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1、高中化学溶液离子水解及电离中三大守恒详解电解质溶液中有关离子浓度的推断是近年高考的重要题型之一。解此类型题的关键是驾驭“两平衡、两原理，即弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡和电解质溶液中的电荷守恒、物料守恒原理。首先，我们先来探讨一下解决这类问题的理论根底。一、电离平衡理论和水解平衡理论1.电离理论：弱电解质的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时留意考虑水的电离的存在；多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主； 2.水解理论：从盐类的水解的特征分析：水解程度是微弱的一般不超过2。例如：NaHCO3溶液中，c(HCO3)c(H2CO3)或c(OH ) 理清溶液中的平衡关系
2、并分清主次：弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+) c(HCO3-)。弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的双水解除外，因此水解生成的弱电解质及产生H+的或OH-也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中的c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度；一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性，如水解呈酸性的溶液中c(H+)c(OH-)，水解呈碱性的溶液中c(OH-)c(H+)；多元弱酸的酸根离子的水解是分步进展的，主要以第一步水解为主。二、电解质溶液中的守恒关系1、电荷守恒：电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于
3、阳离子的正电荷总数，电荷守恒的重要应用是根据电荷守恒列出等式，比较或计算离子的物质的量或物质的量浓度。如1在只含有A、M、H、OH四种离子的溶液中c(A+)+c(H)=c(M-)+c(OH),假设c(H)c(OH)，那么必定有c(A+)c(M-)。盐溶液中阴、阳离子所带的电荷总数相等。例如，在NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na)+c(H)=c(HCO3)+c(OH)+2c(CO32)如NH4Cl溶液中：cNH4+cH+cClcOH如Na2CO3溶液中：cNa+cH+2cCO32-cHCO3-cOH书写电荷守恒式必需精确的推断溶液中离子的种类；弄清离子浓度和电荷浓度的关系。2、物料守恒：就
4、电解质溶液而言，物料守恒是指电解质发生改变反响或电离前某元素的原子或离子的物质的量等于电解质改变后溶液中全部含该元素的原子或离子的物质的量之和。本质上，物料守恒属于原子个数守恒和质量守恒。某元素各种不同存在形态的微粒，物质的量总和不变。如0.1 mol/L NH4Cl溶液中：cNH4+cNH3H2O0.1 mol/L如0.1 mol/L Na2CO3溶液中：cCO32- cHCO3- cH2CO30.1 mol/L在Na2S溶液中存在着S2的水解、HS的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系c(S2)+c(HS)+c(H2S)=1/2c(Na) ( Na,S2守恒)C(HS)+2c(S2)+c
5、(H)=c(OH) (H、O原子守恒)在NaHS溶液中存在着HS的水解和电离及水的电离。HSH2OH2SOHHSHS2H2OHOH从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+C(S2)+c(H2S)=c(Na)；从电荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+2(S2)+c(OH)=c(Na)+c(H)；将以上两式相加，有：c(S2)+c(OH)=c(H2S)+c(H)得出的式子被称为质子守恒3、质子守恒：无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。电解质电离、水解过程中，水电离出的H+及OH总数肯定是相等的。如：NH4Cl溶液c(
