高考化学专题精讲溶液中离子浓度大小比较归类解析

高考化学专题精讲溶液中离子浓度大小比较归类解析

高二化学提优专题精讲 ‎--溶液中离子浓度大小比较归类解析3.24‎ ‎ ‎ 一、电离平衡理论和水解平衡理论 ‎1.电离理论：‎ ‎⑴弱电解质的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时注意考虑水的电离的存在；例如NH3·H2O溶液中微粒浓度大小关系:c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)‎ ‎⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主；‎ 例如H2S溶液中微粒浓度大小关系为：c(H2S )＞c(H+)＞c(HS-)＞c(OH-)‎ ‎2.水解理论：‎ ‎⑴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-)。‎ ‎⑵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-)]总是大于水解产生的弱电解质的浓度；例如（NH4）2SO4溶液中微粒浓度关系：c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)‎ ‎(3)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。‎ 例如: Na2CO3溶液中水解平衡为：CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，所以溶液中部分微粒浓度的关系为：c(CO32-)＞c(HCO3-)。   ‎ 二、三个守恒 ‎1．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NaHCO3溶液中：c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3-)＋‎2c(CO32-)＋c(OH-)‎ ‎2．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NaHCO3溶液中n(Na+)：n(C)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)‎ ‎3．质子守恒：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+‎2c(H2CO3) ‎ 如醋酸钠溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)‎ 一、溶质单一型 关注三个守恒 ‎1.弱酸溶液：‎ ‎【例1】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 ‎ ‎2.弱碱溶液：‎ ‎【例2】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(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/L ‎ C.c(NH4+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)‎ ‎3.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-)‎ ‎4.强碱弱酸盐溶液：‎ ‎【例4】(双选)在Na2S溶液中下列关系不正确的是( )‎ A． c(Na+) =‎2c(HS－) +‎2c(S2－) +c(H2S) B．c(Na+) +c(H+)=c(OH－)+c(HS－)+‎2c(S2－)‎ C．c(Na+)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－) D．c(OH－)=c(HS－)+c(H+)+c(H2S)‎ ‎5.强碱弱酸的酸式盐溶液：‎ ‎【例5】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（ ）‎ A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-) B．c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/L C．c(C2O42-)＞c(H‎2C2O4) D．c(K+)= c(H‎2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)‎ 练习：1、在0.1mol/L的NaHCO3溶液中，下列关系式正确的是（ ）‎ A.c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(H+)＞c(OH-) B.c(Na+)=c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(H+)‎ C.c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+‎2c(CO32-) D.c(Na+)＝c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3) ‎ ‎2、 已知某温度下0.1mol·L－1的NaHB(强电解质)溶液中c(H＋)＞c(OH－)，则下列有关说法或关系式一定正确的是（ )‎ ‎①HB－的水解程度小于HB－的电离程度； ②c(Na+)=0.1mol·L－1 ≥c(B2－)；‎ ‎③溶液的pH=1； ④c(Na+)=c(HB－)+‎2c(B2－)+c(OH－)。‎ A．①② B．②③ C．②④ D．①②③‎ ‎3、下列叙述正确的是（ ）‎ A．0.1mol·L－1氨水中，c(OH-)=c(NH4+)‎ B．10 mL 0.02mol·L－1HCl溶液与10 mL 0.02mol·L－1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL，则溶液的pH=12‎ C．在0.1mol·L－1CH3COONa溶液中，c(OH-)=c(CH3COOH)＋c(H+)‎ D．