溶液中离子浓度大小的比较方法与技巧

溶液中离子浓度大小的比较

1.溶液中离子浓度大小比较的规律

(1)多元弱酸溶液，根据多步电离分析。如HPQ的溶液中，C(H+)>C(H2PCT)>C(HPO42「)> C(PO43一)。多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析：如NaCO溶液中，c(Na+)>c(CO32 －)>c(OH－)> c(HCO3－)。

(2)不同溶液中同一离子浓度的比较，则要注意分析溶液中其他离子对其的影响。如在

①NHCI②CHCOON③NHHSO溶液中，c(NH+)浓度的大小为③>? >②。

(3)如果题目中指明溶质只有一种物质(该溶质经常是可水解的盐) ，要首先考虑原有阳离子和阴离子的个数，水解程度如何，水解后溶液显酸性还是显碱性。

(4)如果题目中指明是两种物质，则要考虑两种物质能否发生化学反应，有无剩余，剩余物质是强电解质还是弱电解质；若恰好反应，则按照“溶质是一种物质”进行处理；若是混合溶液，应注意分析其电离、水解的相对强弱，进行综合分析。

(5)若题中全部使用的是“〉”或“V”，应主要考虑电解质的强弱、水解的难易、各粒子个数的原有情况和变化情况(增多了还是减少了)。

(6)对于HA和NaA的混合溶液(多元弱酸的酸式盐：NaHA，在比较盐或酸的水解、电

离对溶液酸、碱性的影响时，由于溶液中的Na f保持不变，若水解大于电离，则有C(HA) > c(Na+)>c(A－) ，显碱性；若电离大于水解，则有c(A－) >c(Na+)> c(HA) ，显酸性。若电离、水解完全相同(或不水解、不电离) ，则c(HA) = c(Na+)=c(A－) ，但无论是水解部分还是电离部分，都只能占C(HA)或C(A一)的百分之几到百分之零点几，因此，由它们的酸或盐电离和水解所产生的C(H+)或c(OH「)都很小。

－ 1 － 1

【例1】把0.2 mol ? L的偏铝酸钠溶液和0.4 mol ? L的盐酸溶液等体积混合，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序正确的是

－3+ + + －－3+ + －

A. c(Cl －)>c(Al 3+)>c(Na+)>c(H+)>c(OH－)

B. c(Cl －)>c(Al 3+)>c(Na+)> c(OH－)> c(H+)

—+ 3+ + —+ —3+

C. c(CI )> c(Na) > c(AI ) > c(H ) > c(OH )

D. c(Na )> c(CI )> c(AI ) > c(OH

— +

)> c(H)

【解析】偏铝酸钠与盐酸混合后，发生反应：NaAIC2+HCI+H0 ===NaCI+AI(OH)3，显然，

盐酸过量，过量的盐酸与AI(OH) 3进一步反应：AI(OH) 3+3HCI=== AICI 3+ 3"0,故反应后，溶液为AICI 3与NaCI的混合溶液，CI—浓度最大，反应前后不变，故仍然最大，有部分AI 存在于没有溶解的AI(OH) 3沉淀中，若AI全部进入溶液中与Na+浓度相同，故c(Na+) > c(AI

3+)，由于AICI 3水解溶液呈酸性，故c(H+) > c(OH —)，故正确答案为Co

【答案】Co

【例2】某二元弱酸(简写为H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离：

MAK H+HA HA — H++A"—

已知相同浓度时的“A的电离比HA电离容易，设有下列四种溶液：

A. 0.01 moI ?L —1的HA容液

B. 0.01 moI ?L —1的NaHA溶液

C.0.02 moI ?L —1的HCI与0.04 moI ?L —1NaHA溶液等体积混合液

D.0.02 mol ?L1的NaO与0.02 mol ?L —1的NaHA溶液等体积混合液。据此，填写下列空

白(填代号)：

(1)c(H+)最大的是________ ，最小的是 ______ o

(2)c(H2A)最大的是_______ ，最小的是 _____ o

(3)c(A )最大的是________ ，最小的是 _______ o

(1) A D (2)A D (3)D A

【例3】把0.02 mol ?L-1CHCOOH容液和0.01 mol?L-1NaOH溶液以等体积混合，若

c(H+)>c(OH —)，则混合液中粒子浓度关系正确的是()

