溶液中離子濃度大小的比較方法及分析技巧
2021-04-06 16:23:41文/陳宇航
一、溶液中離子濃度大小的比較方法及分析技巧
1、理解兩大平衡樹立“微弱”意識(shí)
(1)電離平衡——弱電解質(zhì)的電離是微弱的
①弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離產(chǎn)生的微粒都非常少,同時(shí)還要考慮水的電離。
如氨水中,粒子濃度的大小關(guān)系是:$\ c(\ce{NH3·H2O})$>$\ c(\ce{OH-})$>$\ c(\ce{NH+4})$
②多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。如在$\ce{H2S}$溶液中,粒子濃度大小關(guān)系是:$\ c(\ce{H2S})$>$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{HS-})$>$\ c(\ce{S^2-})$。
(2)水解平衡——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的
①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(水解相互促進(jìn)的除外),但由于水的電離,故水解后酸性溶液中$\ c(\ce{H+})$或堿性溶液中$\ c(\ce{OH-})$總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。
如$\ce{NH4Cl}$溶液中,粒子的濃度大小關(guān)系是$\ c(\ce{Cl-})$>$\ c(\ce{NH+4})$>$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{NH3·H2O})$。
②多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的,以第一步水解為主。
如在$\ce{Na2CO3}$溶液中,$\ce{CO^{2-}3}$、
$\ce{HCO^-_3}$、$\ce{H2CO3}$的濃度大小關(guān)系應(yīng)是
$\ c(\ce{CO^{2-}3})$>$\ c(\ce{HCO^-_3})$>$\ c(\ce{H2CO3})$。
2、分析溶液中粒子濃度關(guān)系的技巧
(1)對(duì)于混合溶液中微粒濃度的比較,要先考慮是否反應(yīng),再判斷反應(yīng)后酸或堿是否過(guò)量,若過(guò)量,則須同時(shí)考慮電離與水解。
(2)一般而言,等濃度的弱酸與弱酸鹽混合,電離程度大于水解程度,溶液呈酸性;電離程度小于水解程度,溶液呈堿性。
(3)對(duì)于存在電離和水解過(guò)程的$\ce{NaHA}$溶液,若溶液呈酸性,則電離程度大于水解程度,$\ c(\ce{A^{2-}})$>$\ c(\ce{H2A})$;若溶液呈堿性,則電離程度小于水解程度,$\ c(\ce{H2A})$>$\ c(\ce{A^{2-}})$。
(4)利用電荷守恒和物料守恒確定粒子濃度等量關(guān)系和不等量關(guān)系。
3、比較溶液中粒子濃度大小的三大類型
(1)類型一:?jiǎn)我蝗芤褐懈麟x子濃度的比較
①多元弱酸溶液:多元弱酸分步電離,電離程度逐級(jí)減弱。
②多元弱酸的正鹽溶液:多元弱酸的酸根離子分步水解,水解程度逐級(jí)減弱。
(2)類型二:混合溶液中各離子濃度的比較
混合溶液要綜合分析電離、水解等因素。
(3)類型三:不同溶液中同一離子濃度的比較
不同溶液要看溶液中其他離子對(duì)該離子的影響。
二、離子濃度大小比較的相關(guān)例題
25$\rm {℃}$時(shí),向10 $\rm {mL}$物質(zhì)的量濃度均為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,下列有關(guān)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是___
A.未加NaOH溶液時(shí)$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{Cl-})$=$\ c(\ce{CH3COOH})$
B.加入10 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液時(shí):$\ c(\ce{OH-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{H+})$
C.加入$\ce{NaOH}$溶液至$\rm {pH}$=7時(shí):$\ c(\ce{Cl-})$=$\ c(\ce{Na+})$
D.加入20 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液時(shí):2$\ c(\ce{Na+})$=$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$+$\ c(\ce{CH3COOH})$
答案:B
解析:未加$\ce{NaOH}$溶液時(shí):$\ c(\ce{H+})$>$\ c(\ce{Cl-})$>$\ c(\ce{CH3COOH})$,A錯(cuò)誤;加入10 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液時(shí),讓鹽酸與$\ce{NaOH}$恰好完全反應(yīng),得到$\ce{NaCl}$和$\ce{CH3COOH}$的混合溶液,$\ce{CH3COOH}$中存在電荷守恒,即$\ c(\ce{OH-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{H+})$,B正確;加入$\ce{NaOH}$溶液至$\rm {pH}$ =7時(shí):$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$=$\ c(\ce{Na+})$,C錯(cuò)誤;加入20 $\rm {mL}$ $\ce{NaOH}$溶液時(shí),$\ce{NaOH}$與$\ce{HCl}$和$\ce{CH3COOH}$恰好完全反應(yīng),由物料守恒得$\ c(\ce{Na+})$=$\ c(\ce{Cl-})$+$\ c(\ce{CH3COO-})$+$\ c(\ce{CH3COOH})$,D錯(cuò)誤。
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