电解质溶液中粒子浓度关系
电解质溶液中离子浓度大小比较及守恒关系
电解质溶液中离子浓度大小比较及守恒关系人教版选修四有关电解质溶液的知识内容是高中化学的重要基础理论之一,也是很多学生学习的难点.尤其是涉及离子浓度大小比较问题和守恒关系,学生的得分率普遍较低.通过多年的教学摸索,我觉得主要的原因是学生对弱电解质的电离、盐类的水解等相关知识理解不透彻,常常不能综合考虑问题.如何才能又快又好地解答这类题呢?除了掌握基础外,还需有科学的解题思路.下面将自己的解题思路写出来和大家共同探讨.一、离子浓度大小比较离子浓度大小的比较需要注意两点:(1)紧抓两个平衡:弱电解质的电离、盐类的水解.(2)做题时,先理清溶液的成分,是单一溶液还是混合溶液,后具体分析.1.单一溶液(1)多元弱酸溶液多元弱酸的电离是分步进行的,且上一步电离出的氢离子会抑制下一步的电离,所以电离程度一步比一步弱.一般规律是:(H+)﹥(一级电离离子)﹥(二级电离离子)﹥(三级电离离子)﹥(OH-).例如,在H3PO4溶液中,c(H+)﹥c(H2PO-4)﹥c(HPO2-4)﹥c(PO3-4)﹥c(OH-).(2)一元弱酸强碱盐或一元强酸弱碱盐判断离子浓度大小要考虑弱酸根离子的水解,一般规律是:(不水解的离子)>(水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子).例如,在醋酸钠溶液中,c(Na+)﹥c(CH3COO-)﹥c(OH-)﹥c(H+).(3)多元弱酸强碱盐多元弱酸根离子是分步水解,一般规律是:(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).例如,在Na2CO3溶液中,c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+).(4)多元弱酸的酸式盐因弱酸的酸式酸根离子不仅电离,而且水解,所以须先弄清楚电离与水解的大小,后判断离子浓度的大小.常见的NaHCO 3 、NaHS、Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度,溶液显碱性.例如,在NaHCO3溶液中,c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3).而在NaHSO3、NaH2PO4溶液中酸式酸根离子的电离程度大于水解程度,溶液显酸性.例如,在NaHSO3溶液中,c(Na+)>c(HSO-3)>c(H+)>c(SO2-3)>c(OH-).一般地,在做不同溶液中同种离子浓度的比较这类题时既要考虑离子在溶液中的水解情况,又要考虑电离情况以及其他离子对该离子的影响.例如,现有常温下浓度相等的四种溶液:a.NH4HCO 3 、b.NH4HSO 4 、c.NH4Cl 、d .氨水.请判断四种溶液中c(NH+4)的大小.三种盐完全电离,NH+4水解显酸性,HCO3-水解显碱性,它们的水解相互促进,b完全电离溶液显强酸性,抑制了NH+4的水解,d部分电离出NH+4,所以c(NH+4):b﹥c﹥a﹥d.2.混合溶液先要看混合时是否发生反应,若有反应,则要判断是否过量(注意溶液体积变化);然后结合电离、水解等因素得出溶液成分和各成分量的大小,找到离子浓度的大小.例如,0.2mol/L NH4Cl溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合,溶液中存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是.分析:由NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3·H2O可知NH4Cl过量,此时得到NaCl 、NH3·H2O、NH4Cl 等量混合溶液,NH3·H2O的电离程度大于NH+4的水解程度,溶液显碱性,同时c( Cl-)>c(NH+4).电离、水解等都是影响离子浓度大小的要素.答案:c( Cl-)>c(NH+4)>c(OH-)>c(H+)二、守恒关系1.电荷守恒电解质溶液呈电中性,即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.解题思路:先把涉及的电离方程式、水解方程式全部写出,后找出所有的阴、阳离子再写出等式.注意:离子浓度前的系数.2.物料守恒电解质溶液中因溶质的电离或水解,溶质电离出的离子会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.例如,0.1mol/L Na2CO3溶液,n(Na+)∶n(CO2-3)=2∶1,推出:c (Na+) =2[c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)].也可根据C守恒推出:c(HCO-3)+c(CO2-3) + c(H2CO3) = 0.1.3.质子守恒电解质溶液中的粒子电离出的H+的总数等于粒子得到的H+的总数再加上游离的H+的总数.例如,Na2CO3溶液:c (H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3)=c(OH-) .实际上,质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联力求解.。
认识电解质溶液的导电性与离子浓度
认识电解质溶液的导电性与离子浓度电解质溶液是指在溶解过程中可以产生离子的化合物溶液。
离子是带电的原子或者分子,它们在溶液中具有良好的导电性。
本文将介绍电解质溶液的导电性与离子浓度之间的关系,并探讨其影响因素。
一、电解质溶液的导电性电解质溶液的导电性是指其导电能力的大小,通常用电导率来衡量。
电导率越高,说明电解质溶液具有更好的导电性能。
电解质溶液导电的原理是离子在溶液中的自由移动。
正离子向负极移动,负离子向正极移动,从而形成离子的运动电流。
因此,电解质溶液具有良好的导电性。
二、离子浓度与导电性的关系离子浓度是指单位体积内离子的数量。
离子浓度越高,电解质溶液的导电性也越强。
根据伊朗著名物理学家恩斯特·库尔特斯提出的库尔特斯定律,离子浓度与电解质溶液的电导率之间存在线性关系。
具体而言,当其他条件不变时,离子浓度每增加一倍,电解质溶液的导电率也增加一倍。
三、影响电解质溶液导电性的因素除了离子浓度外,还有其他因素也会影响电解质溶液的导电性。
1. 温度:温度对电解质溶液的导电性有较大影响。
通常情况下,随着温度的升高,离子的活动能力增加,离子迁移速度加快,从而导致电导率增加。
2. 溶液浓度:溶液浓度的增加会导致离子浓度的增加,进而增强电解质溶液的导电性。
3. 溶剂:不同的溶剂对电解质的溶解能力不同,因此对电解质溶液的导电性也有所影响。
4. 离子价态和离子半径:离子的价态和半径对电解质溶液的导电性也有一定的影响。
一般来说,离子价态较大、半径较小的离子在溶液中的导电性较好。
综上所述,电解质溶液的导电性与离子浓度密切相关。
离子浓度越高,电解质溶液的导电性越强。
此外,温度、溶液浓度、溶剂以及离子价态和离子半径等因素也会对电解质溶液的导电性产生影响。
