“粒子”濃度關(guān)系的比擬一、熟悉兩大理論，構(gòu)建思維基點(diǎn)1．電離理論(1)弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時(shí)還要考慮水的電離，如氨水溶液中：NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－濃度的大小關(guān)系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq\o\al(＋,4))。(2)多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，其主要是第一級電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。2．水解理論(1)弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(雙水解除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H＋)或堿性溶液中c(OH－)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH4Cl溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的濃度大小關(guān)系是c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(NH3·H2O)。(2)多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是c(COeq\o\al(2－,3))>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)。二、把握三種守恒，明確等量關(guān)系1．電荷守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，無論存在多少種離子，溶液都是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如NaHCO3溶液中存在著Na＋、H＋、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、OH－，存在如下關(guān)系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))。2．物料守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，離子種類增多，但元素總是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三種形式存在，它們之間有如下守恒關(guān)系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。3．質(zhì)子守恒規(guī)律如Na2S水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況圖示如下：由圖可得Na2S水溶液中質(zhì)子守恒式可表示：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。質(zhì)子守恒的關(guān)系式也可以由電荷守恒式與物料守恒式推導(dǎo)得到。三、典例導(dǎo)悟，分類突破(一)粒子種類的判斷[例1](1)NaHCO3溶液中，(2)Na2CO3溶液中，(3)NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中，(4)向NaOH溶液中通入CO2氣體(任意量)：(1)(2)(3)(4)粒子種類都是離子：Na＋、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、H＋；分子：H2CO3、H2O1.判斷鹽溶液中粒子種類時(shí)，首先要清楚鹽溶液中的電離、水解情況，特別是多步電離和多步水解。如：(1)NaHCO3溶液中，因NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)?COeq\o\al(2－,3)＋H＋，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OQUOTEH2CO3＋OH－，H2O?H＋＋OH－。故溶液中的離子有：Na＋、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、H＋；分子有：H2CO3、H2O。(二)單一溶液中離子濃度的關(guān)系[例2]0.1mol·L－1的NH4Cl溶液(1)粒子種類：_________________________________________________________。(2)離子濃度大小關(guān)系：__________________________________________________。(3)物料守恒：_________________________________________________________。解析NH4Cl=NHeq\o\al(＋,4)＋Cl－(完全電離)NHeq\o\al(＋,4)＋H2O?NH3·H2O＋H＋(微弱)H2O?H＋＋OH－(極微弱)答案(1)Cl－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、OH－、NH3·H2O、H2O(2)c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)(3)c(Cl－)＝c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)[例3]0.1mol·L－1的NaHCO3溶液中各離子濃度的關(guān)系(1)大小關(guān)系：________________________________________________________________。(2)物料守恒：________________________________________________________________。(3)電荷守恒：________________________________________________________________。(4)質(zhì)子守恒：_________________________________________________________________。解析NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)(完全電離)，HCOeq\o\al(－,3)＋H2O?H2CO3＋OH－(主要)，HCOeq\o\al(－,3)?H＋＋COeq\o\al(2－,3)(次要)，H2O?H＋＋OH－(極微弱)。答案(1)c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(OH－)>c(H＋)>c(COeq\o\al(2－,3))(2)c(Na＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))＋c(H2CO3)(3)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)(4)c(OH－)＝c(H2CO3)＋c(H＋)－c(COeq\o\al(2－,3))[例4]0.1mol·L－1的Na2CO3溶液中各離子濃度的關(guān)系(1)大小關(guān)系：_________________________________________________________________。(2)物料守恒：_________________________________________________________________。