用模糊法比较溶液中离子浓度大小关系

陈红+焦燕

摘要：电解质溶液中离子浓度大小关系判断，涉及知识点多、综合性强，侧重学生的逻辑推理能力考察，既是高中化学的教学难点，也是高考中的高频考点。本文尝试，以高中学生能认知的程度大小比较为基础，采用模糊比較的方法，来较快的判断溶液中离子浓度大小关系。

关键词：模糊法；离子浓度；大小关系

高中化学学习中，比较溶液中离子浓度大小关系，因涉及知识点多、综合性强，考查学生是否具有严谨的逻辑推理能力，属于高考高频考点。作者结合日常教学摸索出，以高中学生能认知的，程度大小比较为基础，利用模糊比较的方法，比较离子浓度的大小效果更好。

一、 规律总结

（一） 弱电解质的电离

首先要明确弱电解质电离程度是微弱的，其次要明确电离的过程，是逐步减弱的。以二元弱酸H2CO3的电离为例：H2CO3

H++HCO-3第一步电离K1；HCO-3H++CO2-3第二步电离K2。

二元弱酸的电离以第一步为主即K1>K2。以程度的大小作为模糊比较的依据，第一步电离出离子的浓度大于第二步电离出离子的浓度。则离子浓度大小关系为：c（H+）>c（HCO-3）>c（CO2-3）

（二） 盐类的水解

以多元弱酸盐中的多元弱酸根离子的水解为代表。首先要明确盐类水解的程度很微弱。其次水解的过程是分步水解，是逐步减弱的。以

Na2CO3溶液中CO2-3的水解为例：CO2-3+H2OHCO-3+OH-第一步水解

K1；HCO-3+H2OH2CO3+OH-第二步水解K2。

水解以第一步为主，即K1>K2。以水解程度的大小作为模糊比较的依据得出，第一步水解出离子的浓度大于第二步水解出离子的浓度。结合水解理论，碳酸钠溶液中的离子浓度大小关系为：c（Na+）>c（CO2-3）>c（OH-）>c（HCO-3）。

（三） 多元弱酸的酸式盐中的比较

首先要明确，酸式酸根离子在溶液中存在两种趋势：既能发生电离，又能发生水解。其次要明确水解、电离的方程式。接着以盐溶液的酸碱性为依据，判断出水解、电离程度的相对大小，作为模糊判断的依据，进而大小比较。

【例1】NaHCO3溶液显碱性，比较溶液中离子浓度大小关系。盐电离得到

Na+与HCO-3、HCO-3在溶液中有两种趋势：HCO-3H++CO2-3电离过程

K1；HCO-3+H2OH2CO3+OH-水解过程K2。

由溶液显碱性，可知溶液中HCO-3以水解为主。以此作为模糊比较大小时的依据。得到c（H2CO3）>c（CO2-3）。结合c（Na+）>c（HCO-3）、溶剂水的电离平衡，判断出溶液中的离子浓度大小关系为：

c（Na+）>c（HCO-3）>c（OH-）>c（H+）>c（CO2-3）。

【例2】NaHSO3溶液显酸性，判断溶液中离子浓度大小关系。思路同例1。

HSO-3在溶液中有两种趋势：HSO-3H++SO2-3电离过程

K1；HSO-3+H2OH2SO3+OH-水解过程K2。

由溶液显酸性，可知溶液中以电离为主，提供出模糊判断的依据。即c（SO2-3）>c（H2SO3）。结合

c（Na+）>c（HSO-3）、溶剂水的电离平衡，判断出溶液中的离子浓度大小关系为：

c（Na+）>c（HSO-3）>c（H+）>c（SO2-3）>c（OH-）。

二、 高考赏析

有了以上认知基础，在高考题解时，就可以很快判断出相关溶液中离子浓度的大小关系。

【例1】（2014·全国新课标Ⅱ卷，第11题）一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是（）

A. pH=5的H2S溶液中，c（H+）=c（HS-）=1×10-5mol·L-1

B. pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1

C. pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合：

c（Na+）+c（H+）c（OH-）+c（HC2O-4）

D. pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的c（Na+）：①>②>③

解析：A项中，H2S属于二元弱酸，电离分两步进行，以第一步为主：

H2SH++HS-；HS-H++S2-。以电离程度作为模糊比较的依据，得出c（H+）>c（HS-），结合pH=5即c（H+）=10-5mol·L-1，得出A错。B项中，可分两步解题。先假设pH=a的氨水溶液为强电解质，其中c（OH-）=10a-14mol·L-1；稀释10倍后，可估算出c（OH-）=10a-15mol·L-1，故c（H+）=10-14/10a-15mol·L-1=10-（a-1）mol·L-1，pH=a-1=b即a=b+1。第二步结合氨水是弱碱溶液，存在电离平衡，稀释时会促进电离。结合两步，以程度大小作为模糊比较的依据得出：c（OH-）>10a-15mol·L-1，pH=b>a-1即a

（C2O2-4），故C错。D项中，可转化形式，由于相同条件下的酸性CH3COOH>H2CO3>HClO，以越弱越水解作为进行模糊比较时的依据，则相同物质的量浓度钠盐的碱性大小为：①CH3COONa<②NaHCO3<③NaClO。故pH相同时三种溶液的浓度刚好相反，即①CH3COONa>②NaHCO3>③NaClO，c（Na+）也符合：①>②>③，D正确。

【例2】（2014·四川卷，第6题）下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是（）

A. 0.1mol·L NaHCO3溶液与0.1mol·L NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c（Na+）>c（CO2-3）>c（HCO-3）>c（OH-）

B. 20mL 0.1mol·L CH3COONa溶液与10mL 0.1mol·L HCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：

c（CH3COO-）>c（Cl-）>c（CH3COOH）>c（H+）

C. 室温下，pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合，所得溶液中：c（Cl-）+c（H+）>c（NH+4）+c（OH-）

D. 0.1 mol·L CH3COOH溶液与0.1mol·L NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c（OH-）>c（H+）+

c（CH3COOH）

解析：A项中，反应恰好生成Na2CO3。即判断Na2CO3溶液中的离子浓度大小关系。CO2-3分步水解，以第一步为主，以此作为模糊比较的依据，离子浓度大小关系为，

c（Na+）>c（CO2-3）>c（OH-）>c（HCO-3），A项错。B项中，溶液混合后反应，生成等浓度的NaCl、CH3COOH和CH3COONa。呈酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠中的醋酸根的水解程度（此时c（Cl-）为定值），以此作为模糊比较时的依据。即c（CH3COO-）>c（Cl-）>c（CH3COOH）>c（H+），B正确。C项中，室温时c（HCl）=10-2mol·L，pH=12的氨水中c（NH3·H2O）10-2mol·L。等体积混合时氨水过量，溶液显碱性。c（NH+4）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H+），故C项错误。D项中，当醋酸与NaOH溶液等体积等浓度混合时，恰好中和，溶液成分为CH3COONa，由质子守恒得c（OH-）=c

（H+）+c（CH3COOH），D项错误。