1、離子濃度大小比較專題 一、電離理論和水解理論 1.電離理論： 弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的，同時(shí)注意考慮水的電離的存在；例如NH3H2O溶液中微粒濃度大小關(guān)系。 【分析】由于在NH3H2O溶液中存在下列電離平衡：NH3H2O NH4+OH-，H2O H+OH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(NH3H2O)c(OH-)c(NH4+)c(H+)。 多元弱酸的電離是分步的，主要以第一步電離為主；例如H2S溶液中微粒濃度大小關(guān)系。 【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+，HS- S2-+H+，H2O H+OH-，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(H2S

2、 )c(H+)c(HS-)c(OH-)。 2.水解理論： 弱酸的陰離子和弱堿的陽離子因水解而損耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)c(HCO3-)。 弱酸的陰離子和弱堿的陽離子的水解是微量的（雙水解除外），因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或堿性溶液中的c(OH-)）總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度；例如（NH4）2SO4溶液中微粒濃度關(guān)系。 【分析】因溶液中存在下列關(guān)系：（NH4）2SO4=2NH4+SO42-， + 2H2O2OH-+2H+， 2NH3H2O，由于水電離產(chǎn)生的c(H+)水=c

3、(OH-)水，而水電離產(chǎn)生的一部分OH-與NH4+結(jié)合產(chǎn)生NH3H2O，另一部分OH-仍存在于溶液中，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(NH4+)c(SO42-)c(H+)c(NH3H2O)c(OH-)。 一般來說“誰弱誰水解，誰強(qiáng)顯誰性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)c(OH-)，水解呈堿性的溶液中c(OH-)c(H+)； 多元弱酸的酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，主要以第一步水解為主。例如Na2CO3溶液中微粒濃度關(guān)系。 【分析】因碳酸鈉溶液水解平衡為：CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，所以溶液中部分微粒濃度的關(guān)系為：c(CO32-)c(HCO3-)c(

4、OH-)。 二、電荷守恒和物料守恒 1.電荷守恒： 電荷守恒的含義：電解質(zhì)溶液稱呈電中性，溶液中陰、陽離子所帶電荷數(shù)值相等，由于溶液是均一的，所有陽離子的電荷濃度之和必定等于所有陰離子的電荷濃度之和。 離子濃度：指溶液中某種離子的濃度； 電荷濃度：如溶液中某離子的濃度為c(Rn+)，則其電荷濃度為nc(Rn+)。 電荷守恒式的書寫： 如Na2CO3溶液中由于存在下列電離和水解關(guān)系：Na2CO3=2Na+CO32-，H2O H+OH-，CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，所以溶液中所有的陽離子有Na+、H+，陰離子有CO32-、HCO3-、OH-，根據(jù)電荷

5、守恒有：c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)。 又如CH3COONa溶液中由于存在下列電離和水解關(guān)系：CH3COONa=CH3COO-+Na+，CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，H2O H+OH-，所以溶液中所有的陽離子為Na+、H+，所有的陰離子為CH3COO-、OH-，因此電荷守恒式為：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。 【注意】書寫電荷守恒式必須準(zhǔn)確的判斷溶液中離子的種類；弄清離子濃度和電荷濃度的關(guān)系。 2.物料守恒： 含義：指某微粒的原始濃度等于它在溶液中各種存在形式的微粒濃度之和。 物料守恒式的書寫：

6、如Na2CO3溶液中由于存在下列電離和水解關(guān)系：Na2CO3=2Na+CO32-，CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，由于c(Na+)=2c(CO32-)原始，而CO32-由于水解在溶液中存在的形式為CO32-、HCO3-、H2CO3，所以有c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)。 又如CH3COONa溶液中由于存在下列電離和水解關(guān)系：CH3COONa=CH3COO-+Na+，CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，由于c(Na+)=c(CH3COO-)原始，而由于水解在溶液中的存在形式為CH3COOH、CH3C

7、OO-，所以有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)。 3.導(dǎo)出式質(zhì)子守恒： 如碳酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將Na+離子消掉可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。此關(guān)系式也可以按下列方法進(jìn)行分析，由于指定溶液中氫原子的物質(zhì)的量為定值，所以無論溶液中結(jié)合氫離子還是失去氫離子，但氫原子總數(shù)始終為定值，也就是說結(jié)合的氫離子的量和失去氫離子的量相等?？梢杂脠D示放分析如下： ，由得失氫離子守恒可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。 又如醋酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將鈉離子消掉可得：c(OH-)=c(H+)+c(CH

8、3COOH)。 三、一種電解質(zhì)的溶液中離子濃度的大小比較 1.弱酸溶液： 【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中，下列關(guān)系錯(cuò)誤的是（ ） 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 分析：由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S H+HS-，HS-H+S2-，H2OH+OH-，根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)，由物料守恒得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1

9、mol/L，所以關(guān)系式錯(cuò)誤的是A項(xiàng)。（注意：解答這類題目主要抓住弱酸的電離平衡。） 2.弱堿溶液： 【例2】室溫下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是（ ） 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+) 分析：由于氨水溶液中存在一水合氨的電離平衡和水的電離平衡，所以所得溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒和物料守恒知BD正確，而一水合氨的電離是微量的，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤，即答案為C項(xiàng)。 3.強(qiáng)酸弱堿鹽溶液： 【例3】在氯化銨溶液中，下列關(guān)系正確的是

10、（ ） 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-) 分析：由于氯化銨溶液中存在下列電離過程：NH4Cl=NH4+Cl-，H2OH+OH-和水解過程：NH4+H2OH+NH3H2O，由于銨離子水解被消耗，所以c(Cl-)c(NH4+)，又因水解后溶液顯酸性，所以c(H+)c(OH-)，且水解是微量的，所以上述關(guān)系式正確的是A項(xiàng)。（注意：解答這類題目時(shí)主要抓住弱堿陽離子的水解，且水解是微量的，水解后溶液呈酸性。） 4.強(qiáng)堿弱酸鹽

