第3课时 溶液中离子浓度的比较
[目标要求] 1.能熟练判断与盐类水解有关的离子浓度大小。2.会判定溶液中离子的共存。
离子浓度大小的比较规律 1．多元弱酸溶液
＋－－
根据多步电离分析。例如：在H2CO3的溶液中，c(H)>c(HCO3)?c(CO23)。 2．多元弱酸的正盐溶液
＋－－
根据弱酸根的分步水解分析。例如：Na2CO3溶液中，c(Na)>c(CO23)>c(OH)> －
c(HCO3)。
3．多元弱酸的酸式盐溶液
－
要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如HCO3以水解为主，NaHCO3溶
＋－－＋－＋
液中c(Na)>c(HCO3)>c(OH)>c(H)；而HSO3以电离为主，NaHSO3溶液中c(Na)>
－＋－
c(HSO3)>c(H)>c(OH)。
4．不同溶液中同一离子浓度的比较
要考虑溶液中其他离子对其影响的因素。例如：在相同物质的量浓度的下列溶液中：
＋
a.NH4Cl b．CH3COONH4 c．NH4HSO4，c(NH4)由大到小的顺序是c>a>b。
5．混合溶液中各离子浓度的大小比较
根据电离程度、水解程度的相对大小分析。 (1)分子的电离大于相应离子的水解
＋－－＋
例如：等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液，c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H)。 (2)分子的电离小于相应离子的水解
－－
例如：在0.1 mol·L1的NaCN和0.1 mol·L1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的
＋－－＋
大小顺序为c(Na)>c(CN)>c(OH)>c(H)。
6．利用守恒规律
知识点一 溶液中离子浓度大小比较
－－
1．0.02 mol·L1的HCN溶液与0.02 mol·L1 NaCN溶液等体积混合，已知混合溶液中－＋
c(CN) ＋－＋－－－ A．c(Na)>c(CN)>c(H)>c(OH) B．c(HCN)＋c(CN)＝0.04 mol·L1 ＋＋－－－ C．c(Na)＋c(H)＝c(CN)＋c(OH) D．c(CN)>c(HCN) 答案 C 解析 根据电荷守恒定律有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)，因为c(Na＋)>c(CN－)，所以c(H＋) 根据CN－物料守恒有c(HCN)＋c(CN－)＝0.02 mol·L－1。 因为c(H＋) －) 2．等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后，溶液中有关离子浓度之间不存在的关系是( ) ＋－ A．c(H)·c(OH)＝KW ＋－－＋ B．c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H) ＋－－ C．c(Na)＝c(CH3COO)＋c(OH) ＋＋－－ D．c(Na)＋c(H)＝c(CH3COO)＋c(OH) 答案 C 解析 等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后，所得到的溶液的溶质为CH3COONa。部分CH3COONa发生水解生成CH3COOH，溶液显碱性。因此，溶液中的c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。又因为溶液为电中性，带电粒子的浓度关系有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，C项表述的关系明显不成立。另外，只要在水溶液中，KW都等于溶液中H＋、OH－浓度的乘积。该题答案为C。 3．MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的关系是( ) ＋－－＋＋－＋－ A．c(M)>c(OH)>c(A)>c(H) B．c(M)>c(A)>c(H)>c(OH) ＋－－＋＋＋－－ C．c(M)>c(A)>c(OH)>c(H) D．c(M)>c(H)>c(A)>c(OH) 答案 C 解析 MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合，二者恰好发生反应，生MOH＋HA===MA＋H2O，MA中弱酸根离子A－发生水解：A－＋H2O 成强碱弱酸盐MA： HA＋OH－，导致溶液显碱性，则有c(OH－)>c(H＋)；据溶液中电荷守恒关系有c(M＋) ＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，从而推知c(M＋)>c(A－)。 知识点二 离子共存 4．向某无色溶液中加入铁粉能产生大量H2，则该溶液中可能含有的能大量共存的离子组是( ) ＋＋－－＋＋－－ A．Na、Ca2、Cl、NO3 B．Fe3、K、Cl、HCO3 ＋＋－－＋＋－2－ C．Cu2、Na、Cl、SO24 D．K、Na、Cl、SO4 答案 D 解析 向无色溶液中加入铁粉能产生大量的H2，说明该溶液为强酸性溶液。此时，若 ＋－A项中的NO－3大量共存，则H和NO3形成的HNO3可以被铁还原成NOx，无H2放出；B3＋ 项中的两种离子Fe3＋、HCO－3可发生双水解反应而不能在溶液中大量共存且Fe的溶液为 浅黄色的溶液；C项中含Cu2＋的溶液为蓝色。综上所述，答案为D。 5．下列微粒在溶液中能大量共存的是( ) ＋＋－－＋－3＋2－ A．Na、Fe2、SO24、NO3 B．Fe、K、Cl、CO3 ＋＋－－＋－2＋2－ C．Al3、Na、SO24、AlO2 D．Ca、H、NO3、SO3 答案 A 6．下列各组离子中，在溶液里能大量共存，且溶液为无色透明的是( ) ＋－＋－＋－－3＋ A．