溶液中微粒浓度大小的比较

溶液中微粒浓度大小的比较

□北京/卢娟卢有祥

在最近七年的高考中，有关溶液中微粒浓度大小比较的题目频繁出现，就是因为这类试题综合考查物质的量浓度、弱电解质的电离平衡、水的电离平衡、盐类的水解平衡及物料守恒等知识，是考查学生分析、综合能力的好题。现就这类题目的解题思路和方法归纳如下：一．准备知识

1．离子电荷守恒：

在电解质溶液中，阴、阳离子所带的正、负电荷总数应该相等即电解质溶液对外不显电性。如在NaHCO3溶液中，存在有Na+、H+、CO32-、HCO3-、OH-。阳离子所带正电荷总数表示为：c(Na+).v + c(H+).v阴离子所带负电荷总数表示为: c(HCO3-).v + c(OH-).v + 2c(CO32-).v，这里的“2”是因为带CO32-2个单位负电荷。由阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等，同时同一溶液中各微粒体积相同，化简后得：c(Na+) + c(H+) = c(HCO3-) + c(OH-) + 2c(CO32-)这叫做离子电荷守恒。

2.物料守恒：

在溶液中某元素的各种存在形式的离子或分子中，原子个数是守恒的，例如：0.1mol/L 的NaHCO3溶液中：c(HCO3-) + c(H2CO3) + c(CO32-) = 0.1mol/L。

3．电离平衡和水解平衡：

多元弱酸的电离是多步的，例如：H 2S H+ + HS-，HS- H+ + S2-溶液的酸性主要由第一步电离所决定。

多元弱酸盐的水解是分步进行的，例如：CO 32- + H2O HCO3- + OH-溶液的碱性主要由HCO 3-+ H2O H2CO3 + OH-溶液的碱性主要由第一步水解决定。

在相同浓度的CH3COOH和CH3COONa溶液中， CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，在相同浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液中，NH3·H2O的电离程度大于NH4Cl的水解程度，但在相同浓度的HCN和NaCN溶液中， HCN的电离程度小于NaCN水解程度，这点也应注意。

二．解题思路与方法

1．在单一组分溶液中：应考虑弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、水的电离平衡及离子电荷守恒和物料守恒。

例1．

草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在O.1mol·L-1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的

是（）

A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+c(C2O42-) B．c(HC2O4-) + c(C2O42-) = 0.1mol·L-1

C．c(C2O42—)>c(H2C2O4) D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42—) 分析：

根据离子电荷守恒判断A不正确，因为C2O42-带两个负电荷，所以c(C2O42—)前应加“2”。

根据物料守恒判断B不正确。因为C2O42-水解生成H2C2O4应为：

c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42—)= 0.1 mol·L-1

根据已知“草酸氢钾溶液呈酸性”说明HC2O4—的电离程度大于其水解程度，所以C正确。

根据草酸氢钾的化学式和物料守恒判断D正确.

答案： C、D。

2.在多组分的混合液中：应首先判断离子反应发生后溶液中生成了什么物质？反应物有无过量。若不过量则按单一组分溶液分析，若有过量反应存在，则讨论过量物质对弱电解质电离或盐的水解的影响。

例2．(2004年上海高考化学试题)

将标准状况下的2.24L CO2通入150mL 1mol/L 的NaOH溶液中，下列说法正确的是（）A.c（HCO3-）略大于c（CO32-）B. c（HCO3-）等于c（CO32-）

C.c（Na+）等于c（CO32-）与c（HCO3-）之和

D.c（HCO3-）略小于c（CO32-）

分析：

将标准状况下2.24L（0.1mol）CO2通入150mL 1mol/L 的NaOH(0.15mol)溶液中，反应生成0.05molNa2CO3和0.05molNaHCO3。在溶液中由于Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度，所以A正确，B、C、D均不对。

答案：A

例3．(2004年全国高考理科综合能力测试天津卷)

下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是

A．100mL 0.1mol/L氨水与10mL 0.1mol/L盐酸混合

C(Cl-) > C(NH4+) > C(OH-) > C(H+)

B．10mL 0.1mol/L NH4Cl与5mL 0.2mol/L NaOH溶液混合

C(Na+) = C(Cl-) > C(OH-)> C(H+)

C．10mL 0.1mol/L CH3COOH溶液与5mL 0.2mol/L NaOH溶液混合

C(Na+) = C(CH3COO-) > C(OH-) > C(H+)

D ．10mL 0.5mol/L CH 3COONa 溶液与6mL 1mol/L 混合盐酸

C C (Cl -) > C (Na +) > C (OH -) > C (H +)

分析：

A 组：混合后生成NH 4Cl 和H 2O ，由于NH 4+水解显酸性NH 4+ + H 2O

NH 3·H 2O + H +， C (H +) >C (OH -) 所以不对。

B 组：混合后生成等物质的量的NaCl 和NH 3·H 2O 由于NH 3·H 2O 是弱电解质，部分电离显碱性，所以正确。

C 组：混合后生成CH 3COONa 和H 2O ，由于CH 3COO -水解，C (Na +) > C (CH 3COO -)，所以不对。

D 组：混合后生成弱电解质CH 3COOH ，但盐酸过量溶液显酸性，C (H +) >C (OH -)所以不对。

例4．(2004年全国高考理科综合能力测试北京卷)

已知1

L mol 1.0-⋅的二元酸H 2A 溶液的0.4pH =，则下列说法中正确的是（ ）

A. 在Na 2A 、NaHA 两溶液中，离子种类不相同

B. 在溶质物质的量相等的Na 2A 、NaHA 两溶液中，阴离子总数相等

C. 在NaHA 溶液中一定有：][2][][][][2---++++=+A OH HA H Na

D. 在Na 2A 溶液中一定有：][][][][2-+-+>>>OH H A Na

分析： 1L mol 1.0-⋅的二元酸H 2A 溶液的0.4pH =说明是弱酸(若为强酸则应pH<1)。

在Na 2A 溶液中，存在A 2-的水解平衡A 2- + H 2o

HA - + OH - HA -+ H 2o H 2A + OH -及水的电离平衡H 2O H + + OH -。在NaHA 溶液中，存在HA -的水解平衡HA -+ H 2O

H 2A + OH -及HA -的电离平衡HA -A 2- + H +及水的电离平衡H 2O H + + OH -，所以在这两溶液中离子的种类相同，A 组结论不对。

在溶质物质的量相等的Na 2A 、NaHA 两溶液中，由于Na 2A 溶液Na +的数量是NaHA 溶液中Na +数量的2倍，而HA -存在着微弱的电离和水解两个过程，所以两溶液中阴离子总数不相等。所以B 组结论不对。根据离子电荷守恒C 组正确。在溶液Na 2A 中A 2-水解显碱性，所以D 组不对。

答案：C 。

3.对于多种不同溶质的溶液，应仔细分析对比溶液中各溶质的电离平衡、水解平衡。