溶液中离子浓度大小比较PPT42张-人教版高中化学选修4课件

(5)混合溶液
要进行综合分析，比较电离程度和水解程度的大小，最后决定
酸碱性，常见的混合溶液有：①0.1 mol·L－1NH4Cl 与 0.1 mol·L－1
氨 水 的 混 合 液 中 ： NH3·H2O
NH
＋
4
＋
OH
－
，
NH
＋
4
＋
H2O NH3·H2O＋H＋，在该溶液中 NH3·H2O 的电离和 NH4＋的水
解相互抑制且 NH3·H2O 的电离程度大于水解程度时，该溶液呈碱
性，各微粒间的关系是：c(NH＋ 4 )>c(Cl－)>c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(H
＋)。
②0.1 mol·L－1CH3COOH 与 0.1 mol·L－1CH3COONa 的混合 液 ： CH3COOH CH3COO － ＋ H ＋ ， CH3COO － ＋ H2O CH3COOH＋OH－，在该溶液中 CH3COOH 的电离大于 CH3COO－的水解且二者相互抑制，该溶液呈酸性，溶液中各微粒 间的关系是：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)。
【解析】 根据 NaHSO3 溶液中存在的电离、水解平衡，得出 溶液中存在 Na＋、H＋、SO23－、HSO－3 、OH－五种离子。根据物料守 恒得出：c(Na＋)＝c(HSO－3 )＋c(SO32－)＋c(H2SO3)＝0.1 mol·L－1，A 项错误；根据电荷守恒得出：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO－3 )＋2c(SO32－) ＋c(OH－)，B 项错误，C 项正确；根据质子守恒得出：c(OH－)＝ c(H＋)＋c(H2SO3)－c(SO23－)，D 项错误。
NaHCO3 溶 液 为 例
HCO
－
3
＋
H2O H2CO3＋OH－，HCO－ 3 H＋＋CO32－，溶液呈碱性，溶液
中离子间的关系是：c(Na＋)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO32－)。
②若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性，如 NaHSO3、 NaH2PO4 溶液。以 NaHSO3 溶液为例 HSO－ 3 H＋＋SO23－，HSO－ 3 ＋H2O H2SO3＋OH－，溶液呈酸性，溶液中各离子间的关系是： c(Na＋)>c(HSO－ 3 )>c(H＋)>c(SO23－)>c(OH－)。
【答案】 C
下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( ) A．pH＝7 的氨水与氯化铵的混合溶液：c(Cl－)>c(NH＋ 4 ) B．pH＝2 的一元酸和 pH＝12 的一元强碱等体积混合：c(OH －)＝c(H＋) C．0.1 mol·L－1 的硫酸铵溶液：c(NH4＋)>c(SO24－)>c(H＋) D．0.1 mol·L－1 的硫化钠溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋ c(H2S)
说明：由电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中复杂的离 子浓度关系的问题。在应用时，务必弄清电解质溶液中所存在的离 子的全部种类，在这当中不能忽视水的电离。
(2)物料守恒 ①物料守恒的涵义：物料守恒，就电解质溶液而言，即电解质 发生变化(反应或电离)前某元素的原子(或离子)的物质的量等于电 解质变化后溶液中所有含该元素的微粒中该元素的原子(或离子) 的物质的量之和。实质上，物料守恒属于质量守恒。
②电荷守恒的应用 a．在 NaHCO3 溶液中存在的电离和反应： NaHCO3===Na＋＋HCO－ 3 HCO－ 3 H＋＋CO23－ H2O H＋＋OH－ HCO－ 3 ＋H2O H2CO3＋OH－ 电荷守恒关系： c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO3－)＋c(OH－)＋2c(CO32－) n(Na＋)＋n(H＋)＝n(HCO－ 3 )＋n(OH－)＋2n(CO32－)
)
，
HCO
－
3
＋
H2O H2CO3＋OH－，其离子间的关系是：c(Na＋)>c(CO23－)>c(OH
－)>c(HCO－ 3 )>c(H＋)
(4)多元弱酸的酸式盐
先定物质的量，再看离子电离或水解的程度，最后定酸碱性：