通过对电解质溶液导电性与离子浓度的认识,我们可以更好地理解电解质溶液的性质和特点,并在实际应用中灵活运用。
电解质溶液的导电性不仅在化学领域有重要的研究价值,也在电化学、电池工业、生物化学等领域具有广泛的应用前景。
电解质溶液中离子浓度的守恒关系
电解质溶液中离子浓度的守恒关系昆山经济技术开发区高级中学王育梅摘要:本文作者根据近三年来高三教学经验总结高考中电解质溶液中离子浓度的守恒关系,旨在探求题目考察的发展过程和规律,希望能给教学带来启发。
关键词:电解质溶液离子浓度守恒演变近几年来,江苏高考中,电解质溶液中离子浓度的关系是考试的必考题目,因此类题目可以将弱电解质的电离平衡,盐类的水解平衡,酸式盐的电离和水解,以及它们电离和水解大小程度等进行综合的考查,因而在高考以及每次各地的模拟考试中此类题目长考不衰。
离子浓度的大小关系在此不做分析,而对于离子浓度的守恒关系笔者发现有一个逐渐发展和演变的过程,题目越考越灵活。
一、电荷守恒电荷守恒考查在03-09的七届的江苏高考中都有体现,大致经历了这样几个阶段(注:下列例举中高考题忠于原题,未作正误判断)1、单一溶液:①弱碱溶液:(06江苏13)选项A.0.1mol·L-1氨水中:c(OH-)=c(NH4+)②弱酸溶液:(07江苏15)选项A.0.1 mol·L-1 HCOOH溶液中:c (HCOO-)+ c (OH-)= c (H+)③弱酸或弱碱形成的正盐溶液:(09南京期末12)选项C.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:c (Na+) +c (H+)=2c (S2-)+c (HS- )+c (OH-)④酸式盐溶液:(04江苏)17.草酸是二元弱酸,草酸氧钾溶液呈酸性。
在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液0.1 mol·L-1中,下列关系正确的是()A.c (K+)+ c (H+)= c (HC2O4—)+ c (OH—)+ c (C2O42-)2、电荷守恒的变形:①(03江苏)18.将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是B c (Na+)>c (CN-)②已知溶液pH,将c (H+)和c (OH—)代入(09.1苏州市调研13)B.再pH=8的NaB溶液中:c (Na+)- c (B-)=0.99×10-6 mol·L-1③酸碱混合后溶液中离子浓度关系:(05江苏)12.常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是()D.pH=7,且c(CH3COO—) >c(Na+) >c(H+) = c(OH—) ④(09江苏)13.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()D.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+C(H+)此题不难辨别考察的是电荷守恒关系,将c(Na+)用c(CH3COOH)替代后左右相等,在分析此酸性混合溶液中CH3COOH的电离和CH3COO—水解程度大小比较问题二、物料守恒:物料守恒在近几年的江苏高考中出现不多,03、04、06年高考中有所体现,但平时各地模拟考试中经常出现,同样有着逐渐演变而且越变越难的趋势1、单一溶液:①弱酸溶液:O.1mol·L的CH3COOH溶液中c(CH3COO-)+(CH3COOH)= O.1mol·L-1②弱碱溶液:O.1mol·L-1的氨水溶液中c(NH3)+c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=O.1mol·L-1③正盐溶液:Na2CO3溶液中c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-)④酸式盐溶液:(04江苏)17.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。
电解质溶液的电离度与浓度关系
电解质溶液的电离度与浓度关系电解质溶液是由电解质分子或离子组成的溶液。
在溶液中,电解质会发生电离,即分解成带电的离子。
电离度是指溶液中电解质分子或离子的电离程度,它与溶液的浓度有着密切的关系。
本文将探讨电解质溶液的电离度与浓度之间的关系,并从理论和实验两个方面进行阐述。
一、理论推导电解质溶液的电离度与浓度之间存在一定的关系。
根据电离度的定义,电离度(α)等于溶液中电离物质的浓度(C)与总物质浓度(C0)的比值。
即:α = C / C0其中,C表示电离物质的浓度,C0表示总物质的浓度。
从理论上来看,电离度与浓度之间应该存在正相关关系。
因为电离度是电离物质浓度与总物质浓度的比值,当电离物质的浓度增加时,电离度也会相应增加。
这是因为在高浓度下,电离物质之间的相互作用增强,电离程度也会增加。
然而,实际情况并非如此简单。
在实验中发现,电离度与浓度之间并非线性关系,而是呈现出一定的非线性特征。
这是由于溶液中电离物质的电离过程受到多种因素的影响,如离子间相互作用、溶剂效应等。
二、实验验证为了验证电解质溶液的电离度与浓度之间的关系,可以进行一系列实验。
首先,选择一种电解质溶液,如盐酸溶液。
然后,分别制备不同浓度的盐酸溶液,并测定其电离度。
在实验中,可以使用电导率计来测定溶液的电导率,从而间接得到电离度。
电导率是溶液中电离物质导电能力的度量,与电离度成正比。
通过测定不同浓度的盐酸溶液的电导率,可以得到电离度与浓度之间的关系。
实验结果显示,盐酸溶液的电离度与浓度之间并非线性关系。
随着浓度的增加,电离度逐渐增加,但增加速度逐渐减缓。
这说明在高浓度下,电离度增加的速度变慢,与理论推导的结果不完全一致。
三、影响因素电解质溶液的电离度与浓度之间的关系受到多种因素的影响。
其中,离子间相互作用是一个重要的因素。
在高浓度下,离子之间的相互作用增强,导致电离度增加的速度变慢。
这是因为离子之间的相互作用会减弱电离物质的电离能力,使得电离度无法线性增加。
电解质溶液中离子浓度大小的比较
A. c ( Na ) 一2 c ( S z) +2 c ( HS 一 ) +2 c ( H, S ) B . c ( Na + ) +c ( H +) 二c - ( S z 一) +c ( HS )
比弱 电解质 电离 程 度还 小 , 在 单 个 弱 离 子 的
盐 溶液 中 主要是 以能发 生 水解 的弱 离子 形式
不正 确 ; 若 加 入 的碱 为 弱 碱 , 呈 中性 时 弱 碱 要 过 量 ,
C项 不 正 确 。 答 案 为 D。
存在, 其 水解 产生 的微粒 浓 度 很小 , 但 弱 离 子 Biblioteka 乌 绱 印 扁 扈
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■ 江 苏 省 南 京 市 秦 淮 高级 中 学
电 解 质 溶 液 中离 子 浓 度 大 小 的 比较 是 高 考 的必 考点 , 现将 其一 般 规律 总结 如下 。 1 . 弱 电解 质 的 电离 程 度 很 小 , 在 弱 电 解
