溶液中离子浓度大小的比较方法及分析技巧

文/陈宇航

溶液中离子浓度大小的比较方法及分析技巧

一、溶液中离子浓度大小的比较方法及分析技巧

1、理解两大平衡树立“微弱”意识

(1)电离平衡——弱电解质的电离是微弱的

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。

如氨水中,粒子浓度的大小关系是:$\ c(\ce{NH3·H2O})$>$\ c(\ce{OH-})$>$\ c(\ce{NH+4})$

②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在$\ce{H2S}$溶液中,粒子浓度大小关系是:$\ c(\ce{H2S})$>$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{HS-})$>$\ c(\ce{S^2-})$。

(2)水解平衡——弱电解质离子的水解是微弱的

①弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中$\ c(\ce{H+})$或碱性溶液中$\ c(\ce{OH-})$总是大于水解产生的弱电解质的浓度。

如$\ce{NH4Cl}$溶液中,粒子的浓度大小关系是$\ c(\ce{Cl-})$>$\ c(\ce{NH+4})$>$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{NH3·H2O})$。

②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,以第一步水解为主。

如在$\ce{Na2CO3}$溶液中,$\ce{CO^{2-}3}$、

$\ce{HCO^-_3}$、$\ce{H2CO3}$的浓度大小关系应是

$\ c(\ce{CO^{2-}3})$>$\ c(\ce{HCO^-_3})$>$\ c(\ce{H2CO3})$。

2、分析溶液中粒子浓度关系的技巧

(1)对于混合溶液中微粒浓度的比较,要先考虑是否反应,再判断反应后酸或碱是否过量,若过量,则须同时考虑电离与水解。

(2)一般而言,等浓度的弱酸与弱酸盐混合,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。

(3)对于存在电离和水解过程的$\ce{NaHA}$溶液,若溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,$\ c(\ce{A^{2-}})$>$\ c(\ce{H2A})$;若溶液呈碱性,则电离程度小于水解程度,$\ c(\ce{H2A})$>$\ c(\ce{A^{2-}})$。

(4)利用电荷守恒和物料守恒确定粒子浓度等量关系和不等量关系。

3、比较溶液中粒子浓度大小的三大类型

(1)类型一:单一溶液中各离子浓度的比较

①多元弱酸溶液:多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。

②多元弱酸的正盐溶液:多元弱酸的酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。

(2)类型二:混合溶液中各离子浓度的比较

混合溶液要综合分析电离、水解等因素。

(3)类型三:不同溶液中同一离子浓度的比较

不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。

二、离子浓度大小比较的相关例题

25$\rm {℃}$时,向10 $\rm {mL}$物质的量浓度均为0.1 $\ce {\rm mol·L}^{-1}$的$\ce{HCl}$和$\ce{CH3COOH}$混合溶液中滴加0.1 $\ce {\rm mol·L}^{-1}$ $\ce{NaOH}$溶液,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是___

A.未加NaOH溶液时$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{Cl-})$=$\ c(\ce{CH3COOH})$

B.加入10 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液时:$\ c(\ce{OH-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{H+})$

C.加入$\ce{NaOH}$溶液至$\rm {pH}$=7时:$\ c(\ce{Cl-})$=$\ c(\ce{Na+})$

D.加入20 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液时:2$\ c(\ce{Na+})$=$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$+$\ c(\ce{CH3COOH})$

答案:B

解析:未加$\ce{NaOH}$溶液时:$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{Cl-})$>$\ c(\ce{CH3COOH})$,A错误;加入10 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液时,让盐酸与$\ce{NaOH}$恰好完全反应,得到$\ce{NaCl}$和$\ce{CH3COOH}$的混合溶液,$\ce{CH3COOH}$中存在电荷守恒,即$\ c(\ce{OH-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{H+})$,B正确;加入$\ce{NaOH}$溶液至$\rm {pH}$ =7时:$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{Na+})$,C错误;加入20 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液时,$\ce{NaOH}$与$\ce{HCl}$和$\ce{CH3COOH}$恰好完全反应,由物料守恒得$\ c(\ce{Na+})$=$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$+$\ c(\ce{CH3COOH})$,D错误。