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点击标题下方蓝字"化学真谛坊”   C(H2S)>C(H+)>C(HS-)>C(S2-)

2、水解(即水解理论)

①弱离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中C(H+)或碱性溶液中C(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(NH3·H2O)

②多元弱酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:C(CO32-)>C(HCO3-)>C(H2CO3)

三、把握三种守恒,明确等量关系

以0.1mol/NaHCO3溶液为例,溶液中的大量离子:Na+、HCO3-;微量离子:OH-、CO32-、H+;大量分子:H2O;微量分子:H2CO3。

1、电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等。

n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-),

推出:C(Na+)+C(H+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)。

2、物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化,变成其他离子或分子等,但离子或分子中某特定元素的原子总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+):n(C)=1:1,

推出:C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)。

3、质子守恒:由水电离出的C(H+)水=C(OH-)水,得质子守恒关系为:

C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3)(也可通过电荷守恒和物料守恒推导)。

四、辨析四类试题,强化知识迁移

1、单一电解质溶液中微粒浓度的相对大小比较

①弱酸或弱碱溶液

[例1]在0.1mol/L的NH3·H2O溶液中,下列关系正确的是(    )

  A、[NH3·H2O][OH-][NH4+][H+]

B、[NH4+][NH3·H2O][OH-][H+]

C、[NH3·H2O][NH4+]=[OH-][H+]

D、[NH3·H2O][NH4+][H+][OH-]

解析:NH3·H2O是一元弱碱,在水溶液中少部分发生电离(NH3·H2ONH4++OH-),所以[NH3·H2O]必大于[NH4+]和[OH-]。因为[OH-]=[H+]+[NH4+],所以[OH-][NH4+],综合起来,[NH3·H2O][OH-][NH4+][H+],答案为A。

②会水解的盐溶液

[例2]关于小苏打水溶液的表述正确的是(    )

  A、C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)

B、C(Na+)+C(H+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(OH-)

C、HCO3-的电离程度大小于HCO3-的水解程度

D、存在的电离有:NaHCO3=Na++HCO3-,

HCO3-H++CO32-,H2OH++OH-。

解析:NaHCO3溶液中存在:NaHCO3=Na++4CO3-,

HCO3- H++CO32-,

HCO3-+H2OH2CO3+OH-,H2OH++OH-。

根据电荷守恒有:

C(Na+)+C(H+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-),B错误;NaHCO3溶液显碱性,故HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度,C错误;A符合物料守恒,A正确。答案为AD。

2、酸与碱混合后溶液中微粒浓度的相对大小比较

①物质的量浓度相等的强酸(弱酸)与弱碱(强碱)等体积混合

[例3]0.1mol/LHF溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,离子浓度的关系正确的是(    )

  A、C(F-)>C(Na+)C(OH-)C(H+)

B、C(Na+)C(F-)>C(OH-)C(H+)

C、C(Na+)(F-)>C(H+)C(OH-)

D、C(Na+)=(F-)>C(OH-)=C(H+)

解析:题中HF与NaOH恰好完全反应生成NaF和H2O,相当于单一的强碱弱酸盐溶液,故选B。

②C(H+)=C(OH-)的强酸(弱酸)与弱碱(强碱)等体积混合

[例4]常温下,将PH=2的盐酸与PH=12的氨水等体积混合后,离子浓度的关系正确的是(    )

  A、C(Cl-)C(NH4+)C(H+)C(OH-)

B、C(NH4+)C(Cl-)C(H+)C(OH-)

C、C(Cl-)=C(NH4+)C(H+)=C(OH-)

D、C(NH4+)C(Cl-)C(OH-)C(H+)

解析:两溶液的C(H+)=C(OH-),而氨水是弱碱,其物质的量浓度远大于盐酸浓度,两者混合后,氨水大大过量,应为氨水和氯化铵的混合溶液,且氨水的电离大于铵离子的水解,即C(OH-)>C(H+),C(NH4+)>C(Cl-)。答案为D。

③强酸(弱酸)与弱碱(强碱)非等物质的量混合

[例5]0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后,混合溶液呈碱性,则下列关系正确的是(    )

A、C(HCN)<C(CN-

B、C(Na+)C(CN-)

C、C(HCN)-C(CN-)=C(OH-)