解析: HA 与 MOH 发 生 反 应 , 不管 酸 、 碱谁 强 谁弱 , 反应之 后酸 、 碱谁剩余 , 及 反 应 之 后 溶 液 呈 中 性、 酸『 生还 是 碱 性 , 都 存 在 H 、 A-、 Ⅳ r、 oH一四 种
的水 解 程 度 比水 的 电离 程 度 大 。 多 元 弱 酸 根
拓展 提 升 : 二 元 酸 H A 溶 液 与 二 元 碱
M( OH ) 溶 液 反 应 , 不 管 酸 、 碱 强 弱 如 何 , 呈
电解质溶液中离子浓度和电解性的计算和测定
电导率在工业生产中的应用
水质监测:电导率是衡量水质的重要指标之一,可以反映水中离子浓度和杂质含量
化工生产:电导率可以用来监测化学反应的进行程度和产物的纯度
食品加工:电导率可以用来检测食品中的盐分和糖分含量,保证食品质量和安全
环境监测:电导率可以用来监测土壤和水源的污染程度,为环境保护提供依据
电导率在环境监测中的应用
应用:在化学、生物、环境等领域中,离子浓度的测定和计算具有重要意义。
电导率的概念和影响因素
压力:压力增大,离子运动受阻,电导率减小
温度:温度升高,离子运动加快,电导率增大
离子浓度:离子浓度越高,电导率越大
离子种类:不同离子对电导率的影响不同,如Na+、Cl-等离子对电导率的影响较大
电导率:表示溶液导电能力的物理量
离子电导率常数:与离子种类和溶液温度有关
关系式:电导率=离子浓度×离子电导率常数
电导率与离子迁移率的关系
离子迁移率受温度、压力、离子种类等因素影响,因此电导率也会受到影响。
电导率与离子迁移率的关系可以通过公式表示,其中电导率与离子迁移率成正比。
离子迁移率是指离子在电场作用下的迁移速度,与离子的性质和溶液的性质有关。
离子:带电的粒子,包括阳离子和阴离子
电导率:衡量溶液导电能力的物理量
浓度:表示溶液中溶质含量的物理量,常用单位为摩尔每升(M)或毫摩尔每升(mM)
离子浓度的定义和计算方法
离子浓度的定义:电解质溶液中离子的浓度,通常用C表示。
计算方法:通过电导率、温度和离子电荷数等参数计算得出。
影响因素:电解质溶液的浓度、温度、离子电荷数等。
电导率是衡量溶液导电能力的参数,与离子浓度和离子迁移率有关。
电导率与离子浓度的应用实例
溶液中离子浓度比较
溶液中离子浓度比较判断电解质溶液中离子浓度的大小关系或等量关系,是中学化学的重点和难点,也是高考中经常涉及的问题,本文就此类问题的教学总结如下。
一、熟练掌握两个规律1.多元弱酸电离的规律:根据多元弱酸分步电离分析:如在H3PO4溶液中:c(H+)> c(H2PO4-)> c(HPO42-)>c(PO43-)和c(H+)>3c(PO43-)2.盐类水解的规律:谁弱谁水解,谁强显谁性,即根据是否水解及溶液酸碱性分析:如NH4Cl溶液中:c(Cl-)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);越弱越水解,双弱促水解,即根据水解程度分析:如同温度同浓度的NaCN溶液和NaF溶液中,c(CN-)<c(F-);同温同度浓度的①NH4Cl溶液②NH4HCO3溶液中,NH4+浓度关系是①>②。
多元要分步,程度依次减,即根据多元弱酸根的分步水解及各步水解程度分析:如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)和c(Na+)>2c(CO32-);同温度同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中,c(CO32-)<c(HCO3-)。
显酸酸抑制,显碱碱抑制,即根据酸、碱对水解平衡的影响分析:如同温同浓度的①NH4Cl溶液②NH4HSO4溶液中,NH4+浓度关系是①<②。
二、灵活运用三个守恒1.电荷守恒电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,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。
如在Na2CO3溶液中存在着Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)2.物料守恒电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,使离子或分子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的,如在0.10 mol/LNa2CO3溶液中CO32-能水解,故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为:c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.10mol/L或c(Na+)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)3.质子守恒任何溶液中,水电离产生的H+和OH-的物质的量均相等,在能发生水解的盐溶液中,有H+(或OH-)转化为其他存在形式的情况存在,但各种存在形式的物质的量总和与OH-(或H+)的物质的量仍保持相等。
电解质溶液的电离度与浓度变化
电解质溶液的电离度与浓度变化电解质溶液是由可溶性物质溶解在溶剂中形成的具有离子性质的溶液。
正因为其中存在着离子,使得电解质溶液具有许多特殊性质。
其中一个重要的特征是其电离度的大小与溶液的浓度密切相关。
本文将探讨电解质溶液中电离度与浓度变化之间的关系。
1. 电离度的定义和计算方法电离度是指在溶液中电解质分子离解成离子的程度。
以一元电解质为例,其离解反应可表示为:AB ⇌ A+ + B-。
电离度α可以通过溶液中离子的浓度与总物质浓度之比来计算,即α = [A+]/[AB],其中[A+]为离子的浓度,[AB]为电解质的浓度。
2. 电离度与浓度的关系在稀溶液中,电解质的电离度与浓度之间存在着一定的关系。
当溶液浓度较低时,电离度近似与浓度成正比关系,即α ≈ k × c,其中k为电离度常数,c为电解质的浓度。
这是因为在较稀溶液中,电解质的离解程度较高,离子间距离较远,相互作用较小,故电离度可用浓度来近似表示。
然而,当溶液浓度增大时,电离度与浓度之间的关系将变得复杂。
这是因为溶液中离子浓度的增加会导致离子间相互作用的增加,从而影响电离度。
在高浓度下,离子之间的相互作用会变强,离子化程度取消,电离度不再与浓度成正比。
此时,电离度还受到离子间相互作用、溶剂效应以及溶解度等因素的影响。
3. 电离度与浓度变化的影响电离度与浓度变化之间的关系对于理解电解质溶液的性质和应用具有重要意义。
首先,电离度的变化将影响溶液的电导性能。
电离度越大,溶液的电导率越高。
因此,控制电离度可以调节溶液的电导性能,应用于电解质溶液的导电测试和电解过程。
其次,电离度的变化也会影响溶液的酸碱性质。
在水溶液中,离子会发生水解反应,形成酸碱。
随着电离度的增加,水解反应的进行程度也会增大,溶液的酸碱性质将发生改变。
此外,电离度与浓度变化还对溶液的化学反应速率产生影响。
在化学反应中,电解质的电离度与溶液浓度的增加会提高反应中离子的活性,增加反应速率。
