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摘要:中学化学高二盐类水解的教学中,常出现离子浓度大小的比较的习题,离子浓度大小比较又是高考试题中的常规考点,进行离子浓度大小的比较注意三个守恒,即电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
关键词:离子浓度 化学 离子
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C【文章编号】1671-8437(2010)01-0077-01
一 同一浓度的不同的电解质溶液中相同的弱离子浓度大小比较。
先比较不考虑水解时电离产生的弱离子浓度大小,然后再看弱离子的水解是被抑制还是被促进来确定离子浓度大小。
例1:比较同浓度的下列各溶液中的NH4+浓度的大小
A:(NH4)2SO4 B:(NH4)2Fe(SO4)2 C:(NH4)2CO3
D;NH4HCO3 E:NH4ClF:NH4HSO4
分析:设各盐浓度为Cmol/L,只考滤盐电离,不考滤盐水解,则各盐产生的NH4+浓度A=B=C是D=E=F的两倍;而A、B、C中(NH4)2CO3双水解,电离程度增大,余下的NH4+浓度小, (NH4)2Fe(SO4)2中,Fe2+水解呈酸性,抑制NH4+的水解,余下的NH4+浓度大,所以有NH4+浓度B>A>C; 同理D、E、F中F>E>D。
二 单一的溶液中离子浓度大小的比较
1.弱酸溶液考虑电离
例2:HN3与CH3COOH酸性相似,则有HN3 H++N3-;
H2O H++OH- 两个电离平衡;故粒子浓度大小是:C(HN3)> C(H+)>C(N3-)>C(OH-)
2.弱碱溶液考滤电离
例3:NH3·H2O溶液中各离子浓度的大小
NH3·H2O NH4++OH- ;H2O H++OH-
离子浓度大小:C(OH-)>C(NH4+)>C(H+)
3.盐溶液中考虑盐的电离和弱离子的水解及水的电离
例4:CH3COONa溶液中:CH3COONa=Na++CH3COO-;
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(CH3COO-)
物料守恒:C(Na+)= C(CH3COO-)+C(CH3COOH)
把物料守恒代入电荷守恒中可得质子守恒
质子守恒:C(OH-)=C(H+)+C(CH3COOH)
离子浓度大小:C(Na+)>C(CH3COO-)>C(OH-)>C(H+)
例5:NH4Cl溶液中:NH4Cl=NH4++Cl-
NH4++H2O NH3.H2O+OH- ;H2O H++OH-
电荷守恒:C(H+)+C(NH4+)=C(OH-)+C(Cl-)
物料守恒:C(Cl-)=C(NH4+)+C(NH3.H2O)
质子守恒:C(H+)=C(OH-)+C(NH3.H2O)
离子浓度大小:C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
例6:Na2CO3溶液:Na2CO3=2Na++CO32-
CO32-+H2O HCO3-+OH-;HCO3-+H2O H2CO3+OH-
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(HCO3-)+2C(CO3)
物料守恒:C(Na+) =2[C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)]
质子守恒:C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3)=C(OH-)
离子浓度大小:C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C(H+)
例7:NaHCO3溶液:NaHCO3=Na++HCO3-
HCO3-+H2O H2CO3+OH-;HCO3- H++CO32-(电离>水解)
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(HCO3-)+2C(CO32-)
物料守恒:C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)
质子守恒:C(H+)+C(H2CO3)=C(OH-)+C(CO32-)
离子浓度大小:C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)>C(CO32-)
三 两溶液混和
1.两溶液相混和不反应
同浓度的下列混和液
(1)CH3COOH与CH3COONa,溶液呈酸性,CH3COOH的电离>CH3COO-的水解:
离子浓度大小:C(CH3COO-)>C(Na+)>C(H+)>C(OH-)
(2)NH4Cl与NH3.H2O,溶液呈碱性,NH3.H2O电离>NH+水解
离子浓度大小:C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
(3)HCN与NaCN溶液呈碱性,CN-水解>HCN电离
离子浓度大小:C(Na+)>C(CN-)>C(OH-)>C(H+)
2.两溶液相混要反应
(1)写出反应方程式
(2)找出反应后溶液中的溶质及其物质的量浓度
(3)再从盐的电离、酸的电离还是酸根离子的水解程度考虑
例8:把0.01mol/LCH3COOH 溶液与0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,混和溶液中的粒子浓度关系正确的是: ( )
