离子浓度大小比较规律及高考试题例析

1、电解质的电离规律强电解质在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子。弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的2 5C0. 1mol/L 的如 CH3COOH 溶液中，CH3C00H 的电离度只有 1. 32%，溶液中存在较大量的 出 0 和 CH3COOH 分子，少量的 H+、CH3COO和极 少量的 OH离子。多元弱酸如 H2CO3还要考虑分步电离 H2CO3H+ HCO3； HCO3 -H+ CO32一，且第一步电离远大于第二步电离。水的电离规律水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H30+和 OH-, H2OH+ OH-。在2 5C(常温)时，纯水中H+ = OH- = 1X10-

2、7mol/L。在一定温度下，H+与OH-的乘积是一个常数：水的离子积 Kw = H+ OH-，在25C时，Kw=1X10-14。在纯水中加入酸或碱，抑制了水的电离，使水的电离度变小，水电离出的H+水和OH-水均小于 10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐，促进了水的电离，使水的 电离度变大，水电离出的H+水或OH-均大于 10-7mol/L。盐类水解规律：强酸弱碱盐如 NH4CI、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性；强碱弱酸盐如CHsCOONa、W2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解，如CO32+H2OHCO3+OH、HCO3一+H2OH2CO3+OH。水解

3、的离子占总离子的极少数，且第一步水解大与 第二步水解。正盐水解大于酸式盐，如同浓度Na2CO3碱性大于 NaHCOs。水解与电离关系规律对水解与电离共存时相互抑制，二者的相对大小要分析清楚。如 NaHCOs水解大于电离,显碱性,H2CO3CO32,如 NaH2PO4、NaHSO?电离大于水解，显酸性性，如 NaHSO?中：SO32一H2SO3,而 NaHSO4则只电离不水解电解质溶液中的守恒关系电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如 NaHCO3溶液中：n(Na*) + n(H+)= n(HCO3)+ 2n(CO32)+ n(OH)推出：c(Na+

4、 + 2)+ c(H )= c(HCO3) + 2c(CO3) + c(OH )物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如 NaHCOs溶液中 n(Na“：n(c) = 1 : 1,推出： c(Na )= c(HCO3) + c(CO3)+ c(H2CO3);水电离出的 c(H )与 c(OH ) 相等， 如 Na2CO3溶液中：c(OH)= c(H+)+ c(HCO3)+2 c(H2CO3)。质子守恒： 电解质溶液中分子或离子得到或失去质子( H+)的物质的量应相等。 例 如在NH4HCO3溶液中 出

5、0+、H2CO3为得到质子后的产物；NHj OH、CO32为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH)+c(CO32)。高考例析例 1.( 09 年广东化学 9)下列浓度关系正确的是A 氯水中： c(Cl2)=2c(ClO-)+c(Cl-)+C(HCl)B .氯水中：c(CI-) c(H+)c(OH-) c(CIO-)C .等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na+)=c(CH3COO-)+ 2- - - +D . Na2CO3溶液中：c(Na )c(CO3-)c(OH-)c(HCO3-)c(H )解析：氯气在水中与水反应是可逆反应， 物料守恒不成

6、立，A 错误；Cl2+H2O=HCI+HCIO , HCI 中电离的与 CI-浓度相等，再加上 HCIO 会电离出 H+，所以 H+浓度一定大于 CI-浓 度，B 错误；等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合恰好完全反应生成醋酸钠，因 CH3COO-水解，所以 Na+浓度大于 CH3COO-的浓度，C 错误。答案：D。例 2.( 07 年广东化学 15)下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是A . O.lmol L -1Na2CO3溶液：c (OH)= c ( HCO3J+ c ( H+) + 2c ( H2CO3)-1 B.0.1mol NH4CI 溶液：c (NH4)= c (Cl )C

7、.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na) c(CH3COO) c(H) c(OH)D .向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH = 5 的混合溶液：c ( Na+)= c ( NO3J解析 ：溶液中离子浓度大小比较要综合运用电离平衡，盐类水解知识，要记住三个守恒： 电荷守恒、物料守恒、质子守恒。A 根据质子守恒，水电离出的H*和 OH的物质的量相等，Na2CO3溶液中 H+分别以 HCO3、H十、H2CO3形式存在，故 A 对，B 中由于 NH4+水解，c(NH4+与 c(C )不等， B 错， C 中根据电荷守恒有： c(Na+)+ c(H+)= c(OH)+ c(CH3CO