溶液的导电性与离子浓度
溶液的导电性与离子浓度溶液是由溶剂和溶质组成的混合物,在化学反应、生物过程和工业应用中都起到至关重要的作用。
其中,溶液的导电性与其中溶解的离子浓度之间存在着密切的关系。
本文将探讨溶液的导电性与离子浓度之间的关联,并为读者提供更多关于这个话题的信息。
一、导电性与离子浓度的基本原理导电性是指溶液在外加电场下传导电流的能力,而溶液的导电性与其中溶解的离子的浓度密切相关。
未溶解物质不会导电,只有溶解后形成了离子的物质才能传导电流。
溶解在溶剂中的离子可以自由移动,在电场作用下形成电流。
二、溶液中的电解质电解质是指能够在溶液中生成离子的化合物,可以分为强电解质和弱电解质两种。
强电解质能够完全离解为离子,如HCl和NaCl等,其溶液中离子浓度较高,导电性强。
而弱电解质只能部分离解为离子,如醋酸和氨水等,其溶液中离子浓度较低,导电性相对较弱。
三、离子浓度对导电性的影响离子浓度是衡量溶液中离子含量的指标,通常用摩尔浓度表示。
溶液中离子浓度越高,离子间的相互碰撞就越频繁,传导电流的能力也就越强。
因此,离子浓度的增加会提高溶液的导电性。
四、稀溶液和浓溶液的导电性稀溶液中离子浓度较低,离子间的相互碰撞较少,因此导电性较弱。
而浓溶液中离子浓度较高,离子间的相互碰撞较多,导电能力较强。
这是因为浓溶液含有更多的溶质分子或离子,使得电场作用下的离子移动速度增加,导致电导率增强。
五、电解质强度对导电性的影响除了离子浓度,溶液的导电性还受到电解质的强度的影响。
强电解质的离子完全离解,因此其溶液中离子浓度较高,导电性强。
而弱电解质只有部分离解为离子,其溶液中离子浓度较低,导电性相对较弱。
六、温度对导电性的影响温度对溶液的导电性也有一定影响。
一般来说,随着温度升高,溶剂的扩散能力增加,离子的移动速度加快,导电性增强。
但对于某些特定的电解质溶液,温度升高反而会导致溶解度下降,离子浓度减小,从而导致导电性降低。
七、应用和意义溶液的导电性与离子浓度的关系在很多领域都有着重要的应用和意义。
溶液的电导率与电解质的离子浓度关系
溶液的电导率与电解质的离子浓度关系溶液的电导率是指溶液中的电流传导能力,主要由其中溶解的电解质的离子贡献。
通过研究电解质离子在溶液中的浓度变化与电导率的关系,可以揭示电解质在溶液中的行为规律和溶液的电导性质。
本文将重点阐述溶液的电导率与电解质的离子浓度之间的关系,以及对此关系的应用。
1. 电导率的定义与计算方法电导率是指单位长度(或单位面积)内的电流通过导体所需的电压。
通常用字母κ表示,单位是西门子/米(S/m)。
根据欧姆定律可知,电导率与溶液中的电流强度成正比,与溶液中电场强度成反比。
2. 电解质的离子浓度与电导率的关系在溶液中,电解质溶解时会产生离子,这些离子能够导电。
电解质的浓度越高,溶液中的离子数量越多,因此溶液的电导率也就越高。
具体而言,溶液的电导率与电解质的离子浓度之间存在正相关关系。
3. 电导率与浓度的关系式根据科学实验数据的分析,发现电导率与电解质浓度之间存在一个经验关系式:κ = k · c其中,κ表示电导率,c表示电解质的离子浓度,k为比例常数。
这个关系式被称为科琳斯方程,是溶液电导性研究的基础。
4. 溶液电导率测定方法测定溶液的电导率有多种方法,常用的是电导池法和电导仪法。
电导池法是通过将两个电极插入溶液中,测量电流通过电极的电压差,从而计算出电导率。
而电导仪法则是利用电导仪来直接测量电导率,操作更加简便快捷。
5. 电导率与电解质浓度的应用电导率与电解质浓度的关系在实际中有广泛的应用价值。
例如,可以利用电导率测定法来检测水中的溶解固体物质的浓度,从而监控水质。
此外,通过控制电解质离子浓度,还可以实现溶液中的电流的调控,如电解制备金属、电镀等。
总之,溶液的电导率与电解质的离子浓度之间存在着密切的关系。
了解电导率与电解质浓度的关系,有助于我们更好地理解溶液的电导性质,为溶液中离子行为的研究和应用提供理论基础。
在实际应用中,我们可以通过测定电导率来评估溶液中电解质的浓度,并用于水质监测、电化学反应等领域。
电解质溶液中离子浓度的关系
电解质溶液中离子浓度的关系安徽省枞阳县白云中学方益电解质溶液的有关知识特别是离子浓度问题是高中化学内容的一个重要组成部分,也是高考的“热点”之一。
一直以来全国高考化学试卷中几乎年年涉及这类题型。
而学生对这部分知识的学习和理解存在一定的难度。
故本文对此做以归纳总结。
一、离子浓度的大小关系1.单一盐溶液中:⑴一元弱酸或弱碱的盐溶液不水解的离子>水解离子>显性离子>隐性离子例:CH3COONa溶液中:C(Na+)>C(CH3COO― )>C(OH―)>C(H+)NH4Cl溶液中:C(Cl― )>C(NH4+)>C(H+)>C(OH― )⑵在强碱与多元弱酸形成的正盐溶液中,弱酸根的水解以第一步为主。
即:强碱阳离子>弱酸酸根离子>氢氧根离子>第一步水解产生的酸式酸根离子>氢离子。
例:碳酸钠溶液中C(Na+)>C(CO32― )>C(OH― )>C(HCO3― )>C(H+)⑶在强碱与多元弱酸形成的酸式盐溶液中,既要考虑酸式酸根离子的电离也要考虑其水解。
如果酸式酸根离子的电离程度大于其水解程度,则溶液显酸性。
例:NaH2PO4溶液中C(Na+)>C(H2PO4-)>C(H+)>C(HPO42― )>C(OH―)如果酸式酸根离子的电离程度小于其水解程度,则溶液显碱性。
例:NaHCO3溶液中C(Na+)>C(HCO3― )>C(OH― )>C(H+)>C(CO32―)⑷在弱酸弱碱盐溶液中,需考虑酸碱的相对强弱。
例:在NH4CN溶液中由于NH3·H2O的碱性强于HCN的酸性故存在C(NH4+)>C(CN-)>C(OH― )>C(H+)2.混合溶液中⑴弱电解质及其盐溶液的混合溶液弱酸(弱碱)与强碱弱酸盐(强酸弱碱盐)混合溶液中:如果弱酸(弱碱)的电离程度大于该盐的水解程度,则该溶液显酸性(碱性)。
例:等浓度的醋酸与醋酸钠溶液混合后:C(CH3COO― )>C(Na+)>C(H+)>C(OH― ) 等浓度的氨水与氯化铵溶液混合后:C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)如果弱酸的电离程度小于该盐的水解程度,则该溶液显碱性。
电解质溶液的电导率与浓度
电解质溶液的电导率与浓度电解质溶液的电导率与溶液的浓度之间存在一定的关系。
本文将介绍电解质溶液的电导率与浓度之间的相关理论,并探讨其实验验证和应用。
一、电解质溶液的电导率电解质溶液是指在水或其他溶剂中能够电离产生离子的溶液。
当电解质溶液中有正负两种离子时,其电导率与溶液中的离子浓度有关。
二、电解质溶液的电导率与浓度的关系理论电解质溶液的电导率与浓度之间存在着一种线性关系,即随着电解质溶液的浓度增加,其电导率也会随之增加。
这一理论基于以下几个假设:1. 电解质溶液中离子的活动度与浓度成正比。
活动度是指离子在溶液中的运动能力,是反映溶液中溶质浓度对溶液性质影响的参数。
2. 电解质的电导率与活动度成正比。
电导率是衡量电解质导电性能的指标,反映了溶液中离子的运动能力。
3. 溶剂的电导率可以忽略不计。
基于上述假设,可以得出电解质溶液的电导率与浓度之间的关系:κ = k_c * c其中,κ表示电解质溶液的电导率,k_c为比例常数,c为电解质溶液的浓度。
