一、“二小原则”
1、电离程度“小”
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:NH3·H2O、NH+4、OH-浓度的大小关系是_____________________。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是___________________________________。
2、水解程度“小”
①弱电解质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:NH+4、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是__________________。
②多元弱酸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:CO2-3、HCO-3、H2CO3的浓度大小关系应是____________________。
二、把握3种守恒,明确等量关系
(1)电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等。
(2)物料守恒:电解质溶液中由电离或水解因素,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。即原子守恒。
(3)质子守恒:酸失去的质子和碱得到的质子数目相同,也可由电荷守恒和物料守恒联立得到。
例如:0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,存在的离子有__________ ,存在的分子有_____ ___,
则其电荷守恒式为______________________________ ________,
物料守恒式为_______________ _____________,
质子守恒式为_____________ _________。
试一试分别写出0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液和Na2S溶液中的电荷守恒式、物料守恒式和质子守恒式。
【例题演练】
一、单一溶质溶液:根据电离、水解情况分析【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中,下列关系错误的是
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(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L 【例2】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(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
D.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
二、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的分析
1、两种物质混合不反应:
【例3】用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)>C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是( )
A.C(H+)>C(OH-)
B.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.1 mol/L
C.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
D.C(CH3COO-)+C(OH-)=0.2 mol/L
2.两种物质恰好完全反应
【例4】在10ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )。
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)=c(CH3COO -)+c(CH3COO H)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO -)+c(OH-)
3、两种物质反应,其中一种有剩余
【例5】把0.02 mol·L-1CH3COO H溶液与0.01 mol·L-1NaOH
溶液等体积混合,则混合液中微粒浓度关系正确的是( )
A、c(CH3COO-)>c(Na+)
B、c(CH3COO H)>c(CH3COO-)
C、2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COO H)
D、c(CH3COO H)+c(CH3COO-)=0.02mol·L-1
三、不同物质同种离子浓度比较型:
【例6】物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是()。A.NH4Cl B.NH4HSO4 C.CH3COONH4 D.NH4HCO3【核心突破】理清一条思路,掌握分析方法
变式练习
1.【变式1】(单一溶液型)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1(NH
4)
2
Fe(SO
4
)
2
溶液中:c(NH+
4
)=c(SO2-
4
)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH
-)
B.室温时浓度均为0.1 mol·L-1的NH
3·H
2
O和NH
4
Cl的混合溶液,pH为10,则:
c(NH+
4)+c(H+)>c(NH
3
·H
2
O)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1(CH
3COO)
2
Ba溶液中:2c(Ba2+)=2c(CH
3
COO-)+c(CH
3
COOH)
D.0.1 mol·L-1NaHC
2O
4
溶液显弱酸性,则:c(Na+)>c(HC
2
O-
4
)>c(H
2
C
2
O
4
)>c(C
2
O2-
4
)
>c(H+)
【变式2】(单纯混合型)
(2016·郑州联考)下列说法正确的是( )
A.0.020 mol·L-1的HCN(aq)与0.020 mol·L-1NaCN(aq)等体积混合得到的碱性混合溶液中:c(Na+)>c(CN-)
B.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(H+)+c(A2-)=c(OH-)+c(H
2
A)
C.在物质的量浓度均为0.01 mol·L-1的CH
3COOH和CH
3
COONa的混合溶液中:
c(CH
3COOH)+c(CH
3
COO-)=0.01 mol·L-1
D.c(NH+4)相等的(NH4)2SO4溶液、NH4HCO3溶液、NH4Cl溶液:
c((NH
4)
2
SO
4
)>c(NH
4
HCO
3
)>c(NH
4
Cl)
【变式3】(酸、碱中和型)
(1)比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。②NaOH溶液和CH
3
COOH溶液等浓度按1∶2体积比混合后pH<7,离子浓度大小顺序为
。
③pH=2的CH
3
COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,其离子浓度大小顺序为。
【变式4】(其他反应过程)
(2015·江苏化学,14)室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH
4
HCO
3
溶液中通CO
2
:c(NH+4)=c(HCO-3)+c(CO2-3)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO
3
溶液中通NH
3
:c(Na+)>c(NH+4)>c(SO2-3)
C.向0.10 mol·L-1Na
2
SO
3
溶液中通SO
2
:c(Na+)=2[c(SO2-3)+c(HSO-3)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH
3
COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
(不同溶液中离子浓度的大小比较)
【变式5】关于浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液,下列说法不正确的是( )
A.c(NH+
4
):③>① B.水电离出的c(H+):②>①
C.①和②等体积混合后的溶液:c(H+)=c(OH-)+c(NH
3
·H
2
O)
D.①和③等体积混合后的溶液:c(NH+
4
)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【巩固提高】高考真题
1、(2015·安徽)25℃时,在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶
液中,滴加0.1mol/L的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是:
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)= c(NH3·H2O)
B.加入10mL盐酸时:c(NH4+) +c(H+) =c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-) = c(Na+)
D.加入20mL盐酸时:c(Cl-) =c(NH4+) +c(Na+)
2、(2015·山东)室温下向10mL0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A 、a 点所示溶液中c(Na +)>c(A —)>c(H +)>c(HA)
B 、a 、b 两点所示溶液中水的电离程度相同
C 、pH=7时,c(Na +)= c(A —)+ c(HA)
D 、b 点所示溶液中c(A —)> c(HA)
3、(2014·四川高考·6)下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是 ( ) A.0.1 mol·L -1NaHCO 3溶液与0.1 mol·L -1NaOH 溶液等体积混合,所得溶液中: c(Na +)>c(C
)>c(HC
)>c(OH -)
B.20 mL 0.1 mol·L -1CH 3COONa 溶液与10 mL 0.1 mol·L -1HCl 溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH 3COO -)>c(Cl -)>c(CH 3COOH)>c(H +)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl -)+c(H +)>c(N
)+c(OH -)
D.0.1 mol·L -1CH 3COOH 溶液与0.1 mol·L -1NaOH 溶液等体积混合,所得溶液中: c(OH -)>c(H +)+c(CH 3COOH)
4、(2014·安徽高考·11)室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是 ( ) A.Na 2S 溶液:c(Na +)>c(HS -)>c(OH -)>c(H 2S) B.Na 2C 2O 4溶液:c(OH -)=c(H +)+c(HC 2)+2c(H 2C 2O 4) C.Na 2CO 3溶液:c(Na +)+c(H +)=2c(C )+c(OH -)
D.CH 3COONa 和CaCl 2混合溶液
c(Na +)+c(Ca 2+)=c(CH 3COO -)+c(CH 3COOH)+2c(Cl -)
5、(2015·四川)常温下,将等体积,等物质的量浓度的NH 4HCO 3与NaCl 溶液
混合,析出部分NaHCO 3晶体,过滤,所得滤液pH<7,下列关于滤液中的离子浓度关系不正确...的是 A 、<1.0×10-7mol/L
B 、c(Na +)= c(HCO 3—)+ c(CO 32—)+ c(H 2CO 3)
C 、c(H +)+c(NH 4+)= c(OH —)+ c(HCO 3—)+2 c(CO 32—)
D 、c(Cl —)> c(NH 4+)> c(HCO 3—)> c(CO 32—)
A .pH =2.5的溶液中:c (H 2C 2O 4)+c (C 2O 2-4)>c (HC 2O -
4)
B .c (Na +)=0.100 mol ·L -1的溶液中:c (H +)+c (H 2
C 2O 4)=c (OH -)+c (C 2O 2-4) C .c (HC 2O -4)=c (C 2O 2-4)的溶液中:c (Na +)>0.100 mol ·L -1+c (HC 2O -4)
D .pH =7.0的溶液中:c (Na +)>2c (C 2O 2-4)
6.(2016·天津理综,6)室温下,用相同浓度的NaOH 溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol ·L -1的三种酸(HA 、HB 和HD)溶液,
滴定曲线如图所示,
下列判断错误的是( )
A .三种酸的电离常数关系:K HA >K H
B >K HD
B .滴定至P 点时,溶液中:c (B -)>c (Na +)>c (HB)>c (H +)>c (OH -)
C .pH =7时,三种溶液中:c (A -)=c (B -)=c (
D -)
D .当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c (HA)+c (HB)+c (HD)=c (OH -)-c (H +)
