電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較
作者:陜西省漢中市城固縣第二中學(xué) 童光明
發(fā)布時間:2017-05-03 11:06:10 來源:陜西教育報刊社
“電解質(zhì)溶液中離子濃度大小關(guān)系”既是高中化學(xué)重要的理論知識,又是高中化學(xué)教學(xué)的重點和難點。這種題型考查的知識點多,靈活性、綜合性較強(qiáng),是大部分學(xué)生的難點。下面結(jié)合具體的教學(xué)實例對本知識點的解題思路、方法規(guī)律加以闡述論證。
一、分類解析
1.單一溶液中離子濃度比較。
例1:以一元弱酸CH3COOH為例,分析CH3COOH溶液中各微粒濃度大小。
分析:在CH3COOH溶液中,存在兩種電離平衡:
CH3COOH?CH3COO- + H+
H2O?OH- + H+
根據(jù)電荷平衡則有:c(H+) = c(CH3COO-)+c(OH-)
由于CH3COOH是弱電解質(zhì),電離程度不大,所以c(CH3COOH)遠(yuǎn)大于c(H+) ;c(CH3COOH)也遠(yuǎn)大于c(CH3COO-)。
結(jié)論:溶液中微粒濃度大小關(guān)系為:
c(CH3COOH) > c(H+) > c(CH3COO-) > c(OH-)
小結(jié):單一溶液中,(1) 弱酸或弱堿考慮電離;弱酸或弱堿的正鹽溶液考慮水解。(2) 酸式鹽溶液——電離和水解同時存在,要同時考慮,但要分清主次。
2.混合溶液離子濃度的大小比較。
例2:將PH=3的CH3COOH與PH=11的NaOH溶液等體積混合后,在所得的混合溶液中,下列關(guān)系式正確的是:
A. c(Na+) > c(CH3COO-) > c(H+) > c(OH-)
B.c(Na+) + c(H+)=c(CH3COO-) + c(OH-)
C.c(CH3COO-) > c(Na+) > c(H+) > c(OH-)
D.c(Na+) = c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
答案:BC
分析PH=3,c(H+)=10-3mol/L,PH=11,c(OH-) =10-3 mol/L,因為CH3COOH是弱電解質(zhì),所以CH3COOH的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸的濃度;二者等體積混合反應(yīng)后,CH3COOH過量;同時生成CH3COONa。
在反應(yīng)后的溶液中,存在如下平衡:
CH3COONa?Na+ + CH3COO- (主)
CH3COOH?CH3COO- + H+ (次)
CH3COO- + H2O?CH3COOH + OH- (再次)
H2O?H+ + OH- (最次)
因為CH3COOH 的電離平衡程度大于CH3COONa的水解程度,所以c(CH3COO-) > c(Na+) ,且溶液顯酸性,即 c(H+) >c(OH-)。C選項正確,根據(jù)電荷守恒,B選項正確。
答案:BC
二、鏈接高考
(2009年江蘇)下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是:
A.室溫下,向0.01mol/LNH4HSO4 溶液中滴加NaOH 溶液至中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1mol/LNaHCO3溶液: c(Na+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.25℃時,PH=4.75,濃度均為0.1mol/L的CH3COOH 、CH3COONa 混合溶液: c(CH3COO- )+c(OH-)
分析:A.NH4HSO4 和NaOH 若按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng),生成強(qiáng)酸弱堿鹽,呈酸性。
2NH4HSO4 +2NaOH=(NH4)2SO4 +Na2SO4+2H2O
要使二者反應(yīng)后呈中性,NaOH應(yīng)略過量中和NH4+。使NH4+的水解程度和NH3·H2O的電離程度相當(dāng)。即:
n(NaOH)>n(NH4HSO4) c(Na+)>c(SO42-) c(SO42-) >c(NH4+)
呈中性:c(OH-)=c(H+) , OH-、H+均來自水的電離。
結(jié)論: c(Na+)>c(SO42-) >c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.錯誤 (略)
C.正確 質(zhì)子守恒:c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+)
D.混合溶液呈酸性 c(H+) >c(OH-) ①
物料守恒2c(Na+) = c(CH3COOH)+c(CH3COO- )②
電荷守恒 c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO- )+c(OH-)③
由①②③聯(lián)立得:
C (CH3COO- )+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+) D錯誤
答案:AC
小結(jié):混合后溶液的酸堿性取決于溶質(zhì)的電離和水解的情況,一般原則是:若溶液中有酸或堿存在,要考慮酸和堿的電離,即溶液相應(yīng)地顯酸性或堿性;若溶液中的溶質(zhì)僅為鹽,則考慮鹽水解情況;對于特殊情況要按所給的知識情景“定性、定量相結(jié)合”進(jìn)行判斷。