A:C(CH3COO-) B:C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
C:2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)
D:C(CH3COO-)+C(CH3COOH)=0.01mol/L
分析:同浓度且等体积的CH3COOH 溶液与NaOH溶液恰在此时好完全反应生成CH3COONa,相当于CH3COONa溶液,CH3COONa是强电解质,完全电离生成Na+与CH3COO-;CH3COO-水解使得C(CH3COO-)减小,故选择A。
变式:把0.02mol/LCH3COOH 溶液与0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,混和溶液中的粒子浓度关系正确的是: ( )
A:C(CH3COO-)>C(Na+)
B:C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
C:2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)
D:C(CH3COO-)+C(CH3COOH)=0.01mol/L
分析:二者反應后相当于同浓度的CH3COONa与CH3COOH的混和溶液,故选择A、D
练习1:下列各混和溶液,离子浓度大小关系正确的是( )
A:10ml 0.1mol/L氨水与10ml 0.1mol/LHCl混和:
C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)
B:10ml0.1mol/LNH4Cl与5ml 0.2mol/LNaOH溶液混和:
C(Na+)=C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
C:10ml 0.1mol/LCH3COOH溶液与5ml 0.2mol/LNaOH溶液混和:
C(Na+)=C(CH3COO-)>C(OH-)>C(H+)
D:10ml0.5mol/LCH3COONa溶液与6ml1mol/LHCl溶液混和:
C(Cl-)>C(Na+)>C(OH-)>C(H+)
答案:B
练习2:常温下,将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混和,不可能出现的结果是:
A:PH>7 C(OH-)>C(Na+)>C(H+)>C(CH3COO-)
B:PH>7 C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(CH3COO-)
C:PH<7 C(CH3COO-)>C(H+)>C(Na+)>C(OH-)
D:PH=7 C(CH3COO-)>C(Na+)>C(H+)=C(OH-)
答案:A、D
关键词:离子浓度 化学 离子
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C【文章编号】1671-8437(2010)01-0077-01
一 同一浓度的不同的电解质溶液中相同的弱离子浓度大小比较。
先比较不考虑水解时电离产生的弱离子浓度大小,然后再看弱离子的水解是被抑制还是被促进来确定离子浓度大小。
例1:比较同浓度的下列各溶液中的NH4+浓度的大小
A:(NH4)2SO4 B:(NH4)2Fe(SO4)2 C:(NH4)2CO3
D;NH4HCO3 E:NH4ClF:NH4HSO4
分析:设各盐浓度为Cmol/L,只考滤盐电离,不考滤盐水解,则各盐产生的NH4+浓度A=B=C是D=E=F的两倍;而A、B、C中(NH4)2CO3双水解,电离程度增大,余下的NH4+浓度小, (NH4)2Fe(SO4)2中,Fe2+水解呈酸性,抑制NH4+的水解,余下的NH4+浓度大,所以有NH4+浓度B>A>C; 同理D、E、F中F>E>D。
二 单一的溶液中离子浓度大小的比较
1.弱酸溶液考虑电离
例2:HN3与CH3COOH酸性相似,则有HN3 H++N3-;
H2O H++OH- 两个电离平衡;故粒子浓度大小是:C(HN3)> C(H+)>C(N3-)>C(OH-)
2.弱碱溶液考滤电离
例3:NH3·H2O溶液中各离子浓度的大小
NH3·H2O NH4++OH- ;H2O H++OH-
离子浓度大小:C(OH-)>C(NH4+)>C(H+)
3.盐溶液中考虑盐的电离和弱离子的水解及水的电离
例4:CH3COONa溶液中:CH3COONa=Na++CH3COO-;
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(CH3COO-)
物料守恒:C(Na+)= C(CH3COO-)+C(CH3COOH)
把物料守恒代入电荷守恒中可得质子守恒
质子守恒:C(OH-)=C(H+)+C(CH3COOH)
离子浓度大小:C(Na+)>C(CH3COO-)>C(OH-)>C(H+)
例5:NH4Cl溶液中:NH4Cl=NH4++Cl-
NH4++H2O NH3.H2O+OH- ;H2O H++OH-
电荷守恒:C(H+)+C(NH4+)=C(OH-)+C(Cl-)
物料守恒:C(Cl-)=C(NH4+)+C(NH3.H2O)
质子守恒:C(H+)=C(OH-)+C(NH3.H2O)