8、O)， 因为 c(H+)c(OH)，故 c(CH3COO) c(Na+), C 错。D 中 Na*、NO3一不 水解加入稀盐酸后二者的物质的量浓度比仍是1： 1，故 D 对。答案：AD例 3.( 08 年广东化学 17)盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确 的是A .在 NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有 CO3和 OH-B.NaHCO3溶液中：C(H+)+C(H2CO3)=C(OH-)-1C.10 mL0.10 mol L-CH3COOH 溶液加入等物质的量的 NaOH 后，溶液中离子的浓度 由大到小的顺序是：c(Na+)c(CH3COO-)c

9、(OH-)c(H+)D. 中和体积与 pH 都相同的 HCI 溶液和 CH3COOH 溶液所消耗的 NaOH 物质的量相同 解析：A中，生成 Na2CO3溶液，CO32会发生水解，生成 HCO3，所以 A 错；电荷守恒 ： C(H*)+C(Na*)=C(HCO3)+2C(CO32)+C(OH)物料守恒： C(Na*)=C(HCO3)*C(CO32)+C(H2CO3)*2两式相减得：C (H ) +C (H2CO3) =C (CO32) +C(OH )所以 B 错误。C 中，生成 NaAc , Ac水解呈碱性，故 C 正确；相同 PH,相同体积的 HCI 和 HAc，因为 HAc 为弱酸，所以

10、HAc 的物质的量浓度大， HAc 所消耗的 NaOH 的物质的量多， D 错。 答案： C例 4.( 09 年江苏化学 13)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是A .室温下， 向 0.01mol 1NH4HSO4溶液中滴加 NaOH 溶液至中性： c(Na+) c(SO42) c(NH4+) c(OH)= c(H+)B.O.lmol L1NaHCO3溶液：c(Na*)c(OH ) c(HCO3)c(H )C.Na2CO3溶液：c(OH)c(H+) = c(HCO3)+ 2c(H2CO3)D . 25C时，pH=4.75、浓度均为 O.lmol L-1的 CH3COOH、CHsCOONa

11、 混合溶液： c(CH3COO)+c(OH)vc(CH3COOH)+c(H+)解析：B 项，NaHCOs溶液中，OH是由 HCO3水解和水的电离所出成的，但是这些都 是微弱的。HCO3的浓度永大于 OH浓度，故错；D 项，由电荷守恒有：c(CH3COO)+c(OH)=c(H+)+c(Na+)，由物料守恒可得： 2c(Na+)= c(CH3COO)+ c(CH3COOH)，将两式中的 c(Na )消去，可得c(CH3COO )+2c(OH )=2c(H)+ c(CH3COOH)。所以 c(CH3COO )+c(OH)c(H+) c(CH3COOH)=c(H+) c(OH)，因为 pH=4.75，

12、故 c(H+) c(OH)0，所以 D 项不等式应为” ”，故错。答案：AC。跟踪训练11.(2003 上海化学)在 10mL0 . 1mol L NaOH 溶液中加入同体积、 同浓度的 HAc 溶液， 反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是AC( Na+) C( Ac) C ( H+) C (OH)BC( Na+) C(Ac) C( OH)C ( H+)CC( Na ) = C (Ac ) C( HAc)DC( Na+) + C( H+)= C(Ac) + C (OH)2.( 08 年江苏化学 12)下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是A . pH=2 的 HA 溶液与 pH=12 的 MO

13、H 溶液任意比混合：c(H+) + c(M+) = c(OH-) + c(A-) B .pH 相等的 CH3COONa、NaOH 和 W2CO3三种溶液：c(NaOH)vc(CH3COONa)vc(Na2CO3)C .物质的量浓度相等 CH3COOH 和 CH3COONa 溶液等体积混合：- -+c(CH3COO ) +2c(OH ) = 2c(H ) + c(CH3COOH)D . 0.1mol L-1的 NaHA 溶液，其 pH=4 : c(HA-) c(H+) c(H2A) c(A2-)3 . ( 09 年安徽理综 -13)向体积为0.05mol1/CH3COOH 溶液中加入体积为V的0

14、.05mol L-1KOH 溶液，下列关系错误.的是A . VaVb时：c (CH3COOH) + c (CH3COO-)c (K+)B . Va=Vb时：c (CH3COOH) + c (H+)c (OH-)C. Vac (K+) c (OH-) c (H)D . Va与 Vb任意比时：c (K+) + c (H+) = c (OH-) + c (CH3COO-)4.( 09 年天津理综 2) 25C时，浓度均为 0.2 mol/L 的 NaHCO3和 Na2CO3溶液中，下 列判断不正确的是A .均存在电离平衡和水解平衡B .存在的粒子种类相同-3C. c(OH )前者大于后者D.分别加入

