高考化学(热点+题型全突破)专题8 模块5 压轴题高分策略之溶液中离子浓度大小比较(含解析)

专题8 模块5 压轴题高分策略之溶液中离子浓度大小比较
问题概述：
电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。

高考化学试卷年年涉及这种题型。

这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、电离度、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。

解此类题的关键是掌握“两大理论、三大守恒”，理清思路。

关键抓住盐溶液中水解的离子。

一、熟悉两大理论，构建思维基点
1、电离理论
（1）弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH＋4、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH＋4)。

（2）多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。

如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。

2．水解理论
（1）弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。

如NH4Cl溶液中：NH＋4、Cl－、
NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NH＋4)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。

（2）多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO2－3、HCO－3、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO2－3)>c(HCO－3)>c(H2CO3)。

二、把握三种守恒，明确等量关系
1、电荷守恒规律
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。

如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO－3、CO2－3、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H ＋)＝c(HCO－
c(OH－)＋2c(CO2－3)。

3)＋
2、物料守恒规律
电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。

如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。

3、质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移作用图示如下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。

质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。

三、理清一条思路，掌握分析方法
四、溶液中离子浓度大小的比较
判断盐溶液中各种离子浓度的大小关系，要从盐的组成、水的电离、盐是否水解等方面综合考虑，并注意守恒法的应用(电荷守恒和元素守恒)，对于弱酸(碱)及其强碱(酸)盐的混合物，一般说来优先考虑盐对弱酸(碱)电离平衡的影响，忽略盐的水解。

如NH4Cl与NH3水的混合物，一般只考虑氨水的电离而忽略铵离子的水解。

1．比较方法
(1)“一个比较”
同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力。

①根据题中所给信息：如果是电离能力大于水解能力，例：CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性；同理NH3·H2O的电离程度大于NH＋4水解的程度，等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。

②根据题中所给信息：如果是水解能力大于电离能力，例：HClO的电离程度小于ClO－的水解程度，所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性；反之，如果等浓度的HClO与N aClO溶液等体积混合
后溶液显碱性，可知HClO 的电离程度小于ClO －
的水解程度。

③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力哪一个更强。

如在NaHCO 3溶液中，3HCO -
的水解能力大于电离能力，故溶液显碱性。

2．常见类型
(1)多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H 3PO 4的溶液中，c (H +
)＞c (42H PO -)＞c (24HPO -)＞c (34PO -
)。

(2)多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析，如Na 2CO 3溶液中，c (Na +
)＞c (23CO -)＞c (OH －
)＞
c (3HCO -
)。

(3)不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对它的影响。

如在相同的物质的量浓度的下列各溶液中：①NH 4Cl 、②CH 3COONH 4、③NH 4HSO 4，c (4NH +
)由大到小的顺序是③＞①＞②。

(4)混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。

如在含0.1 mol·L －1
的NH 4Cl 和0.1 mol·L －1
的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c (4NH +)＞c (Cl －)＞c (OH －)＞c (H +
)。

在该溶液中，NH 3·H 2O 电离程度大于4NH +
的水解程度，溶液呈碱性：c (OH －
)＞c (H +
)，同时c (4NH +)＞c (Cl －
)。

典例一、【考点定位】本题主要考查了盐类水解平衡应用。

涉及离子浓度的比较、比值的变化、溶液pH 的
变化等
【2015天津】室温下，将0.05 mol Na 2CO 3固体溶于水配成100mL 溶液，向溶液中加入下列物质。

有关结论正确的是（ ） 溶液中
olNaHSO 【答案】B
典例二、【考点定位】电解质溶液中离子浓度大小比较
【2015四川】常温下，将等体积，等物质的量浓度的NH 4HCO 3与NaCl 溶液混合，析出部分NaHCO 3晶体，过滤，所得滤液pH<7。

