桑建强：电解质溶液中离子浓度大小比较

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1、 电电解质质溶液是高中化学化学重要的基础础理 论论之一，而电电解质质溶液中离子浓浓度大小比较专较专 题题考查查的知识识点多，灵活性、综综合性较较强，有 较较好的区分度，它能有效地测试测试 出学生对对强弱 电电解质质、电电离平衡、水的电电离、pH值值、离子 反应应、盐类盐类 水解等基本概念的掌握程度及对这对这 些知识识的综综合运用能力。而对对于高二学生此专专 题题是难难点之一，但高考化学试试卷年年涉及这这种 题题型，重视视率高。因此要关注此类试题归类类试题归类 解 析及与电电解质质溶液相关理论论的结结合。此文有很 多不足之处处，望各位同仁批评评指正。本专题的地位和作用：【一、关注三个守恒】 电解

2、质溶液中的离子之间存在之三种定量关系 1电荷数平衡关系-电荷守恒 :电解质溶液中所有阳 离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷 数相等。如Na2CO3溶液中推出：c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)2微粒数平衡关系-物料守恒 :电解质溶液中由于 电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或 分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总 数是不会改变的。如Na2CO3溶液中 n(Na)：n(c)2：1，推出：c (Na+) =2 c (H2CO3) + c (HCO3-) + c(CO32-) 3水电离的离子数平衡关系-质子守恒 如碳酸钠溶液中由电

3、荷守恒和物料守恒将Na+离子消 掉可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。此关系式也可以按下列方法进行 分析，由于指定溶液中氢原子的 物质的量为定值，所以无论溶液 中结合氢离子还是失去氢离子， 但氢原子总数始终为定值，也 就是说结合的氢离子的量和失 去氢离子的量相等。可以用图示 分析如下,由得失氢离子守恒可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3)+2c(H2CO3)【二、解析常见题型及相关的基础理论】1、溶质单一型 【解题思路】酸、碱溶液主要考虑酸、碱电离盐溶液主要考虑盐水解.弱碱、弱酸溶液【相关理论论】1.弱电电解质质的电电离是微弱的，电电离消耗 的电电解质

4、质及产产生的微粒都是少量的，同时时注意考虑虑水 的电电离的存在；2.多元弱酸的电电离是分步的，主要以第 一步电离为主。 弱碱溶液【例1】室温下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列关系式中 不正确的是（ ）A. c(OH-)c(H+) B.c(NH3H2O)+c(NH4+)=0.1mol/L C.c(NH4+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)【解析】：由于在NH3H2O溶液中存在下列电电离平衡： NH3H2O NH4+OH-，H2O H+OH-，所以溶液中微 粒浓浓度关系为为：c(NH3H2O)c(OH-)c(NH4+)c(H+) 。所以所得

5、溶液呈碱性，根据电电荷守恒和物料守恒知BD正 确，而一水合氨的电电离是微量的，所以C项错误项错误 。多元弱酸【例2】在0.1mol/L的H2S溶液中，下列关系错误的是（ ）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 【解析】解答这类题这类题 目主要抓住弱酸的电电离平衡，由于 H2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+， HS- S2- +H+，H2O H+OH-，所以溶液中微粒浓浓度关系为为： c(H

6、2S )c(H+)c(HS-)c(OH-)。根据电电荷守恒得 c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)，由物料守恒得 c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L，所以关系式错误错误 的是A 项项。【答案】A3.盐溶液【相关理论】-水解理论弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如 NaHCO3溶液中有：c(Na+)c(HCO3-)。弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水 解除外），因此水解生成的弱电解质及产生H+的（或 OH-）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡 的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或碱性溶液中 的c(OH-)）总是大于水解产

7、生的弱电解质的浓度.一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”，如水解呈酸性 的溶液中c(H+)c(OH-)，水解呈碱性的溶液中c(OH-) c(H+)；多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的， 主要以第一步水解为主。强酸弱碱盐溶液：【例3】在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（ ）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-)【解析】由于氯化铵溶液中存在下列电离过程：NH4Cl=NH4+Cl -，H 2OH+OH-和水解过程：NH 4+H

8、 2OH+NH 3H2O，由于 铵离子水解被消耗，所以c(Cl-)c(NH4+)，又因水解后溶液 显酸性，所以c(H+)c(OH-)，且水解是微量的，所以上述关 系式正确的是A项。【答案】A强碱弱酸的酸式盐溶液：【例4】草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在 0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（ ）Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-)Bc(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/LCc(C2O42-)c(H2C2O4)Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)【解析】因为为草酸氢钾氢钾