15、 NaOH 固体，恢复到原温度，c(CO3)均增大5 . (2005 江苏化学)常温下将稀 NaOH 溶液和稀 CH3COOH 溶液混合，不可能出现的结果 是. + + A. pH 7,且 c(OH )c(Na )c(H )c(CH3COO )+ +B. pH 7,且 c(Na ) + c(H ) = c(CH3C00) + c(OH 刁+ +C. pHv7,且 c(CH3C00 -) c(H ) c(Na ) c(OH J._t+ +D. pH = 7，且 c(CH3COO -) c(Na ) c(H ) = c(OH6.在 0. 1 mol/l 的 NH3H2O 溶液中，下列关系正确的是A

16、 . NH3H2O OH NH4+ H+B . NH4+ NH3H2O OH H+C . NH3H2O NH4+ = OH H+D . NH3H2O NH4+ H+ OH7.(2003 全国理综)将 20mL 0.4mol/L 硝酸铵溶液跟 50mL 0.1mol/L 氢氧化钡溶液混合， 则 混合溶液中各离子浓度的大小顺序是 +2+2+ +A NO3 OH NH4 Ba B NO3 Ba OH NH42+ + 2+ C Ba NO3 OH NH4D NO3 Ba NH4 OH 一1一18、 (2003 江苏化学)将 0. 2mol L HCN 溶液和 0.1mol 的 NaOH 溶液等体积混合

17、后， 溶液显碱性，下列关系式中正确的是一 + 一A c(HCN)vc(CN )B c(Na )c(CN )1C c(HCN) c(CN ) = c(OH ) D c(HCN) + c(CN )= 0.1mol 9、 (2005 广东)关于小苏打水溶液的表述正确的是：+ 一2A . c(Na ) = c(HCO3)+ c(CO3) + cRCOs)+ 2一一B.c(Na )+ c(H ) = c(HCO3)+ c(CO3) + c(OH )C.HCO3的电离程度大于 HCO3一的水解程度D .存在的电离有：NaHCO3=Na +HCO3、HCO3H + CO32;出。一 H + OH参考答案及解

18、析：1 解析：NaOH 与 HAc 恰好反应生成 NaAc，反应后溶液为 NaAc 溶液。因为 NaAc 是强碱弱酸生成的盐， 在水中要发生水解；Ac一+缶 0:HAc+OH一，由水解原理知Ac 比H+及OH大得多；溶液又因水解而呈碱性，所以OH一 H+。综合起来，不难得出：CI一 NH4+ H+ OH。答案为 B。2、解析：选项 A 中根据电荷守恒，此关系式正确；选项 B 中 pH 相等，溶液中的 c(OH一)相等，根据酸性越弱，水解越强，所以溶液中c(Na2CO3)vc(CH3COONa);选项 C 中根据电荷守恒得： c(H+) + c(Na+)=c(OH一)+ c(CH3COO一)，由

19、于 c(CH3COOH)= c(CH3COONa),且它们等体积混合，由原子守恒得：2c(Na+)=c(CH3COO一) + c(CH3COOH) ，将X2得：c(CH3COO-) +2c(OH-) = 2c(H+) + c(CH3COOH);选 项 D 中 NaHA 溶液的 pH = 4，溶液呈酸性，即 c(H+)c(OH)，同时也可以判断 HA一以 电离为主，所以离子浓度的大小顺序是：c(HA) c(A2) c(H+) c(H2A)。答案：A、C。3、解析： 若 VaVb,醋酸过量， 根据物料守恒可知， n (CH3COOH)+ n(CH3。 00一)=0.05Va, n(K+)= 0.0

20、5VVb，则 A 选项正确；若 Va=Vb，反应后为 CH3COOK 溶液，由于的 CH3COO一水解而显碱性，根据质子守恒可知， B 选项正确；若 Vac(CH3COO), C 选项错误；D 选项符合电荷守恒，正确。答案：C4、解析： 相冋浓度时，Na2CO3的碱性强于 NaHCO3, C 项错。答案：C。5、 解析：本题主要考查电解质溶液中各种离于的浓度大小比较和电荷守恒等。NaOH与 CH3COOH 混合，若 pH7，则二者可能恰好反应或碱过量，但不论哪种情况，C(CH3COO) C(H+), A 不正确，根据电荷守恒知 c(Na+)+ c(H+) = c(CH3COO)+ c(OH),B 正确；若 pH NH4+。综合起来，NH3H2O OH NH4+ H+。答案为 A。-37、 解析：该类试题实际上是考查离子间的反应。硝酸铵溶液中NO3: 8X10 mol、+32+3一