D、C(HCN)+C(CN-)=0.1mol/L

解析:两者反应后应为0.05mol/L的HCN和0.05mol/L的NaCN的混合溶液。

由电荷守恒可得:C(H+)+C(Na+)=C(CN-)+C(OH-),

因溶液呈碱性[C(OH-)>C(H+)],则C(Na+C(CN-),B正确;

由物料守恒可得:C(HCN)+C(CN-)=0.1mol/L,D正确,答案为BD。

3、酸(或碱)与盐混合后溶液中微粒浓度的相对大小比较

①强酸(强碱)与强碱弱酸盐(强酸弱碱盐)混合

[例6]将20ml0.3mol/LNH4Cl溶液与20ml0.1mol/LBa(OH)2溶液混合,则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是(    )

 A、C(Cl-)C(Ba2+)C(OH-)C(NH4+)

B、C(Cl-)C(NH4+)C(Ba2+)C(OH-)

C、C(Ba2+)C(Cl-)C(OH-)C(NH4+)

D、C(Cl-)C(OH-)C(NH4+)C(Ba2+)

解析:两者混合后得到的是0.05mol/LBaCl2·0.1mol/LNH3·H2O和0.05mol/LNH4Cl的混和溶液,由于NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,所以C(Cl-)C(NH4+)C(Ba2+)C(OH-)。答案为B。

②弱酸(弱碱)与强碱弱酸盐(强酸弱碱盐)混合

[例7]某同学测得物质的量浓度均为0.01mol/LCH3COOH和CH3COONa混合溶液呈酸性后,得出了关系,你认为其中不正确的是(    )

  A、C(CH3COO-)>C(CH3COOH)

  B、C(CH3COO-)>C(Na+)C(H+)C(OH-)

C、C(Na+)=C(CH3COO-)=0.01mol/L

D、C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.02mol/L

解析:CH3COOH和CH3COONa混合溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COONa的水解程度,故有C(CH3COO-)>C(CH3COOH),C(CH3COO-)>C(Na+)C(H+)C(OH-),A、B正确;根据物料守恒可知C(CH3OOH)+C(CH3COO-)=0.02mol/L,D正确。答案为C。

4、正盐与酸式盐混合溶液中微粒浓度的相对大小比较

[例8]标准状况下,向ml6mol/L的KOH溶液中缓缓通入8.96LCO2气体,充分反应(假设CO2全部被KOH溶液吸收)后,溶液中离子浓度大小排列顺序正确的是(    )

     A、C(K+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)

>C(H+)

     B、C(K+)>C(CO32-)>C(HCO3-)>C(OH-)

>C(H+)

C、(K+)>C(CO32-)=C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)

D、(K+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(CO32-)>C(H+)

解析:n(KOH)=0.6mol,n(CO2)=0.4mol,设K2CO3为xmol,KHCO3为ymol,则:2x+y=0.6,x+y=0.4,即x=0.2,y=0.2,反应后O0.2molK2CO3和KHCO3的混合溶液,因为CO32-水解程度大于HCO3-,所以C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+)。答案为A。

02

题型分析

类型一、溶质单一型

解题指导:对于溶质单一型的溶液,若溶质是弱酸或弱碱的考虑电离且电离是弱电离,若溶质是盐考虑水解同样水解也是弱水解

例1.H3PO4溶液中各离子浓度大小的顺序为:H+H2PO4-HPO42-PO43-OH-

例2、NH3·H2O溶液中各离子浓度大小顺序为:OH-NH4+H+

例3、在0.1mol·L1Na2CO3溶液中,下列关系正确的是()。

A.C(Na+)=2C(CO32-)

B.C(OH-)=2C(H+)

C.C(HCO3-)>C(H2CO3)

D.C(Na+)<C(CO32-)+C(HCO3-)

解析:由于CO32-水解,故C(Na+)>2C(CO32-);又CO32-水解以第一步为主,故有(HCO3-)>C(H2CO3),依物料守恒,有C(Na+)=2[C(CO32-)+C(HCO3-)+C(H2CO3)],故C(Na+)>C(CO32-)+C(HCO3-);因由水电离出H+和OH-物质的量相等,可得C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3),故C(OH-)≠2C(H+)。综合上述,正确答案为C。