①若离子的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，如 NaHCO3、
NaHS 、 Na2HPO4 溶 液 。 以
如在 NaHS 溶液中，存在 NaHS 的电离和水解，H2O 的电离， 其质子转移情况可作如下分析：
【例 1】 0.1 mol·L－1 NaHSO3 溶液中，下列关系正确的是 ()
A．c(Na＋)＝c(HSO－ 3 )＋c(SO32－)＝0.1 mol·L－1 B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO－ 3 )＋c(SO23－)＋c(OH－) C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO3－)＋2c(SO32－)＋c(OH－) D．c(OH－)＝c(SO23－)＋c(H＋)＋c(H2SO3)
c(H＋)＋c(H2S)＝c(OH－) n(H＋)＋n(H2S)＝n(OH－)
b．将 0.1 mol NH3 全部溶于水制成 1 L 溶液，溶液中存在的电 离和反应：
NH3＋H2O NH3·H2O H2O H＋＋OH－ 守恒关系：
NH＋ 4 ＋OH－
N 原子守恒： c(NH3)＋c(NH3·H2O)＋c(NH＋ 4 )＝0.1 mol/L n(NH3)＋n(NH3·H2O)＋n(NH4＋)＝0.1 mol
3．明确三个“主次” (1)多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，其余各步电离为 次；多元弱酸的酸根离子水解时，以第一步水解为主，其余各步水 解为次。
(2)NaHSO3、NaH2PO4 中的酸式酸根离子以电离为主，水解为 次；NaHS、NaHCO3、Na2HPO4 中的酸式酸根离子以水解为主， 电 离 为 次 。 例 如 NaHSO3 溶 液 中 ， c(Na ＋ )>c(H ＋)>c(SO23－)>c(H2SO3)>c(OH－)。
解析：pH＝7 的溶液中 c(H＋)＝c(OH－)，则 c(Cl－)＝c(NH＋4 )， A 错误；pH＝2 的酸不一定是强酸，若为弱酸则反应后溶液可能呈 酸性，B 错误；硫酸铵溶液中 c(NH＋4 )略小于 2c(SO42－)，而 H＋是水 解产生的，其浓度远小于 c(NH＋4 )和 c(SO42－)，C 正确；正确的质子 守恒关系为 c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，D 错误。
②物料守恒的应用： a．在 NaHS 溶液中存在的电离和反应： NaHS===Na＋＋HS－ HS－ H＋＋S2－ H2O H＋＋OH－ HS－＋H2O H2S＋OH－ 守恒关系：
S 原Βιβλιοθήκη Baidu守恒，n(S) n(Na＋)＝1 1
c(HS－)＋c(H2S)＋c(S2－)＝c(Na＋) n(HS－)＋n(H2S)＋n(S2－)＝n(Na＋) H 原子守恒：H2O H＋＋OH－中 n(H＋) n(OH－)＝1 1
(3)弱酸与弱酸盐(或弱碱与弱碱盐)以等物质的量浓度组成的 混合液中，一般来说以弱酸(或弱碱)电离为主，弱酸盐(或弱碱盐) 水解为次。如浓度均为 0.1 mol/L 的 CH3COOH 与 CH3COONa 的 混合溶液中，c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。
4．遵守三个“守恒” (1)电荷守恒 ①电荷守恒的涵义：电荷守恒，即电解质溶液中的阴离子的负 电荷总数等于阳离子的正电荷总数，或者说正、负电荷的代数和等 于 0。认识电荷守恒的主要依据是电解质溶液在整体上呈电中性。 注意：正电荷总数与负电荷总数相等，也是正电荷的总物质的 量与负电荷的总物质的量相等，也是正电荷的物质的量浓度与负电 荷的物质的量浓度相等。电荷守恒不一定是阴、阳离子数守恒。通 常采用离子浓度乘以该离子所带的电荷，其中把所有阳离子的加到 一起等于阴离子的加到一起。
答案：C
溶液中离子浓度大小比较的解题方法和规律
2．解题规律 (1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知一级电离>二级电离>三级电离，如 H3PO4
的电离过程是：H3PO4 H＋＋H2PO－ 4 ，H2PO4－ H＋＋HPO42－，
HPO
2－ 4
H
＋
＋
PO
3－ 4
，
其
中
离
子
间
的
关
系
是
：
c(H
＋)>c(H2PO－ 4 )>c(HPO24－)>c(PO43－)>c(OH－)。
c．NH4Cl 饱和溶液中，存在的电离和反应： NH4Cl===NH4＋＋Cl－ NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋ H2O H＋＋OH－ 守恒关系： c(Cl－)＋c(H＋)＝c(NH4＋)＋c(NH3·H2O)＋c(OH－)
