化学教学中离子浓度大小的比较

化学教学中离子浓度大小的比较

熊金水

熊金水江西省余江县第一中学335200

摘要：溶液中离子浓度大小比较一直是高考的热点之一，由于决定离子浓度大小的因素很多，如溶液浓度、溶解度、电离度、水解程度、化学反应等。另外，要正确快速解决该类题还应具备熟练掌握各种平衡以及守恒知识，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、电荷守衡、物料守衡、质子守衡等基础知识。因此，离子浓度大小比较题是一类难度大、综合性强的题型，现对离子浓度大小比较常见题型进行归类。

关键词：离子浓度大小比较影响因素

总体思路：无论是哪类型的题目，解题时一定要认真分析溶液中的微粒种类、来源以及去向，然后分析这些微粒的水解和电离情况，如果比较大小用电离和水解分析，如要求等量关系用三大守恒分析。

类型一：溶质单一型

解题指导：

对于溶质单一型的溶液，若溶质是弱酸或弱碱的考虑电离且电离是微弱电离，若溶质是盐考虑水解，同样水解也是微弱水解

【例1】H3PO4溶液中各离子浓度大小的顺序为:H+>H2PO4->HPO42->PO43->OH-

【例2】NH3·H2O溶液中各离子浓度大小顺序为：OH->NH4+>H+

【例3】在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，下列关系正确的是()。

A．C(Na+)＝2C(CO32-)

B．C(OH-)＝2C(H+)

C．C(HCO3-)＞C(H2CO3)

D．C(Na+)＜C(CO32-)＋C(HCO3-)

解析：由于CO32-水解，故C(Na+)＞2C(CO32-)；又CO32-水解以第一步为主，故有(HCO3-)＞C(H2CO3)，依物料守恒，有C(Na+)＝2［C(CO32-)＋C(HCO3-)＋C(H2CO3)］，故C(Na+)＞C(CO32-)＋C(HCO3-)；依质子守恒，可得C(OH-)＝C(H+)＋C(HCO3-)＋2C(H2CO3)，故C(OH-)≠2C(H+)。综合上述，正确答案为C。

类型二：混合反应型

1.酸碱中和型

对于酸碱中和的类型，应先考虑它们按化学计量关系进行反应，观察是否反应完全，然后考虑物质在水溶液中的电离及可能存在的电离平衡、水解平衡以及抑制、促进等问题，最后对离子浓度大小作出估计和判断。

【例4】在10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAC溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是()。

A．C(Na+)＞C(AC-)＞C(H+)＞C(OH-)

B．C(Na+)＞C(AC-)＞C(OH-)＞C(H+)

C．C(Na+)＝C(AC-)＋C(HAC)

D．C(Na+)＋C(H+)＝C(AC-)＋C(OH-)

【解析】：由于混合的NaOH与HAC物质的量都为1×10-3mol，两者恰好反应生成NaAC，等同于单一溶质，故与题型一方法相同。

由于少量AC-发生水解：故该题选项为A。

2.盐与碱(酸)反应型

解题指导：

此类问题与酸碱中和型第三种情况相似，反应到最后也一般为盐和酸（或碱）的混合物，分析时同样从盐溶液中弱离子水解和酸碱的电离程度相对强弱入手。

【例5】将0.1mol·L-1的醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子浓度关系正确的是()。

A．C(CH3COO-)＞C(Cl-)＞C(H+)＞C(CH3COOH)

B．C(CH3COO-)＞C(Cl-)＞C(CH3COOH)＞C(H+)

C．C(CH3COO-)＝C(Cl-)＞C(H+)＞C(CH3COOH)

D．C(Na+)＋C(H+)＝C(CH3COO-)＋C(Cl-)

分析：两溶液混合反应后，溶液实质上是生成等浓度醋酸和醋酸钠、氯化钠的混合溶液。因溶液呈酸性说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度，所以C(CH3COO-)＞C(Cl-)＞C(CH3COOH)，但CH3COOH电离程度较小，C(CH3COOH)＞C(H+)，故选项A、C错，B正确。依据电荷守恒原则，可知选项D也错。综合上述答案选B。

类型三：不同溶液中相同离子浓度大小比较型

【例6】物质的量浓度相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是()。

A．NH4Cl

B．NH4HSO4

C．CH3COONH4

D．NH4HCO3

解析：NH4+在溶液中存在下列平衡：NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+B项NH4HSO4电离出大量H+，使上述平衡向左移动，故B中C(NH4+)大于A中的C(NH4+)，C项CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性，使平衡向右移动，故C、D中C(NH4+)小于A中C(NH4+)，正确答案为B。