2020届高三化学复习试题调研：水溶液中的离子平衡 ——溶液中粒子浓度关系

水溶液中的离子平衡

——溶液中粒子浓度关系

判断电解质溶液中的粒子浓度关系是近几年高考的必考题型，一般在选择题中作为压轴题呈现。因综合性强、难度大且常考常新，成为考生失分的重灾区。要想攻克此难关，需巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系，进行分析，比较即可。

一理解两大平衡，树立微弱意识

1．电离平衡→建立电离过程是微弱的意识

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。如在稀醋酸溶液中存在：CH3COOH CH3COO－＋H＋，H2O OH－＋H＋，溶液中粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)。

2．水解平衡→建立水解过程是微弱的意识

弱酸根离子或弱碱阳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CH3COONa溶液中存在：CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－，H2O H＋＋OH－，溶液中，c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)。

二巧用守恒思想，明确定量关系

1．等式关系

(1)电荷守恒

电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。

如：NaHCO3溶液中电荷守恒：

c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)。

(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他离子或分子，但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。

如：在NaHCO3溶液中，n(Na)∶n(C)＝1∶1，推出c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)。

(3)质子守恒

质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联合求出。

如：NH4HCO3溶液中H3O＋、H2CO3为得到质子后的产物；NH3·H2O、OH－、CO2－3为失去质子后的产物，故有c(H3O＋)＋c(H2CO3)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)＋c(CO2－3)。

[提醒] 电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加：如2c(CO2－3)的化学计量数2代表一个CO2－3带有2个负电荷，不可漏掉。

2．不等式关系

溶液类型

典型实例 离子浓度大小规律 多元弱酸溶液 0.1 mol ·L －1的H 2S 溶液中：c (H

＋)＞c (HS －)＞c (S 2－) 显性离子＞一级电离离子＞二级电离离子

一元弱酸的正盐溶液 0.1 mol ·L －1的CH 3COONa 溶液中： c (Na ＋)＞c (CH 3COO －)＞c (OH －)＞c (H ＋) 不水解离子＞水解离子＞显性

离子＞水电离出的另一离子

二元弱酸的正盐溶液 0.1 mol ·L －1的Na 2CO 3溶液中：c (Na ＋)＞c (CO 2－3)＞c (OH －)＞c (HCO －3)＞c (H ＋)

不水解离子＞水解离子＞显性

离子＞二级水解离子＞水电离

出的另一离子 二元弱酸的酸式盐溶

液

0.1 mol ·L －1

的NaHCO 3溶液中： c (Na ＋)＞c (HCO －3)＞c (OH －)＞c (H ＋)＞c (CO 2－3) 不水解离子＞水解离子＞显性离子＞水电离出的另一离子＞电离得到的酸根离子

三明晰三大类型，掌握解题流程

1．比较溶液中粒子浓度关系的三大类型

类型一：单一溶液中各离子浓度的比较

①多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H 3PO 4溶液中：c (H ＋)>c (H 2PO －4)>c (HPO 2－4)>c (PO 3－4)。

②多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸的酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na 2CO 3溶液中：c (Na ＋)>c (CO 2－3)>c (OH －)>c (HCO －

3)。

类型二：混合溶液中各离子浓度的比较

混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol ·L －1 NH 4Cl 溶液和0.1 mol ·L －1的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为c (NH ＋4)>c (Cl －)>c (OH －)>c (H ＋)。

类型三：不同溶液中同一离子浓度的比较

不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。

如在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH 4Cl ；②CH 3COONH 4；③NH 4HSO 4，c (NH ＋4)由大到小的顺序为③＞①＞②。

2．比较溶液中粒子浓度关系的解题流程

[考法精析]

考法一单一溶液中粒子浓度关系

1．常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的下列溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是( )

A．氨水中，c(NH＋4)＝c(OH－)＝0.1 mol·L－1

B．NH4Cl溶液中，c(NH＋4)＞c(Cl－)

C．Na2SO4溶液中，c(Na＋)＞c(SO2－4)＞c(OH－)＝c(H＋)

D．Na2SO3溶液中，c(Na＋)＝2c(SO2－3)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)

解析：选C 氨水为弱碱溶液，NH3·H2O只能部分电离出OH－，结合电荷守恒c(NH＋4)＋c(H＋)＝c(OH－)可得：c(NH＋4)＜c(OH－)＜0.1 mol·L－1，A错误；NH4Cl溶液中，NH＋4部分水解，Cl－浓度不变，则溶液中c(NH＋4)＜c(Cl－)，B错误；Na2SO4溶液显中性，c(OH－)＝c(H＋)，结合电荷守恒可得：c(Na＋)＝2c(SO2－4)，溶液中离子浓度大小为c(Na＋)＞c(SO2－4)＞c(OH－)＝c(H ＋)，C正确；根据Na

c(Na＋)＝2c(SO2－3)＋2c(HSO－3)＋2c(H2SO3)，2SO3溶液中的物料守恒可得：

D错误。

2．室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )

A．Na2S溶液：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S)

B．Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)

C．Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(OH－)

D．CH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(Cl－) 解析：选B 由质子守恒可知，Na2S溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，c(OH－)＞c(HS－)，A错误；同理，Na2C2O4溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)，B正确；Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)，C错误；CH3COONa 和CaCl2混合溶液，根据物料守恒关系：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝c(Na＋)，c(Cl－)＝2c(Ca2