离子浓度大小:C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
例6:Na2CO3溶液:Na2CO3=2Na++CO32-
CO32-+H2O HCO3-+OH-;HCO3-+H2O H2CO3+OH-
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(HCO3-)+2C(CO3)
物料守恒:C(Na+) =2[C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)]
质子守恒:C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3)=C(OH-)
离子浓度大小:C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C(H+)
例7:NaHCO3溶液:NaHCO3=Na++HCO3-
HCO3-+H2O H2CO3+OH-;HCO3- H++CO32-(电离>水解)
H2O H++OH-
电荷守恒:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(HCO3-)+2C(CO32-)
物料守恒:C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)
质子守恒:C(H+)+C(H2CO3)=C(OH-)+C(CO32-)
离子浓度大小:C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)>C(CO32-)
三 两溶液混和
1.两溶液相混和不反应
同浓度的下列混和液
(1)CH3COOH与CH3COONa,溶液呈酸性,CH3COOH的电离>CH3COO-的水解:
离子浓度大小:C(CH3COO-)>C(Na+)>C(H+)>C(OH-)
(2)NH4Cl与NH3.H2O,溶液呈碱性,NH3.H2O电离>NH+水解
离子浓度大小:C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
(3)HCN与NaCN溶液呈碱性,CN-水解>HCN电离
离子浓度大小:C(Na+)>C(CN-)>C(OH-)>C(H+)
2.两溶液相混要反应
(1)写出反应方程式
(2)找出反应后溶液中的溶质及其物质的量浓度
(3)再从盐的电离、酸的电离还是酸根离子的水解程度考虑
例8:把0.01mol/LCH3COOH 溶液与0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,混和溶液中的粒子浓度关系正确的是: ( )
A:C(CH3COO-)
C:2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)
D:C(CH3COO-)+C(CH3COOH)=0.01mol/L
分析:同浓度且等体积的CH3COOH 溶液与NaOH溶液恰在此时好完全反应生成CH3COONa,相当于CH3COONa溶液,CH3COONa是强电解质,完全电离生成Na+与CH3COO-;CH3COO-水解使得C(CH3COO-)减小,故选择A。
变式:把0.02mol/LCH3COOH 溶液与0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,混和溶液中的粒子浓度关系正确的是: ( )
A:C(CH3COO-)>C(Na+)
B:C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
C:2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)
D:C(CH3COO-)+C(CH3COOH)=0.01mol/L
分析:二者反應后相当于同浓度的CH3COONa与CH3COOH的混和溶液,故选择A、D
练习1:下列各混和溶液,离子浓度大小关系正确的是( )
A:10ml 0.1mol/L氨水与10ml 0.1mol/LHCl混和:
C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)
B:10ml0.1mol/LNH4Cl与5ml 0.2mol/LNaOH溶液混和:
C(Na+)=C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
C:10ml 0.1mol/LCH3COOH溶液与5ml 0.2mol/LNaOH溶液混和:
C(Na+)=C(CH3COO-)>C(OH-)>C(H+)
D:10ml0.5mol/LCH3COONa溶液与6ml1mol/LHCl溶液混和:
C(Cl-)>C(Na+)>C(OH-)>C(H+)
答案:B
练习2:常温下,将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混和,不可能出现的结果是:
A:PH>7 C(OH-)>C(Na+)>C(H+)>C(CH3COO-)
B:PH>7 C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(CH3COO-)
C:PH<7 C(CH3COO-)>C(H+)>C(Na+)>C(OH-)
D:PH=7 C(CH3COO-)>C(Na+)>C(H+)=C(OH-)
答案:A、D