例4、明矾溶液中各种离子的物质的量浓度大小关系能够确定的是()A.C(K+)>C(Al3+)B.C(K+)=C(Al3+)C.C(H+)=C(OH-)D.C(Al3+)<C(H+)解析:明矾在水中电离:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-,因Al3+水解,Al3++H2OAl(OH)3+3H+,溶液显酸性,所以有C(K+)>C(Al3+),C(H+)>C(OH)-,C(Al3+)>c(H+),故正确答案为A。例5、在氯化铵溶液中,下列关系正确的是()。A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-)D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)

解析:因少量NH4+发生下列水解: NH4++H2ONH3·H2O+H+故有C(Cl-)>C(NH4+),故正确答案为A。

类型二、酸碱中和型

对于酸碱中和的类型,应先考虑它们按化学计量关系进行反应,观察是否反应完全,然后考虑物质在水溶液中的电离及可能存在的电离平衡、水解平衡以及抑制水解等问题,最后对离子浓度大小作出估计和判断。1、恰好中和型解题指导:给定的酸碱是等物质的量的反应(注意与H+和OH-物质的量相等的情况区别)反应结束后一定是生成正盐和水,故可把此类问题转化成是正盐溶液中离子浓度比较问题,即单一溶质型中的溶质为盐的问题来解决。例6、在10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAC溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是()。A.C(Na+)>C(AC-)>C(H+)>C(OH-)B.C(Na+)>C(AC-)>C(OH-)>C(H+)C.C(Na+)=C(AC-)+C(HAC)D.C(Na+)+C(H+)=C(AC-)+C(OH-)

