离子浓度关系判断

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1、专题讲座：离子浓度大小关系判断一、熟悉两大理论，构建思维基点1 电离理论(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中： NH 、 、OH 浓度的大小关系是c(NH。3H2O NH43H2O)c(OH )c(NH 4 )(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离 )。如在 H2S溶液中：、S2 、H的浓度大小关系是c(H2S)c(HH2 SHS)c(HS )c(S2 )。2 水解理论(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外 )，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中 c(H 或碱性溶液中c(OH总是大于水解

2、产生的弱电解质的浓度。如4)NH Cl溶液中：NH、 Cl 、NH 、的 浓 度大 小 关系 是 c(Cl ) c(H43 H2OH)c(NH 4)c(NH 3H2O)。(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2 CO3 溶液中： CO23 、 HCO3 、 H2CO3 的浓度大小关系应是c(CO 23 )c(HCO 3 )c(H 2CO3)。二、把握三种守恒，明确等量关系1 电荷守恒规律电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3 溶液中存在着Na 、H 、HCO 3、CO23 、OH ，

3、存在如下关系：c(Na ) c(H ) c(HCO 3 ) c(OH ) 2c(CO 23 )。2 物料守恒规律电解质溶液中， 由于某些离子能够水解，离子种类增多， 但元素总是守恒的。 如 K 2 S溶液中 S2 、 HS 都能水解，故 S 元素以 S2 、HS 、H2 S 三种形式存在，它们之间有如下守恒关系： c(K ) 2c(S2 ) 2c(HS ) 2c(H 2S)。3 质子守恒规律如 Na2S 水溶液中的质子转移情况图示如下：由图可得 Na2S 水溶液中质子守恒式可表示： c(H 3O ) 2c(H 2S)c(HS ) c(OH )或 c(H ) 2c(H2 S)c(HS )c(OH

4、 )。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。三、典例导悟，分类突破(一)粒子种类的判断例1(1)NaHCO 3溶液中：_。(2)Na2CO3 溶液中： _ 。(3)NaHCO 3和Na2CO3的混合溶液中：_。(4)向 NaOH 溶液中通入CO2 气体 (任意量 )： _。答案(1)(2)(3)(4) 粒子种类都是离子： Na 、CO23 、HCO 3 、OH 、H；分子：H2CO3、H2O判断盐溶液中粒子种类时，首先要清楚盐溶液中的电离、水解情况，特别是多步电离和多步水解。如：(1)NaHCO 3 溶液中，因NaHCO 3=Na HCO3 ，HCO3CO23 H，HCO3

5、H2 OH2CO3 OH ， H2 OH OH 。故溶液中的离子有： Na 、 CO23 、HCO3、 OH 、H ；分子有： H2CO3、 H2O。(二)单一溶液中离子浓度的关系 1例 20.1 mol L 的 NH 4 Cl 溶液(1)粒子种类： _。(2)离子浓度大小关系：_。(3)物料守恒： _。解析NH 4Cl=NH 4 Cl (完全电离 )H2ONH 3H2OH(微弱 )NH 4H2OH OH (极微弱 )答案(1)Cl 、NH 4 、 H 、 OH 、NH 3 H2 O、H 2O(2)c(Cl ) c(NH 4 )c(H )c(OH )(3)c(Cl )c(NH 4)c(NH 3

6、H2O) 1例 30.1 mol L 的 NaHCO 3 溶液中各离子浓度的关系(1)大小关系：_。(2)物料守恒：_。(3)电荷守恒：_。(4)质子守恒：_。解析NaHCO3 =Na HCO3 (完全电离 )，HCO3 H2OH2CO3 OH (主要 )，HCO3H CO23 (次要 )，H2OH OH (极微弱 )。答案(1)c(Na)c(HCO 3 )c(OH)c(H)c(CO 32 )(2)c(Na ) c(HCO 3) c(CO23 )c(H 2CO3)(3)c(Na ) c(H )c(HCO 3 ) 2c(CO 23 ) c(OH )(4)c(OH )c(H2 CO3)c(H )