11、溶液： 【例4】在Na2S溶液中，下列關(guān)系正確的是（ ） A. c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+c(H2S) B. c(OH-)=c(HS-)+2c(H+)+c(H2S) C. c(OH-)=2c(HS-)+c(H+)+c(H2S) D. c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S) 分析：因在硫化鈉溶液中存在下列電離過程和水解過程：Na2S =2Na+ S2-，H2OH+OH-，S2-+H2OHS-+OH-，HS-+H2OH2S+OH-，所以根據(jù)電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)，根據(jù)物料守恒得c(Na+)=2c(S2-)+2c(

12、HS-)+2c(H2S)，故有c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)，所以D項(xiàng)正確。（本題也可以直接根據(jù)質(zhì)子守恒進(jìn)行分析。） 5.強(qiáng)堿弱酸的酸式鹽溶液： 【例5】在0.1mol/L的NaHCO3溶液中，下列關(guān)系式正確的是（ ） 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) 分析：由于溶液中存在下列電離和水解過程：NaHCO3=Na+HCO3-，H2OH+OH-，H

13、CO3-H+CO32-，HCO3-+H2OH2CO3+OH-，所以溶液呈堿性，因此離子濃度大小關(guān)系為：c(Na+)c(HCO3-)c(OH-)c(H+)，電荷守恒和物料守恒關(guān)系分別為：c(Na+)+c(H+)c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)，c(Na+)c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)，故CD項(xiàng)正確。 四、兩種電解質(zhì)溶液混合后離子濃度大小的比較 1.強(qiáng)酸與弱堿混合： 【例1】室溫下,pH=3的鹽酸與pH=11的氨水等體積混合,所得溶液中離子濃度關(guān)系正確的是( ) A. c(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-) B.c(NH4+)c(Cl-)c(OH

14、-)c(H+) C. c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-) D.c(Cl-)c(NH4+)c(OH-)c(H+) 分析:由于一水合氨為弱電解質(zhì)，當(dāng)pH=3的鹽酸與pH=11的氨水等體積混合反應(yīng)后，溶液中一水合氨有較多量的剩余，所以所得溶液仍呈堿性，由電荷守恒關(guān)系知B項(xiàng)正確。（解答此類題目主要抓住兩溶液反應(yīng)后生成的強(qiáng)酸弱堿鹽的水解情況，當(dāng)弱堿剩余較多時(shí)溶液的酸堿性由弱堿的電離決定。） 2.強(qiáng)堿與弱酸混合： 【例2】等體積等濃度的MOH強(qiáng)堿溶液和HA弱酸溶液混合后,混合溶液中有關(guān)離子濃度的關(guān)系正確的是( ) A.c(M+)c(OH-)c(A-)c(H+) B. c(M+)c(A-)c(

15、H+)c(OH-) C.c(M+)c(A-)c(OH-)c(H+) D. c(M+)+c(OH-)=c(A-)+c(H+) 分析:由于等體積等濃度的上述物質(zhì)混合后，二者恰好完全反應(yīng)而生成強(qiáng)堿弱酸鹽，所以所得溶液由于A-的水解而呈堿性，由電荷守恒和物料守恒知CD項(xiàng)正確。（解答此類題目主要抓住兩溶液反應(yīng)后生成的強(qiáng)堿弱酸鹽的水解情況，當(dāng)弱酸剩余較多時(shí)溶液的酸堿性由弱酸的電離決定。） 3.強(qiáng)堿弱酸鹽與強(qiáng)酸混合： 【例3】將濃度為0.2mol/LCH3COOK溶液與濃度為0.1mol/L的鹽酸溶液等體積混合后,則下列微粒濃度關(guān)系正確的是( ) A.c(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3CO

16、OH) 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+) 分析:上述物質(zhì)混合后所得溶液中CH3COOH、KCl、CH3COOK三者的物質(zhì)的量相等，此時(shí)醋酸的電離占主導(dǎo)地位，即醋酸的電離大于醋酸根離子的水解，所以溶液呈酸性，因此D項(xiàng)正確。（解答此類題目時(shí)應(yīng)抓住兩溶液混合后生成的弱酸的電離程度和剩余鹽的酸根離子的水解程度的相對(duì)大小。） 4.強(qiáng)酸弱堿鹽與強(qiáng)堿混合： 【例4】將濃度為0.1mol/L的NaOH溶液和濃度為0.1mol/L的NH4Cl溶

17、液等體積混合,則下列離子濃度關(guān)系正確的是( ) A.c(Na+)c(Cl-)c(OH-)c(H+) B.c(Na+)=c(Cl-)c(OH-)c(H+) C.c(Na+)=c(Cl-)c(H+)c(OH-) D.c(Cl-)c(Na+)c(OH-)c(H+) 分析:上述兩種物質(zhì)等體積混合得到等物質(zhì)的量的NaCl、NH3H2O，所以溶液中只存在一水合氨和水的電離平衡，因此溶液呈堿性，所以選項(xiàng)B正確。（解答此類題目時(shí)應(yīng)抓住兩溶液混合后生成的弱堿的電離程度和剩余鹽中弱堿的陽離子的水解程度的相對(duì)大小。） 5.強(qiáng)堿弱酸鹽與弱酸混合： 【例5】在物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/LCH3COOH和CH3COONa的混合溶液中測得c(CH3COO-)c(Na+)，則下列關(guān)系正確的是（ ） A.c(H+)c(OH-) B.c(OH-)c(H+) C.c(CH3COOH)c(CH3COO