NH4、NO3、Al3、Cl B．Na、SiO23、NO3、Fe ＋－＋－＋－2－3＋ C．Na、MnO4、K、SO24 D．Na、HCO3、SO4、Al 答案 A 练基础落实 ＋＋－ 1．在FeCl3和Fe2(SO4)3的混合溶液中，若不计Fe3的水解，当溶液中c(Fe3)＝c(SO24) 时，下列判断正确的是( ) ＋－－－ A．c(Fe3)>c(Cl) B．c(SO24)>c(Cl) －－ C．c(SO24) 2－ 解析 根据溶液中电荷守恒可得：3c(Fe3＋)＝2c(SO4)＋c(Cl－)；由于c(Fe3＋)＝ 2－3＋2－－－－c(SO24)，代入得c(SO4)＝c(Fe)＝c(Cl)，故A、B、C项错；根据c(SO4)＝c(Cl)，可 得FeCl3和Fe2(SO4)3的物质的量相等，故D项正确。 2．下列各组离子在溶液中能大量共存的是( ) ＋－－＋＋－－＋ A．Ca2、HCO3、Cl、K B．Al3、AlO2、HCO3、Na ＋＋－－＋2－3＋2－ C．Fe2、H、SO24、S D．Fe、SCN、Na、CO3 答案 A 2＋－解析 B组中Al3＋与AlO－与S22或HCO3能发生双水解反应而不能共存；C组中Fe－生成 FeS沉淀而不能共存；D组中Fe3＋与SCN－因发生络合反应而不能共存，另外Fe3＋ －与CO23能发生双水解反应也不能共存。 －－ 3．用0.10 mol·L1的盐酸滴定0.10 mol·L1 的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是( ) ＋－－＋ A．c(NH4)>c(Cl)，c(OH)>c(H) ＋－－＋ B．c(NH4)＝c(Cl)，c(OH)＝c(H) －＋－＋ C．c(Cl)>c(NH4)，c(OH)>c(H) －＋＋－ D．c(Cl)>c(NH4)，c(H)>c(OH) 答案 C 解析 溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，不遵循电荷守恒，故C项错；A项为氨水过量较多的情况；B项为氨水适当过量；D项为氨水不足或恰好中和。 4．在25℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是( ) ＋－ A．c(Na)＝c(CH3COO)＋c(CH3COOH) ＋－－ B．c(H)＝c(CH3COO)＋c(OH) ＋－－＋ C．c(Na)＞c(CH3COO)＞c(OH)＞c(H) －＋＋－ D．c(CH3COO)＞c(Na)＞c(H)＞c(OH) 答案 D 解析 pH＝11的NaOH溶液中c(NaOH)＝c(OH－)＝10－3 mol·L－1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，c(CH3COOH)远远大于10－3 mol·L－1。两者等体积混合后，形成CH3COOH与CH3COONa混合液，且c(CH3COOH)远大于c(CH3COONa)，溶液呈酸性，电荷恒等关系为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，离子浓度大小顺序为 c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。 5．下列各溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是( ) －－＋－ A．0.1 mol·L1 Na2CO3溶液：c(OH)＝c(H)＋c(HCO3)＋2c(H2CO3) －＋－ B．0.1 mol·L1 NH4Cl溶液：c(NH4)＝c(Cl) C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到酸性的混合溶液： ＋－＋－ c(Na)>c(CH3COO)>c(H)>c(OH) ＋－－ D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到pH＝5的混合溶液：c(Na)＝c(NO3)＋c(Cl) 答案 A －L－1 Na2CO3溶液中，存在如下平衡：CO2解析 在0.1 mol·3＋H2O －HCO－3＋OH， HCO－3＋H2O －) H2CO3＋OH－，H2O H＋＋OH－，根据电荷守恒有：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH －)＋2c(CO2－)；根据物料守恒有：c(Na＋)＝2c(HCO－)＋2c(CO2－)＋2c(HCO)，综＋c(HCO333323－)＋2c(HCO)。在0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，合上述两式可得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO323＋发生水解，－NH4故c(NH＋醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液中，存在关系c(H＋)>c(OH4) c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，则c(CH3COO－)>c(Na＋)，因 此溶液中的离子浓度关系为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。硝酸钠与稀盐酸得到pH －)。 ＝5的混合溶液，硝酸钠不发生水解，忽略水的电离，根据电荷守恒则有c(Na＋)＝c(NO3 练方法技巧 －＋ 6．某酸式盐NaHY的水溶液c(OH)>c(H)，下列叙述正确的是( ) A．H2Y的电离方程式：H2Y2H＋＋Y2－ B．HY－的水解方程式：HY－＋H2OH3O＋＋Y2－ C．