高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題攻略 之離子濃度大小比較 一、 離子濃度大小比較理論基礎(chǔ)（含解析）

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離子濃度大小比較理論基礎(chǔ) 一. 電離平衡理論和水解平衡理論 1. 電離理論： ⑴ 弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的，同時(shí)注意考慮水的電離的存在。 例如NH3H2O溶液中微粒濃度大小關(guān)系。 【分析】由于在NH3H2O溶液中存在下列電離平衡：NH3H2O NH4++OH-，H2O H++OH-， 由于弱電解質(zhì)的電離程度很小，所以大多數(shù)NH3H2O沒(méi)有電離（常溫下NH3H2O電離度約為1.32%），NH3H2O的濃度最大，NH3H2O電離產(chǎn)生的c（NH4+）和c（OH-）相同，加水電離的c（OH-），c(OH-)＞c(NH4+)，堿性溶液中c(H+)最小，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為：c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)。 ⑵ 多元弱酸的電離是分步的，主要以第一步電離為主。 例如H2S溶液中微粒濃度大小關(guān)系。 【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡：H2S HS-+H+，HS- S2-+H+，H2O H++OH-， H2S是弱電解質(zhì)，大多數(shù)H2S沒(méi)有電離，c(H2S )最大，H2S第一步電離為主，H2S電離的c(H+)和c(HS-)同， 考慮到HS-和H2O的電離，c(H+)＞c(HS-)，酸性溶液中c(OH-)最小，所以溶液中微粒濃度關(guān)系為： c(H2S )＞c(H+)＞c(HS-)＞c(OH-)。 2. 水解理論： ⑴ 弱酸的陰離子和弱堿的陽(yáng)離子因水解而損耗。 如NaHCO3溶液中，由于HCO3-+H2O H2CO3+OH-，消耗了HCO3-，則有：c(Na+)＞c(HCO3-)。 ⑵ 弱酸的陰離子和弱堿的陽(yáng)離子的水解是微量的（雙水解除外），因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)或堿性溶液中的c(OH-)]總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。 例如（NH4）2SO4溶液中，NH4+水解：NH4++ H2O NH3H2O + H+，再考慮水的電離：H2O H++OH-，c(H+)＞c(NH3H2O)，酸性溶液中c(OH-)最小，所以（NH4）2SO4溶液中，微粒濃度關(guān)系： c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)。 (3 )多元弱酸的酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，主要以第一步水解為主。 例如: Na2CO3溶液中水解平衡為：CO32-+H2OHCO3-+OH-，H2O+HCO3-H2CO3+OH-，水的電離為：H2O H++OH-，由于水解程度較小，所以c(CO32-)較大，第一步水解為主，第一步水解產(chǎn)生的HCO3-和OH-相等，考慮到第二步水解以及水的電離，c(OH-)＞c(HCO3-)，所以溶液中部分微粒濃度的關(guān)系為：c(CO32-)＞c(OH-)＞c(HCO3-)。 二. 電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒 1．電荷守恒：電解質(zhì)溶液中所有陽(yáng)離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。 如NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)，由于在同一溶液中，可推出： c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(OH-) 【名師點(diǎn)撥】等式兩邊，一邊是正電荷，一邊是負(fù)電荷的，往往是電荷守恒，判斷時(shí)要注意如果離子的電荷數(shù)不是1，一定要在離子濃度前面乘上電荷數(shù)。 2．物料守恒：電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素，離子會(huì)發(fā)生變化變成其它離子或分子等，但離子 或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會(huì)改變的。 如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(C)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3) 【名師點(diǎn)撥】等式一邊有幾種微粒都與一種元素有關(guān)，往往是物料守恒。有的等式看不出來(lái)是什么守恒，這時(shí)就要從電荷守恒和物料守恒綜合考慮。 例1．（2015江蘇）室溫下，向下列溶液中通入相應(yīng)的氣體至溶液pH=7（通入氣體對(duì)溶液體積的影響可忽略），溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是（ ） A．向0.10molL－1NH4HCO3溶液中通入CO2：c(NH4＋)=c(HCO3－)＋c(CO32－) B．向0.10molL－1NaHSO3溶液中通入NH3：c(Na＋)>c(NH4＋)>c(SO32－) C．0.10molL－1Na2SO3溶液通入SO2 ：c(Na＋)=2c(SO32－)＋c(HSO3－)＋c(H2SO3)] D．0.10molL－1CH3COONa溶液中通入HCl：c(Na＋)>c(CH3COOH)=c(Cl－) 【答案】D 3．質(zhì)子守恒： 如碳酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將Na+離子消掉可得：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。 如醋酸鈉溶液中由電荷守恒和物料守恒將鈉離子消掉可:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。 【名師點(diǎn)撥】如果等式一邊各微粒都含氫原子，往往是質(zhì)子守恒。質(zhì)子守恒可通過(guò)電荷守恒和物料守恒二式導(dǎo)出。 例2．（2015四川）常溫下，將等體積，等物質(zhì)的量濃度的NH4HCO3與NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶體，過(guò)濾，所得濾液pH<7。下列關(guān)于濾液中的離子濃度關(guān)系不正確的是（ ） A．<1.010-7mol/L B．c(Na+)= c(HCO3－)+ c(CO32－)+ c(H2CO3) C．c(H+)+c(NH4+)= c(OH－)+ c(HCO3－)+2 c(CO32－) D．c(Cl－)> c(NH4+)> c(HCO3－)> c(CO32－) 【答案】C 例3．（2014天津）下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是 A．pH=1的NaHSO4溶液：c(H+)=c(SO42-)十c(OH-) B．含有AgCl和AgI固體的懸濁液：c(Ag+)>c(C1-)=c(I-) C．CO2的水溶液：c(H+)>c(HCO3-)=2c(CO32-) D．含等物質(zhì)的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液： 3c(Na+)=2c(HC2O4-)+ c(C2O42-)+c(H2C2O4)] 【答案】A 【解析】根據(jù)電解質(zhì)溶液中的電荷守恒、物料守恒、弱電解質(zhì)的電離平衡和沉淀溶解平衡規(guī)律分析離子濃度關(guān)系。A、根據(jù)電荷守恒，pH=1的NaHSO4溶液存在：c（Na+）+c（H+）=2c（SO42￣）+c（OH￣），因?yàn)閏（Na+）=c（SO42￣），所以c（H+）=c（SO42￣）+c（OH￣），正確；B、含有AgCl和AgI固體的懸濁液：c（Ag+）> c（Cl￣）>c（Br￣），錯(cuò)誤；C、H2CO3的第一步電離大于第二步電離，所以c(H+) > c(HCO3￣) >c(CO32￣)，但c(HCO3￣)不等于c(CO32￣)，錯(cuò)誤；D、NaHC2O4和Na2C2O4的物質(zhì)的量的相等，NaHC2O4根據(jù)物料守恒可得： c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)， Na2C2O4根據(jù)物料守恒可得： c(Na+)=2c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]，所以溶液中2c(Na+)=3c(HC2O4-)+ c(C2O42-)+c(H2C2O4)]，錯(cuò)誤。理解、運(yùn)用各種守恒規(guī)律分析、判斷，如NaHC2O4和Na2C2O4分別根據(jù)物料守恒得出守恒關(guān)系，然后得出正確的結(jié)論。 【名師點(diǎn)撥】解題思路：