溶液中離子濃度大小的判斷

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容：溶液中離子濃度大小的判斷

二. 教學(xué)目標(biāo)

能用鹽類(lèi)水解的原理分析一些具體現(xiàn)象

能從電離和水解的角度進(jìn)行溶液中離子濃度的大小比較

能從原子守恒、電荷守恒和物料守恒的角度判斷溶液中離子濃度之間的關(guān)系

三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

溶液中離子濃度的大小比較以及從守恒的角度分析離子濃度之間的關(guān)系

四. 教學(xué)過(guò)程：

（一）鹽類(lèi)水解的應(yīng)用：

鹽類(lèi)的水解是鹽電離產(chǎn)生的弱酸陰離子（或弱堿陽(yáng)離子）與水電離產(chǎn)生的H＋（OH－）作用生成相應(yīng)的弱酸（或弱堿）的反應(yīng)。利用鹽類(lèi)的水解原理，可判斷溶液的酸堿性，可用于判斷鹽的存放和配制，可用來(lái)分析判斷化肥的合理使用，蒸發(fā)某些鹽溶液所得產(chǎn)物的分析判斷，熱的堿液的去污增強(qiáng)，泡沫滅火器的使用，金屬的除銹，離子的共存等。鹽類(lèi)的水解，與我們的生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。

說(shuō)明：

2. 由于某些鹽溶液存放時(shí)易水解，因此保存時(shí)往往加入抑制其水解的酸（或堿）

等物質(zhì)。如：保存FeCl3溶液時(shí)，向溶液中加入少量的鹽酸，抑制Fe3＋的水解等。

3. 一些鹽的制備：如：AlCl3(HCl)、FeCl3(HCl)在配制過(guò)程中往往要加入少量的相應(yīng)的酸抑制鹽的水解。有些鹽會(huì)完全水解，無(wú)法在溶液中制取，只能由單質(zhì)直接反應(yīng)制取(如：Al2S3、Mg3N2、CaC2)。

4. 蒸發(fā)某些鹽溶液時(shí)，必須考慮水解因素的作用，如蒸發(fā)AlCl3、FeCl3溶液時(shí)，我們往往得不到固體AlCl3和FeCl3，而是相應(yīng)的氧化物，主要是Al3＋、Fe3＋極易水解，而加熱有利于Al3＋和Fe3＋水解的進(jìn)行，同時(shí)水解生成的HCl易揮發(fā)，降低生成物濃度，促進(jìn)水解正向進(jìn)行，因此，在加熱蒸發(fā)過(guò)程后只能得到氧化物，而得不到固體AlCl3和FeCl3。若想得到AlCl3和FeCl3固體，則必須抑制其水解，可在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶。

5. 由于Al3＋、Fe3＋極易水解，水解產(chǎn)生的Al(OH)3、Fe(OH)3具有較大的表面積，有很強(qiáng)的吸附作用，因此，利用Al3＋和Fe3＋的這個(gè)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)匿X鹽和鐵鹽作凈水劑。如：明礬凈水：KAl(SO4)2?12H2O；KAl(SO4)2＝K＋＋Al3＋＋2SO42－；

Al3＋＋3H2O Al(OH)3(膠體)＋3H＋

6. 油脂很難洗滌，但在堿性條件下可水解生成易溶于水的甘油和羧酸鹽。因此，我們可利用熱的純堿溶液去除油漬。Na2CO3==2Na＋＋CO32－；

CO32－＋H2O HCO3－＋OH－；HCO3－＋H2O HCO3－＋OH－，NH4＋＋H2O NH3?H2O＋H＋，水解產(chǎn)生的H＋和OH－，促進(jìn)水解的進(jìn)行，使NH3?H2O轉(zhuǎn)化成氨氣流失，減少肥效。

H2CO3＋OH－，Al3＋＋3H2O10. 利用鹽類(lèi)的水解還可以除去某些鹽溶液中所含有的雜質(zhì)。如：CuCl2溶液中含有FeCl3，由于Fe3＋的水解能力（pH在4左右時(shí)就可以完全水解）遠(yuǎn)大于Cu2＋（pH在8附近時(shí)水解）因此，我們只需向溶液中加入少量的CuO（CuCO3、Cu(OH)2也可）中和溶液中的酸（H＋）降低溶液的酸性，就可以除去Fe3＋，而不引入新的雜質(zhì)。

