溶液中離子濃度大小比較總結歸類 超全

2022-06-08 18:27:05 字數 3051 閱讀 8329

【必備相關知識】

一、電離平衡理論和水解平衡理論

1.電離理論:

⑴弱電解質的電離是微弱的,電離消耗的電解質及產生的微粒都是少量的,同時注意考慮水的電離的存在;例如nh3·h2o溶液中微粒濃度大小關係。

【分析】由於在nh3·h2o溶液中存在下列電離平衡:nh3·h2o nh4++oh-,h2o h++oh-,所以溶液中微粒濃度關係為:c(nh3·h2o)>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係。

【分析】由於h2s溶液中存在下列平衡:h2s hs-+h+,hs- s2-+h+,h2o h++oh-,所以溶液中微粒濃度關係為:c(h2s )>c(h+)>c(hs-)>c(oh-)。

2.水解理論:

⑴弱酸的陰離子和弱鹼的陽離子因水解而損耗;如nahco3溶液中有:c(na+)>c(hco3-)。

⑵弱酸的陰離子和弱鹼的陽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及產生h+的(或oh-)也是微量,但由於水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在,所以水解後的酸性溶液中c(h+)(或鹼性溶液中的c(oh-))總是大於水解產生的弱電解質的濃度;例如(nh4)2so4溶液中微粒濃度關係。

【分析】因溶液中存在下列關係:(nh4)2so4=2nh4++so42-,

+ 2h2o2oh-+2h+,

2nh3·h2o,由於水電離產生的c(h+)水=c(oh-)水,而水電離產生的一部分oh-與nh4+結合產生nh3·h2o,另一部分oh-仍存在於溶液中,所以溶液中微粒濃度關係為:c(nh4+)>c(so42-)>c(h+)>c(nh3·h2o)>c(oh-)。

⑶一般來說「誰弱誰水解,誰強顯誰性」,如水解呈酸性的溶液中c(h+)>c(oh-),水解呈鹼性的溶液中c(oh-)>c(h+);

⑷多元弱酸的酸根離子的水解是分步進行的,主要以第一步水解為主。例如na2co3溶液中微粒濃度關係。

【分析】因碳酸鈉溶液水解平衡為:co32-+h2ohco3-+oh-,h2o+hco3-h2co3+oh-,所以溶液中部分微粒濃度的關係為:c(co32-)>c(hco3-)。

二、電荷守恆和物料守恆

1.電荷守恆:電解質溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數與所有的陰離子所帶的負電荷數相等。如nahco3溶液中:

n(na+)+n(h+)=n(hco3-)+2n(co32-)+n(oh-)推出:c(na+)+c(h+)=c(hco3-)+2c(co32-)+c(oh-)

2.物料守恆:電解質溶液中由於電離或水解因素,離子會發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是不會改變的。如nahco3溶液中n(na+):

n(c)=1:1,推出:c(na+)=c(hco3-)+c(co32-)+c(h2co3)

【注意】書寫電荷守恆式必須①準確的判斷溶液中離子的種類;②弄清離子濃度和電荷濃度的關係。

3.匯出式——質子守恆:

如碳酸鈉溶液中由電荷守恆和物料守恆將na+離子消掉可得:c(oh-)=c(h+)+c(hco3-)+2c(h2co3)。此關係式也可以按下列方法進行分析,由於指定溶液中氫原子的物質的量為定值,所以無論溶液中結合氫離子還是失去氫離子,但氫原子總數始終為定值,也就是說結合的氫離子的量和失去氫離子的量相等。

可以用圖示分析如下:

,由得失氫離子守恆可得:c(oh-)=c(h+)+c(hco3-)+2c(h2co3)。

又如醋酸鈉溶液中由電荷守恆和物料守恆將鈉離子消掉可得:c(oh-)=c(h+)+c(ch3cooh)。

【規律總結】

1、必須有正確的思路:

2、掌握解此類題的三個思維基點:電離、水解和守恆

3、分清他們的主要地位和次要地位

【常見題型】

一、溶質單一型關注三個守恆

1.弱酸溶液:

【例1】在0.1mol/l的h2s溶液中,下列關係錯誤的是( )

分析:由於h2s溶液中存在下列平衡:h2s h++hs-,hs-h++s2-,h2oh++oh-,根據電荷守恆得c(h+)=c(hs-)+2c(s2-)+c(oh-),由物料守恆得c(h2s)+c(hs-)+c(s2-)=0.

1mol/l,所以關係式錯誤的是a項。(注意:解答這類題目主要抓住弱酸的電離平衡。

)2.弱鹼溶液:

【例2】室溫下,0.1mol/l的氨水溶液中,下列關係式中不正確的是( )

a. c(oh-)>c(

分析:由於氨水溶液中存在一水合氨的電離平衡和水的電離平衡,所以所得溶液呈鹼性,根據電荷守恆和物料守恆知bd正確,而一水合氨的電離是微量的,所以c項錯誤,即答案為c項。

3.強酸弱鹼鹽溶液:

【例3】在氯化銨溶液中,下列關係正確的是( )

分析:由於氯化銨溶液中存在下列電離過程:nh4cl=nh4++cl-,h2oh++oh-和水解過程:

nh4++h2oh++nh3·h2o,由於銨離子水解被消耗,所以c(cl-)>c(nh4+),又因水解後溶液顯酸性,所以c(h+)>c(oh-),且水解是微量的,所以上述關係式正確的是a項。(注意:解答這類題目時主要抓住弱鹼陽離子的水解,且水解是微量的,水解後溶液呈酸性。

)4.強鹼弱酸鹽溶液:

【例4】在na2s溶液中下列關係不正確的是

a. c(na+) =2c(hs-) +2c(s2-) +c(h2s)

b.c(na+) +c(h+)=c(oh-)+c(hs-)+2c(s2-)

c.c(na+)>c(s2-)>c(oh-)>c(hs-)

d.c(oh-)=c(hs-)+c(h+)+c(h2s)

解析:電荷守恆:c(na+) +c(h+)=c(oh-)+c(hs-)+2c(s2-);

物料守恆:c(na+) =2c(hs-) +2c(s2-) +2c(h2s);

質子守恆:c(oh-)=c(hs-)+c(h+)+2c(h2s),選a d

5.強鹼弱酸的酸式鹽溶液:

【例5】(2023年江蘇卷)草酸是二元弱酸,草酸氫鉀溶液呈酸性,在0.1mol/lkhc2o4溶液中,下列關係正確的是(cd)

a.c(k+)+c(h+)=c(hc2o4-)+c(oh-)+ c(c2o42-)

b.c(hc2o4-)+ c(c2o42-)=0.1mol/l

c.c(c2o42-)>c(h2c2o4)

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