6、H+)c(OH-)+c(NH3H2O)现将此类题的解题方法作如下总结。二、典型题溶质单一型1、弱酸溶液中离子浓度的大小推断解此类题的关键是紧抓弱酸的电离平衡:H2S溶液中所存在离子的浓度由大到小的排列依次是_解析：在H2S溶液中有以下平衡：H2SH+HS；HSH+S2 。多元弱酸的电离以第一步为主，第二步电离较第一步弱得多，但两步电离都产生H，因此答案应为：c(H)c(HS)c(S2)c(OH)弱酸溶液中离子浓度大小的一般关系是：C(显性离子) C(一级电离离子) C(二级电离离子) C(水电离出的另一离子) 同样的思索方式可以解决弱碱溶液的问题2、弱碱溶液点击试题室温下，0.1mol/L的氨
7、水溶液中，以下关系式中不正确的选项是 A. c(OH-)c(H+) B.c(NH3H2O)+c(NH4+C.c(NH4+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)C、由NH3H2ONH4+OH-，电离的程度很弱，那么cNH3H2OcNH4+，故C不正确；A、因氨水溶液显碱性，那么cOH-cH+，故A正确；B、0.1mol/L的氨水溶液，由氮元素守恒可知，所以含氮元素微粒的浓度之和为0.1mol/L，即cNH3H2O+cNH4+cNH3=0.1mol/L，故B正确；D、因溶液不显电性，阳离子带的正电荷总数等于阴离子带的负电荷总数，即cOH-=cNH4
8、+cH+，故D正确；应选C 下面我们以弱酸强碱盐为例，介绍一下能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较的解题方法3、能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较-弱酸强碱型解此类题型的关键是抓住盐溶液中水解的离子在CH3COONa 溶液中各离子的浓度由大到小排列依次正确的选项是( )A、 c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)B、 c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)C、 c(Na)c(CH3COO)c(H)c(OH)D、 c(Na)c(OH)c(CH3COO)c(H)解析：在CH3COONa溶液中： CH3COONaNa+CH3COO ，CH3COO+H2O CH3COOH+OH ；而
9、使c(CH3COO)降低且溶液呈现碱性，那么c(Na)c(CH3COO)，c(OH)c(H)，又因一般盐的水解程度较小，那么c(CH3COO)c(OH),因此A选项正确。一元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是：C(不水解离子) C(水解离子)C(显性离子)C(水电离出的另外一种离子)点击试题在Na2CO3溶液中各离子的浓度由小到大的排列依次是_解析：在Na2CO3溶液中，Na2CO3=2Na+CO32 ，CO32+H2OHCO3+OH ，HCO3+H2OH2CO3+OH 。CO32水解使溶液呈现碱性，那么C(OH)C(H)，由于CO32少部分水解，那么C(CO32)C(HCO3)，HCO3又发生
10、第二步水解，那么C(OH)C(HCO3)，第二步水解较第一步水解弱得多，那么C(HCO3)及C(OH)相关不大，但C(H)比C(OH)小得多，因此C(HCO3) C(H)。此题的答案为：C(H)C(HCO3)C(OH)C(CO32) C(水解离子)C(显性离子)C(二级水解离子)C(水电离出的另一离子)随堂练习在Na2S溶液中以下关系不正确的选项是A c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +c(H2S) Bc(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)Cc(Na+)c(S2)c(OH)c(HS) Dc(OH)=c(HS)+c(H+)+c(H2S)故A 错误，选A点击试
11、题推断 的NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系解析：因NaHCO3=Na+HCO3，HCO3+H2OH2CO3+OH，HCO3 H+CO32 。HCO3的水解程度大于电离程度，因此溶液呈碱性，且C(OH) C(CO32)。由于少部分水解和电离，那么C(Na)C(HCO3)C(OH)C(H) C(CO32)。二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般关系是：C(不水解离子)C(水解离子)C(显性离子)C(水电离出的另一离子)C(电离得到的酸根离子)2O4溶液中，以下关系正确的选项是CDAc(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-) Bc(HC2O4-)+ c(C2