解析:由于混合的NaOH与HAC物质的量都为1×10-3mol,两者恰好反应生成NaAC,等同于单一溶质,故与题型一方法相同。

由于少量AC-发生水解:AC-+H2OHAC+OH-故有C(Na+)>C(AC-)>C(OH-)>C(H+),根据物料守恒C正确,根据电荷守恒D正确,A错误。故该题选项为A。例7、等体积等浓度MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子的浓度应满足的关系是()。A.C(M+)>C(OH-)>C(A-)>C(H+)B.C(M+)>C(A-)>C(H+)>C(OH-)C.C(M+)>C(A-)>C(OH-)>C(H+)D.C(M+)+C(H+)=C(A-)+C(OH-)解析:根据题意MOH与HA恰好反应生成强碱弱酸盐。因少量A-发生水解。A-+H2OHA+OH-,A-减少,溶液呈碱性,故C正确;又根据电荷守恒D也正确。2、pH等于7型解题指导:酸碱中和反应(注意与恰好中和型区别)结束后一定是C(H+)=C(OH-)故分析此类问题从两方面入手:(1)考虑从电荷守恒入手求得其它离子相等关系。(2)判断PH等于7时,酸碱到底谁过量;方法是:先设定为完全反应时的PH然后与PH=7比较便可得出。例8、常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中()。A.C(HCOO-)>C(Na+)B.C(HCOO-)<C(Na+)C.C(HCOO-)=C(Na+)D.无法确定C(HCOO-)与C(Na+)的关系解析:根据溶液中电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(HCOO-)+C(OH-)因pH=7,故C(H+)=C(OH-),所以有C(Na+)=C(HCOO-),此题量的分析为:若完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而现在pH=7,故酸须略为过量。答案为C。例9、在常温下10mLpH=10的KOH溶液中,加入pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是()。A.C(A-)=C(K+)B.C(H+)=C(OH-)<C(K+)<C(A-)C.V后≥20mLD.V后≤20mL解析:pH=10的KOH有C(KOH)=10-4mol·L-1,pH=4的一元酸,因不清楚是强酸还是弱酸,故有C(HA)≥10-4mol·L-1,根据电荷守恒,无论是强酸或是弱酸,都有下列关系:C(H+)+C(K+)=C(OH-)+C(H+),因pH=7,C(H+)=C(OH-),故C(A-)=C(K+),A选项正确,B错;当HA为强酸时,加入10mLKOH与HA刚好中和,pH=7,此时V后为20mL,当HA为弱酸时,有两种方法可以分析:(1)假设两考等体积混合则,则电离出来的n(H+)和n(OH-)恰好反应完全但此时及有酸(pH=4时,酸的浓度大于1×10-4mol/L)pH7,故为了使pH=7必须少加酸,故V后≤20m(2)因C(HA)>10-4mol·L-1,故加入V(HA)<10mL即达pH=7,此时V后≤20mL,综合上述,V后≤20mL,D项也正确。3、反应过量型解题指导:先判断反应前后谁过量,及反应后各物质的量,再考虑电离或水解的情况.(1)当酸(碱)的电离大于盐溶液中弱离子水解时,可认为盐中的弱离了不水解,此时主要考虑电离对离子浓度造成的影响;反之可认为酸(碱)不电离(但实际有电离,程度很小),此时只考虑离子水解对离子浓度造成的影响。例10、将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是()。A.C(HCN)<C(CN-)B.C(Na+)>C(CN-)C.C(HCN)-C(CN-)=C(OH-)D.C(HCN)+C(CN-)=0.1mol·L-1解析:将0.2mol·L-1HCN溶液和01mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,C(CN-)=0.05mol·L-1,c(HCN)=0.05mol·L-1,由于混合后溶液呈碱性,说明NaCN水解程度大于HCN的电离程度,故C(HCN)>C(CN-),A错。由上述分析知C(CN-)<0.05mol·L-1,而C(Na+)=0.05mol·L-1,B正确;根据C、N元素守恒可得C(HCN)+C(CN-)=0.1mol·L-1,故D项也正确;根据电荷守恒:C(OH-)=C(H+)+C(Na+)-(CN-)故C不正确,综合上述正确答案为B、D。例11、把0.02mol·L-1CH3COOH溶液和0.01mol·L-1NaOH溶液以等体积混合,则溶液中粒子浓度关系正确的为()。A.C(CH3COO-)>C(Na+)B.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)C.2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)D.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.01mol·L-1解析:将0.02mol·L-1CH3COOH和0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合后,混合液的溶质为CH3COOH和CH3COONa,且物质的量相等,浓度为5×10-3mol·L-1,由于CH3COOH电离趋势大于CH3COO-的水解趋势,所以C(CH3COO-)>C(Na+),但无论怎样变化,由物料守恒知:C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.01mol·L-1正确答案为A、D。例12、将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度大小关系正确的是()。A.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)D.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)解析:pH=3,C(HCl)=10-3mol·L-1,pH=11,C(OH-)=10-3mol·L-1,因氨水为弱电解质,所以C(NH3·H2O)>C(HCl),两者等体积混合后,氨水过量。因氨水电离程度大于NH4+水解程度。所以C(NH4+)>C(Cl-),同时也存在C(OH-)>C(H+),而NH3·H2O电离只是少数,所以存在C(Cl-)>C(OH-),故正确答案为B。类型三、盐与碱(酸)反应型解题指导:此类问题与类型二第三种情况相似,反应到最后也一般为盐和酸(或碱)的混合物,分析时同样从盐溶液中弱离子水解和酸碱的电离相当强弱入手。例13、将01mol·L-1的醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子浓度关系正确的是()。A.C(CH3COO-)>C(Cl-)>C(H+)>C(CH3COOH)B.C(CH3COO-)>C(Cl-)>C(CH3COOH)>C(H+)C.C(CH3COO-)=C(Cl-)>C(H+)>C(CH3COOH)D.C(Na+)+C(H+)=C(CH3COO-)+C(Cl-)+C(OH-)解析:两溶液混合反应后,溶液实质上是生成等浓度醋酸和醋酸钠、氯化钠的混合溶液。因溶液呈酸性说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度,所以C(CH3COO-)>C(Cl-)>C(CH3COOH),但CH3COOH电离程度较小,C(CH3COOH)>C(H+),故选项A、C错,B正确。依据电荷守恒原则,可知选项D也正确。综合上述答案选B、D。例14、0.1mol·L-1NaOH和0.1mol·L-1NH4Cl溶液等体积混合后,离子浓度大小次序正确的是()。A.C(Na+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)B.C(Na+)=C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)C.C(Na+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)D.C(Cl-)>C(Na+)>C(OH-)>C(H+)解析:两者混合恰好反应,产物为NaCl和NH3·H2O,显碱性,且C(Na+)=C(Cl-),故答案B。类型四、不同物质同种离子浓度比较型例15、物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是()。A.NH4ClB.NH4HSO4C.CH3COONH4D.NH4HCO3解析:NH4+在溶液中存在下列平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+B项NH4HSO4电离出大量H+,使上述平衡向左移动,故B中C(NH4+)大于A中的C(NH4+),C项CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性,使平衡向右移动,故C、D中C(NH4+)小于A中C(NH4+),正确答案为B

END

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