17-18版:3.3.3粒子浓度关系(创新设计)
第3课时 粒子浓度关系
[目标导航] 1. 会判断溶液中的粒子种类。2. 会判断溶液中粒子浓度关系。
一、水解平衡中的三大守恒关系
1．醋酸钠溶液中存在的平衡有＋OH ，存在的离子有Na 、H (1)电荷守恒：溶液呈电中性，所以溶液中n (正电荷) ＝n (负电荷) 即：n (Na) ＋n (H) ＝n (CH3COO ) ＋n (OH)(两边同时除以体积) 。 即：c (Na
(2)物料守恒：CH 3COONa 固体中，n (Na) (CH3COO ) ，但在CH 3COONa 溶液中，因为CH 3COO 水解，所以n (Nan (CH3COO ) ，即c (Nac (CH3COO ) ；根据CH 3COONa 固体中，n (Na) n (CH3COO ) ，所以该溶液中n (Na) (CH3COO ) ＋n (CH3COOH) ，(两边同时除以体积)
(3)质子守恒：将上述两式相加得到以下关系：c (OH) 出的c (OH) ＝c (H) ，溶液中的H 或OH 虽与其他离子结合而以不同的形式存在，但其总量相同。
2．NH 4Cl 溶液中存在的离子有 (1) (2)物料守恒：) ＋c (NH·H 。 (3) 二、完成下列弱电解质溶液中离子浓度大小比较 1．在0.1mol·L
－1
＋
－
＋
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＋
＋
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＋
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＋
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＋
＋
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＋
＋
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＋
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＋
＋
－
－
醋酸溶液中
－
＋
＋
－
(1)存在的电离平衡有 (2)
(3)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外) 是 2．(1)碳酸溶液中的电离方程式是2＋
－
－
＋
－
＋
＋
－
－
－
＋
－
＋OH 。
－
＋
－
－
－
(2)碳酸溶液中存在的粒子有
、OH 。
(3)碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小
的顺序(水分子除外) 是2。
＋
－
－
－
3．(1)氨气通入水中反应的化学方程式是
(2)氨水中存在的平衡有＋
＋
－
＋OH 。
＋
＋
－
－
(3)氨水中含有的粒子有
(4)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外) 是
－
＋
＋
一、单一溶液中粒子浓度关系判断 【例1】 Na 2CO 3溶液
(1)写出溶液中所有电离、水解方程式
＋
－
－
－
－
－
－
(2)2
＋
－
－
－
＋
＋－
(3)关系判断
①离子浓度大小关系2
＋
－
－
－
＋
②电荷守恒关系
＋
＋
－
－
－
③物料守恒关系
＋
－
－
④质子守恒关系c (OH) ＋2c (H) ＋c (H) 。 【例2】 NaHCO 3溶液
(1)写出溶液中所有电离、水解方程式
＋
－
－
－
－
＋
－
＋
－－＋
＋OH 。
＋
－
－
＋
－
－
(2)粒子种类2 (3)关系判断
①离子浓度大小关系2；
＋
－
－
＋
－
②电荷守恒关系
＋
＋
－
－
－
③物料守恒关系
＋
－
－
④质子守恒关系c (OH
－
＋
－
【归纳总结】
物料守恒⎧⎪确定溶液中利用守推断电荷守恒―解题方法→――→⎨―→结论
粒子的构成恒思想
⎪⎩质子守恒
⎧电离理论⎪
⎧不等式关系—⎨⎪⎪⎩水解理论
解题技巧⎨
⎧⎫电荷守恒⎪⎪
⎬相互加成等式关系⎨⎪⎩⎪物料守恒⎭⎪⎩
变式训练1 在0.1mol ·L 确的是( )
－1
的NH 4HSO 4溶液中，下列关于微粒物质的量浓度的关系式不正
A ．c (H) ＞c (SO24) ＞c (NH4)
＋
－
＋
B ．c (NH4) ＋c (H) ＝2c (SO24) ＋c (OH)
＋
＋
－
－
C ．c (H) ＝c (NH4) ＋c (NH3·H 2O) ＋c (OH)
D ．常温下向该溶液中滴加NaOH 溶液至中性后：c (Na) ＞c (SO24) ＞c (NH4) ＞c (OH) ＝
＋
－
＋
－
＋＋－
c (H) 答案 C
解析 解本题时要先考虑NH 4HSO 4的电离，然后再考虑NH 4的水解。A 项，c (H) ＞c (SO24)
＋
＋
－
＋
＞c (NH4) ，A 项正确；B 项，符合电荷守恒，B 项正确；C 项，NH 4HSO 4===NH4＋H ＋SO 24，
＋
＋
＋
－
NH 4＋H 2O NH 3〃H 2O ＋H ，则c (NH4) ＋c (NH3〃H 2O) ＝c (SO2由电荷守恒得，c (NH4) 4) ，
＋
＋
＋
－
＋
＋c (H) ＝2c (SO24) ＋c (OH) ，所以c (H) ＝c (NH4) ＋2c (NH3〃H 2O) ＋c (OH) ，C 项错误；D
＋
－
－
＋
＋
－
项，当NaOH 溶液和NH 4HSO 4溶液等浓度、等体积混合后，所得溶液显酸性，所以若使题中所得溶液呈中性，则加入的NaOH 溶液中NaOH 的物质的量应大于NH 4HSO 4溶液中NH 4HSO 4的物质的量，D 项正确。二、混合溶液中离子浓度关系判断 【例3】 比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH 溶液和NaOH 溶液等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (2)NaOH溶液和CH 3COOH 溶液等浓度按1∶2体积比混合后pH ＜7，离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (3)pH＝2的CH 3COOH 溶液与pH ＝12的NaOH 溶液等体积混合，其离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (4)将CH 3COOH 溶液和CH 3COONa 溶液等浓度、等体积混合，已知pH ＜7，则离子浓度大
