第04講溶液中粒子濃度的大小比較掌握電解質(zhì)溶液中粒子間的三個守恒關(guān)系.學(xué)會溶液中粒子濃度比較的思路.學(xué)會不同溶液中離子濃度的大小比較.一、電解質(zhì)溶液中粒子間的三個“守恒”關(guān)系1．電荷守恒(1)含義：電解質(zhì)溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，溶液總是呈電中性。(2)應(yīng)用：如Na2CO3溶液中存在的陽離子有Na＋、H＋，存在的陰離子有OH－、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)，電荷守恒離子濃度關(guān)系式為c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))。2．元素質(zhì)量守恒(物料守恒)(1)含義：在電解質(zhì)溶液中，由于某些離子發(fā)生水解或電離，離子的存在形式發(fā)生了變化。但該離子所含的某種元素原子在變化前后是守恒的，稱為物料守恒。(2)應(yīng)用：如Na2S溶液中Na＋和S2－的原始濃度之間的關(guān)系為c(Na＋)＝2c(S2－)，由于S2－發(fā)生水解，其在溶液中的存在形式除了S2－，還有HS－和H2S，根據(jù)物料守恒濃度關(guān)系式為c(Na＋)＝2[c(H2S)＋c(S2－)＋c(HS－)]。3．質(zhì)子守恒(1)含義：質(zhì)子守恒是指電解質(zhì)溶液中粒子電離出來的H＋總數(shù)等于粒子接受的H＋總數(shù)。(2)應(yīng)用：如Na2S溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移如下：可得質(zhì)子守恒關(guān)系為c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。質(zhì)子守恒關(guān)系也可由電荷守恒關(guān)系與元素質(zhì)量守恒關(guān)系推導(dǎo)得到。二．兩個“微弱”1.弱電解質(zhì)的電離是微弱的。如CH3COOH溶液中，c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。2.鹽溶液中離子的水解是微弱的。如CH3COONa溶液中，c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。三、溶液中粒子濃度比較的思路1.溶液中粒子濃度比較的一般步驟解題步驟注意事項第一步：判斷溶液中有哪些粒子考慮溶液中存在的水的電離、溶質(zhì)的電離或水解等能夠產(chǎn)生的粒子，一定要找全第二步：抓住分析依據(jù)比較粒子濃度大小時出現(xiàn)等式則考慮三個守恒：物料守恒、電荷守恒、質(zhì)子守恒；出現(xiàn)不等式，則應(yīng)考慮電離或水解第三步：正確變形對于給出的與守恒關(guān)系看似無關(guān)的等式，則需要列出物料守恒式、電荷守恒式，再消去所給等式中沒有的微粒即可2.溶液中粒子濃度比較的規(guī)律方法解題思路eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(單一,溶液\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(酸或堿溶液——考慮電離,鹽溶液——考慮水解)),混,合,溶,液\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(不反應(yīng)——同時考慮電離和水解,反應(yīng)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(恰好,反應(yīng)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(生成酸或堿——考慮電離,生成鹽溶液——考慮水解)),過量——根據(jù)過量程度考慮電離和水解))))))解題方法→確定溶液中粒子的構(gòu)成eq\o(→,\s\up11(利用守),\s\do4(恒思想))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(元素質(zhì)量守恒,質(zhì)子守恒,電荷守恒))eq\o(→,\s\up17(推斷))結(jié)論解題技巧eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(不等式關(guān)系——\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(電離理論,水解理論)),等式關(guān)系\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(電荷守恒,元素質(zhì)量守恒))))四、離子濃度的關(guān)系比較1．單一溶液中離子濃度大小的比較(1)氯化銨溶液。①先分析NH4Cl溶液中的電離、水解過程。電離：NH4Cl=NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))＋Cl－、H2OH＋＋OH－。水解：NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))＋H2ONH3·H2O＋H＋。判斷溶液中存在的離子有NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))、Cl－、H＋、OH－。