11. 利用鹽類(lèi)的水解還可以判斷離子在溶液中能否共存，若能發(fā)生雙水解反應(yīng)的離子在溶液中不能大量共存。如：Fe3＋、Al3＋與CO32－、SO32－、S2－、HS－、AlO2－、HCO3－、SO32－、HSO3－等在溶液中不能大量共存。

鹽類(lèi)的水解的應(yīng)用很多，在離子方程式的書(shū)寫(xiě)，物質(zhì)的鑒別、推斷，溶液中離子濃度的大小比較等方面都需要考慮鹽類(lèi)的水解。

（二）電解質(zhì)水溶液中存在著離子和分子，它們之間存在著一些定量關(guān)系。也存在量的大小關(guān)系。

說(shuō)明：

1. 大小關(guān)系：在電解質(zhì)溶液中，由于電離和水解的關(guān)系，溶液中各離子的濃度大小并不完全相同，在分析溶液中各離子濃度的大小關(guān)系時(shí)，必須綜合考慮電離和水解對(duì)離子濃度的影響。

①多元弱酸溶液，根據(jù)多元酸分步電離，且越來(lái)越難電離分析。如：在

②多元酸正鹽溶液，根據(jù)弱酸根分步水解分析。如：在Na2CO3溶液中Na > CO32- > OH- > HCO3- > H

③多元弱酸的酸式鹽溶液，必須綜合考慮電離和水解的相對(duì)強(qiáng)弱。

④不同溶液中同一離子濃度的比較要看溶液中其他離子對(duì)其影響因素。如比較NH4Cl和NH4Ac溶液中NH4＋的濃度大小關(guān)系，則必須考慮Ac－和Cl－對(duì) 水解的影響，

Ac－促進(jìn)NH4＋的水解，而Cl－對(duì)NH4＋的水解沒(méi)有影響，因此，NH4Cl溶液中NH4＋的濃度大于NH4Ac溶液NH4＋的濃度。

⑤混合溶液中各離子濃度比較，要進(jìn)行綜合分析，要考慮電離、水解等因素。

2. 溶液中離子濃度的定量關(guān)系（即恒等式關(guān)系）：

①電荷守恒規(guī)律：電解質(zhì)溶液中，不論存在多少種離子，溶液總是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)。如Na2CO3溶液中，陽(yáng)離子有 ， ，根據(jù)電荷守恒原理有：

②應(yīng)用“物料守恒”方法分析。物料守恒規(guī)律：電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能水解或電離，離子種類(lèi)增多，但某些關(guān)鍵性的原子總是守恒的。

電解質(zhì)溶液中某一組份的原始濃度（起始濃度） 應(yīng)等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。如：晶體 中，

則在溶液中：③質(zhì)子守恒：電解質(zhì)電離、水解過(guò)程中，水電離出的H 與OH－總數(shù)一定是相等的。

如：NH4Cl溶液?D?D

【典型例題】

［例1］為了配制NH4＋的濃度與Cl－的濃度比為1∶1的溶液，可在NH4Cl溶液中加入

A. 適量的HCl B. 適量的NaCl

C. 適量的氨水 D. 適量的NaOH

解析：

NH4Cl溶液 水解顯酸性：NH4＋＋H2O NH3?H2O＋H＋，使NH4＋的濃度減小，從而使溶液中NH4＋的濃度與Cl－的濃度比小于1∶1�，F(xiàn)欲使NH4＋的濃度與Cl－的濃度比為1∶1，則必須抑制NH4＋的水解（或增大NH4＋的濃度），但同時(shí)不能增加Cl－的濃度。因此，采取的措施可以是：加入適量的氨水或除NH4Cl外的其他銨鹽，以補(bǔ)充N(xiāo)H4＋；也可以加入稀硫酸等除鹽酸外的其他酸抑制水解。綜上所述，本題的答案為C

答案： C

［例2］化合物SOCl2 是一種液態(tài)化合物，沸點(diǎn)為77℃，在盛有10mL水的錐形瓶中，小心地滴加8－10滴SOCl2，可觀察到劇烈反應(yīng)，液面上有白霧形成，并有帶刺激性氣味的氣體逸出。該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色，輕輕振蕩錐形瓶，等白霧消失后，往溶液中加硝酸銀溶液，有不溶于稀硝酸的白色凝乳狀沉淀析出。