三、电导率与浓度的实验验证实验是验证理论有效性的重要手段。
通过实验可以得到具体的数据,并验证理论模型与实际情况是否吻合。
在实验中,可以通过电导仪等设备来测量电解质溶液的电导率。
首先,选择不同浓度的电解质溶液,测得其电导率。
然后,根据测得的电导率数据,绘制出电导率与浓度的关系曲线。
实验数据的处理要注意消除其他因素的干扰,确保实验结果的准确性。
此外,为了得到更为准确的数据,可以进行多次实验取平均值。
四、电导率与浓度的应用电解质溶液的电导率与浓度之间的关系在许多领域都具有应用价值。
1. 工业应用:电导率与浓度的关系可用于监测工业生产过程中溶液的浓度变化,以及纯度的检测和控制。
例如在制药、化工等行业中,经常需要对溶液中的成分浓度进行监测和调节。
2. 环境监测:电导率与溶液浓度的关系也可以用于环境监测中,例如地下水、河流和海水中电解质离子的浓度分析。
通过测量溶液的电导率,可以间接判断其中电解质离子的浓度变化,从而了解水环境的污染状况。
电解质溶液中离子浓度的主要关系
研究现状与展望
01
当前电解质溶液中离子浓度关系的研究已经取得了一定的 成果,但仍然存在许多挑战和问题需要解决。
02
未来研究需要进一步深入探索离子在电解质溶液中的行为,包 括离子的相互作用、迁移机制、溶解度等方面的研究。
04 离子浓度与离子活度的关 系
离子活度的定义
离子活度是指电解质溶液中离子的有效浓度,是实际浓度与 理想浓度之比。
它反映了离子在溶液中的实际活性和相互作用,是电解质溶 液性质的一个重要参数。
离子浓度与离子活度的关系
离子活度与离子浓度之间存在一定的 关系,通常情况下,离子浓度越大, 离子活度也越大。
当离子浓度较低时,电导率随浓度的变化率较大;当离子浓度较高时,电导率随 浓度的变化率逐渐减小。
电导率的应用
电导率是工业生产和实验室中常用的分析指标,可用于测定溶液的纯度、浓度以及离子交换剂的效能 等。
通过测量电导率,可以了解溶液中离子的种类和浓度,进而推断出溶液的组成和性质。
在环境监测中,电导率可以用于判断水体的污染程度和类型。例如,高电导率的水体可能含有较多的溶 解无机盐,而低电导率的水体则可能含有较少的溶解无机盐。
离子浓度与酸碱平衡的关系
离子浓度对酸碱平衡有重要影响,例如,氢 离子和氢氧根离子的浓度会影响溶液的pH 值,进而影响酸碱平衡。
在电解质溶液中,离子的浓度和种类也会影 响酸碱平衡,例如,某些离子可以与氢离子 或氢氧根离子结合,影响其浓度,进而影响
酸碱平衡。
酸碱平衡的调节
人体可以通过调节呼吸、排泄等生理机制来调节酸碱 平衡,例如,通过呼吸排出二氧化碳、通过肾脏排泄 碳酸氢盐等。
电解质溶液的电导率和浓度的选择性
电解质溶液的电导率和浓度的选择性电解质溶液的电导率和浓度的选择性是指在一定条件下,电解质溶液的电导率与其浓度之间的关系。
电解质溶液的电导率与其浓度密切相关,浓度越高,电导率也越大。
然而,在一定浓度范围内,电解质溶液的电导率与浓度之间并非简单的线性关系。
不同电解质在相同浓度下的电导率也会有所差异。
因此,在选择电解质浓度时,需要综合考虑电解质溶液的电导率选择性。
一、电解质溶液的电导率与浓度关系电解质溶液的电导率与溶液中离子浓度有关,当溶液中离子浓度较低时,溶液中离子之间的距离较远,电流难以在离子之间传导,导致电解质溶液的电导率较低。
随着溶液中离子浓度的增加,离子之间的距离变短,电流容易在离子之间传导,从而提高了电解质溶液的电导率。
然而,随着电解质溶液中离子浓度的进一步增加,离子间相互作用引起的阻碍也会逐渐增大,导致电解质溶液的电导率开始减小。
这是因为离子间的相互作用会使溶液中离子的运动受到限制,电流在离子间的传导受到阻碍。
二、选择性测量电解质溶液的电导率和浓度在实际应用中,根据不同的需求和测量目的,可以选择不同电解质浓度来测量电解质溶液的电导率。
当需要精确测量电解质溶液中离子浓度时,可以选取适当较低的浓度范围进行测量,保证测量结果的准确性。
同时,对于溶液电导率的测量,可以选择较高浓度范围进行测量,以增强电导率信号。
另外,在选择电解质溶液的浓度时,还需考虑溶液中电解质的溶解度。
在离子浓度较高的情况下,随着浓度的增加,电解质的溶解度会逐渐降低,使得测量结果失真。
因此,需要根据溶质的溶解度来确定最佳的浓度范围,以保证测量结果的准确性。
选择性测量电解质溶液的电导率和浓度还可以考虑采用不同的测量方法。
常见的测量方法包括传统的导电池测量和电导率计测量。
传统的导电池测量需要使用精密仪器进行测量,适用于实验室条件下的精密测量。
而电导率计测量简单易行,适用于实际应用中的快速测量和在线监测。
综上所述,电解质溶液的电导率和浓度之间存在一定的选择性关系。
电解质溶液中离子浓度大小的判断
电解质溶液中离子浓度大小的判断一、解题原理解题原理可概括为“两理论、三守恒”。
即水解理论、电离理论、电荷守恒、物料守恒和质子守恒基本原理。
其系统规律总结如下:⑴弱离子由于水解而损耗。
例如NH4CI溶液中,因NH4+水解而损耗,所以c(C「)> c ( NH4+)⑵弱离子的水解是微量的(除双水解外) ,因此水解生成的弱电解质以及产生的H+或0H-也是微量的。
但由于水的电离,所以水解后酸性溶液中H+浓度或碱性溶液中0H-浓度总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
例如:在(NH4)2SO4 溶液中:c(NH4 )> c(S04-)> c(H ) > c(NH 3 •出0) > c(OH-)练习:试比较NH4CI 溶液中C(NH4+)、C(C「)、c(NH 3 • H2O)、c(H+)、c(OH-)的相对大小⑶谁弱谁水解,谁强显谁性。
即根据是否水解及溶液酸碱性分析,酸性溶液中c(H+)> c(OH-), 碱性溶液中c(OH-)>c(H+),例如NH4CI 溶液中:c(H+)>c(OH-),而CH s COONa 溶液中c(OH-) > c(H+)⑷越弱越水解,双弱促水解即根据水解程度分析:如同温同浓度的NaCN溶液和NaF溶液中,c(CN-)v c(F-);同温同度浓度的① NH4CI溶液②NH4HCO3溶液中,NH 4+浓度关系是①〉②。
⑸多元要分步,程度依次减即根据多元弱酸根的分步水解及各步水解程度分析:2 + 2例如:在Na2CO3 溶液中:c(CO3-)> c(HCO3-)> c(H2CO3)和c(Na ) > 2c(CO3-)练习:试比较Na2CO3溶液中:c(CO32-)、c(HCOf)、C(H2CO3)、c(Na+)、c(OH-)的相对大小在,它们之间的守恒关系为: c (CO32-) + c (HCO3-) +C ( H2CO3) =0.10mol/L 或 c ( Na+) =2c (CO32-) + 2c (HCO 3-) +2c ( H2CO3)练习:试写出下列溶液中的物料守恒式:CH3COONa溶液中_________________________________ Na?S溶液中_______________________________ NH4CI溶液中__________________________________ 3•质子守恒:所谓质子守恒是指在任何溶液中,水电离产生的『和OH-的物质的量均相等,在能发生水解的盐溶液中,有H+(或OH-)转化为其它存在形式的情况存在,但各种存在形式的物质的量总和与OH-(或H+)的物质的量仍保持相等。
