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离子浓度大小比较题型归类解析

来源:未知作者:周广 点击:所属专题: 离子浓度大小比较
离子浓度大小比较是近几年高考的热点之一,纵观全国和地方高考试题几乎出现率100%,由于决定离子浓度大小的因素很多,诸如物质的量,溶解度,电离程度,水解,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知识如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、电荷

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离子浓度大小比较是近几年高考的热点之一,纵观全国和地方高考试题几乎出现率100%,由于决定离子浓度大小的因素很多,诸如物质的量,溶解度,电离程度,水解,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知识如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、电荷平衡、物料平衡、质子转移平衡等基础知识。因此,离子浓度大小比较题是一类难度大,综合性强的题型,现对近几年高考中出现的离子浓度大小比较题型进行归类解析,供参考。

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,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,如要求相等关系用三大守恒分析,(质子守恒可以不用时不用)

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弱电离,若溶质是盐考虑水解同样水解也是弱水解

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:OHNH4>H

例3、(2001年全国春招题)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c(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);因由水电离出H和OH物质的量相等,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。

例4 、(1994年上海高考题):明矾溶液中各种离子的物质的量浓度大小关系能够确定的是()

A.c(K)>c(Al3+)

B.c(K)=c(Al3+)

C.c(H)=c(OH)

D.c(Al3+)<c(H)

解析:明矾在水中电离:KAl(SO4)2=K+Al3++2SO42,因Al3+水解,Al3++H2O 离子浓度大小比较题型归类解析Al(OH)3+3H,溶液显酸性,所以有c(K)>c(Al3+),c(H)>c(OH-),c(Al3+)>c(H),故正确答案为A。

例5、(1994年全国高考题)在氯化铵溶液中,下列关系正确的是( )。

A.c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH)

B.c(NH4)>c(Cl)>c(H)>c(OH)

C.c(Cl)=c(NH4)>c(H)=c(OH)

D.c(NH4)=c(Cl)>c(H)>c(OH)

解析:因少量NH4发生下列水解: NH4+H2O 离子浓度大小比较题型归类解析NH3·H2O+H+故有c(Cl)>c(NH4),故正确答案为A。

类型二、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、水解平衡以及抑制水解等问题,最后对离子浓度大小作出估计和判断。

1、恰好中和型

解题指导:给定的酸碱是等物质的量的反应(注意与H和OH物质的量相等的情况区别)反应结束后一定是生成正盐和水,故可把此类问题转化成是正盐溶液中离子浓度比较问题,即单一溶质型中的溶质为盐的问题来解决。

例6、(2003年上海高考题)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 Ac+H2O 离子浓度大小比较题型归类解析HAc+OH,故有c(Na)>c(Ac)>c(OH)>c(H),根据物料守恒C正确,根据电荷守恒D正确,A错误。故该题选项为A。

例7、(1998年全国高考题)等体积等浓度MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合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)

解析:根据题意MOH与Ha恰好反应生成强碱弱酸盐。因少量A发生水解。A+H2O离子浓度大小比较题型归类解析HA+OH,A减少,溶液呈碱性,故C正确;又根据电荷守恒D也正确。

2、pH等于7型

解题指导:酸碱中和反应(注意与恰好中和型区别)结束后一定是c(H)=c(OH)故分析此类问题从两方面入手:

(1)考虑从电荷守恒入手求得其它离子相等关系。

(2)判断pH等于7时,酸碱到底谁过量;方法是:先设定为完全反应时的pH然后与pH=7比较便可得出。

例8、(2002年全国高考理综)常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中()。

A.c(HCOO)>c(Na)

B.c(HCOO)<c(Na)

C.c(HCOO)=c(Na)

D.无法确定c(HCOO)与c(Na)的关系

解析:根据溶液中电荷守恒: c(Na)+c(H)=c(HCOO)+c(OH)因pH=7,故c(H)=c(OH),所以有c(Na)=c(HCOO),此题量的分析为:若完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而现在pH=7,故酸须略为过量。答案为C。