? + —

A. c(CfCOO > c(Na ) B . C(CH B COOH>c(CHsCOO)

C. 2c(H ) = c(CH3COO- C(CH B COOH)

D. C(CH3COOH)+(CH B COO = 0.01 mol ?L-1

【解析】AD

2.离子浓度大小比较的守恒规律

(1)电荷守恒：在任何溶液中，阴离子所带电荷总数总是等于阳离子所带电荷总数，

即溶液呈电中性。如在NaCO、NaHC3溶液中，均存在N^、H+、OH、HCO、CO2「离子，它们的浓度不同，但都存在c(Na+)+c(H+)二c(OH「)+ c(HCO「)+2 c(CQ2「)的关系。

(2)物料守恒：又可称原子守恒，在电解质溶液中，尽管有些离子能发生水解，但这些离子(或离子中所含的原子)所含某些原子的总数是始终不变的，是符合原子守恒的。

如在K2S溶液中，虽然S2「发生了水解，生成了HS、H2S,但S原子总数不变，只是S2「以不同形式存在而已，与《存在如下的守恒关系：c(K+)= 2 c(S2_)+2c(HS_)+2 c(H2S)。

(3)水的电离守恒(质子守恒)：根据水的电离：Hb^iH++OH,由水电离出的c(H+)、c(OH_)始终是相等的，溶液中的H、OH离子虽被其他离子结合，以不同形式存在，但其总量仍是相等的。如在K^S溶液中，水电离出的OH即存在如下关系：c(OH「)= c(H+)+(HS「)+2 c(H2S)。

3.应用守恒规律的思维方法

若粒子间用等号连接，应根据守恒原理，视不同情况，从以下几个方面思考：

(1)若等号一端全部是阴离子或阳离子时，应首先

考虑溶液中阴、阳离子的电荷守恒。

(2)若等号一端各项中都含同种元素时，首先应考虑这种元素的原子守恒，即物料守恒。

(3)若等号一端为c(H+)或c(OH「)时，应首先考虑是否符合水的电离守恒。

(4)若等号两端既有分子又有离子，则考虑将电荷守恒与物料守恒相加或相减。或利用质子来源进行分析。

【例4】将0.1 mol ? L「1的醋酸钠溶液20ml与0.1 mol ? L「1盐酸10 ml混合后，溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是()

A. C(CH3COO) > c(Cl 「)> c(H +) > c(CH 3COOH) B . c(CH3COO) > c(Cl「)> c(CH 3COOH) >

c(H+)

—— + + + ——

C. c(CH 3COO) = c(Cl ) > c(H ) > c(CH 3COOH) D c(Na )+C(H ) = c(CH 3COO) + c(Cl ) + c(OH「)

【答案】BD

【例5】0.02mol ? L—1的HCN溶液与0.02 mol ? L—1 NaCN溶液等体积混合，已知该混

合溶液中c(Na+)> c(CN_)。用“ >”“<”或“二”符号填写下列空格：

(1) ____________ 液中c(H+) c(OH「) ________ ( 2)c(HCN) c(CN「)

1

(3) c(HCN)+ c (CN ) ___ 0.02 mol ? L。

【解析】HCN在溶液中存在下列电离平衡：HC—H+CN, NaCN完全电离产生的CN

存在水解平衡：CN +H^^HCN+OH 假设均不发生电离和水解，则应存在c(Na+)=c(CN —)=c(HCN)，混合后溶液中c(Na+)> c(CN_)，故说明其水解消耗的CN大于电离产生的CN , 故有c(OH) > c(H+) c(HCN) > c(CN「)，根据溶液中的“ CN原子守恒，可知混合后，两浓度之和应等于0.02 mol ?L —1;

【答案】(1) < (2) > (3)=

【例6】(1)取0.2mol ?L —1的HX溶液与0.2 mol ?L —1 NaOH溶液等体积混合，测得混

合溶液中c(Na+)> c(X—) o

①混合溶液中c(HX) ____ c(X—)

②混合溶液中c(HX)+ c(X —) 0.1 mol ?L —1(忽略体积变化)；

③混合溶液中由水电离出的c(OH_) _____ 0.2 mol ?L —1HX溶液中由水电离出的c(H+)。

(2)如果取0.2 mol?L—1 HX溶液与0.1 mol?L—1 NaOH溶液等体积混合，测得混合溶