高三化學總復習 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)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負電荷數(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-) 【名師點撥】等式兩邊,一邊是正電荷,一邊是負電荷的,往往是電荷守恒,判斷時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。有的等式看不出來是什么守恒,這時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)子守恒可通過電荷守恒和物料守恒二式導出。 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 ̄),因為c(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)],錯誤。理解、運用各種守恒規(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。 【名師點撥】解題思路:- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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