例9、(2002年上海高考题)在常温下10mL pH=10的KOH溶液中,加入pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是( )。

A.c(A)=c(K)

B.c(H)=c(OH)<c(K)<c(A)

C.V≥20mL

D.V≤20mL

解析:pH=10的KOH有c(KOH)=10-4mol·L-1,pH=4的一元酸,因不清楚是强酸还是弱酸,故有c(HA)≥10-4mol·L-1,根据电荷守恒,无论是强酸或是弱酸,都有下列关系:c(H)+c(K)=c(OH)+c(H),因pH=7,c(H)=c(OH),故c(A)=c(K),A选项正确,B错;当HA为强酸时,加入10mL KOH与HA刚好中和,pH=7,此时V为20mL,当HA为弱酸时,有两种方法可以分析:

(1)假设两考等体积混合则,则电离出来的n(H)和n(OH)恰好反应完全但此时及有酸(pH=4时,酸的浓度大于1×10-4mol/L)pH<7,故为了使pH=7必须少加酸,故V≤20mL

(2)因c(HA)>10-4mol·L-1,故加入V(HA)<10mL 即达pH=7,此时V≤20mL,综合上述,V≤20mL,D项也正确。

【变式训练】在常温下10mL 0.01mol/L 的KOH溶液中,加入0.01mol/L 的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是( )。

A.c(A)=c(K)

B.c(H)=c(OH)<c(K)<c(A)

C.V≥20mL

D.V≤20mL

解析:同上题仍可得A是正确的,B是不正确的;当酸是强酸时两者等体积混合。V=20mL

当酸是弱酸时同样分析如下:假设两考等体积混合,则酸碱恰好反应,些时溶液呈碱性pH>7为了使pH=7只能多加酸,故答案C也正确.

3、反应过量型

解题指导:先判断反应前后谁过量,及反应后各物质的量,再考虑电离或水解的情况.(1)当酸(碱)的电离大于盐溶液中弱离子水解时,可认为盐中的弱离了不水解,此时主要考虑电离对离子浓度造成的影响;反之可认为酸(碱)不电离(但实际有电离,程度很小),此时只考虑离子水解对离子浓度造成的影响。

例10、(2003年江苏高考题)将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是( )。

A.c(HCN)<c(CN)

B.c(Na)>c(CN)

C.c(HCN)-c(CN)=c(OH)

D.c(HCN)+c(CN)=0.1mol·L-1

解析:将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,c(CN)=0.05mol·L-1c(HCN)=0.05mol·L-1,由于混合后溶液呈碱性,说明NaCN水解程度大于HCN的电离程度,故c(HCN)>c(CN),A错。由上述分析知c(CN)<0.05mol·L-1,而c(Na)=0.05mol·L-1,B正确;根据C、N元素守恒可得:c(HCN)+c(CN)=0.1mol·L-1,故D项也正确;根据电荷守恒: c(OH)=c(H)+c(Na)-c(CN) 故C不正确,综合上述正确答案为B、D。

例11、(1999年上海高考题)把0.02mol·L-1CH3COOH溶液和0.01mol·L-1NaOH溶液以等体积混合,则溶液中粒子浓度关系正确的为( )。

A.c(CH3COO)>c(Na)

B.c(CH3COOH)>c(CH3COO)

C.2c(H)=c(CH3COO)-c(CH3COOH)

D.c(CH3COOH)+c(CH3COO)=0.01mol·L-1

解析:将0.02mol·L-1 CH3COOH和0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合后,混合液的溶质为CH3COOH和CH3COONa,且物质的量相等,浓度为5×10-3mol·L-1,由于CH3COOH电离趋势大于CH3COO的水解趋势,所以c(CH3COO)>c(Na),但无论怎样变化,由物料守恒知:c(CH3COOH)+c(CH3COO)=0.01mol·L-1

正确答案为A、D。

例12、(1996年全国高考题)将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度大小关系正确的是( )。

A.c(NH4)>c(Cl)>c(H)>c(OH)       

B.c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H)