下列关于滤液中的离子浓度关系不正确．．．的是（ ） A ．Kw c(H +)
<1.0×10-7
mol/L B ．c(Na +
)= c(HCO 3－
)+ c(CO 32－
)+ c(H 2CO 3) C ．c(H +
)+c(NH 4+
)= c(OH －
)+ c(HCO 3－
)+2 c(CO 32－
) D ．c(Cl －
)> c(NH 4+
)> c(HCO 3－
)> c(CO 32－
) 【答案】C
【解析】A 、Kw c(H +)
=c(OH －)，pH<7时，c(OH －) 1.0×10-7
mol/L ，A 正确；B 、物料守恒，B 正确；C 、电
典例三、【考点定位】本题主要是考查电解质溶液中离子浓度大小关系，电荷守恒关系，图像分析应用等。

【2015·浙江理综】40 ℃，在氨­水体系中不断通入CO 2，各种离子的变化趋势如下图所示。

下列说法不正．．确．
的是( )
A ．在pH ＝9.0时，c (NH ＋
4)>c (HCO －
3)>c (NH 2COO －
)>c (CO 2－
3)
B ．不同pH 的溶液中存在关系：c (NH ＋
4)＋c (H ＋
)＝2c (CO 2－
3)＋c (HCO －
3)＋
c (NH 2COO －)＋c (OH －)
C ．随着CO 2的通入，
c （OH －）
c （NH 3·H 2O ）
不断增大
D ．在溶液pH 不断降低的过程中，有含NH 2COO －
的中间产物生成 【答案】C
【解析】A 、在pH ＝9.0时，作直线垂直于横坐标，从图上可直接看得出：c (NH 4+
)＞c (HCO ˉ3)＞c (NH 2COOˉ)
＞c (CO 32－
)，A 正确；B 、根据电荷守恒可得：c (NH 4+
)＋c (H +
)＝2c (CO 32－
)＋c (HCO 3－
)＋c (NH 2COOˉ)
知识升华三、【考点定位】考查元素原子结构示意图的书写、物质性质的化学方程式书写、盐的水解平衡、弱电解质电离平衡、沉淀溶解平衡的知识在离子浓度大小比较的应用。

【2015·福建理综】研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)①硫离子的结构示意图为__________________________。

②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为
______________________________________________________。

(2)25 ℃，在0.10 mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与
c(S2－)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①pH＝13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝________mol·L－1。

②某溶液含0.020 mol·L－1 Mn2＋、0.10 mol·L－1 H2S，当溶液pH＝________时，Mn2＋开始沉淀。

[已
知：K sp(MnS)＝2.8×10－13]
(3)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。

①HSO －
3的电离平衡常数表达式K ＝__________________________________。

②0.10 mol·L
－
1
Na 2SO 3溶液中离子浓度由大到小的顺序为
__________________________________________________________________。

③
H 2SO 3
溶
液
和
NaHCO 3
溶
液
反
应
的
主
要
离
子
方
程
式
为
__________________________________________________________________。

【答案】（15分）
（1）①；②C+2H 2
SO 4（浓）2SO 2↑+CO 2↑+2H 2O ；
（2）①0.043；②5。

（3）①
)
()()(323-
-
+⋅HSO c SO c H c ；②c(Na +)>c(SO 32-)>c(OH -)>c(HSO 3-)>c(H +)；③H 2SO 3+HCO 3-=HSO 3-
+CO 2↑+H 2O 。

一、通过读题明确两个内容：
1、最终的溶液中存在的溶质及溶质的浓度
2、存在的平衡关系及相对强弱
二、确定溶液中离子间的基本关系
1、三个等式关系
（1）电荷守恒关系，溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。

（2）物料守恒关系，溶液中某元素的各种存在形式中，原子总量不变。

如0.1mol/L Na2CO3溶液中，c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1。

（3）质子守恒关系，由水电离出的c(H＋)等于由水电离出的c(OH-)。

如Na2S溶液中，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S).需要注意的是，质子守恒关系一般只用于溶质为单一的盐溶液中，若溶液中存在酸或碱时，溶液中的H＋和OH-不全是水提供的，所以，质子守恒关系写起来就有困难了，此溶液中有关c(H＋)和 c(OH-)关系式可以通过上述两个平衡关系导出来。

2、一个大小关系
根据题中信息判断典例程度与水解程度的相对强弱关系得出。