na)=2n(C), n(C)= n(CO32-)+ n( HCO 3 -)+n(H2CO3),在同一體系中，體積設(shè)為 V,得到：+ 2- - c(Na+)V=2 c(CO32-)+ c(HCO 3 -)+c(H2CO3) V. 化簡得到 c(Na+) =2c(CO32-)+ c(HCO 3 -)+c(H

9、2CO3) 即濃度代表物質(zhì)的量，這就是物料守恒。 2、電荷守恒：因所有的溶液都是是電中性的，所以溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離 子所帶負電荷總數(shù)相等。在這兒2c(CO32-)較難理解，剛才講到 c(CO32-)可代表物質(zhì)的量，而1 摩爾 CO32-帶有 2 摩爾負電荷，要牢牢把握電荷和物質(zhì)的量之間的關(guān)系，這就是 2 的真正 含義。+ + 2- - c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO 3 -)+c(OH-)3、質(zhì)子( H+)守恒： H2OH+ + OH -，由水電離出的 H+ 和OH- 數(shù)目相等在 Na 2CO 3 溶液中得到 2H+H2CO3失去 H+OH-得失質(zhì)子數(shù)

10、相等，由此得到 c(OH-)= c(H+)+ c(HCO 3 -)+2c(H2CO3) ，在這兒 1摩爾 H2CO3 含 有 2 摩爾質(zhì)子。 和前面的電荷守恒中牢牢把握電荷和物質(zhì)的量之間的關(guān)系一樣， 在這兒是質(zhì) 子與物質(zhì)物質(zhì)的量之間的關(guān)系。當然如果在實際解題中如果不好理解的話， 用電荷守恒和物料守恒相減一般也能得到質(zhì)子守 恒，這也是寫質(zhì)子守恒很好的方法。例 1、寫出 NaHCO3 溶液中三個守恒關(guān)系式溶液中存在的平衡體系有：水解平衡 ：HCO3 -+H2OH 2CO 3+ OH-電離平衡： HCO3 -H+ + CO32-+ -H2OH+ + OH-+ - - + 2-c(Na +) c(HC

11、O 3 -)c(OH-) c (H2CO3)c(H+)c(CO32-)電荷守恒： c(Na +)+ c(H +) c(HCO 3 -)+2 c(CO 32-)+c(OH -) + - 2-物料守恒： c(Na +) c(HCO 3 -)+2 c(CO32-) + c (H 2CO3) 質(zhì)子守恒：H3O+得到 H+H2O失去 H+OH-因此質(zhì)子守恒： c(H +)+ c (H 2CO 3) = c(OH -) + c(CO 32-) 【練習(xí) 1】、寫出 CH3COONa 溶液中三個守恒關(guān)系式 投影 微粒濃度大?。弘姾墒睾悖何锪鲜睾悖嘿|(zhì)子守恒： 解析：溶液存在平衡 CH 3COO - + H2OC

12、H3COOH + OH+ -H2OH+ + OH-，+ - + c(Na+) C(CH 3COO-) c(OH -) C(CH 3COOH) c(H+) 電荷守恒： c(Na+)+c(H+) c(CH3COO-)+c(OH-) 物料守恒： c(Na+) c(CH3COO -)+c(CH3COOH) -+質(zhì)子守恒： c(OH ) c(H )+c(CH3COOH) 【例題 1】在 Na2S 溶液中下列關(guān)系不正確的是+ - 2-Ac(Na+) =2 c(HS -)+2 c(S2- ) +c(H2S)+ - - 2B. c(Na +) +c(H+)= c(OH -) + c(HS -)+ 2 c(S2

13、- )+ 2- -C c(Na+) c(S2- ) c(OH)c(HS-)- - + D c(OH -) = c(HS -)+c(H +)+ c(H 2S) 溶液存在平衡： S2- + H2OHS- + OH- - + -HS-+ H2OH2S + OH-H2OH+ + OH-A 為物料守恒鈉的物質(zhì)的量是硫的兩倍，所以c(H 2S)前面應(yīng)有系數(shù) 2，因此 A 項錯。B 為電荷守恒正確。 C 為離子濃度大小關(guān)系正確。 D 項為質(zhì)子守恒 S2- 得到兩個質(zhì)子生成 c(H2S)，所以前面 c(H 2S)應(yīng)有系數(shù) 2，D 項錯。【練習(xí) 1】在 0.1mol/L 的 H2S 溶液中，下列關(guān)系錯誤的是+

14、- 2- -A. c(H +)=c(HS -)+c(S 2-)+c(OH -)+ - 2- -B. c(H +)=c(HS-)+2c(S2-)+ c(OH -)+ - 2- -C. c(H+)c( HS -)+c(S2- )+ c(OH -)- 2-D. c(H 2S)+c(HS -)+ c(S2- )=0.1mol/L 解析：溶液存在平衡： H2OH+ + OH- + - 2- +H2SHS + HHS S + HB 項明顯為質(zhì)子守恒，因此 A 項錯誤， C 正確。 D 項為物料守恒等于 S 的物質(zhì)的量濃度 答案為 A【練習(xí) 2】( 2010 廣東理綜卷) HA 為酸性略強于醋酸的一元弱酸，在0.1 mol L-1 NaA 溶液中