②再根據(jù)其電離和水解程度的相對大小，比較確定氯化銨溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Cl－)>c(NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4)))>c(H＋)>c(OH－)。(2)碳酸鈉溶液。①先分析Na2CO3溶液中的電離、水解過程：電離：Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、H2OH＋＋OH－。水解：COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋H2OHCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋OH－、HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋H2OH2CO3＋OH－。溶液中存在的離子有Na＋、COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、OH－、H＋。②溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Na＋)>c(COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3)))>c(OH－)>c(HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))>c(H＋)。(3)碳酸氫鈉溶液。①先分析NaHCO3溶液中的電離、水解過程：電離：NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))H＋＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、H2OH＋＋OH－。水解：HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋H2OH2CO3＋OH－。溶液中存在的離子有Na＋、HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、H＋、OH－。②由于HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的電離程度小于HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的水解程度，所以溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))>c(OH－)>c(H＋)>c(COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3)))。(4)亞硫酸氫鈉溶液。①先分析NaHSO3溶液中的電離、水解過程。電離：NaHSO3=Na＋＋HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))H＋＋SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、H2OH＋＋OH－。水解：HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋H2OH2SO3＋OH－。溶液中存在的離子有：Na＋、HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))、H＋、SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、OH－。②由于HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的電離程度大于HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的水解程度，所以溶液中離子濃度由大到小順序為：c(Na＋)>c(HSOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))>c(H＋)>c(SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3)))>c(OH－)。2．混合溶液中各離子濃度比較，根據(jù)電離程度、水解程度的相對大小綜合分析(1)分子的電離程度大于對應(yīng)離子的水解程度。在0.1mol·L－1NH4Cl和0.1mol·L－1的氨水混合溶液中：由于NH3·H2O的電離程度大于NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))的水解程度，導(dǎo)致溶液呈堿性。溶液中各離子濃度的大小順序為c(NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4)))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。(2)分子的電離程度小于對應(yīng)離子的水解程度。在0.1mol·L－1的HCN和0.1mol·L－1的NaCN混合溶液中：由于HCN的電離程度小于CN－的水解程度，導(dǎo)致溶液呈堿性。溶液中各離子濃度的大小順序為c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)，且c(HCN)>c(Na＋)＝0.1mol·L－1。