说明：物料守恒能用于准确、快速地解决电解质溶液中更加复 杂的离子、分子物质的量浓度或物质的量关系的问题。在应用时， 务必弄清电解质溶液中存在的变化(电离、反应)，抓住物料守恒的 实质。
b．25 ℃，CH3COOH 与 CH3COONa 的混合溶液中存在的电 离和反应：
CH3COOH CH3COO－＋H＋ H2O H＋＋OH－ CH3COONa===CH3COO－＋Na＋ CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－ 溶液的 pH＝7 时，电荷守恒关系： c(H＋)＝c(OH－)，c(Na＋)＝c(CH3COO－) n(H＋)＝n(OH－)，n(Na＋)＝n(CH3COO－)
4
)
的
大
小
顺
序
为
c(NH4HSO4)>c(NH4Cl)>c(CH3COONH4)
2．紧抓两个“微弱” (1)弱电解质的电离是微弱的。 如 CH3COOH 溶 液 中 ， c(CH3COOH)>c(H ＋ )>c(CH3COO －)>c(OH－)。 (2)盐溶液中离子的水解是微弱的。 如 CH3COONa 溶液中，c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。
2)弱碱盐的溶液
如 NH4Cl 中存在 NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋，溶液中离子 间的关系是：c(Cl－)>c(NH＋ 4 )>c(H＋)>c(OH－)。
(3)多元弱酸的正盐
根据弱酸根分步水解分析知一级水解>二级水解，如 Na2CO3
溶液中
CO
2－ 3
＋
H2O
HCO
－
3
＋
OH
－
(
主
要
一元酸(HA)、碱(MOH)混合后溶液中含有 4 种离子(不论强 弱)：A－、M＋、H＋、OH－，电荷守恒为 c(A－)＋c(OH－)＝c(M＋)＋ c(H＋)，若 c(H＋)大于、小于或等于 c(OH－)(酸性、碱性或中性)，则 c(M＋)小于、大于或等于 c(A－)。不可能出现两种阳(阴)离子浓度均 大于两种阴(阳)离子浓度的情况。
第三章 水溶液中的离子平衡
第三节 盐类的水解
第3课时 溶液中离子浓度大小比较
课前自主学习
课堂互动探究
随堂基础巩固
课时作业
课堂互动探究02
课堂探究·提能力
溶液中离子浓度大小比较的方法
1．注意一个“影响”
比较同一离子的浓度时，要注意其他离子对该离子的影响。
例如，物质的量浓度相同的溶液中
c(NH
＋
(3)质子守恒(即水电离出来的 H＋和 OH－守恒) 阴离子能给出氢离子生成的产物等于阴离子结合氢离子生成 的产物，给出或结合 n 个 H＋，系数就是 n。
在 Na2CO3 溶液中，H2O H＋＋OH－，其中 H＋分别和 CO23－结 合生成 HCO－ 3 和 H2CO3；所以 c(OH－)(水电离的 OH－)＝c(H＋)(水 电离没有结合的 H＋)＋c(HCO－ 3 )(水电离被 CO32－结合的 1 个 H＋)＋ 2c(H2CO3)(水电离被 CO32－结合的 2 个 H＋)。
③HCN 和 NaCN 溶液等浓度混合时，水解程度>电离程度、 呈碱性。c(HCN)>c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。
(6)分子的电离小于相应离子的水解 例如在 0.1 mol·L－1 的 NaCN 和 0.1 mol·L－1 的 HCN 溶液的混 合液中，各离子浓度的大小顺序为 c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。 (7)电荷守恒的应用
【例 2】 盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列 表述正确的是( )
A．在 NaHCO3 溶液中加入与其等物质的量的 NaOH，溶液中 的阴离子只有 CO32－和 OH－
B．NaHCO3 溶液中 c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(OH－)
C ． 10mL 0.10mol·L － 1CH3COOH 溶 液 加 入 等 物 质 的 量 的 NaOH 后 ， 溶 液 中 离 子 的 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 是 ： c(Na ＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)