辅导:电解质溶液中微粒浓度的关系

电解质溶液中微粒浓度的关系

一、溶液中微粒浓度大小比较的理论依据

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 3·H 2O 、NH ＋H 2O)>c (OH4、OH 浓度的大小关系是c (NH3·

－)>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(第二步电离) 。如在H 2S 溶液中：H 2S 、HS －、S 2－、H ＋S)>c (H＋)>c (HS－)>c (S2－) 。

2．水解理论

(1)弱电解质离子的水解是微弱的() ，c (H＋) 或碱性溶液中c (OH－) 4Cl 溶液中：

＋NH ＋Cl －、NH 3·H 2O 、H ＋c (Cl－)>c H 2O) 。 4、c (H)>c (NH3·

(2)Na 2CO 3

－溶液中：CO 23、HCO 323

－－c 23)>c (HCOc 3) 。

1．

溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷如NaHCO 3溶液中存在着Na ＋、H ＋、HCO －3、

－－＋＋－－2－CO 23、OH c (Na) ＋c (H) ＝c (HCO3) ＋c (OH) ＋2c (CO3) 。

2．物料守恒规律

电解质溶液中，由于某些离子能够水解或电离，离子种类有所变化，但原子总是守恒的。如K 2S 溶液中S 2－、HS －都能水解，故S 原子以S 2－、HS －、H 2S 三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c (K) ＝2c (S2) ＋2c (HS) ＋2c (H2S) 。 ＋－－

3．质子守恒规律

如Na 2S 水溶液中的质子转移作用图示如下：

由图可得到Na 2S 水溶液中质子守恒式：c (H3O ＋) ＋2c (H2S) ＋c (HS－) ＝c (OH－) 或c (H＋) ＋2c (H2S) ＋c (HS－) ＝c (OH－) 。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、溶液中离子浓度大小比较的三大类型

类型一 单一溶液中各离子浓度的比较

(1)PO 42－3－c (H＋)>c (H2PO －4)>c (HPO4)>c (PO4)

(2)如在Na 2CO 3溶液中：

－－－c (Na＋)>c (CO23)>c (OH)>c (HCO3)

(3)NaHCO 3溶液中

＋2－c (Na＋)>c (HCO－3)>c )>)>c (CO3)

1】)HA ) 。

A ．L －1 HA(H＋) ＝－) ＋c (A－)

B ．0.1 mol·L L －1 NaOH溶液混合至溶液呈中性：

c (Na＋)>c (A－)

C ．0.1 mol·L －1c (Na＋)>c (OH－)>c (A－)>c (H＋)

D ．0.1 mol·L －1 HANaA 固体，HA 的电离常数减小

解析 根据电荷守恒，0.1 mol·L －1 HA溶液中c (H＋) ＝c (OH－) ＋c (A－) ，A 对；HA 溶液与NaOH 溶液混合，根据电荷守恒有c (H＋) ＋c (Na＋) ＝c (OH－) ＋c (A－) ，又因溶液呈中性，故c (H＋) ＝c (OH－) ，则c (Na＋) ＝c (A－) ，B 错；0.1 mol·L －1 NaA 溶液中，由于A －部分水解使溶液呈碱性，则c (Na＋)>c (A－)>c (OH－)>c (H＋) ，C 错；HA 溶液中加入少量NaA 固体，c (A－) 增大，电离平衡逆向移动，但电离常数只与温度有关，温度不变，电离常数不变，D 错。

答案 A

【应用1】(2013·菏泽调研) 醋酸钡[(CH3COO) 2Ba·H 2O]是一种媒染剂，下列有关0.1 mol/L醋酸钡溶液中粒子浓度大小的比较，其中错误的是( ) 。

A ．c (Ba2＋)>c (CH3COO －)>c (OH－)>c (H＋)

B ．c (H＋) ＋2c (Ba2＋) ＝c (CH3COO －) ＋c (OH－)

C ．c (H＋) ＝c (OH－) －c (CH3COOH)

D ．2c (Ba2＋) ＝c (CH3COO －) ＋c (CH3COOH)

解析 因CH 3COO －水解，故溶液中c (Ba2＋)

