离子浓度大小的判断方法及解析

　　摘 要： 离子浓度大小的判断是高考化学中的重点、热点，也是一个难点。学生掌握起来非常困难，为了解决这一难点，作者总结出了一套系统的判断方法，即不管是单一溶液，还是混合溶液，都可分为三步。首先写出溶液中存在的所有电离、水解方程式；第二是联想规律；第三是根据水解、电离的不同程度进行判断。对于混合溶液还要注意“三看”：一看混合物的组成；二看混合物是否发生反应；三看反应物能否恰好完全反应。如能，则只以生成物来考查；如不能，则将生成物和剩余物同时进行考查。只要按以上的方法去判断，问题就由难变易，迎刃而解了。
　　关键词： 离子浓度大小 判断方法 单一溶液 混合溶液
　　
　　离子浓度大小的判断是考查弱酸、弱碱的电离，弱酸盐、弱碱盐的水解，以及电离与水解关系的相关知识。它是高考中的重点、热点，也是一个难点，学生掌握起来非常困难。如何才能由难变易？它看似复杂，其实也有规律可循，只要按一定的方法步骤去判断，问题就由难变易，迎刃而解了。下面是我在化学教学中总结出的判断方法，介绍给大家，以供参考。
　　一、单一溶液
　　单一溶液中离子浓度大小的判断相对简单，它的判断方法有以下三步。
　　1.写出溶液中存在的所有电离、水解方程式。
　　2.联想规律。
　　（1）不管是弱酸根或弱碱根离子的水解，还是弱电解质的电离，一般来说，其程度都是很小的，绝大部分还是以原来的形式存在。
　　（2）多元弱酸的电离，弱酸根离子的水解都是分级进行的，且一级大小二级，二级大于三级。
　　（3）一般酸式根离子的水解大于电离，如：HCO、HS。但HSO、HPO例外，它们是电离大于水解。
　　（4）在选项中有“+、－、＝”出现时，要注意三个守恒：
　　①电荷守恒：
　　即溶液中所有阳离子所带的正电荷之和等于所有阴离子所带负电荷之和。
　　其特征是：等式两边一边正来一边负，系数等于电荷数。
　　②物料守恒（原子守恒）
　　指某些特征性的原子在电离，水解前后守恒。如：NaCO溶液中CO的变化，但碳原子始终守恒。
　　③质子守恒：
　　即溶液中，分子或离子得到与失去质子（H）的物质的量相等。
　　其特征是：等式或不等式的某一边其粒子中均含有氢元素。
　　但要注意：质子守恒一般只适用于单一溶液。
　　3.根据水解、电离的不同程度进行判断。
　　例1.在0.1mol/L NaCO溶液中，下列关系式正确的是（ ）。
　　A.c（Na）＝2c（CO）
　　B.c（OH）＝c（H）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）
　　C.c（HCO）＞c（ＨＣＯ）
　　D.c（Na）＜c（CO）+c（HCO）
　　解析：在NaCO溶液中，存在如下电离、水解方程式：
　　NaCO=2Na+CO，CO+HO=HCO+OH（一级），HCO+HO=ＨＣＯ+OH（二级），HO=H+OH。CO的水解是微弱的，且一级水解远远大于二级水解。所以，c（Na）＞c（CO）＞c（OH）＞c（HCO）＞c（H），c（HCO）＞c（ＨＣＯ）；由于选项A、B、D中都存在“+、＝”号，所以应考虑守恒关系。由电荷守恒得：c（Na）+c（H）=2c（CO）+c（HCO）+c（OH），又由于该溶液显碱性，得c（OH）>c（H），故D选项错。由物料守恒（C原子守恒）得:c（Na）＝2［c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）］，故A选项错。在溶液中HO失去质子后变成OH，CO得到质子后变成HCO、ＨＣＯ。由质子守恒得：c（OH）=c（H）+c（HCO）+2c（HCO），由此可知B选项错。答案：C。
　　例2.在0.1mol/L NaHCO的溶液中，下列关系正确的是（ ）。
　　A.c（Na）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（H）＞c（OH）
　　B.c（Na）＝c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）
　　C.c（Na）+c（H）＝c（HCO）+c（CO）+c（OH）
　　D.c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）＝0.1mol/L
　　解析：在NaHCO的溶液中，存在如下电离、水解方程式：
　　NaHCO=Na+HCO，HCO=H+CO，HCO+HO=ＨＣＯ+OH，HO=H+OH。一般来说，弱酸酸式根离子的水解程度大于电离，HCO的水解程度比电离程度要大。所以，c（H）＜c（OH）溶液显碱性，且c（Na）＞c（HCO）＞c（OH）＞c（H）＞c（CO），故A错；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HCO）+2c（CO），故C错；由物料守恒（C原子守恒）得：c（Na）=c（HCO）+c（CO）+c（HCO）＝0.1mol/L，故B、D正确。
　　例3.在0.1mol/L NaHPO溶液中，下列关系式正确的是（ ）
　　A.c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（PO）
　　B.c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）
　　C.c（Na）＞c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
　　D.c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