7、c(CO23 ) 1例 40.1 mol L 的 Na2CO3 溶液中各离子浓度的关系(1)大小关系：_。(2)物料守恒：_。(3)电荷守恒：_。(4)质子守恒：_。解析Na2 CO3=2Na CO23 (完全电离 )，CO23 H2OHCO 3OH (主要 )，HCO3 H2OH2CO3 OH (次要 )，H2OH OH (极微弱 )。答案(1)c(Na)c(CO32 ) c(OH)c(HCO3 )c(H)(2)c(Na ) 2c(CO23 )c(HCO 3) c(H 2CO3 )(3)c(Na ) c(H )c(HCO 3 ) c(OH ) 2c(CO 23 )(4)c(OH )c(H )

8、 2c(H 2CO3) c(HCO3 )1 比较时紧扣两个微弱(1)弱电解质 (弱酸、弱碱、水 )的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COO H ，H2OOH H ， 在 溶液 中微 粒浓 度 由大到 小的 顺序 ： c(CH 3COOH) c(H )c(CH3 COO )c(OH )。(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa 溶液中： CH3COONa=CH 3COO Na ， CH3COO H2OCH3COOH OH ，H2 OH OH ，所以CH3COONa 溶液中

9、： c(Na )c(CH 3COO )c(OH )c(CH3COOH) c(H )。2 酸式盐与多元弱酸的强碱正盐溶液酸碱性比较(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强，如 NaHCO 3 溶液中 HCO3 的水解能力大于其电离能力， 故溶液显碱性。(2)多元弱酸的强碱正盐溶液：多元弱酸根离子水解以第一步为主。例如， Na2S 溶液中： c(Na )c(S2 )c(OH )c(HS )c(H )。3 质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导出来以 KHS 溶液为例，电荷守恒式为 c(K ) c(H ) c(OH ) c(HS ) 2c(S2)，物料

10、守恒式为 c(K ) c(HS ) c(S2 ) c(H 2S)，由 得质子守恒式，消去没有参与变化的 K 等。4 规避等量关系中的2 个易失分点(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如 2c(CO23)的化学计量数2 代表一个 CO23 带2个负电荷，不可漏掉。(2)物料守恒式中， 离子浓度系数不能漏写或颠倒。如 Na2 S 溶液中的物料守恒式中，“ 2” 表示 c(Na)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2 倍。(三)酸、碱中和型离子浓度的关系例 5比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。(1)CH 3COOH和NaOH等 浓 度 等 体 积 混 合 ， 离 子 浓 度 大

11、 小 顺 序 为_。(2)NaOH 和 CH3COOH 等浓度按 12 体积比混合后pH 7，离子浓度大小顺序为_。(3)pH 2 的 CH3COOH 与 pH 12 的 NaOH 等体积混合，其离子浓度大小顺序为_。解析(1)恰好反应后，溶质为CH3COONa。(2)中和反应后，溶质为等量的CH3COONa、CH3 COOH ，且 CH3COOH 的电离程度大于 CH3COONa 的水解程度。(3)由于 CH3COOH 是弱酸，题中c(CH3 COOH) 要远大于c(NaOH) ，反应后溶质为CH3COOH 、CH3COONa，且 n(CH 3COOH) 要远大于 n(CH 3COONa)

12、，溶液中 CH3 COOH的电离程度大于CH3COONa 的水解程度，溶液呈酸性。答案(1)c(Na )c(CH 3COO ) c(OH )c(H )(2)c(CH3 COO) c(Na )c(H )c(OH )(3)c(CH3 COO) c(Na )c(H )c(OH )例 6常温下，用 1溶液滴定 10.100 0 mol LNaOH20.00 mL 0.100 0 mol LCH3COOH 溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是()A 点所示溶液中：c(CH 3COO ) c(OH ) c(CH 3COOH) c(H )B点所示溶液中：c(Na ) c(CH 3COOH) c(CH 3