(3)電荷守恒：_________________________________________________________________。(4)質(zhì)子守恒：_________________________________________________________________。解析Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)(完全電離)，COeq\o\al(2－,3)＋H2O?HCOeq\o\al(－,3)＋OH－(主要)，HCOeq\o\al(－,3)＋H2O?H2CO3＋OH－(次要)，H2O?H＋＋OH－(極微弱)。答案(1)c(Na＋)>c(COeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H＋)(2)c(Na＋)＝2[c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)](3)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))(4)c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(－,3))1．比擬時(shí)緊扣兩個微弱(1)弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的，且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOH?CH3COO－＋H＋，H2O?OH－＋H＋，在溶液中微粒濃度由大到小的順序：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。(2)弱酸根離子或弱堿陽離子的水解是微弱的，但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中：CH3COONa=CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2O?CH3COOH＋OH－，H2O?H＋＋OH－，所以CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。2．酸式鹽與多元弱酸的強(qiáng)堿正鹽溶液酸堿性比擬(1)酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式鹽中酸式酸根離子的電離能力和水解能力哪一個更強(qiáng)，如NaHCO3溶液中HCOeq\o\al(－,3)的水解能力大于其電離能力，故溶液顯堿性。(2)多元弱酸的強(qiáng)堿正鹽溶液：多元弱酸根離子水解以第一步為主。例如，Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)。3．質(zhì)子守恒式可以由電荷守恒式和物料守恒式推導(dǎo)出來以KHS溶液為例，電荷守恒式為c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)①，物料守恒式為c(K＋)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)②，由①－②得質(zhì)子守恒式，消去沒有參與變化的K＋等。4．躲避等量關(guān)系中的2個易失分點(diǎn)(1)電荷守恒式中不只是各離子濃度的簡單相加。如2c(COeq\o\al(2－,3))的化學(xué)計(jì)量數(shù)2代表一個COeq\o\al(2－,3)帶2個負(fù)電荷，不可漏掉。(2)物料守恒式中，離子濃度系數(shù)不能漏寫或顛倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中，“2”表示c(Na＋)是溶液中各種硫元素存在形式的硫原子總濃度的2倍。(三)酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系[例5]比擬以下幾種溶液混合后各離子濃度的大小。(1)CH3COOH和NaOH等濃度等體積混合，離子濃度大小順序?yàn)開_______________________________________________________________________。(2)NaOH和CH3COOH等濃度按1∶2體積比混合后pH＜7，離子濃度大小順序?yàn)開_______________________________________________________________________。(3)pH＝2的CH3COOH與pH＝12的NaOH等體積混合，其離子濃度大小順序?yàn)開_______________________________________________________________________。解析(1)恰好反響后，溶質(zhì)為CH3COONa。(2)中和反響后，溶質(zhì)為等量的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度。(3)由于CH3COOH是弱酸，題中c(CH3COOH)要遠(yuǎn)大于c(NaOH)，反響后溶質(zhì)為CH3COOH、CH3COONa，且n(CH3COOH)要遠(yuǎn)大于n(CH3COONa)，溶液中CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度，溶液呈酸性。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－)(四)鹽與酸(堿)混合型首先考慮是否反響，假設(shè)不反響，分析鹽的水解程度和酸(堿)的電離程度的大小；假設(shè)能反響，那么按反響后混合組成綜合考慮水解和電離兩種因素。[例7]用物質(zhì)的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配成1L混合溶液，其中c(CH3COO－)>c(Na＋)，對該溶液的以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．c(H＋)>c(OH－)B．c(CH3COO－)＝0.1mol·L－1C．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)D．c(CH3COO－)＋c(OH－)＝0.1mol·L－1解析由電荷守恒有：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因c(CH3COO－)>c(Na＋)，那么c(H＋)>c(OH－)；且c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋0.1mol·L－1＞0.1mol·L－1；由物料守恒有：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.2mol·L－1，因c(CH3COO－)＞c(Na＋)＝0.1mol·L－1，那么c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)。答案A(五)不同溶液中同一離子濃度的大小比擬選好參照物，分組比擬各個擊破：如25℃時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的以下溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的順序?yàn)棰?gt;④>③>①>②。分析流程為分組eq\o(→,\s\up7(化學(xué)式中),\s\do5(NH\o\al(＋,4)的數(shù)目))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①②③\o(→,\s\u