浅谈广东化学高考重要考点之离子浓度问题

2015-12-18陈晓燕,衷明华

江西化工 2015年3期

浅谈广东化学高考重要考点之离子浓度问题

陈晓燕衷明华

(韩山师范学院化学系，广东潮州 521041)

摘要：纵观近五年广东省化学高考试题，可以看出离子浓度问题一直深受广东高考的青睐，离子浓度这类问题的出题方式比较单一，一般以选择题来考查，分值在4～6分。其难度适中，涉及到水的电离、盐类的水解电离，以及三大守恒。只要掌握相关知识点和解题思想，拿下该题的分数基本不成问题。

关键词：离子浓度高考守恒

一、知识点梳理

离子浓度问题不外乎三个方面：电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守恒及质子守恒)。对有关电解质溶液中离子浓度大小比较的题，在做题时首先搞清溶液状况，是单一溶液还是混合溶液，然后再根据情况分析。

1、单一溶质的溶液中离子浓度比较

①多元弱酸溶液中，由于多元弱酸是分步电离(注意，电离都是微弱的)的，第一步的电离远远大于第二步，第二步远远大于第三步。由此可判断多元弱酸溶液中离子浓度大小顺序。例H3PO4溶液中：

c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)

②多元弱酸的强碱正盐溶液中，要根据酸根离子的分步水解(注意，水解都是微弱的)来分析。第一步水解程度大于第二步水解程度，依次减弱.如Na2S溶液中：

c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)

③多元弱酸的酸式盐溶液中：由于存在弱酸的酸式酸根离子的电离，同时还存在弱酸的酸式酸根离子的水解，因此必须搞清电离程度和水解程度的相对大小，然后判断离子浓度大小顺序。常见的NaHCO3NaHS，Na2HPO4溶液中酸式酸根离子的水解程度大于电离程度，溶液中c(OH-)>c(H+)溶液显碱性，例NaHCO3中：

c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)

反例：NaHSO3，NaH2PO4溶液中弱酸根离子电离程度大于水解程度，溶液显酸性c(H+)>c(OH-)。例在NaHSO3中：

c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)

规律：①第一步水解生成的粒子浓度在[OH-]和[H+]之间，第二步水解生成的粒子浓度最小。例：Na2S溶液中的各离子浓度大小的顺序：

c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)

②不同溶液中同种离子浓度的比较：既要考虑离子在溶液中的水解因素，又要考虑其它离子的影响，是抑制还是促进，然后再判断。

例：常温下物质的量浓度相等的a.(NH4)2CO3、b.(NH4)2SO4、c.(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中c(NH4+)的大小；NH4+在水溶液中发生水解显酸性，CO32-离子水解显碱性，两离子水解相互促进，Fe2+水解显酸性与NH4+水解相互抑制，因此三溶液中c(NH4+)：c>b>a。

2、混合溶液中离子浓度的比较

①强酸与弱碱溶液混合后溶液中离子浓度大小比较，首先要考虑混合后溶液的状况及溶液的酸碱性。酸过量：溶液为强酸和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c(H+)>c(OH-)呈酸性。

酸碱恰好完全反应：溶液为单一盐溶液，弱碱根离子水解，溶液呈酸性。

碱少量过量：溶液为弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c(OH-)=c(H+)呈中性。

碱大量过量：溶液为大量弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液，溶液中c(OH-)>c(H+)呈碱性.根据这几种情况可判断溶液中离子大小情况。

②强碱和弱酸溶液混合后，溶液中离子浓度的大小比较。

呈碱性包括两种情况；强碱和强碱弱酸盐的混合溶液及单一强碱弱酸盐溶液。

呈中性：强碱弱酸盐和少量弱酸的混合溶液。

呈酸性：强碱弱酸盐和大量弱酸的混合溶液。

3、理解掌握电解质溶液中的几种守恒关系

①电荷守恒：因为溶液必须保持电中性，所以溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。如0.1 mol/L Na2S溶液中：

c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)

②物料守恒：物料守恒即元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。如 0.1 mol/L Na2S溶液中：

c(Na+)=2c(H2S)+2c(HS-)+2c(S2-)

③质子守恒：利用电荷守恒和物料守恒即可推出质子守恒。如0.1 mol/L Na2S溶液中：

2c(H2S)+c(HS-)+c(H+)=c(OH-)

二、例题分析

例1：(2012第23题6分)对于常温下pH为2的盐酸，叙述正确的是()。

A.c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)

B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性

C.由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1

D.与等体积0.01 mol·L-1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c(Cl-)=c(CH3COO-)

答案：AC。

解析：A.根据电荷守恒可知A正确；B.氨水过量，混合后溶液应该显碱性，B错误；C：c(H+)水= c(OH-)水=KW/ c(H+)=1.0×10-12mol·L-1，C正确；D.反应后生成乙酸和氯化钠，水溶液为酸性，乙酸是弱酸，所以=c(CH3COO-)不可能等于c(Cl-)，D错误。

例2：(2013第12题4分)50℃时，下列各溶液中，离子的物质的量浓度关系正确的是()。

A.pH=4的醋酸中：c(H+)=4.0mol·L-1

B.饱和小苏打溶液中：c(Na+)= c(HCO3-)

C.饱和食盐水中：c(Na+)+ c(H+)= c(Cl-)+c(OH-)

D.pH=12的纯碱溶液中：c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1

答案：C。

解析：50℃时，水的离子积常数大于1×10—14。pH=4的醋酸中，c(H+)=1×10—4mol/L，A错误；饱和小苏打溶液中，HCO3-会发生水解反应导致浓度减小，c(Na+)>c(HCO3-)B错误；饱和食盐水中，(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，符合电荷守恒的关系，C正确；由于题干给的温度不是常温下，所以pH=12的纯碱溶液中c(OH-)无法计算，D错误。

例3：(2014第12题4分)常温下，0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中部分微粒组成及浓度如图所示，下列说法正确的是()。

图　所得溶液中部分微粒组成及浓度

A.HA为强酸

B.该混合液pH=7

C.图中X表示HA，Y表示OH-，Z表示H+

D.该混合溶液中：c(A-)+c(Y)=c(Na+)

答案：D。

解析：A、A-浓度小于0.1mol/L，由此可知HA为弱酸，A错误；B、因为HA为弱酸，与等体积等浓度的NaOH混合后pH大于7，B错误；C、0.2mol/L的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，得到NaA，离子浓度大小顺序为c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)，即X为OH-，Y表示HA，Z表示H+，C错误；D、Y表示HA，c(A-)+c(HA)=c(Na+)，物料守恒，D正确。