13、COO )C点所示溶液中：c(Na )c(OH )c(CH 3COO )c(H )D滴定过程中可能出现：c(CH 3COOH) c(CH3COO)c(H )c(Na )c(OH )解析点 溶液中的溶质为0.001 mol CH 3COOH和0.001 mol CH 3COONa，据物料守恒： c(CH 3COO ) c(CH 3COOH) 2c(Na )，根据电荷守恒：c(Na ) c(H )c(CH 3COO ) c(OH )，整理后得 c(CH 3COOH) 2c(H )c(CH 3COO ) 2c(OH )；点 溶液的 pH 7，据电荷守恒有： c(Na )c(H ) c(CH3COO

14、) c(OH )，又 c(H )c(OH )，则 c(Na )c(CH3 COO)；点 溶液中的溶质为 0.002 mol CH 3COONa，离子浓度大小关系为c(Na )c(CH3 COO ) c(OH ) c(H )。答案D(四)盐与酸 (碱)混合型首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸(碱 )的电离程度的大小；若能反应，则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。例 7用物质的量都是0.1 mol 的 CH3COOH 和 CH3COONa 配成 1 L 混合溶液，已知其中 c(CH 3COO ) c(Na )，对该溶液的下列判断正确的是()A c(H )c(OH ) 1B

15、c(CH 3COO )0.1 mol LC c(CH 3COOH) c(CH 3COO )D c(CH 3COO )c(OH)0.1 mol L1解析由电荷守恒有：c(CH 3COO ) c(OH ) c(Na ) c(H )，因 c(CH 3COO )c(Na)，则 c(H )c(OH )；且 c(CH 3COO) c(OH ) c(H ) 0.1 molL 10.1 molL 1 ；由物料守恒有：c(CH 3COOH) c(CH 3COO ) 0.2molL 1 ，因c(CH 3COO) c(Na1，则 c(CH 3COO) c(CH 3 COOH)。)0.1 mol L答案A(五)不同溶

16、液中同一离子浓度的大小比较选好参照物，分组比较各个击破：如 25 时，相同物质的量浓度的下列溶液中： NH 4Cl 、 CH3COONH 4、 NH 4HSO4、 (NH 4 )2 SO4、 (NH 4)2 Fe(SO4)2，c(NH 4)由大到小的顺序为 。分析流程为化学式中分组 NH 4 的数目例 8比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。 1(1)浓度均为 0.1 mol L 的 H2 S、NaHS、Na2S、 H2 S 和 NaHS 混合液，溶液pH从大到小的顺序是_。(2)相同浓度的下列溶液中：CH3 COONH 4 、 CH3COONa 、 CH3COOH中，c(CH 3COO由大到

17、小的顺序是)_。(3)c(NH 4 )相等的 (NH 4)2SO4 溶液、 NH 4HSO4 溶液、 (NH 4)2CO3 溶液、 NH 4Cl溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为_。答案(1) (2) (3)1 (2014 新课标全国卷 ， 11)一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是()A pH5 的 H2 S 溶液中， c(H )c(HS ) 1 10 5 mol L 1B pH a 的氨水溶液，稀释 10 倍后，其 pH b，则 a b1CpH2的22O4 溶液与 pH12 的 NaOH 溶液任意比例混合： c(NaHC)c(H )c(OH)c(HC2 O4 )D pH 相同的

18、CH3COONa， NaHCO3 ， NaClO 三种溶液的c(Na )：答案D解析A 项， pH5 的 H2S溶液中，H的浓度为 5 1，但是HS的浓110mol L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，错误； 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，a b 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，因为酸性：醋酸 碳酸 次氯酸，根据越弱越水解的原则，pH 相同的三种钠盐，浓度的大小

