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1、溶液离子浓度大小比较问题的类型与方法高三年级 化学 判断电解质溶液中离子浓度的关系,是高考常考题型,一般从单一溶液、混合溶液和不同溶液三个角度进行考查,其中反应过程中不同阶段离子浓度关系的判断是近几年高考的热点和亮点。电离理论和水解理论是比较电解质溶液中离子浓度大小关系的重要依据,电荷守恒、物料守恒和质子守恒是判断电解质溶液中离子浓度等量关系的重要依据,该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及其量的关系,以及离子的电离程度和水解程度的大小。该题型一般综合性强、难度较大,能够很好考查学生的分析推理能力,复习备考中应特别关注。复习目标要求:1.掌握比较溶液中离子浓度大小的方法。2.理解并掌握
2、溶液中离子浓度关系,并能运用电荷守恒、物料守恒、质子守恒等三大守恒定律准确快速判断关系是否正确。3.形成有序思维的解题能力。一、熟悉两大理论,构建思维基点1.电离理论(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:在氨水溶液中:NH3H2O、NH4+、H+、OH浓度的大小关系是:c(NH3H2O)c(OH)c(NH4+)c(H+)(2)多元弱酸的电离是分步进行的,主要是第一步电离。(第一步电离程度远大于第二步电离)如:在H2S溶液中:H2S、HS、S2、H、OH的浓度大小关系是:c(H2S)c(H)c(HS)c(S2)c(OH)2.水解理论(1)弱电解质离子的水
3、解是微弱的(水解相互促进的情况除外),水解生成的微粒浓度很小,本身浓度减小的也很小,但由于水的电离,导致水解后酸性溶液中c(H)或碱性溶液中c(OH)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如:在NH4Cl溶液中:NH4+、Cl、NH3H2O、H、OH的浓度大小关系是:c(Cl)c(NH4+)c(H)c(NH3H2O)c(OH)(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,主要是第一步水解。(第一步水解程度远大于第二步水解)如:在Na2CO3溶液中:CO32、HCO3、H2CO3的浓度大小关系应是:c(CO 32)c(HCO3)c(H2CO3)二、把握三种守恒,明确等量关系1.电荷守恒规律 在电解质溶液
4、中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数的浓度一定等于阳离子所带正电荷总数的浓度。(用阴阳离子的浓度表示其所带电荷的浓度)如:在Na2CO3溶液中存在着Na、CO32、HCO3、H、OH,存在如下关系:c(Na)c(H)c(HCO3)c(OH)2c(CO32)2.物料守恒规律在电解质溶液中,由于某些离子发生电离或水解,变成其他离子或分子,离子或分子种类有所变化,但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。(即中心原子守恒)。故C元素以CO32、HCO3、H2CO3三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(Na)2c(HCO3)2c(CO32)2c(H2CO3)如:在Na2
5、CO3溶液中,n(Na)n(C)21,如:在Na2CO3溶液中 为得到质子后的产物;为失去质子后的产物。3.质子守恒H+、HCO3-、H2CO3OH-电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子(H+)的物质的量相等。由图可得Na2CO3溶液中质子守恒可表示:c(H)2c(H2CO3)c(HCO3)c(OH)质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。练习一写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式 电荷守恒:物料守恒:质子守恒:c(Na+)+c(H+)c(CH3COO-)+c(OH-)c(Na+)c(CH3COO-)+c(CH3COOH)c(OH-)c(H+)+c(CH3COOH)练习
6、二写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式 电荷守恒:物料守恒:质子守恒:c(Na+)+c(H+)c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)c(Na+)c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)c(CO32-)+c(OH-)c(H+)+c(H2CO3)三、典例导悟,分类突破1.单一溶质溶液:(1)弱酸溶液:【例1】在0.1 molL-1的H2S溶液中,下列关系错误的:Ac(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)Bc(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)Cc(H+)c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)Dc(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mo
7、l/L (A )(2)弱碱溶液:()【例2】在0.1 molL-1的氨水溶液中,下列关系错误的:Ac(OH-)c(H+)Bc(NH3H2O)+c(NH4+)+c(NH3)=0.1 molL-1Cc(NH4+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+)Dc(OH-)=c(NH4+)+c(H+)(3)强酸弱碱盐溶液:(A )【例3】在氯化铵溶液中,下列关系正确的是:Ac(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)Bc(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)Cc(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)Dc(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)(4)强碱弱酸盐溶液:(AD)电荷守恒
8、:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-);物料守恒:c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S);质子守恒:c(OH)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)【例4】在Na2S溶液中下列关系不正确的是:Ac(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)B.c(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)【例5】草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,在0.1 molL-1KHC2O4溶液中,下列关系正确的是:Ac(K+
9、)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)B c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1 molL-1C c(C2O42-)c(H2C2O4)D c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)(5)强碱弱酸的酸式盐溶液:(CD )【例6】用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH与CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)大于c(Na+),对该混合溶液下列判断正确的是()Ac(H+)c(OH-)Bc(CH3COOH)c(CH3COO-)0.2 molL-1 Cc(CH3COOH)c(CH3COO-)Dc(CH3COO
10、-)c(OH-)0.2 molL-12两种溶液混合后不同离子浓度的比较:两种物质混合不反应:A B【例7】100 mL 0.1 molL-1 醋酸与50 mL 0.2 molL-1 NaOH溶液混合,在所得溶液中()Ac(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)Bc(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)Cc(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)Dc(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)A 两种物质恰好完全反应:【例8】将0.4 molL-1NH4Cl溶液和0.2 molL-1 NaOH溶液等体积混合后,溶液中下列微粒的物质的量关系正确的是()
11、Ac(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)c(NH3H2O)Bc(NH4+)=c(Na+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+)Cc(NH4+)c(Na+)c(OH-)c(NH3H2O)Dc(NH4+)c(Na+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+)D 两种物质反应,其中一种有剩余3不同溶液中同一离子浓度的大小比较:如:25 时,相同物质的量浓度的下列溶液中:NH4Cl CH3COONH4 NH4HSO4 (NH4)2SO4 (NH4)2Fe(SO4)2,c(NH4+)由大到小的顺序为 。分析流程为:【例9】(2015长沙联考节选)比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。(1)浓度均为0
12、.1 molL1的H2S、NaHS、Na2S、H2S和NaHS混合液,溶液pH从大到小的顺序是_。(2)相同浓度的下列溶液中:CH3COONH4、CH3COONa、CH3COOH,c(CH3COO)由大到小的顺序是_。(3)等物质的量浓度的下列溶液中,NH4Cl、NH4HCO3、NH4HSO4、NH4NO3,NH4+的浓度由大到小的顺序是 。(4)c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液、NH4HSO4溶液、(NH4)2CO3溶液、NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为_。=四、建立模型,降低难度单一溶液酸或碱溶液考虑电离正盐溶液 考虑水解酸式盐溶液须比较电离和水解程度的大小混合溶液不反应同时考虑水解和电离反应恰好反应生成酸或碱考虑电离生成盐 考虑水解过量 根据过量程度考虑电离 和水解程度的大小不同溶液中同一离子浓度 选好参照物,分组比较,看溶液中其他粒子对该微粒的影响同学们,希望通过今天的复习,大家可以通过电离平衡,水解平衡两大理论基点,结合三大守恒规律,提升模型认知素养。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等认真总结,建构起一种解题模型。养成认真、细致、严谨的解题习惯,做题时以不变应万变,轻松解决此类题型。