12、O42-Cc(C2O42-)c(H2C2O4) Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)下面再让我们利用上述规律来解决一下强酸弱碱盐的问题:在氯化铵溶液中，以下关系正确的选项是 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-)由氯化铵的化学式为NH4Cl，Cl-及NH4+的物质的量之比为1：1，根据氯化铵溶液中铵根离子水解可知，Cl-NH4+，铵根离子水解溶液显酸性，那么H+OH-，然后分析选项
13、即可选A三、典型题-两种电解质溶液相混合型的离子浓度的推断解此类题的关键是抓住两溶液混合后生成的盐的水解状况以及混合时弱电解质有无剩余，假设有剩余，那么应探讨弱电解质的电离。下面以一元酸、一元碱和一元酸的盐为例进展分析。1、强酸及弱碱混合:pH=13的NH3H2O和PH=1的盐酸等体积混合后所得溶液中各离子浓度由大到小的排列依次是_解析：PH=1的HCl，C(H)=0.1 mol/L ，PH=13的NH3H2O，C(OH)= 0.1 mol/L ，那么NH3 H2O 的浓度远大于0.1 mol/L ，因此，两溶液混合时生成NH4Cl为强酸弱碱盐，氨水过量，且C(NH3 H2O)C(NH4Cl)
14、，那么溶液的酸碱性应由氨水确定。即NH3H2O的电离大于NH4的水解，所以溶液中的离子浓度由大到小的依次为：C(NH4)C(Cl)C(OH)C(H)。须要我们留意的是，强酸弱碱盐溶液中参与肯定量的弱碱，解题方法及此题一样。2、强碱及弱酸混合：pH=X的NaOH溶液及PH=Y的CH3COOH溶液，X+Y=14，且YC(CH3COO)C(OH)C(H) B C(CH3COO)C(Na)C(H)C(OH) C D C(CH3COO)C(Na)C(OH)C(H)D C(Na)C(CH3COO)C(H)C(OH)解析：同上，PH=X的NaOH溶液中，C(OH)=10-(14-X) mol/L，PH=Y的
15、CH3COOH 溶液中，C(H)=10-Y mol/L，因为X+Y=14，NaOH溶液中C(OH)等于CH3COOH溶液中C(H)。因此C(CH3COOH)远大于10-Y mol/L，CH3COOH过量，因此选项B正确。上述两题的特点是PH1+PH2=14，且等体积混合。其溶液中各离子浓度的关系的特点是C(弱电解质的离子)C(强电解质的离子)C(显性离子) C (水电离出的另一离子)3、强碱弱酸盐及强酸混合和强酸弱碱盐及强碱混合：0.2 mol/L的CH3COOK及0.1 mol/L的盐酸等体积混合后，溶液中以下粒子的物质的量关系正确的选项是( )A C(CH3COO)=C(Cl)=C(H)C
16、(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：两溶液混合后CH3COOK+HCl KCl+CH3COOH，又知CH3COOK过量，反响后溶液中CH3COOK、CH3COOH和KCl物质的量相等。由于CH3COOH的电离和CH3COO的水解程度均很小，且CH3COOH的电离占主导地位，因此，C(CH3COO)C(H)C(OH)。又知C(Cl)=0.05 mol/L，C(CH3COOH)7，说明溶液可以是醋酸钾溶液，或者是氢氧化钾和醋酸
17、钾的混合物，据此确定离子浓度的大小；B、稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合，不管溶液显示什么性，溶液中均存在电荷守恒；C、稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合，pH7,说明溶液可以是氢氧化钾和醋酸钾的混合物,那么c(Na+)c(OH)c(CH3COO)c(H+),还可以是醋酸钾溶液,c(Na+)c(CH3COO)c(OH)c(H+)，故A错误；B. 稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合,溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO)+c(OH)，故B正确；C. 稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合,pHc(H+)c(Na+)c(OH)存在，故C正确；D. 稀
18、NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合,pH=7,溶液显示中性,c(H+)=c(OH),根据电荷守恒c(CH3COO)+c(OH)=c(Na+)+c(H+),所以c(CH3COO)=c(Na+),此时肯定存在：c(CH3COO)=c(Na+)c(H+)=c(OH)，故D正确。应选A.随堂练习1、将标准状况下的2通入150ml1mol/LnaOH溶液中，以下说法正确的选项是Ac(HCO3-)略大于c(CO32-)Bc(HCO3-)等于c(CO32-)Cc(Na+)等于c(CO32-)及c(HCO3-)之和 Dc(HCO3-)略小于c(CO32-)/1moL/L=0.15mol，二者发生的反响为：
