两个微弱 三个守恒 三个比较 - 浅谈电解质溶液中离子浓度大小比较sc

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两个微弱 三个守恒 三个比较 ——浅谈电解质溶液中离子浓度大小比较

摘要:电解质溶液的有关知识是化学反应原理的重要内容之一,也是高考重要的考点之一,其中溶液中离子浓度大小比较一直是历年高考考查的热点内容。本文就电解质溶液中离子浓度大小比较的有关知识进行了系统归纳。

关键词:离子浓度;比较;微弱;守恒

作者简介:狄增梅,任教于山西同煤大学技师学院。

电解质溶液有关知识是化学反应原理的重要内容之一,也是高考考点分布的重点区域之一,其中溶液中离子(或溶质微粒)浓度大小比较一直是历年高考考查的热点内容。但很多学生对本部分内容知之不深,甚至面对题目无法下手。本文就电解质溶液中离子浓度大小比较的有关知识,结合笔者多年的经验归纳如下,供大家借鉴。

一、紧抓两个“微弱”

比较离子或溶质微粒浓度大小,考查的内容通常既与盐的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关,而这两个平衡变化的共同特征为反应或过程是“微弱”的。

1.弱电解质只有微弱电离,如稀醋酸溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO–)>c(OH–)。多元弱酸分步电离,以第一步为主,如H2S溶液中各粒子浓度由大到小的顺序为:

c(H2S)>c(H+)>c(HS–)>c(S2–)>c(OH–)。

2.弱酸(碱)离子的水解是微弱的。如NH4Cl溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为:c(Cl–)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH–)。多元弱酸根离子分步水解,以第一步为主,如Na2S溶液中,c(Na+)>c(S2–)>c(OH–)>c(HS–)>c(H2S)>c(H+)。

二、牢记三个“守恒”

离子间的定量关系,也就是三个守恒关系。在建立守恒关系前,我们需清楚建立平衡的微粒,以及离子间建立定量关系的前提。

1.电荷守恒:衡量的是平衡时溶液中离子浓度的定量关系,在此定量关系中,只含有离子而不含有分子。建立电荷守恒关系,需分两步走:第一步,找出溶液中含有的所有离子;第二步,把阳离子写在等式的一侧,阴离子写在等式的另一侧,各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。

2.物料守恒:利用起始量、起始物质中含有的除H、O元素外的元素原子间的定量关系,建立平衡溶液中各离子(H+、OH-除外)和分子(水除外)物质的量或浓度间的定量关系。建立等量关系,需分两步走:

第一步,找出溶液中存在的离子和分子(H2O、H+、OH-除外);第二步,利用起始物质中原子的定量关系,确定含有该原子的离子或分子间的定量关系。

3.质子守恒:利用电离和水解方程式,建立H+与溶液中与H+相关的离子或分子间的定量关系。建立等量关系,需分两步走:第一,写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式;第二,从反应中的定量关系出发,建立H+与平衡离子或分子间的定量关系(不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外)。

三、突出三个“比较”

1.单一溶液中各离子浓度大小比较

酸或碱溶液只考虑电离情况,含弱离子的正盐溶液要考虑水解情况,含弱离子的酸式盐溶液要同时考虑电离和水解两种情况。

(1)对于含弱离子的酸式盐溶液,可以按以下程序思考:溶质情况→溶液中存在的所有离子→电离和水解的主导性→溶液的酸碱性→电荷守恒和物料守恒。

如,电离程度大于水解程度的有NaHSO3、NaH2PO4等,在NaHSO3

溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(HSO3–)>c(H+)>c(SO32–)>c(OH–)、c(HSO3–)>c(H2SO3)。大多数酸式盐溶液中溶质的水解程度大于电离程度,如,NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等,在NaHCO3

溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(HCO3–)>c(OH–)>c(H+)、c(H2CO3)>c(CO32–)。

(2)溶液混合且恰好完全反应类型,这类问题实质上是“单一溶液”问题的变形,可根据反应生成产物考虑水解情况。如,0.1 mol/L的NaOH溶液和0.1 mol/L的CH3COOH溶液等体积混合,生成产物只有CH3COONa,则溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO–)>

c(OH–)>c(H+)。

2.混合溶液中各离子浓度大小比较

这类问题是考查的重点,主要有下述一些情形:

(1)溶液混合但不发生反应类型。要同时考虑电离和水解,涉及到弱酸、弱碱、含弱离子的盐溶液时,可用极限观点思考,以“强势”反应为主,可不考虑“弱势”反应。有两类问题:

①电离强于水解型。如CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合,分析时可只考虑CH3COOH的电离,不考虑CH3COONa的水解,各粒子浓度由大到小的顺序为:c(CH3COO–)>c(Na+)>

c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH–);类似地,氨水和NH4Cl溶液等体积、等

物质的量浓度混合,粒子浓度大小顺序为:c(NH4+)>c(Cl–)>

c(NH3·H2O)>c(OH–)>c(H+)。

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