C.c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH)       

D.c(Cl)>c(NH4)>c(OH)>c(H)

解析:pH=3,c(HCl)=10-3mol·L-1,pH=11,c(OH)=10-3mol·L-1,因氨水为弱电解质,所以c(NH3·H2O)>c(HCl),两者等体积混合后,氨水过量。因氨水电离程度大于NH4水解程度。所以c(NH4)>c(Cl),同时也存在c(OH)>c(H),而NH3·H2O电离只是少数,所以存在c(Cl)>c(OH),故正确答案为B。

类型三、盐与碱(酸)反应型

解题指导:此类问题与类型二第三种情况相似,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相当强弱入手。

例13、(2001年上海高考题)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)+c(OH)

解析: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也正确。综合上述答案选B、D。

例14、(1997年全国高考题)0·1mol·L-1NaOH和0.1mol·L-1NH4Cl溶液等体积混合后,离子浓度大小次序正确的是( )。

A.c(Na)>c(Cl)>c(OH)>c(H)

B.c(Na)=c(Cl)>c(OH)>c(H)

C.c(Na)=c(Cl)>c(H)>c(OH)

D.c(Cl)>c(Na)>c(OH)>c(H)

解析:两者混合恰好反应,产物为NaCl和NH3·H2O,显碱性,且c(Na)=c(Cl),故答案B。

类型四、不同物质同种离子浓度比较型

例15、(1996年上海高考题)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+H2O 离子浓度大小比较题型归类解析NH3·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。

离子浓度大小比较强化训练

1.下列混合溶液中,各离子浓度的大小顺序正确的是()

A.10mL0·1mol•L-1氨水与10mL0·1mol•L-1盐酸混合,c(Cl)>c(NH4)>c(OH)>c(H),

B.10mL0·1mol•L-1NH4Cl溶液与5mL0·2mol•L-1NaOH溶液混合,c(Na)=c(Cl)>c(OH)>c(H)

C.10mL0·1mol•L-1CH3COOH溶液与5mL0·2mol•L-1NaOH溶液混合,c(Na)=c(CH3COO)>c(OH)>c(H)

D.10mL0·5mol•L-1NaOH溶液与6mL1mol•L-1盐酸混合,c(Cl)>c(Na)>c(OH)>c(H)

2.将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是(   )

A.c(HCN)<c(CN)

B.c(Na)>c(CN)

C.c(HCN)-c(CN)=c(OH)

D.c(HCN)+c(CN)=0.1mol·L-1

3.将20mL0·4mol·L-1硝酸铵溶液跟50mL0·1mol·L-1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()

A.c(NO3)>c(OH)>c(NH4)>c(Ba2+)

B.c(NO3)> c(Ba2+)> c(OH)>c(NH4)

C.c(Ba2+) > c(NO3-)>c(OH)>c(NH4)

D.c(NO3)> c(Ba2+)>c(NH4)> c(OH)

4.在10mL 0.1mol·L-1NaOH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()

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)

5.常温下,把pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,在所得溶液中离子浓度大小关系正确的是()

A.c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)

B.c(Na)+c(H)>c(CH3COO)+c(OH)

C.c(CH3COO)>c(Na)>c(H)=c(OH)

D.c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)

6.常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液 pH=7,则此溶液中 ()

Ac(HCOO)>c(Na)

Bc(HCOO)<c(Na)

Cc(HCOO)=c(Na)

D无法确定c(HCOO)与C(Na)的关系

7.将0.1mol/L 的醋酸钠溶液20mL 与0.1mol/L 盐酸10HCl混合后,溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是()

A.c (Ac)>c (Cl)>c (H)>c (HAc)

B.c (Ac)>c (Cl)>c (HAc)>c(H)

C.c (Ac)=c (Cl)>c (H)>c (HAc)

D.c (Na)+c (H)=c (Ac)+c (Cl)+c (OH)

8.在甲酸溶液中加入一定量NaOH溶液,恰好完全反应,对于生成的溶液,下列判断一定正确的是()