专题14 电解质溶液中离子浓度的大小比较年高考化学一轮复习疑难专题考法基础过关练(原卷版)
专题14电解质溶液中离子浓度的关系疑难突破方向1物料守恒例1在25mL0.1mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L CH3COOH溶液,曲线如图所示,下列有关离子浓度关系的比较,正确的是()A.A.B之间任意一点,溶液中一定都有c(Na+)>c(CH3COO−)>c(OH−)>c(H+)B.B点,a>12.5,且有c(Na+)=c(CH3COO−)>c(OH−)>c(H+)C.C点:c(Na+)>c(CH3COO−)>c(H+)>c(OH−)D.D点:c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=2c(Na+)【解析】A.本实验是用CH3COOH滴定NaOH,A.B间溶液中溶质为NaOH和CH3COONa,当n(NaOH)>n(CH3COONa),会出现c(Na+)>c(OH−)>c(CH3COO−)>c(H+),故A错误;B.当NaOH和CH3COOH 恰好完全反应时,溶质为CH3COONa,溶液显碱性,B点对应的pH=7,即此时溶液中的溶质为CH3COONa 和CH3COOH,a>12.5,有c(Na+)=c(CH3COO−)>c(H+)=c(OH−),故B错误;C.C点溶液显酸性,即c(H+)>c(OH−),根据电荷守恒,有c(CH3COO−)>c(Na+)故C错误;D.D点时加入25mL醋酸,反应后溶质为CH3COONa和CH3COOH,且两者物质的量相等,依据物料守恒,推出c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=2c(Na+),故D正确。
【答案】D方向2电荷守恒例225℃时,将0.1mol NaOH固体加入1.0L浓度为x mol·L−1的HR溶液中(忽略溶液体积、温度变化),充分反应后向混合液中加入HR或NaR固体,溶液中lg()()c Hc OH+-变化如图。
下列叙述正确的是()A .b 点对应的溶液中c(Na +)>c(R −)B .c 点对应的溶液中R -浓度不能确定C .A.B.c 点对应的溶液中,K a (HR)均为70.2100.1x -⨯-D .A.B.c 点对应的溶液中,水的电离程度:a>b>c【解析】b 点时,溶液为0.1mol NaOH 固体加入1.0L 浓度为x mol·L −1的HR 溶液中充分反应后的溶液,lg()()c H c OH+-≈4,25℃时,c(H +)×c(OH −)=10-14,则c(H +)=10−5mol/L ,同理c 点时,溶液呈中性;a 点c(H +)=10−3mol/L 。
电解质溶液的离子浓度
电解质溶液的离子浓度电解质溶液是由带电的离子和非离子共同组成的溶液。
离子浓度是指单位体积溶液中离子的数量。
了解电解质溶液中的离子浓度对于理解溶液的性质以及化学反应的进行具有重要意义。
本文将讨论电解质溶液的离子浓度,包括离子浓度的计算方法和影响离子浓度的因素。
1. 离子浓度的计算方法电解质溶液中的离子浓度可以通过测量电导率和溶液的容量来计算。
电导率是电解质溶液传导电流能力的测量指标,与溶液中离子的浓度成正比。
测量电导率可以借助电导仪进行,通过比较待测溶液和标准溶液的电导率来确定离子浓度。
另一种计算离子浓度的方法是通过电解质溶液的摩尔浓度以及离子的电荷数来计算。
摩尔浓度是单位体积溶液中溶质的摩尔数量。
通过知道电解质溶液中离子的电荷数、溶液的摩尔浓度以及溶液的体积,就可以计算出离子的浓度。
2. 影响离子浓度的因素离子浓度受到多种因素的影响,包括温度、浓度和离子的电荷数。
首先,温度对离子浓度有显著影响。
在某些情况下,溶解度随着温度的升高而增加,导致离子浓度增加。
而在其他情况下,溶解度随温度的升高而减少,导致离子浓度降低。
因此,在计算离子浓度时,需要考虑温度对溶度的影响。
其次,溶液的浓度也会影响离子浓度。
当溶液浓度增加时,离子的浓度也会相应增加,因为溶质的量增加了。
而当溶液浓度减少时,离子的浓度也会相应降低。
最后,离子的电荷数也会对离子浓度产生影响。
当具有相同浓度的溶液中,离子的电荷数越大,其离子浓度就越低。
这是因为离子之间的库仑斥力增强,使得离子难以互相靠近,从而降低了浓度。
3. 应用范例电解质溶液的离子浓度在许多领域都有重要的应用。
例如,在电化学中,通过测量溶液中离子的浓度可以确定溶液的电导率,从而评估电解质溶液的传导性能。
此外,离子浓度的变化还可以用于探索化学平衡和化学反应动力学等领域。
在生物学中,离子浓度的平衡对于维持细胞内外环境的稳定至关重要。
细胞内外的离子浓度不平衡会影响细胞内外的渗透压,从而对细胞的功能造成破坏。
电解质溶液中的电解反应的浓度关系
电解质溶液中的电解反应的浓度关系电解质溶液中的电解反应是化学反应中常见的一种类型,通过电解作用,使电解质分子或离子在溶液中发生氧化还原反应。
在电解质溶液中,电解反应的浓度关系对于理解和预测反应过程至关重要。
本文将探讨电解质溶液中电解反应的浓度关系,以及浓度如何影响反应速率和电解质的选择。
一、电解液浓度和电解反应速率的关系电解质溶液中的电解反应速率受到电解液浓度的影响。
通常情况下,电解反应速率随着电解质浓度的增加而增加。
这是因为电解质浓度的增加会导致反应物的浓度增加,增大了反应物的有效碰撞次数,从而加快了反应速率。
例如,在铜(Ⅱ)硫酸溶液中,铜离子以及其他离子均是电解反应的反应物,当硫酸溶液的浓度增加时,电解反应速率会得到加快。
然而,当电解质浓度增加到一定程度时,反应速率不再显著增加。
这是因为浓度增加到一定程度后,反应物颗粒间的碰撞频率已经达到最大值,此时增加浓度将对反应速率产生的影响变得微弱。
因此,电解质浓度的增加对于反应速率的影响具有一定的限制性。
二、浓度极化和电解质选择的影响电解质溶液中的电解反应过程中,存在一种现象称为浓度极化。
浓度极化是指随着电解质浓度的减小,溶液中电解反应的速率也减小的现象。
这是由于在电解质浓度减小的情况下,反应物的浓度降低,导致有效碰撞的频率减少,从而降低了反应速率。
在选择电解质时,需要考虑其浓度极化的程度。
一般来说,浓度极化较小的电解质更适合用于电解反应。
例如,如果我们需要在溶液中进行金属沉积的电解反应,可以选择使用浓度较高的金属盐溶液作为电解质,这样可以减小浓度极化的影响,提高反应效率。
三、电解质浓度和电解反应平衡的关系电解质溶液中的电解反应在一定条件下会达到动态平衡。
电解液的浓度对于电解反应的平衡位置有一定的影响。
当电解液中反应物的浓度增加时,平衡位置将向产物一侧移动,使得反应产物的浓度升高。
相反,如果反应物浓度减小,平衡位置将向反应物一侧移动,使得反应物浓度升高。
电解质溶液中的电离度与浓度和电解过程的关系
电解质溶液中的电离度与浓度和电解过程的关系电解质溶液是指由溶解在溶剂中的离子化合物所形成的溶液。
电离度是指溶液中离子的生成程度,浓度则是指溶液中离子或分子的数量。
