一、离子浓度大小的比较
这类问题包括一种物质的溶液和两种物质的溶液。具体分析问题和解题是要先整体,后局部;先宏观,后微观。对于一种电解质溶液,先观看,后分析;对于两种电解质混合的溶液,由于反应,则应先计算,后观看。具体解题思路是:算相关的物质的量,看电离、水解、反应的情况,进行综合分析判断。
例1.明矾溶于水,所得溶液中各种离子的物质的量浓度的关系是 ( D )
A. c(K+)>c( )>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-) (上海高考88)
B. c( )>c(K+)=c(Al3+)>c(OH-)>c(H+)
C. c( )>c(K+)=c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D. c( )>c(K+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
解析:由KAl(SO4)2·12H2O = K++Al3++2 +12H2O知,c( )最多;由Al3++3H2O Al(OH)3+3H+知,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-);K+不水解,故c(K+)>c(Al3+),本题应选D。对于这种离子浓度大小的比较,还存在一种小规律,即阴、阳离子交错的比较一定是错的。用此规律看选项A、B,就知是错的。
例2.将0.2 mol / L的醋酸钾溶液与0.1 mol / L盐酸等体积混合后,溶液中下列粒子的物质的量浓度的关系正确的是(MCE91) ( D )
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(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
解析:由题给反应知,生成0.1 mol / L的氯化钾溶液和0.1 mol / L的醋酸溶液,还剩余0.1 mol / L的醋酸钾溶液。一些学生会认为醋酸的电离产生醋酸根离子,而醋酸根的水解又产生醋酸,这种循环使其无法判断哪种微粒浓度大。其实,这里的一般规律是:对于由一种弱酸盐与一种酸(包括对应的弱酸)组成的混合液,由于酸的存在,弱酸根离子的水解受到抑制。(例外的是NaCN和HCN组成的混合液,由于HCN太弱,而CN-的水解程度较大,应考虑CN-的水解而不考虑HCN的电离)故本题可不考虑醋酸根离子的水解。由于生成CH3COOH的电离,其浓度应小于0.1 mol / L,电离产生的c(H+)很少,远小于0.1 mol / L,而CH3COO-的浓度将大于0.1 mol / L;Cl-浓度不变,仍为0.1 mol / L,故应选D。
二、离子浓度相等关系的判断
这类问题包括溶液中全部离子的相等关系和部分离子(包括分子)的相等关系。前者可用离子电荷守恒规律加以判断,后者可用某元素或离子个数守恒加以判断,也可根据电离和水解等因素加以分析判断。
例3.表示0.1 mol / L NaHCO3溶液中有关粒子浓度的大小关系式正确的是 ( C )
A. c(Na+)+c(H+)=c( )+c(OH-)
B. c(Na+)+c(H+)=c( )+c( )+c(OH-)
C.c(Na+)+c(H+)=c( )+2 c( )+c(OH-)
D. c(Na+)+c(H+)=c( )+c( )
解析:本题的相等关系可用离子电荷守恒原理加以判断。由于电解质溶液呈电中性,阴离子电荷总数一定等于阳离子电荷总数。这里要注意的是,离子电荷数不为1的,要乘上该离子的电荷数。在NaHCO3溶液中有c(Na+)、c(H+)两种阳离子和c( )、c( )、c(OH-)三种阴离子,显然A中缺少 ,D中缺少OH-,C中 的电荷数为2,而系数却为1,故都是错的,只有C正确。因此,本题应选C。
例4.在硫化钠水溶液中存在着多种离子和分子,下列关系式正确的是 ( BD )
A. c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+c(H2S) B. c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2 c(H2S)
C. c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S) D. c(Na+)=2 c(S2-)+2 c(HS-)+2 c(H2S)
解析:这属于溶液中某种离子与其它微粒相等关系的问题,由:① Na2S=2Na++S2-,② S2-+H2O HS-+OH-,③ HS-+H2O H2S+OH-,④ H2O H++OH-知,Na2S本身无OH-,OH-来源于水的电离及S2-和HS-的水解,c(OH-)总c(OH-)②+c(OH-)③+c(OH-)④,而c(OH-)②=c(HS-),c(OH-)③=c(H2S),c(OH-)④=c(H+),故可得出B正确,A错误。同理,c(Na+)=2 c(S2-)总,而c(S2-)总=c(S2-)①+c(S2-)②,c(S2-)②=c(HS-)②+c(HS-)③,且c(HS-)③=c(H2S);故D正确,C错误。这种分析法比较麻烦,若用物质组成和某元素守恒关系加以判断,则显得简捷。对于A、B选项,由于Na2S中不含OH-,而OH-必来源于水分子中,且c(OH-)=c(H+),每出现一个H原子必对应一个OH-,再利用H原子守恒,出现两个H原子则应乘2,故A错B对。对于C、D选项,由Na2S组成知,c(Na+)=2 c(S2-),再利用S元素守恒,即可知D正确。本题应选B、D。
例5.100 mL 0.1 mol / L的盐酸与50 mL 0.2 mol / L的氨水混合,在所得溶液中( C )
A. c(Cl-)>c( )>c(OH-)>c(H+)
B. c(Cl-)=c( )>c(OH-)=c(H+)
C. c(H+)+c(Cl-)=c( )+2 c(NH3·H2O)+c(OH-)
D. c(H+)+c( )=c(Cl-)
解析:盐酸中HCl与氨水中NH3·H2O皆为0.01 mol,两者恰好完全反应,反应后生成强酸弱碱盐,其水溶液显酸性。故c(H+)>c(OH-),A、B皆错。由电荷守恒知D也是错的。因此,本题的答案应是D。但如何来理解呢?由c(H+)+c( )== c(Cl-)+c(OH-),可得c(Cl-)-c(H+)=c( )-c(OH-);又由于 +H2O NH3·H2O+H+,H2O H++OH-,故可得c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),以2倍加在上面减式的两边,即可得出C式。
(责任编辑:化学自习室)