電解質(zhì)溶液中微粒濃度的比較方法

安徽省靈璧黃灣中學(xué)　華雪瑩

電解質(zhì)溶液中微粒濃度的比較方法

安徽省靈璧黃灣中學(xué)華雪瑩

電解質(zhì)溶液中微粒濃度大小的比較是高考中?？嫉膬?nèi)容，通常以選擇題或填空題的形式出現(xiàn)，目的在于考查同學(xué)們思維的靈活性、深刻性及創(chuàng)造性。常見的題型為單一電解質(zhì)溶液中或兩種電解質(zhì)溶液混合后，各種微粒濃度關(guān)系的判斷，主要考查同學(xué)們對中學(xué)化學(xué)中三種平衡（即水的電離平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類水解平衡）的理解，解答此類問題的關(guān)鍵是要正確地運(yùn)用三種平衡與兩個(gè)原理（電荷守恒原理、物料守恒原理）及溶液中的三種關(guān)系（離子濃度大小關(guān)系、電荷守恒關(guān)系、原子或離子個(gè)數(shù)的組成關(guān)系）。下面分類舉例分析，希望對同學(xué)們有所幫助。

一、單一電解質(zhì)溶液中微粒濃度關(guān)系的比較

1.弱電解質(zhì)溶液

例1在0.1mol·L-1H2S溶液中，下列微粒濃度關(guān)系正確的是（）。

A.c（H+）=c（HS-）+c（S2-）+c（OH-）%B.c（H+）=c（HS-）+2c（S2-）+c（OH-）

C.c（H+）>c（HS-）>c（S2-）>c（OH-）%D.c（H+）+c（HS-）+c（S2-）=0.1mol·L-1

解析在H2S溶液中存在下列平衡：故有c（H+）>c（HS-）>c（S2-）>c（OH-），即選項(xiàng)C正確。再根據(jù)電荷守恒可知，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。依據(jù)S原子守恒（物料守恒）有c（H2S）+c（HS-）+c（S2-）=0.1mol·L-1，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故本題應(yīng)選BC。

點(diǎn)評 解答此類問題關(guān)鍵是弄清弱電解質(zhì)電離平衡的特點(diǎn)。多元弱酸以第一步電離為主，且電離程度逐級減弱。

（1）弱堿溶液

例2用水稀釋0.1mol·L-1氨水時(shí)，溶液中隨著水量的增加而減小的是（）。

A.c（OH-）/c（NH3·H2O）%B.c（NH3·H2O）/c（OH-）

C.c（H+）與c（OH-）的乘積D.OH-的物質(zhì)的量

點(diǎn)評 解答此類問題關(guān)鍵是要掌握弱堿電離平衡的特點(diǎn)。

（2）弱酸溶液

例3在0.01 mol·L-1H2CO3溶液中，下列關(guān)系中錯(cuò)誤的是（）。

解析在H2CO3溶液中存在下列平衡：OH-。故有，即選項(xiàng)C正確。再根據(jù)電荷守恒可知，選項(xiàng)B正確。依據(jù)碳原子數(shù)守恒（物料守恒）有，則選項(xiàng)D正確。故本題應(yīng)選A。

點(diǎn)評 解答此類問題關(guān)鍵是要掌握弱酸電離平衡的特點(diǎn)。

2.強(qiáng)酸弱堿鹽溶液

例4在NH4Cl溶液中，下列關(guān)系中正確的是（）。

解析在NH4Cl溶液中，因水解使溶液呈酸性，則；而水解程度不大，所以［或抓住c（Cl-）最大這一關(guān)鍵］。故本題應(yīng)選A。

點(diǎn)評 解答此類問題，不僅要掌握弱堿陽離子水解平衡的特點(diǎn)，還應(yīng)明確的是發(fā)生水解的陽離子只是一小部分，即水解是微弱的。

3.強(qiáng)堿弱酸鹽溶液

例5 Na2S溶液中，各種離子的物質(zhì)的量濃度大小順序正確的是（）。

例6在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，下列關(guān)系中正確的是（）。

解析在Na2CO3溶液中，存在著如下平衡由于的水解，使得，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。兩步水解過程中均產(chǎn)生OH-，故溶液顯堿性，即c（H+）極小，故有c（OH-）垌c（H+），選項(xiàng)B錯(cuò)誤。第一步水解的程度大于第二步，選項(xiàng)C正確。再根據(jù)物料守恒有，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故本題應(yīng)選C。

點(diǎn)評 解答此類問題的關(guān)鍵是抓住弱酸根離子的水解特點(diǎn)，多元弱酸的酸根離子水解以第一步為主，逐級減弱，但每步都會產(chǎn)生H+。

4.強(qiáng)堿弱酸的酸式鹽溶液

例7在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中，下列各關(guān)系式正確的是（）。

解析在NaHCO3溶液中存在下列平衡：溶液中存在五種離子，據(jù)陰陽離子的電荷守恒知，選項(xiàng)B正確；再根據(jù)及碳原子數(shù)守恒關(guān)系知，選項(xiàng)D正確。故應(yīng)選BD。