7.(2014·天津理综,15)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A .pH =1的NaHSO 4溶液:c (H +)=c (SO 2-4 ) +c (OH -)
B .含有AgCl 和AgI 固体的悬浊液:c (Ag +)>c (Cl -)=c (I -)
C .CO 2的水溶液:c (H +)>c (HCO -3)=2c (CO 2-3)
D .含等物质的量的NaHC 2O 4和Na 2C 2O 4的溶液:3c (Na +)=2[c (HC 2O -4)+c (C 2O 2-4)+
c (H 2C 2O 4)]
8.(2014·新课标全国卷Ⅱ,11)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A .pH =5的H 2S 溶液中,c (H +)=c (HS -)=1×10-5 mol ·L -1
B .pH =a 的氨水溶液,稀释10倍后,其pH =b ,则a =b +1
C .pH =2的H 2C 2O 4溶液与pH =12的NaOH 溶液任意比例混合:c (Na +)+c (H +)=c (OH
-
)+c (HC 2O -4)
D .pH 相同的①CH 3COONa ②NaHCO 3 ③NaClO 三种溶液的c (Na +
):①>②>③
9.(2017全国II 卷)改变0.11mol L -⋅二元弱酸2H A 溶液的pH ,溶液中的2H A 、
HA -、2A -的物质的量分数(X)δ随pH 的变化如图所示[已知
22
(X )
(X )
(H A )(H A )(A )
c c c c δ--
=++]。
下列叙述错误的是
A .pH=1.2时,2(H A)(HA )c c -=
B .22lg[(H A)] 4.2K =-
C .pH=2.7时,22(HA )(H A)(A )c c c -->=
D .pH=4.2时,2(HA )(A )(H )c c c --+== 10(2017全国III 卷).在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl -会腐蚀阳
极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu 和CuSO 4,生成CuCl 沉淀从而除去Cl -。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是
A .SP (CuCl)K 的数量级为710-
B .除Cl -反应为Cu+Cu 2++2Cl -=2CuCl
C .加入Cu 越多,Cu +浓度越高,除Cl -效果越好
D .2Cu +=Cu 2++Cu 平衡常数很大,反应趋于完全
13.(Ⅰ)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH 溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH 如表所示:
实验编号 HA 的物质的量浓度(mol ·L -1
)
NaOH 的物质的量浓度(mol ·L -1
)
混合后溶液的pH
甲 0.1 0.1 pH =a 乙 0.12 0.1 pH =7 丙 0.2 0.1 pH>7 丁
0.1
0.1
pH =
10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA 是强酸还是弱酸?
。 (2)乙组混合溶液中c(A -)和c(Na +)的大小关系是 。 A .前者大 B .后者大 C .二者相等 D .无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。 (4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式): C(Na +)
-c(A -)= mol ·L -1。
(Ⅱ)某二元酸(化学式用H 2B 表示)在水中的电离方程式是
H 2B===H ++HB - HB -
H ++B 2-
回答下列问题:
(5)在0.1 mol ·L -1的Na 2B 溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。 A .c(B 2-)+c(HB -)=0.1 mol ·L -1 B .c(B 2-)+c(HB -)+c(H 2B)=0.1 mol ·L -1 C .C(OH -)=c(H +)+c(HB -) D .c(Na +)+c(OH -)=c(H +)+c(HB -)
(1)电荷守恒:c(NH+4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(2)物料守恒:c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH+4)=0.1 mol·L-1
(3)质子守恒:c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
Na2S溶液中
(1)电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
(2)物料守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
(3)质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
【例题演练】
【例1】A 【例2】A【例3】A【例4】A【例5】A【例6】B
【变式1】解析选项A中忽略了NH+
4的水解,A错;选项B中由电荷守恒知[NH+
4
]
+[H+]=[OH-]+[Cl-],因为混合溶液的pH为10,故NH
3·H
2
O的电离程度大于
NH+
4的水解程度,即[NH
3
·H
2
O]<0.1 mol·L-1=[Cl-],可推出题给关系式。选项
C中根据物料守恒可知正确的关系式为2[Ba2+]=[CH
3COO-]+[CH
3
COOH]。选项D
中NaHC
2O
4
溶液显弱酸性,说明HC
2
O-
4
的电离程度大于水解程度,因此[C
2
O2-
4
]>
[H
2C
2
O
4
]。答案 B
【变式2】解析A项,溶液中电荷守恒,则有:[Na+]+[H+]=[CN-]+[OH-],由于[OH-]> [H+],推知[Na+]>[CN-],正确;B项,根据质子守恒,在NaHA溶液
中存在:[OH-]+[A2-]=[H+]+[H
2A],错误;C项,根据物料守恒,则有:[CH
3
COOH]
+[CH
3COO-]=0.02 mol·L-1,错误;D项,[NH+
4
]相等时,(NH
4
)
2
SO
4
溶液、NH
4
HCO
3
溶液、NH
4Cl溶液的浓度应符合:[(NH
4
)
2
SO
4
]<[NH
4
Cl]<[NH
4
HCO
3
]。答案 A
【变式3】解析①恰好反应后,溶质为CH
3
COONa。
②中和反应后,为等浓度的CH