19、2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O，CO32-水解程度大于HCO3-，以此解答该题2、向0.1molL1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是 ANa、CO32 BNa、HCO3 CHCO3、CO32 DNa、OH四、守恒问题在电解质溶液中的应用解此类题的关键是抓住溶液呈中性(即阴阳离子所带电荷总数相等)及改变前后原子的个数守恒两大特点。假设题中所给选项为阴阳离子的浓度关系，那么应考虑电荷守恒，假设所给选项等式关系中包含了弱电解质的分子浓度在内，那么应考虑物料守恒。表示0.1 mol/L NaHCO3溶液中有关粒子浓度的关系正确的选项是( ) A、C(Na)C(
20、HCO3)C(CO32)C(H)C(OH) B、C(Na)+C(H)=C(HCO3)+C(CO32)+C(OH) C、C(Na)+C(H)=C(HCO3)+2C(CO32)+C(OH) D、C(Na)=C(HCO3)+C(CO32)+C(H2CO3)解析：A、NaHCO3溶液因为水解大于电离而呈碱性，因此C(OH)C(H)。B、应考虑电荷守恒，C(CO32)前应乘以2；C、电荷守恒符合题意；D、含弱电解质分子应考虑物料守恒，在NaHCO3溶液中存在以下关系：NaHCO3=Na+HCO3 ；HCO3H+CO32 ；HCO3+H2O H2CO3+OH 那么C(Na)=C(HCO3)+C(CO32)
21、+C(H2CO3)符合题意。应选CD1、两种物质混合不反响：用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，其中C(CH3COO-)C(Na+)，对该混合溶液的以下推断正确的选项是( )A.C(H+)C(OH-) B.C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/LC.C(CH3COOH)C(CH3COO-) D.C(CH3COO-)C(OH-)0.2 mol/L选B2、两种物质恰好完全反响：L-1NaOH溶液中参与同体积、同浓度HAc溶液，反响后溶液中各微粒的浓度关系错误的选项是( )。Ac(Na+)c(Ac-)c(H+)c(OH-) Bc(Na+
22、)c(Ac-)c(OH-)c(H+)Cc(Na+)c(Ac-)c(HAC) Dc(Na+)c(H+)c(Ac-)c(OH-)3、两种物质反响，其中一种有剩余：(1)酸及碱反响型 关注所给物质的量是物质的量浓度还是pH。 在审题时，要关注所给物质的量是“物质的量浓度还是“pH，否那么会很简单推断错误。解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。把0.02 molL-1 HAc溶液及0.01 molL-1NaOH溶液等体积混合，那么混合液中微粒浓度关系正确的选项是( ) A、c(Ac-)c(Na+) B、c(HAc)c(Ac-) C、2c(H+)c(Ac
23、-)-c(HAc) D、c(HAc)+c(Ac-)0.01 molL-1AD2盐及碱(酸)反响型讲解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程度的相对大小。L-1L-1盐酸10mL混合后，溶液显酸性，那么溶液中有关粒子浓度关系正确的选项是( )。Ac(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)Bc(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+) Cc(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)Dc(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(Cl-)c(OH-)分析 B4、不同物质同种离子浓度比较型：物质的量浓度一样的以下溶液中，NH4+浓度最大的是 。ANH4Cl BNH4HSO4 CNH3COONH4 DNH4HCO3解析：NH4+在溶液中存在以下平衡：NH4+ + H2O NH3H2O + H+ B中NH4HSO4电离出大量H+，使平衡向左挪动，故B中c(NH4+)大于A中的c(NH4+)，C项的CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性，使平衡向右挪动，故C、D中c(NH4+)小于A中c(NH4+)，正确答案为B。