电离度与浓度是电解过程中重要的物理化学参数,它们之间有着密切的关系。
1. 电离度与浓度的定义电离度是指溶液中存在的离子与溶质总量之间的比例关系。
它可以通过以下公式来计算:电离度(α)=已电离的粒子数/总粒子数其中,已电离的粒子是指溶液中已经释放出的离子数,总粒子数则是指溶液中所有溶质的总数。
浓度是指单位体积溶液中所含有的溶质的质量或物质的量。
它可以用以下公式计算:浓度(C)=溶质的质量或物质量(m或n)/溶液的体积(V)其中,溶质的质量或物质的量是指溶解在溶剂中的离子或分子的质量或物质的量,溶液的体积是指所使用的溶剂的体积。
2. 电离度与浓度的关系电离度与浓度之间存在着直接的关系。
一般来说,溶液中的电离度会随着溶质浓度的增加而增加。
这是因为溶液中有更多的溶质分子,它们之间相互碰撞的机会增加,从而促使更多的离子生成。
然而,电离度与浓度并不是线性关系。
根据奥斯特瓦尔德稀释律,随着浓度的增加,电离度的增加程度会逐渐减小。
当溶液非常稀时,电离度与浓度之间的关系可以近似为线性关系。
3. 电离度对电解过程的影响在电解过程中,溶液中的电离度直接影响着电解的进行。
电离度越高,溶液中的离子数量就越多,电解反应就越容易发生。
这是因为电离度高的溶质本身就具有较高的活性,更容易参与电解反应。
此外,电离度还可以影响电解过程的速率。
当电离度较低时,溶液中的离子数量有限,它们之间相互碰撞的频率较低,电解反应速率就会受到限制。
因此,通过提高电离度,可以加快电解过程的速率。
4. 控制电离度和浓度的方法控制电离度和浓度是实现特定电解过程的关键。
一种常用的方法是改变电解质的浓度。
通过增加或减少电解质的溶液浓度,可以调节溶液中的离子数量和电离度。
另外,改变溶剂的性质也可以影响电离度和浓度。
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学案七电解质溶液中粒子浓度关系【教学目标】1.知识目标:掌握盐溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。
2.能力目标:能用电离平衡和水解平衡的观点分析问题。
3.情感目标:体会微观世界与宏观世界的差异。
【教学重、难点】反应过程中粒子浓度大小变化。
【考情分析】判断电解质溶液中粒子浓度的关系,是高考常考题型,一般从单一溶液、混合溶液和不同溶液三个角度进行考查,其中反应过程中不同阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的热点和亮点。
2017全国Ⅰ卷13题考查二元酸与NaOH溶液反应过程中粒子关系;2017全国Ⅱ卷12题考查二元酸随pH变化粒子关系等,该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及其量的关系,以及离子的电离程度和水解程度的大小。
该题型一般综合性强、难度较大,能够很好考查学生的分析推理能力,复习备考中应特别关注。
一、熟悉两大理论构建思维基点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:CH 3COOH CH3COO-+H+,H2O OH -+H+,在溶液中,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,CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H 2O CH3COOH+OH-,H2O H++OH-,溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
二、把握三大守恒,明确定量关系1.物料守恒(原子守恒)在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变,符合原子守恒。
如NaHCO3溶液中,n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,因HCO-3水解:HCO-3+H2O H2CO3+OH-以及HCO-3电离:HCO-3,C元素的存在形式有3种,即HCO-3、H2CO3、CO2-3,由n(NaH++CO2-+)∶n(C原子)=1∶1,得c(Na+)=c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)。
2.电荷守恒在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。
如NaHCO3溶液中有Na+、H+、HCO-3、CO2-3、OH-,存在如下关系:n(Na+)+n(H+)=n(HCO-3)+2n(CO2-3)+n(OH-),推出c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(OH-)。
(因CO2-3带2个单位负电荷,所以其所带电荷数为其离子数的2倍)3.质子守恒电解质溶液中,电离、水解等过程中得到的质子(H+)数等于失去的质子(H+)数。
如NaHCO3溶液中:即有c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO2-3)另外,质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。
以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,由①—②消去没有变化的K+得质子守恒式:c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)。
考点指导1单一溶液中离子浓度关系【典例1】(安徽理综)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A项,由于S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-、H 2O H++OH-,故离子浓度关系应为c(Na+)>c(OH-)>c(HS-)>c(H2S),错误;B项,符合电解质溶液中质子守恒关系,正确;C项,根据电荷守恒有c(Na +)+c(H+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(OH-),错误;D项,根据物料守恒,离子浓度的关系应为c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+12c(Cl-),错误。