该酸式盐溶液中离子浓度关系：c(Na)>c(HY)>c(OH)>c(H) ＋－－－＋ D．该酸式盐溶液中离子浓度关系：c(Na)>c(Y2)>c(HY)>c(OH)>c(H) 答案 C 解析 H2Y是弱酸，分步电离，所以A项一步电离是错误的；依题意，它的酸式钠盐溶液呈碱性，说明HY－以水解为主，HY－＋H2ONaHY===Na＋＋HY－，HY－＋H2O ＋－－＋ H2Y＋OH－，B项不正确；溶液中存在： H2Y＋OH－，c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H2Y)>c(H＋)， C 项正确；D项，根据HY－水解程度大于电离程度，离子浓度大小有：c(Na＋)>c(HY－)> c(H2Y)>c(Y2－)。本题关键是NaHY水溶液呈碱性，即NaHY的水解程度大于电离程度。 7．下列各种情况下一定能大量共存的离子组为( ) ＋－＋－ A．pH＝7的溶液中：Fe3、Cl、Na、NO3 ＋－－＋－－＋ B．水电离出的c(H)＝1×103 mol·L1的水溶液中Na、CO23、Cl、K ＋－＋－ C．pH＝1的水溶液中NH4、Cl、Mg2、SO24 ＋－－＋ D．Al3、HCO3、I、Ca2 答案 C 33 解析 A中由于Fe＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，所以有Fe＋大量存在的溶液一定为酸 32－ L－1，此时溶液可能显酸性，CO3性；B中因为由水电离出的c(H＋)＝1×10－ mol·在酸性 ＋＋HO溶液中不能大量共存；C中因NH42 NH3·H2O＋H＋，Mg2＋＋2H2O 3＋ Mg(OH)2＋2H＋ －===Al(OH)↓＋3CO↑的双水解反均使溶液呈酸性，C符合题意；D中发生Al＋3HCO332 应。本题考查离子共存，看清楚题干中的条件。 － 8．已知在0.1 mol·L1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为c(Na＋－－)>c(HSO3)>c(SO23)>c(H2SO3)。 ＋－ (1)该溶液中c(H)________c(OH)(填“>”、“<”或“＝”)，简述理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)现向NH4HSO3溶液中，逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液，可观察到的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 写出该反应的离子方程式_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 － 答案 (1)> HSO3 ＋ －－ H＋＋SO23，HSO3＋H2O － H2SO3＋OH－，由已知条件知电离程度 大于水解程度，故c(H)>c(OH) (2)红色逐渐变浅直至变为无色 －－－ HSO3＋OH===SO23＋H2O 解析 由溶液中离子浓度大小可判断NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解)，则c(H＋)＞ 2－ c(OH－)'。当加入少量含有酚酞的NaOH溶液后，OH－＋HSO－3===SO3＋H2O，则红色逐渐 变浅，甚至褪去。 练综合拓展 －＋＋－ 9．已知某溶液中存在OH、H、NH4、Cl四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系： －＋＋－－＋－＋ ①c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH) ②c(Cl)>c(NH4)>c(OH)>c(H) ＋－－＋－＋＋－ ③c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H) ④c(Cl)>c(H)>c(NH4)>c(OH) 填写下列空白： (1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。 (2)若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质为________；若上述关系中④是正确的，则溶液中的溶质为____________________________________________________________。 (3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前 ＋ c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中c(H)和碱 －＋－ 中c(OH)的关系为c(H)______c(OH)。 答案 (1)NH4Cl ① (2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl (3)小于 大于 解析 (1)若溶液只有一种溶质，该溶质为NH4Cl，因NH＋4水解溶液呈酸性，离子浓度 ＋－的大小关系为c(Cl－)>c(NH＋4)>c(H)>c(OH)。 －(2)因为c(OH－)>c(H＋)、c(NH＋4)>c(Cl)，所以溶液中除含有NH4Cl外，还必须含有－NH3·H2O。若c(Cl－)>c(H＋)>c(NH＋4)>c(OH)，则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。 (3)NH4Cl水解溶液呈酸性，若等体积稀盐酸与氨水混合后呈中性，说明氨水过量，故c(HCl) ＋－＋－ 10．常温下，某水溶液M中存在的离子有Na、A、H、OH。根据题意回答下列问题： －－ (1)若溶液M由0.1 mol·L1的HA溶液与0.1 mol·L1的NaOH溶液等体积混合而得，