　　解析：在NaHPO溶液中，存在如下电离、水解方程式：NaHPO=Na+HPO，HPO=H+HPO（二级电离），HPO=H+PO（三级电离），HPO+HO=HPO+OH（三级水解），HO=H+OH。由于HSO、HPO的酸性较强，HSO、HPO的电离大于水解，溶液显酸性c（H）＞c（OH），又由于HPO的三级电离远远小于二级电离，且比三级水解都小。所以，c（Na）＞c（HPO）＞c（H）＞c（HPO）＞c（OH）＞c（PO）；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝C（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO），故C错、D正确；又由物料守恒得：c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）。故B正确；由质子守恒得：c（OH）+c（HPO）+2c（PO）＝c（H）+c（HPO），由此可知A错。答案：B、D。
　　二、混合溶液
　　混合溶液的判断方法与单一溶液相似，但还要注意“三看”：一是看混合物的组成；二看混合物是否发生反应；三是看反应物能否恰好完全反应。如能，则只以生成物来考查；如不能，则将生成物和剩余物同时进行考查。同一弱酸和弱酸盐混合溶液，以及同一弱碱和弱碱盐混合溶液中，一般来说是弱酸（弱碱）的电离大于弱酸根（弱碱根）离子的水解。但有例外的三对极弱酸和极弱酸盐的混合物：HCN与NaCN、 与 、Al（OH）与NaAlO。
　　例4.把0.2mol/L CHCOOH溶液和0.1mol/L NaOH溶液以等体积混合，则混合液中粒子浓度关系正确的是（ ）。
　　①c（CHCOO）＞c（Na）
　　②c（CHCOOH）＞c（CHCOO）
　　③c（Na）－c（OH）＝c（CHCOO）-c（H）
　　④c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝0.1mol/L
　　A.只有①④ B.只有③④ C.只有①③④ D.全部正确
　　解析：CHCOOH溶液与NaOH溶液混合能反应生成CHCOONa和HO，且CHCOOH过量，反应后c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（CHCOONa）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的电离、水解方程式有：CHCOONa=CHCOO+Na，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。由于CHCOOH的电离程度大于CHCOONa的水解程度。所以，c（CH3COO）＞c（Na）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH）；由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CHCOO）；又由物料守恒（C原子守恒）得：c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝2c（Na）＝0.1mol/L。答案：C。
　　
　　例5.将0.2mol/L CHCOOK与0.1mol/LHCl等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
　　A.c（CHCOO）＝c（Cl）＝c（H）＞c（CHCOOH）
　　B.c（CHCOO）＝c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
　　C.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（H）＞c（CHCOOH）
　　D.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
　　解析：在混合溶液中：CHCOOK+HC1=CHCOOH+KCl，但CHCOOK过量，反应后c（CHCOOK）＝0.05mol/L，c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（KCl）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的电离、水解方程式有：CHCOOK=K+CHCOO，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。c（K）＝0.1mol/L，c（Cl）＝0.05mol/L。一般来说，弱酸（弱碱）的电离程度大于该弱酸根（弱碱根）离子的水解。在此溶液中，电离消耗的CHCOOH比水解生成的CHCOOH要多。所以，c（CHCOOH）＜0.05mol/L；而生成的CHCOO比水解消耗的CHCOO多。所以，c（CHCOO）＞0.05mol/L，且c（H）＞c（OH）。C（K）＞c（CHCOO）＞c（C1）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH），故A、B、C错。D正确。
　　例6.将0.2mol/L的HCN与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，已知溶液中c（Na）＞c（CN）。用“＞、＜或＝”填空。
　　①c（OH）?摇?摇c（csZ6jDFwKo+GLjModDMhkg==H）， ②c（HCN）?摇?摇c（CN）， ③c（HCN）+c（CN）?摇?摇0.1mol/L。
　　解析：在混合溶液中，HCN+NaOH=NaCN+HO，由于HCN过量，反应后溶液中，C（HCN）＝0.05mol/L，C（NaCN）＝0.05mol/L。溶液中存在的电离、水解方程式有：NaCN=Na+CN，HCN=H+CN，CN+HO=HCN+OH，HO=H+OH。已知c（Na）＞c（CN），说明CN的水解大于HCN的电离，水解生成的HCN大于电离消耗的HCN，c（HCN）＞0.05mol/L，c（CN）＜0.05mol/L。故c（HCN）＞c（Na）＞c（CN）＞c（OH）＞c（H）。由电荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CN）。物料守恒得：c（HCN）+c（CN）＝0.1mol/L。
　　答案：①＞②＜③＝