答案 B【对点训练】1.(2018·郴州质检)已知NaHSO3溶液显酸性,NaHCO3溶液显碱性,现有浓度均为0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3两种溶液,两种溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S元素或C元素),其中正确的一组是()A.c(Na+)>c(HRO-3)>c(H+)>c(RO2-3)>c(OH-)B.c(Na+)+c(H+)=c(HRO-3)+c(RO2-3)+c(OH-)C.c(H+)+c(H2RO3)=c(RO2-3)+c(OH-)D.c(Na+)=c(HRO-3)+c(H2RO3)+2c(RO2-3)解析A项,NaHCO3溶液显碱性,说明HCO-3的水解程度大于电离程度,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3),A错;B项,根据电荷守恒得,c(Na+)+c(H+)=c(HRO-3)+2c(RO2-3)+c(OH-),B错;C项,根据质子守恒得(可联合电荷守恒和物料守恒得到),c(H+)+c(H2RO3)=c(OH-)+c(RO2-3),C正确;D项,根据物料守恒得c(Na+)=c(RO2-3)+c(HRO-3)+c(H2RO3),D错。
答案 C[审题建模]考点指导2 混合溶液中离子浓度关系【典例2】 (四川理综)室温下,将一元酸HA 的溶液和KOH 溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:下列判断不正确的是( )A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)=K w1×10-9mol/LC.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1 mol/LD.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)解析实验①反应后溶液的pH=9,即溶液显碱性,说明HA为弱酸,二者等浓度等体积混合恰好反应生成KA,A-水解,A项正确;实验①反应后的溶液中,由电荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-)知,c(K+)-c(A-)=c(OH-)-c(H +),B项错误;因为HA为弱酸,如果与等体积等浓度的KOH溶液混合,溶液显碱性,若溶液显中性,则在两溶液体积相等的条件下,HA溶液的浓度应大于0.2 mol/L,所以实验②反应后的溶液中,c(A-)+c(HA)>0.1 mol/L,C项正确;实验②反应后溶液显中性,根据电荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(K+)=c(A-),即c(K+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),D项正确。
答案 B【思维建模】酸、碱中和型离子浓度的关系【对点训练】2.(2018·武汉重点高中调研)在V mL 0.1 mol/L Na2S溶液中逐滴加入V mL 0.1 mol/L KHSO4溶液,所得溶液中粒子浓度关系正确的是()A.c(SO2-4)=c(HS-)=c(K+)>c(OH-)=c(H+)B.c(Na+)>c(K+)>c(S2-)>c(H+)>c(OH-)C.c(Na+)=c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)+c(SO2-4)D.c(K+)+c(Na+)+c(H+)=c(SO2-4)+c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)解析Na2S电离出的S2-与KHSO4电离出的H+结合为HS-,由于HS-的水解程度大于电离程度,所得溶液显碱性c(SO2-4)=c(K+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H +),A错、B错;根据物料守恒得:c(Na+)=c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)+c(SO2-4),C对;根据电荷守恒得:c(K+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-4)+2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),D错。
答案 C考点指导3不同溶液中同一粒子浓度关系【典例3】25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH+4)由大到小的顺序为________________。
分析流程:答案⑤>④>③>①>②【对点训练】3.有4种混合溶液,分别由下列等体积的0.1 mol·L-1的两种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl;②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaHCO3。
下列各项排序中正确的是()A.pH:②>③>④>①B.c(CH3COOH):①>④>③>②C.c(CH3COO-):②>④>③>①D.溶液中c(H+):①>③>②>④解析④中还存在能水解的HCO-3,故④的碱性强于③,A错误;由于④中两种阴离子水解相互抑制,故水解生成的醋酸分子比③中的少,B错误;④中CH3COO -浓度比③中的大,②中CH3COO-的水解受到NaOH的强烈抑制,使得溶液中CH3COO-的浓度最大,①中两种溶液混合后恰好反应生成醋酸,醋酸为弱电解质,故其电离程度较小,溶液中CH3COO-的浓度最小,C正确;②的溶液碱性最强,即②中c(H+)最小,D错误。
答案 C【思维模型】分析溶液中微粒浓度关系的思维流程考点指导4滴定曲线分析【典例4】(天津理综)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是()A.三种酸的电离常数关系:K HA>K HB>K HDB.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH -)-c(H+)解析A项,根据图像知,在未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH,说明三种酸均为弱酸,且HA的pH最小、酸性最强,HD 的pH最大、酸性最弱,因酸性越强,电离常数越大,故K HA>K HB>K HD,正确;B项,滴定至P点时,溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等,且溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于B-水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H +)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种离子的浓度分别等于c(Na+),然而三种溶液中阴离子水解程度不同,加入的NaOH的体积不同,故三种阴离子的浓度也不同,错误;D项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子守恒关系:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),正确。