0.1mol·L－1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中，c(Na+)=‎2c(A2-)＋c(HA-)＋c(H‎2A)‎ 二、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较 ※※关注混合后溶液的酸碱性 ‎ 1、两种物质混合不反应：‎ ‎【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断正确的是( )‎ ‎　　　A.c(H+)＞c(OH-) B.c(CH3COOH)＋c(CH3COO-)＝0.2 mol/L ‎　　　C.c(CH3COOH)＞c(CH3COO-) D.c(CH3COO-)＋c(OH-)＝0.2 mol/L 练习、现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)‎ ‎（1）溶液的pH=7，则该溶液中c(NH4＋) c(Cl－)；‎ ‎（2）溶液的pH>7，则该溶液中c(NH4＋) c(Cl－)；‎ ‎（3）若c(NH4＋)< c(Cl－)，则溶液的pH 7。‎ ‎2、两种物质恰好完全反应 ‎【例】在10ml 0.1mol·L-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( )。‎ A．c(Na+)＞c(Ac-)＞c(H+)＞c(OH-) B．c(Na+)＞c(Ac-)＞c(OH-)＞c(H+)‎ C．c(Na+)＝c(Ac-)＋c(HAC) D．c(Na+)＋c(H+)＝c(Ac-)＋c(OH-)‎ 练习：100 mL 0.1 mol·L-1 醋酸与50 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液混合，在所得溶液中( )‎ ‎ A、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+) B、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(OH-)‎ ‎ C、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＝c(OH-) D、c(Na+)＝c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)‎ ‎3、两种物质反应，其中一种有剩余：‎ ‎（1）酸与碱反应型 在审题时，要关注所给物质的量是“物质的量浓度”还是“pH”。‎ ‎（解答此类题目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】：（双选）将0.2mol·L－1HCN溶液和0.1mol·L－1‎ 的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式中正确的是 （ ）‎ A. c(HCN)c(CN－)‎ C. c(HCN)－c(CN－)＝c(OH－) D. c(HCN)＋c(CN－)＝0.1mol·L－1‎ ‎【例2】 设氨水的pH＝x，某盐酸的pH＝y，已知x+y＝14，且x>11。将上述两溶液分别取等体积充分混合后，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是（ ）‎ A. c(Cl－)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH－) B. c(NH4+)>c(Cl－)>c(H+)>c(OH－)‎ C. c(NH4+)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H+) D. c(Cl－)>c(NH4+)>c(OH－)>c(H+)‎ ‎【例3】常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合，不可能出现的结果（ ）‎ A．pH ＞ 7，且c(OH—) ＞ c(Na+) ＞ c(H+) ＞ c(CH3COO—) ‎ B．pH ＞ 7，且c(Na+) + c(H+) = c(OH—) + c(CH3COO—)‎ C．pH ＜ 7，且c(CH3COO—) ＞c(H+) ＞ c(Na+) ＞ c(OH—) ‎ D．pH ＝ 7，且c(CH3COO—) ＞ c(Na+) ＞ c(H+) = c(OH—)‎ 练习1：将pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合后，所得的混合溶液中，下列关系式正确的是( )‎ ‎ A、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+) ＞c(OH-) B、 c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)‎ ‎ C、 c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH-) D、c(CH3COO-)＞c(Na+)＞ c(OH-) ＞c(H+)‎ 练习2：将pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得混合溶液中，关系式正确的是( ) ‎ A、c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+) B、c(NH4+)＞c(Cl-)＞ c(OH-)＞c(H+)‎ ‎ C、c(Cl-)＝c(NH4+)＞c(H+)＝c(OH-) D、c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)‎ 练习3：(双选)等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合溶液中有关离子浓度的关系正确的是(  )‎ 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-) ‎ 变式练习：将标准状况下的2.24LCO2通入150ml1mol/LNaOH溶液中，下列说法正确的是（ ）‎ A．c(HCO3-)略大于c(CO32-) B．c(HCO3-)等于c(CO32-)‎ C．c(Na+)等于c(CO32-)与c(HCO3-)之和 D．c(HCO3-)略小于c(CO32-)‎ ‎※※变式：pH等于7型 ‎【例4】.常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得溶液pH＝7，则此溶液中( )。‎ A．c(HCOO-)＞c(Na+) B．c(HCOO-)＜c(Na+) C．c(HCOO-)＝c(Na+) D．无法确定 ‎ 练习、将m mol· L-1的盐酸和n mol·L-1‎ 氨水等体积混合后，溶液的pH＝7，m与n的大小关系是_______，则盐酸中c(H+)与氨水中c(OH-)的大小关系是_____；‎ ‎（2）盐与碱(酸)反应型 ‎（解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程度的相对大小。）