3COONa、CH
3
COOH混合液,且CH
3
COOH电离程度大于
CH
3COONa水解程度。③由于CH
3
COOH是弱酸,c(CH3COOH)要远大于c(NaOH),反应
后为CH
3COOH、CH
3
COONa,且n(CH3COOH)要远大于n(CH3COONa),溶液中CH3COOH电
离程度大于CH
3
COONa的水解程度,溶液呈酸性。
答案①[Na+]>[CH
3COO-]>[OH-]>[H+] ②[CH
3
COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]
③[CH
3COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]
【变式4】解析A项,根据电荷守恒可知:c(NH+4)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)
+2c(CO2-3),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),故c(NH+4)=c(HCO-3)+2c(CO2-3),
错误;B项,根据电荷守恒可知:c(NH+4)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO-3)+
2c(SO2-3),根据物料守恒可知:c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO-3)+c(SO2-3),溶液呈中
性,则c(H+)=c(OH-),三式联立可得:c(H2SO3)+c(NH+4)=c(SO2-3),则
c(NH+
4
) 反应使溶液呈中性,则有c(Na+)<2[c(H2SO3)+c(HSO-3)+c(SO2-3)],错误;D项, 对于CH 3 COONa溶液根据物料守恒有:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-), c(Na+)>c(CH 3 COOH), 根据混合溶液的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(Cl-)+c(CH 3 COO-),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),由此可知c(Na+)=c(Cl-) +c(CH3COO-),进而可知c(CH3COOH)=c(Cl-),故c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-), 正确。答案 D 【变式5】解析A项氯化铵为强电解质,完全电离后产生大量的NH+ 4 ,NH 3 ·H 2 O 为弱电解质只有少量的NH+ 4 产生,说法正确;B项在水中加入酸和碱都抑制水的电 离,由于HCl完全电离,NH 3 ·H 2 O不完全电离,因此氨水对水的电离抑制程度小, 水电离出的[H+]大,B项不正确;盐酸和氨水混合后恰好完全反应,但因生成的 盐为强酸弱碱盐,溶液显酸性,而多余的H+为水解产生,C项正确;D项①和③ 等体积混合,溶液呈碱性,[OH-]>[H+],根据电荷守恒,则[NH+ 4 ]+[H+]=[OH-] + [Cl-],因此[NH+ 4 ]>[Cl-]>[OH-]>[H+]。答案 B 【巩固提高】高考真题 1、B 2、D 3、B 4、B 5、C 3.C [A项,根据图像知,在未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、 HB和HD)溶液的pH,说明三种酸均为弱酸,且HA的pH最小、酸性最强,HD的 pH最大、酸性最弱,因酸性越强,电离常数越大,故K HA>K HB>K HD,正确; B项, 滴定至P点时,溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等,且溶液呈酸性,说 明HB的电离程度大于B-水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确; C项,pH=7时,三种离子的浓度分别等于c(Na+),然而三种溶液中阴离子水解 程度不同,加入的NaOH的体积不同,故三种阴离子的浓度也不同,错误;D项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子守恒关系:c(HA)+c(HB)+ c(HD)=c(OH-)-c(H+),正确。] 7.解析A、由溶液中的电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-4)+c(OH-),又因NaHSO 4 溶液中c(Na+)=c(SO2-4),所以c(H+)=c(SO2-4)+c(OH-),A项正确;B、因 K sp (AgCl)>K sp(AgI),所以含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Cl-)>c(I-),B项 错误;C、CO 2的水溶液中存在电离平衡:H 2 CO 3 H++HCO- 3 、HCO- 3 H++ CO2- 3 ,因第一步电离的程度远大于第二步电离的程度,故溶液中c(HCO-3)远大于2c(CO2-3),C项错误;D、根据物料守恒得:2c(Na+)=3{c(HC2O-4)+c(C2O2-4)+ c(H 2C 2 O 4 )},故D项错误。答案 A 8.解析A项,根据电荷守恒及溶液的pH有c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) =1×10-5 mol·L-1,错误;B项,NH 3·H 2 O为弱碱,稀释时NH 3 ·H 2 O能继续电离 出OH-,故a应小于b+1,错误;C项,根据电荷守恒,应该有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O-4)+2c(C2O2-4),错误;D项,由于酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO, 根据越弱越水解的原则,其对应盐的水解程度:CH 3COONa 3COONa>NaHCO 3 >NaClO,则三种溶液的c(Na+):①>②> ③,正确。答案 D 9. 10.11.解析(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应,酸性强弱取决于完全中和后盐溶液的pH,a=7时为强酸,a>7时为弱酸。 (2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以C(Na+)=c(A-)。 答案(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸(2)C (3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) (4)10-4-10-10(5)A、C