小关系为______________________________________________________________。 解析 (1)恰好反应后，溶质为CH 3COONa 。
(2)中和反应后，溶质为CH 3COONa 、CH 3COOH ，且CH 3COOH 的电离程度大于CH 3COONa 的水解程度。
(3)由于CH 3COOH 是弱酸，c (CH3COOH) 要远大于c (NaOH)，反应后溶质为CH 3COOH 、CH 3COONa ，且n (CH3COOH) 要远大于n (CH3COONa) ，溶液中CH 3COOH 电离程度大于CH 3COONa 的水解程度，溶液呈酸性。
(4)根据pH ＜7，说明CH 3COOH 的电离大于CH 3COO 的水解，所以c (CH3COO ) ＞c (Na) 。 答案 (1)c (Na) ＞c (CH3COO ) ＞c (OH) ＞c (H) (2)c (CH3COO ) ＞c (Na) ＞c (H) ＞c (OH) (3)c (CH3COO ) ＞c (Na) ＞c (H) ＞c (OH) (4)c (CH3COO ) ＞c (Na) ＞c (H) ＞c (OH) 【归纳总结】
1.
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＋
＋
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－
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＋
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＋
＋
－
＋
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－
＋
－
－
＋
2．酸与盐混合，要分析盐的水解程度与酸的电离程度的相对大小。
变式训练2 25℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH ＝7时，下列关系正确的是( )
A ．c (NH4) ＝c (SO24)
＋
－
B ．c (NH4)>c (SO24)
＋
－
C ．c (NH4)
＋
－
D ．c (OH) ＋c (SO24) ＝c (H) ＋c (NH4)
－
－
＋
＋
答案 B
解析 根据溶液中的电荷守恒，由于pH ＝7，呈中性，即c (H) ＝c (OH) ；根据电荷守恒c (NH4)
2＋c (H) ＝c (OH) ＋2c (SO24) ，则D 错；将前两个等式融合得c (NH4) ＝2c (SO4) ，则A 错，
＋
－
－
＋
－
＋
－
＋
B 对，C 错。
三、不同溶液、同一离子浓度关系判断
【例4】 比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。 (1)浓度均为0.1mol·L
－1
的①H 2S 、②NaHS 、③Na 2S 、④H 2S 和NaHS 混合液，溶液pH 从大
到小的顺序是________________，c (H2S) 从大到小的顺序是________________。
(2)相同浓度的下列溶液中：①CH 3COONH 4、②CH 3COONa 、③CH 3COOH 中，c (CH3COO ) 由大到小的顺序是________________________。
(3)物质的量浓度相等的①(NH4) 2SO 4溶液、②NH 4HSO 4溶液、③(NH4) 2CO 3溶液、④NH 4Cl 溶液，c (NH4) 由大到小的顺序为___________________________________________________。 答案 (1)③＞②＞④＞① ④＞①＞②＞③ (2)②＞①＞③ (3)①＞③＞②＞④ 【归纳总结】 选好参照物，分组比较，各个击破
＋
－
1．HA 为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1mol·L 1NaA 溶液中，离子浓度关系正确的是
－
( )
A ．c (Na)>c (A)>c (H)>c (OH) B ．c (Na)>c (OH)>c (A)>c (H) C ．c (Na) ＋c (OH) ＝c (A) ＋c (H) D ．c (Na) ＋c (H) ＝c (A) ＋c (OH) 答案 D
解析 因A ＋H 2O HA ＋OH ，所以c (Na)>c (A)>c (OH) ，水解后溶液呈碱性，则 c (OH)>c (H) ；根据电荷守恒可知c (Na) ＋c (H) ＝c (A) ＋c (OH) 。 2．t ℃时，某浓度氯化铵溶液的pH ＝4，下列说法中一定正确的是( ) A ．由水电离出的氢离子浓度为10B ．溶液中c (H)·c (OH) ＝1×10
－
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＋
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－10
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＋
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mol ·L 1
－
－14
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C ．溶液中c (Cl)>c (NH4)>c (H)>c (OH)
D ．溶液中c (NH3·H 2O) ＋c (NH4) ＝c (Cl) ＋c (OH) 答案 C