（1）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出SOCl2和水反應(yīng)的方程式： ；

（2）將AlCl3溶液蒸干灼燒得不到無(wú)水AlCl3，而SOCl2與AlCl3?6 H2O混合共熱，可得到無(wú)水AlCl3，其原因是：

解析：

SOCl2與水反應(yīng)后，產(chǎn)生可使品紅試液褪色的氣體，說(shuō)明生成了SO2氣體，同時(shí)，產(chǎn)生白霧，溶于水后產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，說(shuō)明生成了HCl氣體。由此可得SOCl2的反應(yīng)方程式為：SOCl2＋H2O＝2HCl＋SO2；

AlCl3溶液蒸發(fā)過(guò)程中，由于Al3＋的水解：Al3＋＋3H2O

［例3］在 溶液中存在的下列關(guān)系中不正確的是：

A. B. C. D. 溶液中存在兩個(gè)守恒關(guān)系

a. 電荷守恒，即 b. 物料守恒，即晶體中： ；在溶液中S元素存在形式有三種： 及 ………………（2）

將（2）－（1）得 答案： B

［例4］將0.2mol?L－1HCN溶液和0.1mol?L－1的NaOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性，下列關(guān)系式中正確的是

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：

HCN與NaOH混合，首先發(fā)生中和反應(yīng)，根據(jù)中和反應(yīng)物質(zhì)的量之間的關(guān)系，可以判斷出HCN過(guò)量，反應(yīng)只消耗一半，則反應(yīng)后的溶液為HCN和NaCN的混合溶液，濃度均為0.05mol/L；混合溶液顯堿性，說(shuō)明CN－的水解能力大于HCN的電離能力，優(yōu)先考慮CN－的水解。存在的方程式有：

； ；水解為主

。HCN原濃度為0.05mol/L，其電離程度小于水解程度

則有：c(HCN)=0.05－y＋x＞0.05；c(Na＋)＝0.05；c(CN－)＝0.05－x＋y＜0.05；

綜上所述，可得：c(HCN) ＞c(Na＋) ＞c(CN－)，c(HCN)＋c(CN－)＝0.1。

C項(xiàng)中濃度之和等于c(OH－)，說(shuō)明溶液顯堿性，中和后的溶液若不水解，則c(HCN)＝c(CN－)。由于水解CN－產(chǎn)生了OH－，并且同時(shí)產(chǎn)生了HCN，所以水解平衡后，應(yīng)有：c(HCN)－c(CN－)＝2c(OH－)所以C不正確。

本題的答案為BD

答案：BD

【模擬】

1. 25℃時(shí)，將稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，當(dāng)溶液的pH＝7時(shí)，下列關(guān)系正確的是

A. c(NH4 )=c(SO42－) B. c(NH4 )>c(SO42－)

C. c(NH4 )<c(SO42－) D. c(OH－) c(SO42－)=c(H ) c(NH4 )

2. 室溫下，下列溶液等體積混合后，所得溶液的pH一定大于7的是

A. 0.1mol/L的鹽酸和0.1mol/L的氫氧化鈉溶液

B. 0.1mol/L的鹽酸和0.1mol/L的氫氧化鋇溶液

C. pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氫氧化鈉溶液

D. pH＝4的鹽酸和pH＝l0的氨水

3.將0.2mol/L的HCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性，下列關(guān)系式中正確的是

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

4. 將0.2mol/L醋酸鉀溶液與0.1mol/L鹽酸等體積混合后，溶液中有關(guān)離子濃度的關(guān)系，正確的是

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(CH3COO－)=c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H )

5. 若pH＝3的酸溶液與pH＝11的堿溶液等體積混合后溶液呈堿性，其原因可能是

A. 生成了一種強(qiáng)堿弱酸鹽 B. 強(qiáng)酸溶液和弱堿溶液反應(yīng)

C. 弱酸溶液和強(qiáng)堿溶液反應(yīng) D. 一元強(qiáng)酸溶液和一元強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

6. 常溫下在10mL pH=10的KOH溶液中，加入pH=4的一元酸HA溶液至pH剛好等于7(假設(shè)反應(yīng)前后體積不變)，則對(duì)反應(yīng)后溶液的敘述正確的是