19、关系为醋酸钠碳酸氢钠 次氯酸钠，则钠离子的浓度为，故正确。2 (2014 天津理综， 5)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是()A pH1 的 NaHSO4 溶液： c(H ) c(SO42 )c(OH )B含有 AgCl 和 AgI 固体的悬浊液： c(Ag )c(Cl ) c(I )C CO2 的水溶液： c(H )c(HCO 3 )2c(CO23 )D含等物质的量的NaHC 2O4 和 Na2C2O4 的溶液： 3c(Na )2c(HC 2O4 ) c(C2O24 ) c(H 2C2O4)答案A解析NaHSO 溶液中，根据电荷守恒有：c(Na )c(H ) c(OH ) 2c(SO

20、2)，又4422因为 c(Na ) c(SO4 )，综合可得： c(H ) c(OH ) c(SO4 )， A 正确；相同条件下 AgI 的溶解度小于AgCl 的，含有 AgCl 和 AgI 固体的悬浊液中，显然有：c(Ag )c(Cl )c(I )， B错误； CO2 与水反应生成弱酸 H2 CO3，只有部分电离生成H和 HCO3，受 H的抑制作用， HCO 3 的电离程度更小，离子浓度关系为c(H )c(HCO 3 )2c(CO 23)，C 错误；含等物质的量的 NaHC 2O4 和 Na2C2O4 的溶液中，根据物料守恒有： 2c(Na ) 3c(HC2 O4) c(C 2O24 ) c

21、(H 2C2O4) ，D 错误。全国卷 ，时，在1氨水中滴入13(201612)298 K20.0 mL 0.10 mol L 的盐酸，溶液的 pH 与所加盐酸的体积关系如图所示。已知1 氨水的电离0.10 mol L度为 1.32%，下列有关叙述正确的是 ()A 该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B M 点对应的盐酸体积为20.0 mLC M 点处的溶液中c(NH 4 ) c(Cl)c(H)c(OH )D N 点处的溶液中pH 12答案D解析A 项，盐酸滴定氨水时，滴定终点溶液为NH 4Cl 溶液，呈酸性，故指示剂应选甲基橙，错误；B 项，一水合氨属于弱碱，与盐酸正好反应生成NH 4Cl时溶液

22、呈酸性，故二者等浓度反应时，若溶液的pH7，盐酸的体积应小于氨水的体积，即小于 20.0 mL ，错误； C 项，根据电荷守恒可知溶液中：) c(H)c(Cl)c(NH 4c(OH )，M 点溶液的 pH7，即 c(H ) c(OH )，则 c(NH 4)c(Cl )，由于水的电离是微弱的，故c(NH 4 ) c(Cl )c(H )c(OH )，错误； D 项，由图可知， N 点即为 0.10 mol L1 氨水，由其电离度为1.32%，可知 0.10 mol L 1 氨水中 c(OH ) 10.001 32 mol L ，故该氨水中11pH 12，正确。 14室温下， 用 0.100 mol

23、 LNaOH溶液分别滴定 120.00 mL 0.100 mol L 的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()A 表示的是滴定醋酸的曲线B pH 7 时，滴定醋酸消耗的V(NaOH) 小于 20.00 mLC V(NaOH) 20.00 mL 时，两份溶液中c(Cl ) c(CH 3COO )D V(NaOH) 10.00 mL 时，醋酸溶液中c(Na ) c(CH 3COO )c(H )c(OH )答案B解析 A 项，滴定开始时 0.100 mol L 1 盐酸 pH1，0.100 mol L 1 醋酸 pH1，所以滴定盐酸的曲线是 ，滴定醋酸的曲线是 ，错误； B 项，醋酸钠水

24、解呈碱性，氯化钠不水解， pH 7 时，醋酸所用 NaOH 溶液的体积小，正确； C 项， V(NaOH) 20.00 mL 时，二者反应生成氯化钠和醋酸钠， 醋酸根发生水解， 浓度小于氯离子，错误； D 项，加入 10.00 mL 氢氧化钠时，溶液中恰好为同浓度的醋酸和醋酸钠，醋酸的电离程度大于醋酸根的水解程度，所以c(CH 3COO ) c(Na )，错误。5 (2016 贵阳检测 )室温下，某实验小组的同学将0.1 molL 1 的一元酸 HA 溶液和溶液混合 (忽略体积变化 )，实验数据如下表所示：0.1 mol L1 的 KOH实验编溶液体积 (mL)混合后溶液的号HAKOHpH10