根据质子守恒可知c (H＋) ＝c (OH－) －c (CH3COOH) 知2c (Ba2＋) ＝c (CH3COO －) ＋c (CH3COOH) ，D

答案 A

【应用2】 某酸的酸式盐NaHY HY －HY －的水解程度。下列叙述正确的是( ) 。A ．H 2Y 在电离时：H 2Y ＋H 2O －＋B 2－c (OH－)>c (H＋)

C c (Na＋)>c 2－)>c (OH－)>c (H＋)

D ．－－＋H 2O Y 2－＋H 3O ＋

解析NaHY===Na＋＋HY －，HY －＋H 2O H 2Y ＋OH －(水解) ，HY H ＋＋2－，H 2O H ＋＋OH －。由于HY －的电离程度小于HY －c (OH－)>c (H＋) 。由后两步电离可知c (H＋)>c (Y2－) 。因此有－)>)>c (Y2－) 。由于HY －发生水解和电离，所以有c (Na)>c (HY－) HY －是少量的，所以溶液中c (Na＋) 和c (HY－) ＋

远大于其他离子的浓度。综合可知溶液中各种离子的浓度关系：c (Na＋)>c (HY－)>c (OH－)>c (H＋)>c (Y2－) 。可见B 、C 选项都是错误的。D 项是HY －的电离方程式。

答案 A

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：CH 3COOH CH 3COO －＋H ＋，H 2O OH －＋H ＋，在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：c (CH3COOH)> c (H＋)>c (CH3COO －)>c (OH－) 。

2．弱酸根离子或弱碱根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CH 3COONa 溶液中，CH 3COONa===CH3COO －＋Na ＋，CH 3COO －＋H 2O CH 3COOH ＋OH －，H 2O H ＋＋OH －，所以CH 3COONa 溶液中， c (Na＋)>c (CH3COO －)>c (OH－)>c (CH3COOH)>c (H＋) 。

类型二 混合溶液中各离子浓度的比较

mol·L －1NH 4Cl 溶液和0.1 mol·L －1－－＋c (NH＋4)>c (Cl)>c (OH)>c (H) 。

【示例2】(2012·四川理综，10) ( ) 。

A ．新制氯水中加入固体NaOH ：＋－) ＋c ) c (OH－)

B ．pH ＝8.3的NaHCO 3＋) 33) ＞c (H2CO 3)

－C ．pH ＝11的氨水与pH 3－) ＝c (NH＋4) ＞c (OH) ＝c (H

＋)

D ．L －3溶液与0.1 mol·L －1 NaOH溶液等体积混合：2c (H＋) －2c (OH－) 3COO ) c 3解析 A 项，c (H＋) ＋c (Na＋) ＝c (Cl－) ＋c (ClO－) ＋c (OH－) ；B 项，因为HCO －3的水解程度大于其电离程度，故四

2－c ＋) ＞c (HCO－C 项，NH 3·H 2O 是3) ＞c (H2CO 3) ＞c (CO3) ；

弱碱，pH ＝11的氨水中溶质浓度大于10－3 mol·L －1，与盐酸中和后，NH 3·H 2O 有剩余，溶液呈碱性；D 项，依据溶液中电荷守恒和物料守恒可以得出此式。 答案 D

酸、碱中和型离子浓度的关系

【应用3】 比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。

(1)CH3COOH 和NaOH 等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为___________________________________________________________。

(2)NaOH和CH 3COOH 等浓度按1∶2体积比混合后pH

(3)pH＝2的CH 3COOH 与pH ＝12的NaOH 解析 (1)恰好反应后，溶质为CH 3(2)中和反应后，为等浓度的CH 33电离程度大于CH 3COONa 水解程度。

(3)由于CH 3COOH c 反应后为CH 3COOH 、CH 3COONa ，且n (CHn (CH3，溶液中CH 3COOH 电离程度大于CH 3 (1)c (Na＋－)>c (OH－)>c (H＋)

(2)c －)>(Na＋＋)>c (OH－)

(3)c (CH3－)>c (Na(H＋－)