‎ ‎【例1】(双选)将0.1mol·L-1 醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子浓度关系正确的是( )。‎ A．c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH) B.c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)‎ C．c(CH3COO-)＝c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH) D.c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO-)＋c(Cl-)＋c(OH-)‎ ‎【例2】 下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是（ ）‎ A .1mol·L－1氨水1mL与10mL0.1mol·L－1盐酸混合：c(Cl－)>c(NH4+)>c(OH－)>c(H+)‎ B．10mL0.1mol·L－1NH4Cl与5mL0.2mol·L－1NaOH溶液混合：c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)‎ C．10mL0.1mol·L－1CH3COOH溶液与5mL0.2mol·L－1NaOH溶液混合：‎ ‎ c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)‎ D.10mL0.5mol·L－1CH3COONa溶液与6mL1mol·L－1盐酸混合：c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)‎ 练习1：将0.2 mol·L-1 CH3COOK 与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后，溶液的pH＜7，则溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是( )‎ ‎ A.c(CH3COO-)＝c(Cl-)＝c(H+)＞c(CH3COOH) B.c(CH3COO-)＝c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)‎ ‎ C.c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH) D.c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)‎ 练习2：将0.4mol/LNH4Cl溶液和0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量关系正确的是（ )‎ ‎ A .c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)＞c(NH3·H2O) B. c(NH4+)=c(Na+)＞c(NH3·H2O) ＞c(OH-)＞c(H+)‎ ‎ C.c(NH4+)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(NH3·H2O) D. c(NH4+)＞c(Na+)＞c(NH3·H2O) ＞c(OH-)＞c(H+)‎ ‎4、不同物质同种离子浓度比较型：‎ ‎【例题】物质的量浓度相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（ ）。‎ A．NH4Cl B．NH4HSO‎4 C．NH3COONH4 D．NH4HCO3‎ 练习：物质的量浓度相同的下列溶液①(NH4)2CO3 ②(NH4)2SO4 ③NH4HCO3 ④NH4HSO4 ⑤NH4Cl ⑥NH3·H2O；按c(NH4+)由小到大的排列顺序正确的是（ ）‎ A.③⑤④⑥①③ B.⑥③⑤④①② C.⑥⑤③④①② D.⑥③⑤④②①‎ ‎5、其他类型 ‎※※关注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:‎ ‎【例1】已知某无色透明的溶液中所含的离子仅有Na+、CH3COO-、H+和OH-四种离子，试回答下列问题：‎ ⑴该溶液所含的四种离子的物质的量浓度大小之间的关系是否只有一种可能 （填“是”或“否”），其原因是： 。 ‎ ⑵某学生将该溶液中的四种离子的物质的量浓度按从大到小的顺序排列了若干种可能，其中合理的是： (双选)‎ A. c(Na+)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H+) 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－)‎ 练习.已知某溶液中存在Cl-、NH4+、H+、OH- 四种离子经过四位同学测定其浓度大小关系如下,其中不可能的是 ( )‎ A.C(Cl-)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-) B. C(Cl-)＞C(H+)＞C(NH4+)＞C(OH-)‎ C.C(Cl-)＞C(NH4+)＞C(OH-)＞C(H+) D. C(OH-)＞C(H+)＞C(Cl-)＞C(NH4+)‎ ‎※※对所给的二元酸的电离，要关注电离的程度：是否完全电离。‎ ‎【例2】某二元酸（化学式用H‎2A表示）在水中的电离方程式是：‎ H‎2A==H++HA；HA－H++A2－ 回答下列问题：‎ ⑴Na‎2A溶液显 （填“酸性”，“中性”，或“碱性”）。理由是： ‎ ⑵在0.1mol·L－1的Na‎2A溶液中，下列微粒浓度关系式正确的是： 。‎ A. c(A2－) +c( HA－)+c( H‎2A) =0.1mol·L-1 B. c(OH－)=c(H+) +c( HA－)‎ ‎ C. c(Na+ )+ c(H+) =c(OH－)+ c( HA－)+‎2c(A2－) D. c(Na+ )= ‎2c(A2－) +‎2c( HA－)‎ ⑶已知0.1mol·L－1NaHA溶液的pH=2，则0.1mol·L-1 H‎2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是 0.11 mol·L－1（填“<”，“>”，或“=”），理由是： ‎ ⑷0.1mol·L－1 NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是： ‎