25、10910a7下列判断一定正确的是 ()A 实验所得的混合溶液中：c(K ) c(A ) c(H ) c(OH )B实验所得的混合溶液中：c(OH ) c(A ) c(K ) c(H )C实验所得的混合溶液中：c(A) c(HA) 0.1 mol L1D实验所得的混合溶液中：c(K ) c(A ) c(OH ) c(H )答案 B解析由题给条件可知，等体积等浓度的HA 溶液与 KOH 溶液混合后溶液呈碱性，则 HA 为弱酸，KA 为强碱弱酸盐，离子浓度关系为c(K ) c(A ) c(OH ) c(H )，A 项错误；根据电荷守恒可得： c(K ) c(H ) c(A ) c(OH )， B

26、项正确；混合前 HA 溶液中有 c(A 1，根据物料守恒可知， 混合过程相当于) c(HA) 0.1 mol L对 HA 溶液进行稀释，故实验 所得的混合溶液中c(A1， C) c(HA) 0.1 mol L项错误；根据电荷守恒可知， c(K ) c(H ) c(A ) c(OH )，因为 c(H ) c(OH )，所以 c(K ) c(A )， D 项错误。6(2017 岳阳检测 )某二元酸 (化学式用 H2B 表示 )在水中的电离方程式是H2 B=HHB ；HB HB2。回答下列问题。(1)Na2B溶 液 显 _( 填 “ 酸 性 ” 、 “ 中 性 ” 或 “ 碱 性 ” ) ， 理 由

27、 是_(用离子方程式表示)。(2)在1的 Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是。0.1 mol L_(填字母 )A c(B21)c(HB) c(H 2B) 0.1 mol LB c(Na )c(OH )c(H ) c(HB )C c(Na )c(H )c(OH ) c(HB )2c(B2 )D c(Na)2c(B2 ) 2c(HB )1 H 2B 溶液中的氢离子的物(3)已知 0.1 mol L1 NaHB 溶液的 pH 2，则 0.1 mol L质的量浓度可能 _ (填“”、“”或“”)0.11 mol L1，理由是_。 1(4)0.1 mol L NaHB 溶液中各种离子浓度由大到小

28、的顺序是_。答案(1)碱性B2 H2OHB OH (2)CD(3)1 1，主要是 HB0.1 mol LNaHB 溶液的 pH2，说明其中 c(H) 0.01 mol L 电离产生的。 在 H2B 溶液中，第一步电离产生的H 抑制了第二步的电离，所以 0.1 1 1molLH 2B 溶液中 c(H) 0.11 mol L(4)c(Na ) c(HB ) c(H ) c(B 2 ) c(OH )解析 (1)由 H2B=H HB (完全电离 )，HB H B2 (部分电离 )，知 Na2 B溶液中 B2 将发生水解反应： B2 H2OHB OH ，故 Na2B 溶液显碱性。 (2)在 Na2B 溶

29、液中存在： Na2B=2Na B2 ，B2 H2OHB OH ，H2OH OH 。由电荷守恒知，c(Na ) c(H ) 2c(B 2) c(OH ) c(HB )， C 对；由物料守恒知， c(Na) 2c(B2) 2c(HB 1，D 对；在 Na2B 溶液中不存)0.2 mol L在 H2B，A 错；由物料守恒和电荷守恒知，B 错。 (3)在 NaHB 溶液中， NaHB=NaHB，HBH B2，H2OH OH 。已知 0.1 molL 1 NaHB 溶液的pH 2，说明其中： c(H 1，主要是 HB电离产生的。 在 H2B 溶液中，)0.01 mol L第一步电离产生的H1H 2 B 溶液中 c(H)抑制了第二步的电离，所以 0.1 mol L0.11 molL 1。 (4)在 NaHB 溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na ) c(HB )c(H ) c(B 2 )c(OH )。