題型01離子共存問題【典例】實驗室需配制一種僅含四種離子(不包括水電離出的離子)的無色溶液，且在溶液中四種離子的數(shù)目相同。下列四個離子組能達到要求的是【答案】D【詳解】A．若四種離子的濃度均為1mol/L，溶液中正、負(fù)電荷的總數(shù)不相等，A錯誤；B．Cu2+的水溶液為藍色，不符合題意，B錯誤；D．本組離子間不反應(yīng)，故能共存，溶液呈現(xiàn)電中性，溶液中的正、負(fù)電荷總數(shù)相等，D正確；故選D?！咀兪健肯铝懈鹘M離子在溶液中能共存且通入括號中相應(yīng)氣體后，仍能大量共存的是【答案】D答案選D。題型02單一溶液中離子濃度大小的比較【答案】B【詳解】A．磷酸二氫鈉在溶液中完全電離出等物質(zhì)的量的鈉離子和磷酸二氫根離子，磷酸二氫根離子在溶液中存在電離趨勢和水解趨勢，所以0.1mol/L磷酸二氫鈉溶液中離子濃度最大的是鈉離子，故A錯誤；故選B?！敬鸢浮緼故選A。題型03混合溶液中各離子濃度大小的比較【答案】DB．由分析可知，H2A電離常數(shù)Ka2=101.15×109.15=1010.3，故B正確；故選D?！咀兪健渴俏：ψ顬閲?yán)重的大氣污染物之一，的含量是衡量大氣污染的一個重要指標(biāo)。(1)用還原生成S的反應(yīng)分兩步完成，如圖甲所示，該過程中相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示：pH8.27.26.2②當(dāng)吸收液呈中性時，溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(填序號)。(3)400HCO+SO2=HSO+CO2②A．根據(jù)電荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH?)+2c(SO)+c(HSO)，溶液呈中性，所以c(H+)=c(OH?)，則c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)，故A正確；B．當(dāng)n(SO)∶n(HSO)=1∶1時，溶液的pH=7.2，顯堿性，所以若溶液呈中性，則c(SO)<c(HSO)，溶液中的溶質(zhì)為Na2SO3和NaHSO3，則c(Na+)最大，溶液呈中性，則c(H+)=c(OH?)，故有c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH?)，故B正確；C．根據(jù)電荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH?)+2c(SO)+c(HSO)，故C錯誤；選AB。題型04鹽溶液中微粒間的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒原理【答案】DC．該式子為電荷守恒式，C項正確；故選D?！咀兪健垦芯侩娊赓|(zhì)在水溶液中的離子反應(yīng)與平衡有重要的意義。③圖中a、b、c、d四個點中水的電離程度最大的是?；瘜W(xué)式HClO電離平衡常數(shù)(K)B．溶液中，水的電離受到抑制(3)＞BC（3）①由硒酸的第二步電離并不完全可知，常溫下硒酸根離子在溶液中水解使溶液呈堿性，所以硒酸鈉溶液的pH大于7；②A．由硒酸是一種強酸，第一步電離是完全的可知，硒酸氫根離子在溶液中不能發(fā)生水解反應(yīng)，所以硒酸氫鈉溶液呈酸性是因為硒酸氫根離子在溶液中部分電離出氫離子所致，故錯誤；B．由硒酸是一種強酸，第一步電離是完全的，第二步電離并不完全可知，硒酸氫根離子在溶液中部分電離出氫離子會抑制水的電離，故正確；C．向溶液中加入少量硒酸鈉固體，溶液中硒酸根離子濃度增大，第二步電離的電離平衡左移，溶液中硒酸氫根離子濃度增大，故正確；D．向溶液中加入少量氫氧化鈉固體，氫氧根離子會中和溶液中的氫離子，使第二步電離的電離平衡右移，溶液中硒酸氫根離子濃度減小，故錯誤；故選BC?！眷柟逃?xùn)練】1．常溫下，下列各組離子在指定條件下可能大量共存的是【答案】A【詳解】A．使甲基橙變紅的溶液為酸性溶液，四種離子在酸性溶液中不發(fā)生任何反應(yīng)，能大量共存，A正確；B．與鋁反應(yīng)能放出氫氣的溶液可能為酸溶液，也可能為堿溶液，酸溶液中硫離子與氫離子反應(yīng)，堿溶液中銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)，則四種離子在與鋁反應(yīng)能放出氫氣的溶液中一定不能大量共存，B錯誤；C．含有鋁離子的溶液中，鋁離子能與碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)，不能大量共存，C錯誤；故選A。2．下列各組離子一定能大量共存的是【答案】C【詳解】A．酸性條件下硝酸根離子能與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，故A錯誤；B．溶液中氫氧根離子能與鋇離子、亞硫酸氫根離子、碳酸氫根離子反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀和碳酸鋇沉淀，不能大量共存，故B錯誤；故選C。3．某澄清透明溶液中可能大量共存的離子組是A．Al3+、Ca2+、Cl、[Al(OH)4]B．Fe3+、Na+、I、Ca2+【答案】C【詳解】A．Al3+、[Al(OH)4]雙水解生成Al(OH)3沉淀，不能共存，故不選A；B．