A.c(HCOO)<c(Na)

B.c(HCOO)>c(Na)

C.c(OH)>c(HCOO)

D.c(OH)<c(HCOO)

9.把0.02mol/L HAc溶液和0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,则混合液中微粒浓度关系正确的为()

(A) c(Ac)>c(Na)

(B) c(HAc)>c(Ac)

(C)2c(H)=c(Ac)-c(HAc)

(D)c(HAc)+c(Ac)=0.01mol/L

10.将0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起( )

A溶液的pH增加

BCH3COOH电离程度变大 

C溶液的导电能力减弱

D溶液中c(OH)减少

11.将标准状况下的2.24L CO2通入150mL1mol/LNaOH溶液中,下列说法正确的是( )

A.c(HCO3)略大于c(CO32)

B.c(HCO3)等于c(CO32)

C.c(Na)等于c(CO32)与c(HCO3)之和

D.c(HCO3)略小于c(CO32)

12.在 0.1 mol/L Na2CO3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) 〕

13.离子浓度大小比较题型归类解析草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol·L-1KHC2O4溶液中,下列关系正确的( )

A.c(K)+c(H)=c(HC2O4)+c(OH)+c(C2O42)

B.c(HC2O4)+c(C2O42)=0.1 mol·L-1

C.c(C2O42)>c(H2C2O4)

D.c(K)=c(H2C2O4)+c(HC2O4)+c(C2O42)

14.已知0.1mol·L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是()

A.在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同

B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等

C.在NaHA溶液中一定有:c(Na)+c(H+)=c(HA)+c(OH)+2c(A2-)

D.在Na2A溶液中一定有:c(Na)>C(A2-)> c(H)>c(OH)

15.甲酸和乙酸都是弱酸,当它们的浓度均为0.10mol·L-1时,甲酸中的c(H)约为乙酸中C(H)的3倍。现有两种浓度不等的甲酸溶液A和B,以及0.10mol·L-1的乙酸,经测定它们的pH从大到小依次为A、乙酸、B。由此可知()

A.A的浓度必小于乙酸的浓度

B.A的浓度必大于乙酸的浓度

C.B的浓度必小于乙酸的浓度

D.B的浓度必大于乙酸的浓度

16.下列说法正确的是()

A.pH=2和pH=1的硝酸中c(H)之比为1:10

B.Na2CO3溶液c(Na)与c(CO32)之比为2:1

C.0.2 mol·L-1与0.1 mol·L-1醋酸中c(H)之比为2:1

D.NO2溶于水时,被氧化的n(NO2)与被还原的n(NO2)之比为3:1

17.将0.L mol· 醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是()

A.溶液中c(H)和c(OH)都减小

B.溶液中c(H)增大

C.醋酸电离平衡向左移动

D.溶液的pH增大

18.在常温下用水稀释0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液,溶液中增大的是()

A.c(H)

B.c(Hc(OH

C. c(OH)

D. c(H)/c(CH3COOH)

19.常温下实验测得 0.Lmol/L某一元酸 HA溶液的 pH值≠1,0.Lmol/L某一元碱 BOH溶液里 C( H)/C( OH)=10-12.将此两种溶液等体积混合后所得溶液中各离子浓度间关系正确的是 ( )

A.c(A)>c(B)>c(H)>c( OH)

B.c(B)>c(A)>c( OH)>c(H)

C.c(A)=c(B)>c(H)=c( OH)

D.c(B)+ c(H)=c(A)+c( OH)

20.下列各组数据关系中,前者比后者大的是( )

A.纯水100℃和25℃时的pH

B.Na2CO3溶液中的HCO3-和OH-数目

C.常温下,pH= 1的 KOH溶液和 pH= 11的CH3COK溶液中由水电离出的OH一离子浓度

D.100mL0.Lmol/L的CH3COOH溶液与10mL0.Lmol/L的CH3COOH溶液的H数目





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

BD

B

A

A

C

BD

AD

AD

A

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

A

C

Cd

C

A

A

D

AD

BD

D




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