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

C. V(總)≥20mL D. V(總)≤20mL

7. 下列敘述正確的是

A. 0.1mol?L－1氨水中，c(OH-)=c(NH4 )

B. 10 mL 0.02mol?L－1HCl溶液與10 mL 0.02mol?L－1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的體積為20 mL，則溶液的pH=12

C. 在0.1mol?L－1CH3COONa溶液中，c(OH-)=c(CH3COOH)＋c(H )

D. 0.1mol?L－1某二元弱酸強(qiáng)堿鹽NaHA溶液中，c(Na )=2c(A2-)＋c(HA-)＋c(H2A)

8. 疊氮酸（HN3）與醋酸酸性相似，下列敘述中錯(cuò)誤的是

A. HN3水溶液中微粒濃度大小順序?yàn)椋篶(HN3)>c(H )>c(N3¯)>c(OH¯)

B. HN3與NH3作用生成的疊氮酸銨是共價(jià)化合物

C. NaN3水溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋篶(Na )>c(N3¯) >c(OH¯)>c(H )

D. N3¯與CO2含電子數(shù)相等

9. 關(guān)于小蘇打水溶液的表述正確的是

A. c (Na )=c (HCO3-) c (CO32-) c (H2CO3)

B. c (Na ) c (H ) = c (HCO3-) c (CO32-) c (OH-)

C. HCO3- 的電離程度大于HCO3-的水解程度

D. 存在的電離有：NaHCO3=Na HCO3-，HCO3- H CO32- H2O H OH-

10. 草酸是二元弱酸，草酸氧鉀溶液呈酸性。在0.1mol?L-1 KHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是

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-)

11. 下列混合溶液中，各離子濃度的大小順序正確的是

A. 10mL0.1mol?L-1氨水與 10mL0.1mol?L-1 鹽酸混合，c(NH4 )>c(H )

B. 10mL0.1mol/LNH4Cl溶液與5mL0.2mol/LNaOH溶液混合(Na )=c(OH-)>C. 10mL0.1mol/L醋酸溶液與5mL0.2mol/LNaOH溶液混合(Na )=c(OH-)>D. 10mL0.5mol?L-1CH3COONa溶液與6mL1mol?L-1鹽酸混合，c(Na )>c(H )

12. （1）等體積的下列溶液中，陽(yáng)離子的總物質(zhì)的量最大的是：①0.2mol/L的CuSO4溶液，②0.1mol/L的Na2CO3溶液，③0.2mol/L的KCl溶液，④0.1mol/L的Na2SO4溶液。_________

（2）濃度為0.100mol/L的下列各物質(zhì)的溶液中，c(NH4 )由大到小的順序是_

①NH4Cl ②NH4HSO4 ③ NH3?H2O ④CH3COONH4

13. （1）一種一元強(qiáng)酸HA溶液中加入一種堿MOH后，溶液呈中性，則A－與M 物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為：c(A－)___c(M )。(填“＝”、“＜”、“＞”、“無(wú)法判斷”等)

（2）等體積等濃度的MOH強(qiáng)堿溶液和HA弱酸溶液混合后，混合溶液中的各離子濃度的大小關(guān)系為：____________________

（3）在物質(zhì)的量濃度均為0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中 高中語(yǔ)文，測(cè)得c(Na )＜c(CH3COO－)，則c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)____0.02mol/L(填“＝”、“＜”、“＞”等)，水溶液的酸堿性為_(kāi)____(填“酸性”、“堿性”、“中性”、“無(wú)法判斷”)

14. 已知①ZnCl2?xH2O易溶于水，且其水溶液呈酸性，②SOCl2極易與水發(fā)生下列反應(yīng)：SOCl2＋H2O＝SO2＋2HCl。實(shí)驗(yàn)室制取無(wú)水氯化鋅，是將ZnCl2?xH2O與SOCl2混合加熱。

（1）寫(xiě)出混合加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

（2）SOCl2的作用是______

【試題答案】

1. B 2. BD 3. BD 4. B 5. B 6. AD 7. BC 8. B 9. AD 10. CD

11. B

12. ① ②①④③

13. ＝ c(M )＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H ) ＝ 酸性

14. ZnCl2?xH2O xSOCl2=ZnCl2＋xSO2↑ 2xHCl↑

消耗水，產(chǎn)生SO2、HCl，抑制ZnCl2水解



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