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电解质溶液中微粒浓度比较的解题研究

百纳文秘网  发布于:2021-06-11 08:03:21  分类: 党委政府 手机版


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一、试题特点及解题要领

电解质溶液中微粒浓度大小比较在各类考试中均是较重要的题型,常以选择或填空的形式出现,注重考查学生思维的灵活性和深刻性。常见为一种电解质溶液中或两种电解质溶液混合后,各种微粒浓度关系的判断。

解此类题的要领是掌握“两个平衡、两个原理”;即弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和电解质溶液中的电荷守恒与物料守恒原理。

二、常见题型归类例析

1.一种电解质溶液中微粒浓度关系的比较

(1)弱酸溶液。

解题时应抓住弱酸的电离平衡,多元弱酸以第一步电离为主,以后电离程度逐渐减弱。

例1在0.1 mol·L-1的H2S溶液中,下列微粒浓度关系正确的是()。

A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)

B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)

C.c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)

D.c(H+)+c(HS-)+c(S2-)=0.1 mol·L-1

解析在H2S溶液中存在下列平衡:

H2SHS-+H+

HS-H++S2-

H2OH++OH-

故有

c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-),即C正确;再依电荷守恒可知B也正确;而依硫原子守恒(物料守恒)有:c(H2S)+

c(HS-)+c(S2-)=0.1 mol·L-1,故D错,选B、C。

(2)弱碱溶液。

解题时应抓住弱碱的电离平衡即可。

例2用水稀释0.1 mol·L-1的氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是()。

A.c(OH-)/c(NH3·H2O)

B.c(NH3·H2O)/c(OH-)

C.c(H+)和c(OH-)的乘积

D.OH-的物质的量

解析氨水的主要成分为NH3·H2O,存在电离平衡:

NH3·H2ONH+4+OH-

当加水稀释时,有以下特点:

①c(NH3·H2O)变小;

②NH3·H2O的电离度变大,c(OH-)变小,但c(NH3·H2O)变小的程度比c(OH-)变小的程度更大(因NH3·H2O电离度增大所致);

③OH-的个数增加;

④水的离子积不变。

故答案为B。

(3)强酸弱碱盐溶液。

解题时应抓住弱碱阳离子的水解平衡,还应明确:发生水解的阳离子只是一少部分,即水解是微弱的。

例3在NH4Cl溶液中,下列关系正确的是()。

A.c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)

B.c(NH+4)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)

C.c(Cl-)=c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)

D.c(Cl-)=c(NH+4)>c(H+)=c(OH-)

解析NH4Cl完全电离:

NH4ClNH+4+Cl-

又有少部分NH+4水解:

NH+4+H2ONH3·H2O+H+

故溶液显酸性,即有:

c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-),

选项A正确。

(4)强碱弱酸盐溶液。

解题时应抓住弱酸根离子的水解,多元弱酸的酸根离子水解以第一级水解为主,以后逐渐减弱,但每步均产生H+。

例4在0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,下列关系正确的是()。

A.c(Na+)=2c(CO2-3)

B.c(OH-)=2c(H+)

C.c(HCO-3)>c(H2CO3)

D.c(Na+)<c(CO2-3)+c(HCO-3)

解析在Na2CO3溶液中,存在着:

Na2CO32Na++CO2-3

CO2-3+H2OHCO-3+OH-

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

H2OH++OH-

由于CO2-3的水解,使得:c(Na+)>2c(CO2-3);两步水解过程中均产生OH-,故溶液显碱性,即c(H+)极小,故有:c(OH-)c(H+),这样有:c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H2CO3)>c(H+),即C正确;

再依物料守恒有:

c(Na+)=2[c(CO2-3)+

c(HCO-3)+c(H2CO3)]

故D错,即本题答案为C。

2.两种电解质溶液混合后,各种微粒浓度关系的比较

解题时应抓住两溶液混合后生成盐的水解情况,若混合后弱电解质有剩余,则还应讨论弱电解质的电离情况。必要时还需比较盐的水解及弱电解质的电离程度的相对大小。

下面仅以一元酸、碱及其盐为例分类解析。

(1)强酸与弱碱溶液混合

例5将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液离子浓度关系正确的是()。

A.c(NH+4)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)

B.c(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

C.c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)

D.c(Cl-)>c(NH+4)>c(OH-)>c(H+)

解析pH=3,c(HCl)=1×10-3mol·L-1,在pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3mol·L-1,而c(NH3·H2O)1×10-3mol·L-1,即远大于盐酸的浓度。故二者等体积混合后,氨水过量,混合液中存在着:

①NH+4+H2ONH3+H+

②NH3·H2O(过量部分)NH+4+OH-

因②式NH3·H2O的电离程度大于

①式NH+4的水解程度,故有c(NH+4)>c(Cl-);又由于氨水过量,使溶液显碱性,即有c(OH-)>c(H+);而氨水为弱电解质,故电离出的c(OH-)一定小于c(Cl-),因此有:c(NH+4)>c(Cl-)>

c(OH-)>c(H+),即选B。

(2)强碱与弱酸溶液混合

例6等体积、等浓度的MOH强碱溶液与HA弱酸溶液混合后,溶液中有关离子浓度应满足的关系为()。

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-)

解析由题意知,强碱MOH与弱酸HA恰好完全反应,生成强碱弱酸盐MA,溶液中存在着下列关系:

MAM++A-

A-+H2OHA+OH-

由于A-水解,故使c(M+)>c(A-),溶液显碱性,即有c(OH-)>c(H+);又因为水解的只是一少部分A-,故c(A-)>c(OH-),因此有c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);再依电荷守恒可知D也正确。即答案为C、D。

(3)强酸与强碱弱酸盐溶液混合

例7将0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L-1盐酸10 mL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(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-)

解析由题中条件可知,混合后所得溶液为等浓度的CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液,存在着:CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液,存在着:

CH3COOHCH3COO-+H+

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

两平衡中,CH3COOH的电离占主要地位,故溶液显酸性,因此有:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),即B正确;再依电荷守恒知D也正确,故答案为B、D。

(4)强碱与强酸弱碱盐溶液混。

例80.1 mol·L-1的NaOH溶液和0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液等体积混合后,离子浓度关系正确的是()。

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+)

解析由题中条件知,混合后得到等浓度的NaCl和NH3·H2O溶液,溶液中存在着:

NaClNa++Cl-

NH3·H2ONH+4+OH-

H2OH++OH-

由上述三式可知:c(Na+)=c(Cl-),c(OH-)>c(H+),由于NH3·H2O电离程度较小,故有

c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故选B。

(收稿日期:2015-08-12)

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