【应用4】a mol·L －1 CH3COOH 稀溶液和b mol·L －1 KOH ( ) 。

A ．若c (OH－) ＞c ＋) a ＝b

B ．若c (K) ＞c (CH3COO ) ，a ＞b

C ．若c (OH－) ＝c (H＋) ，a ＞b

D ．若c (K＋) ＜c (CH3COO －) ，a ＜b

解析 A 项，若c (OH－) ＞c (H＋) ，则有两种情况，一种是KOH 过量，此时a ＜b ；一种是CH 3COOH 与KOH 恰好完全反应，生成的CH 3COOK 水解CH 3COO －＋H 2O CH 3COOH ＋OH －使溶液呈碱性，此时a ＝b 。B 、C 项，当a ＞b

时＋－

CH 3COOH 过量，溶液可能呈酸性、中性或碱性，呈碱性的原因是CH 3COOH 过量的极少，过量的CH 3COOH 电离出的H ＋小于CH 3COO －水解产生的OH －，由电荷守恒c (H＋) ＋c (K＋) ＝c (OH－) ＋c (CH3COO －) 可知c (OH－) ＞c (H＋) ，则c (K＋) ＞c (CH3COO －) ；呈中性的原因是过量的CH 3COOH 电离出的H ＋等于CH 3COO －水解产生的OH －。D 项，若c (K＋) ＜c (CH3COO －) ，由电荷守恒知c (H＋) ＞c (OH－) ，此时一定是CH 3COOH 过量，a 必大于b 。

答案 D

类型三 不同溶液中同一离子浓度的比较

该类情况要看溶液中其他离子对该离子的影响。

如25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：

①NH 4Cl 、②CH 3COONH 4、③NH 4HSO 4、④(NH424、⑤(NH4) 2Fe(SO4) 2，c (NH＋4) ④>

化学式中＋―分组NH ―→ 4的数目

＋NH ⎧4选参照物⎧⎨――→⎪①②③①NH 4Cl ⎩＋⎨选参照物⎪④⑤――→4⎩④(NH 4)2SO 4＋

3】) 比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。

(1)0.1 H 2S 、②NaHS 、③Na 2S 、④H 2S 和NaHS 混合液，溶液pH 大到序。c (H2S) 从大到小的顺序是____________(2)CH 3COONH 4、②CH 3COONa 、③CH 3COOH 中，c (CH3COO －) ________。

(3)c (NH4) 相等的①(NH4) 2SO 4溶液、②NH 4HSO 4溶液、③(NH4) 2CO 3溶液、④NH 4Cl 溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为＋___________________________________________________________

___________________________________________________________。

答案 (1)③>②>④>① ④>①>②>③

(2)②>①>③ (3)④>②>③>①

【应用5】 将标准状况下的2.24 L CO2通入150 mL 1 mol·L －1NaOH 溶液中，下

列说法正确的是( ) 。

2－A ．c (HCO－3) 略大于c (CO3)

2－B ．c (HCO－3) 等于c (CO3)

－－C ．c (Na＋) 等于c (CO23) 与c (HCO3) 之和

2－D ．c (HCO－3) 略小于c (CO3)

－解析 计算知生成0.05 mol Na2CO 3和0.05 mol NaHCO3，而CO 23的水解程度大

－2－于HCO －3的水解程度，并且前者水解生成后者，故c (HCO3) 大于c (CO3) ，A 项

－正确，B 、D 项错误。根据电荷守恒有：c (Na＋) ＋c (H＋) ＝c －c (CO23) ＋

c (HCO3) ，如果C 正确，则有：c (H) ＝c (OH) ＋c (CO23) )>) ，而－＋－－＋－溶液应为碱性，故C 错误。

答案 A

【应用6】 有4L －1而成：①CH 3COONa 与HCl ；②CH 3NaOH 3与NaCl ；④CH 3COONa 与NaHCO 3) A ．pH ：②>③>④>①

B ．c (CH3COOH) ：①>C ．c (CH3COO －) ：②>④>①

D c (H＋>②>④

解析HCO －3，故④的碱性强于③，A 错误，由于④中两种③中的少，B 错；④中CH 3COO －浓度比③②－的水解受到NaOH 的强烈抑制，使得溶液中CH 3COO －①CH 3COO －的浓度最小，C 正确；②的溶液碱性最强，即②中c (H＋) 最小，D 错误。

答案 C

分析溶液中微粒浓度关系的思维流程