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电解质溶液中离子浓度大小比较

2017-08-02童光明

陕西教育·教学 2017年4期
关键词:高中化学

童光明

“电解质溶液中离子浓度大小关系”既是高中化学重要的理论知识,又是高中化学教学的重点和难点。这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,是大部分学生的难点。下面结合具体的教学实例对本知识点的解题思路、方法规律加以阐述论证。

一、分类解析

1.单一溶液中离子浓度比较。

例1:以一元弱酸CH3COOH为例,分析CH3COOH溶液中各微粒浓度大小。

分析:在CH3COOH溶液中,存在两种电离平衡:

CH3COOH CH3COO- + H+

H2O OH- + H+

根据电荷平衡则有:c(H+) = c(CH3COO-)+c(OH-)

由于CH3COOH是弱电解质,电离程度不大,所以c(CH3COOH)远大于c(H+) ;c(CH3COOH)也远大于c(CH3COO-)。

结论:溶液中微粒浓度大小关系为:

c(CH3COOH) > c(H+) > c(CH3COO-) > c(OH-)

小结:单一溶液中,(1) 弱酸或弱碱考虑电离;弱酸或弱碱的正盐溶液考虑水解。(2) 酸式盐溶液——电离和水解同时存在,要同时考虑,但要分清主次。

2.混合溶液离子浓度的大小比较。

例2:将PH=3的CH3COOH与PH=11的NaOH溶液等体积混合后,在所得的混合溶液中,下列关系式正确的是:

A. c(Na+) > c(CH3COO-) > c(H+) > c(OH-)

B.c(Na+) + c(H+)=c(CH3COO-) + c(OH-)

C.c(CH3COO-) > c(Na+) > c(H+) > c(OH-)

D.c(Na+) = c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)

答案:BC

分析PH=3,c(H+)=10-3mol/L,PH=11,c(OH-) =10-3 mol/L,因为CH3COOH是弱电解质,所以CH3COOH的浓度远大于盐酸的浓度;二者等体积混合反应后,CH3COOH过量;同时生成CH3COONa。

在反应后的溶液中,存在如下平衡:

CH3COONa Na+ + CH3COO- (主)

CH3COOH CH3COO- + H+ (次)

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- (再次)

H2O H+ + OH- (最次)

因為CH3COOH 的电离平衡程度大于CH3COONa的水解程度,所以c(CH3COO-) > c(Na+) ,且溶液显酸性,即 c(H+) >c(OH-)。C选项正确,根据电荷守恒,B选项正确。

答案:BC

二、链接高考

(2009年江苏)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是:

A.室温下,向0.01mol/LNH4HSO4 溶液中滴加NaOH 溶液至中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)

B.0.1mol/LNaHCO3溶液: c(Na+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)

C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)

D.25℃时,PH=4.75,浓度均为0.1mol/L的CH3COOH 、CH3COONa 混合溶液: c(CH3COO- )+c(OH-)

分析:A.NH4HSO4 和NaOH 若按物质的量之比1∶1反应,生成强酸弱碱盐,呈酸性。

2NH4HSO4 +2NaOH=(NH4)2SO4 +Na2SO4+2H2O

要使二者反应后呈中性,NaOH应略过量中和NH4+。使NH4+的水解程度和NH3·H2O的电离程度相当。即:

n(NaOH)>n(NH4H……

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