Fe3+與I發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Fe3++2I=2Fe2++I2，不能共存，故不選B；選C。4．在25℃時，下列說法正確的是【答案】B【詳解】A．pH=3的醋酸溶液稀釋100倍，醋酸又電離出氫離子，溶液的pH<5，故A錯誤；故選B。5．在不同溫度下的水溶液中離子濃度曲線如圖所示，下列說法正確的是A．a(chǎn)點和c點均為純水B．b點對應(yīng)的溶液中大量存在：K＋、Ba2＋、NO、IC．在c點溶液中加NH4Cl固體，可實現(xiàn)c點向d點移動D．T℃時，0.1mol/L的NaOH溶液pH=11【答案】D故選D?；瘜W(xué)式電離平衡常數(shù)下列說法正確的是【答案】C故選：C。7．常溫下部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表化學(xué)式HClO電離常數(shù)下列說法錯誤的是【答案】C選C。【答案】CB．若x為12.5mL，氫氧化鈉溶液與醋酸溶液恰好反應(yīng)得到醋酸鈉溶液、溶液呈堿性，而b點溶液呈中性，故x＞12.5，故B錯誤；C．由圖可知，a點為氫氧化鈉溶液與醋酸溶液反應(yīng)得到的氫氧化鈉和醋酸鈉的混合溶液，溶液中氫氧化鈉溶液濃度較大，在溶液中電離出的氫氧根離子抑制水的電離程度較大，b點為醋酸和醋酸鈉的混合溶液，c點為等濃度的醋酸和醋酸鈉的混合溶液，c點醋酸溶液濃度大于b點，醋酸電離出的氫離子抑制水的電離程度大于b點，所以水的電離程度最大的是b點，故C正確；D．由分析可知，c點為等濃度的醋酸和醋酸鈉的混合溶液，溶液中存在電荷守恒關(guān)系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO)+c(OH)和物料守恒關(guān)系2c(Na+)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)，整合可得c(CH3COO)+2c(OH)=c(CH3COOH)+2c(H+)，故D錯誤；故選C。A．1.12 B．2.24 C．3.36 D．4.48【答案】(1)B(4)B(6)C【詳解】（1）根據(jù)分析可知，亞硫酸氫根離子曲線為圖中的B；故選C。10．工業(yè)合成氨是20世紀(jì)的偉大成就之一，但化肥的過度使用、硝酸工業(yè)廢氣和動車尾氣的排放，給水體和大氣帶來了一定程度的污染，需要進行綜合處理。A．采用高溫以提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率C．為提高轉(zhuǎn)化率，可適當(dāng)增大的濃度①鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式。②鹽酸肼水溶液中離子濃度的排列順序正確的是(選填編號)【答案】(1)BCD【詳解】（1）A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，高溫使平衡逆向移動，會降低平衡轉(zhuǎn)化率，采用高溫只能提高反應(yīng)速率，故A錯誤；B．該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)減少，采用高壓可使平衡正向移動，既加快反應(yīng)速率，也提高了的產(chǎn)量，故B正確；C．適當(dāng)增大的濃度，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；D．及時分離出氨氣，可使平衡正向移動，有利于氨的合成，故D正確；故答案為BCD。故選AC。【強化訓(xùn)練】11．空氣中含量的控制和資源利用具有重要意義。利用高爐煉鐵尾氣制取有機物的過程如圖所示，已知：“電解”在質(zhì)子交換膜電解池中進行，下列說法錯誤的是B．相同條件下，理論上吸收尾氣中與產(chǎn)生的體積比為【答案】BB．由分析可知，利用高爐煉鐵尾氣制取甲醛的總反應(yīng)為二氧化碳與水反應(yīng)生成甲醛和氧氣，由得失電子數(shù)目守恒可知，相同條件下，理論上吸收尾氣中二氧化碳與產(chǎn)生氧氣的體積比為1：1，故B錯誤；故選B?！敬鸢浮緿故答案選D。13．常溫下甲為pH=2的醋酸溶液；乙為pH=2的醋酸和鹽酸的混合液，等體積的甲乙兩溶液相比，下列說法正確的是A．乙溶液中c(OH)小于甲溶液中c(OH)B．甲溶液中c(CH3COO)一定大于乙溶液中c(CH3COO)C．乙溶液離子濃度大小關(guān)系為：c(Cl)>c(CH3COO)>c(H+)>c(OH)D．加入相同濃度的NaOH溶液至中性，甲、乙兩溶液消耗NaOH溶液的體積相同【答案】B【詳解】A．甲乙兩溶液pH均為2，即兩溶液中c(H+)均為10?2mol/L，根據(jù)Kw=c(H+)?c(OH?)（Kw為水的離子積常數(shù)，常溫下Kw不變），可知兩溶液中c(OH?)相等，A錯誤；B．根據(jù)電荷守恒，甲溶液中有c(H+)=c(CH3COO?)+c(OH?)，乙溶液中有c(H+)=c(CH3COO?)+c(Cl?)+c(OH?)，兩溶液pH相同，則c(H+)、c(OH?)相同，所以乙溶液中c(CH3COO?)小于甲溶液中c(CH3COO?)，B正確；C．乙溶液中HCl完全電離，CH3COOH部分電離，且pH=2，c(H+)=10?2mol/L，但無法確定c(Cl?)與c(CH3COO?)的大小關(guān)系，C錯誤；D．甲溶液中CH3COOH的物質(zhì)的量大于乙溶液中CH3COOH的物質(zhì)的量（乙中還有HCl），加入相同濃度的NaOH溶液至中性，甲溶液消耗NaOH溶液的體積更大，D錯誤；故選B。14．