9、 呈酸性，所以HC2O4-电电离程度大于水解程 度，故c(C2O42-)c(H2C2O4)。又依据物料平衡，所以Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)正确，又根据电电荷守恒， c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-)，所以。综综合上述，C 、D正确。【答案】CD2、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较 【解题思路】1、两种物质混合不反应-同时考虑水解和电离哪占主要【例】用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混 合溶液，已知其中C(CH3COO-)C(Na+)，对该混合溶液的下列判

10、断正确的是( )A.C(H+)C(OH-) B.C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/LC.C(CH3COOH)C(CH3COO-) D.C(CH3COO-)C(OH-)0.2 mol/L【解析】 CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离和 CH3COONa的水解因素同时存在。已知C(CH3COO-)C(Na+)，根据电荷 守恒C(CH3COO-)C(OH-)C(Na+)C(H+)，可得出C(OH-)C(H+)。 说明混合溶液呈酸性，进一步推测出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol/L 的CH3COONa溶液中，电离和水解这一对矛盾中起主要

11、作用是电离， 即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势。根据物料守恒，可 推出（B）是正确的。常见的以电离为主的（同浓度混合）1、氯化铵和氨水2、醋酸钠和醋酸常见的以水解为主的1.氰酸钠与氰酸2、两种物质恰好完全反应-等同于单一溶质，故与题型1方法相同【例】在10ml 0.1molL-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAc溶液 ，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )。Ac(Na+)c(Ac-)c(H+)c(OH-)Bc(Na+)c(Ac-)c(OH-)c(H+)Cc(Na+)c(Ac-)c(HAC)Dc(Na+)c(H+)c(Ac-)c(OH-)【解析】由于混合的NaOH

12、与HAc物质质的量都为为110-3mol，两者 恰好反应应生成NaAc，由于少量Ac-发发生水解：Ac- + H2O HAc+ OH-,故有c(Na+)c(Ac-)c(OH-)c(H+)，根据物料守恒C 正确，根据电电荷守恒D正确，A错误错误 。故该题选项为该题选项为 A。3、两种物质反应，其中一种有剩余：（1）酸与碱反应型- 关注题中所给数据是物质的量浓 度还是pH【注意】此类题目若有酸、碱过量时，应抓住两溶液混合 后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相 对大小。【例1】 将0.2molL1HCN溶液和0.1molL1的 NaOH溶液等体积积混合后，溶液显显碱性，下列关 系式中正

13、确的是 A.c(HCN)c(CN)C.c(HCN)c(CN)c(OH) D. c(HCN)c(CN)0.1molL1【解析】上述溶液混合后，溶质为质为 HCN和NaCN，由于该题该题 已说说 明溶液显显碱性，所以不能再按照HCN的电电离处处理，而应应按NaCN水 解为为主。所以c(Na)c(CN)，选选B D【答案】B D 【例2】 设设氨水的pHx，某盐盐酸的pHy，已知 x+y14，且x11。将上述两溶液分别别取等体积积充 分混合后，所得溶液中各离子浓浓度由大到小的顺顺 序是A.c(Cl)c(NH4+)c(H+)c(OH) B. B. c(NH4+)c(Cl)c(H+)c(OH)C. c(

14、NH4+)c(Cl)c(OH)c(H+) D. c(Cl)c(NH4+)c(OH)c(H+)【解析】由于x+y14，且x11，所以氨水c(OH-) 和盐 酸中的c(H+) 相等。两者等体积混合后，氨水过量，溶液显碱 性。 【答案】C4、其他类型 不同物质同种离子浓度比较型-要看溶液中其它离 子对其的影响【例】物质质的量浓浓度相同的下列溶液中，NH4+浓浓度 最大的是（ ）。 ANH4Cl BNH4HSO4 CCH3COONH4 DNH4HCO3利用溶液中阴阳离子的种类来判断溶液中溶质的可能 情况 有些题题目给给定了盐盐溶液中的阴阳离子种类类，可以假设设 该该溶液是相应应酸与碱反应应后的产产物，

15、因此存在酸碱过过 量问题问题 。【例】已知某无色透明的溶液中所含的离子仅仅有Na+、CH3COO- 、H+和OH-四种离子， 某学生将该该溶液中的四种离子的物质质 的量浓浓度按从大到小的顺顺序排列了若干种可能，其中合理的 是： A.c(Na+)c(CH3COO)c(OH)c(H+) B. 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】由于溶液中所含的离子仅仅有Na+、CH3COO-、H+和OH- 四种离子，所以可以认为认为 是醋酸和NaOH反应应后的溶液。因此该该 溶液中可能含有溶质质CH3COONa ; CH3COONa、CH3COOH; CH3COONa、NaOH等情况 所以该该溶液所含的四种离子的物质质 的量浓浓度大小之间间的关系不能只有一种。第（2）问问中C D选项选项 不符和溶液中电电荷守恒规规律，选选AB