點(diǎn)評 解答此類題的關(guān)鍵是要掌握酸式鹽酸根離子的電離和水解兩種平衡的特點(diǎn)。

二、兩種電解質(zhì)溶液混合后各種微粒濃度關(guān)系的比較

解答此類問題要緊緊抓住兩溶液混合后生成鹽的水解情況，若混合后弱電解質(zhì)還有剩余，則還應(yīng)討論弱電解質(zhì)的電離情況，必要時(shí)還需要比較鹽的水解及弱電解質(zhì)的電離程度的相對大小。下面僅以一元酸、一元堿及其鹽為例分類解析。

1.強(qiáng)酸與弱堿溶液混合

例8將pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合后，溶液離子濃度關(guān)系式正確的是（）。

解析pH=3的鹽酸，c（H+）=10-3mol·L-1，等于HCl的物質(zhì)的量濃度；pH=11的氨水，c（OH-）=10-3mol·L-1，但因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)，其溶液的物質(zhì)的量濃度遠(yuǎn)大于10-3mol·L-1，所以，兩者等體積混合后，生成強(qiáng)酸弱堿鹽過量，剩下的繼續(xù)電離，所以，同時(shí)c（OH-）>c（H+），但電離程度較小，所以c（Cl-）>c（OH-）。故本題應(yīng)選B。

點(diǎn)評 解答此類問題的關(guān)鍵是要了解兩溶液混合后生成的強(qiáng)酸弱堿鹽的水解情況：①當(dāng)恰好反應(yīng)時(shí)，離子濃度大小如例4；②當(dāng)弱堿有剩余時(shí)，溶液的酸堿性應(yīng)由弱堿的電離決定。

2.強(qiáng)堿與弱酸溶液混合

例9等體積、等物質(zhì)的量濃度的MOH強(qiáng)堿溶液與HA弱酸溶液混合后，溶液中有關(guān)離子的物質(zhì)的量濃度應(yīng)滿足的關(guān)系為（）。

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-）

解析根據(jù)題意MOH與HA恰好反應(yīng)生成強(qiáng)堿弱酸鹽，因少量A-發(fā)生水解：減少，溶液呈堿性，選項(xiàng)C正確。根據(jù)電荷守恒知選項(xiàng)D正確。故本題應(yīng)選CD。

例10將10 mL0.1mol·L-1NaOH溶液和5mL0.1mol·L-1的CH3COOH溶液混合，溶液里各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是（）。

A.c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）B.c（Na+）>c（OH-）>c（CH3COO-）>c（H+）

C.c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）>c（Na+）%D.c（OH-）>c（Na+）>c（CH3COO-）>c（H+）

解析在題中所給的條件下，NaOH溶液是過量的，因此該溶液中存在多個(gè)平衡。達(dá)到平衡后Na+完全以離子的形式存在，而且總含量最大，且過量的NaOH與生成的CH3COONa物質(zhì)的量相等。CH3COOH全部電離，但有一部分CH3COO-發(fā)生水解，即因此c（OH-）>c（CH3COO-），c（H+）在堿性條件下顯然最小。故本題應(yīng)選B。

點(diǎn)評解答此類問題的關(guān)鍵是要了解弱酸強(qiáng)堿鹽的水解情況。

3.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿弱酸鹽溶液混合

例11將20mL0.1mol·L-1的醋酸鈉溶液與10mL0.1mol·L-1鹽酸混合后，溶液顯酸性，則溶液中有關(guān)微粒的濃度關(guān)系正確的是（）。

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-）

解析根據(jù)題給條件可知，混合后所得溶液為等濃度的CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液，存在著如下平衡：溶液顯酸性，故兩平衡中CH3COOH的電離占主要地位，因此有c（Na+）>c（CH3COO-）>c（Cl-）> c（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-），即選項(xiàng)B正確。再根據(jù)電荷守恒可知，選項(xiàng)D也正確。故本題應(yīng)選BD。

例12將0.2mol·L-1CH3COOK與0.1mol·L-1鹽酸等體積混合后，溶液中下列微粒物質(zhì)的量濃度的關(guān)系正確的是（）。

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（CH3COO-）>c（Cl-）>c（CH3COOH）>c（H+）

解析在題中所給的條件下，醋酸鉀溶液是過量的。等體積混合后的溶液是等濃度的CH3COOK、CH3COOH和KCl的混合液。醋酸要發(fā)生電離，即故本題應(yīng)選D。

點(diǎn)評 解答此類題的關(guān)鍵要弄清兩溶液混合后生成弱酸的電離情況。當(dāng)鹽有剩余時(shí)，還要考慮鹽的水解情況，但一般情況下，此時(shí)的弱酸電離占主導(dǎo)地位。

4.強(qiáng)堿與強(qiáng)酸弱堿鹽溶液混合

例13 0.1mol·L-1NaOH溶液與0.1mol·L-1NH4Cl溶液等體積混合后，離子濃度關(guān)系正確的是（）。

A.c（Na+）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）B.c（Na+）=c（Cl-）>c（H+）>c（OH-）

C.c（Na+）=c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）D.c（Na+）=c（Cl-）>c（H+）>c（OH-）

解析在題中所給的條件下，兩者混合恰好完全反應(yīng)，生成物為NaCl和。因部分電離，溶液顯堿性，c（H+）濃度最小。故本題應(yīng)選C。

點(diǎn)評 解答此類題的關(guān)鍵是要抓住兩溶液反應(yīng)后生成弱堿的電離情況。若鹽有剩余還要考慮其水解情況，但此時(shí)弱堿的電離占主導(dǎo)地位。