解析 NH 4水解促进了H 2O 的电离，溶液中的c (H) 即为H 2O 电离的c (H) ，A 错；在25℃时，水的离子积为1×10
－14
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＋
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－
，B 错；NH 4水解生成H ，故c (Cl)>c (NH4)>c (H)>c (OH) ，C
－
＋
＋＋－＋＋－
正确；由物料守恒可知c (Cl) ＝c (NH4) ＋c (NH3〃H 2O) ，D 错误。
3．MOH 强碱溶液和等体积、等浓度的HA 弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的关系是( )
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) 答案 C
解析 MOH 强碱与HA 弱酸等物质的量混合，二者恰好完全反应生成MA ，A 水解，A ＋H 2O HA ＋OH ，其水溶液呈碱性，有c (M)>c (A)>c (OH)>c (H) ，故选C 。
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4．常温下，将甲酸与NaOH 溶液混合，所得溶液的pH ＝7，则此溶液中( ) A ．c (HCOO)>c (Na) B ．c (HCOO)
D ．无法确定c (HCOO) 与c (Na) 的大小关系 答案 C
解析 本题考查的是对溶液中离子浓度大小的判断。很多同学不知如何下手，对题干分析不深刻。题干中所给的信息pH ＝7很重要，当NaOH 和HCOOH 反应时溶液中存在的离子有4种：Na 、HCOO 、OH 、H ，根据电荷守恒可知：c (Na) ＋c (H) ＝c (HCOO) ＋c (OH) ；由pH ＝7可知：c (H) ＝c (OH) ，得出c (Na) ＝c (HCOO) 。 5．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A ．等pH 的氨水、KOH 溶液、Ba(OH)2溶液中：c (NH4) ＝c (K) ＝c (Ba2)
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＋
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＋
B ．将10mL0.1mol·L 1Na 2CO 3溶液逐滴滴加到10mL0.1mol ·L
－
－1
盐酸中：c (Na)>
＋
c (Cl)>c (HCO3)>c (CO23)
－
－
－
C ．向NH 4HCO 3溶液中滴加NaOH 溶液至pH ＝7：c (NH4) ＋c (Na) ＝c (HCO3) ＋c (CO23)
＋
＋
－
－
D ．0.2mol ·L
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－
－1
的某一元弱酸HA 溶液和0.1mol ·L 1NaOH 溶液等体积混合后的溶液：2c (OH
－
＋
) ＋c (A) ＝2c (H) ＋c (HA)
答案 D
解析 等pH 的氨水、KOH 溶液、Ba(OH)2溶液中，一水合氨是弱电解质，存在电离平衡，氢氧化钾为一元强碱，氢氧化钡为二元强碱，故c (NH4) ＝c (K)>c (Ba2) ，A 错误；将等物
＋
＋
＋
质的量浓度等体积的Na 2CO 3溶液逐滴滴加到盐酸中，充分反应后所得溶液为NaCl 、Na 2CO 3的混合溶液，碳酸根水解呈碱性，所以各种离子浓度由大到小的顺序为c (Na)>
c (Cl)>c (CO23)>c (OH)>c (HCO3)>c (H) ，故B 错误；向NH 4HCO 3溶液中滴加NaOH 溶液
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＋
＋
至pH ＝7，c (OH) ＝c (H) ，溶液中电荷守恒：c (H) ＋c (NH4) ＋c (Na) ＝c (HCO3) ＋2c (CO23)
－
＋
＋
＋
＋
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＋c (OH) ，得到c (NH4) ＋c (Na) ＝c (HCO3) ＋2c (CO2L 3) ，故C 错误；0.2mol·
－
＋
＋
－
－
－
－1
的某一元弱
酸HA 溶液和0.1mol·L 1NaOH 溶液等体积混合后得到等浓度的HA 和NaA 的混合溶液，溶液中电荷守恒：c (H) ＋c (Na) ＝c (A) ＋c (OH) ，物料守恒：2c (Na) ＝c (A) ＋c (HA)，进而推出2c (OH) ＋c (A) ＝2c (H) ＋c (HA)，故D 正确。
6．25℃时，将一定浓度的盐酸和一定浓度的氨水按2∶1的体积比混合，若混合溶液中c (NH4) ＝c (Cl) ，则溶液的pH( )
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＋
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＋
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＋
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A ．大于7B ．小于7C ．等于7D ．无法确定 答案 C
解析 由电荷守恒可得：c (NH4) ＋c (H) ＝c (Cl) ＋c (OH) ，因c (NH4) ＝c (Cl) ，所以c (H) ＝c (OH) ，溶液呈中性，pH ＝7。
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＋
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