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【热点题型】39 溶液中粒子浓度大小的比较
一、溶液中粒子遵守三种守恒
1．电荷守恒规律
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液均呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中的离子有Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，其存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)。
2．物料守恒规律
电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。　
3．质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移情况如图所示：
INCLUDEPICTURE "D:\\临时文件\\1.2020一轮\\9 化学\\HXA+1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\HXA+1.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\HXA+1.TIF" \* MERGEFORMATINET
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。
质子守恒式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
Na2S水溶液中电荷守恒式为
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH-)＋c(HS-)＋2c(S2-)_①，
物料守恒式为c(Na＋)＝2[c(HS-)＋c(S2-)＋c(H2S)]_②，
由①式－②式，消去没有参与变化的Na＋，
即可得到质子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。
二、粒子浓度大小比较的几种类型
1．单一溶液中粒子浓度的比较
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，H2O??OH－＋H＋，在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中：CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，H2O??H＋＋OH－，所以CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强，如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力，故溶液显碱性。
(4)多元弱酸的强碱正盐溶液：多元弱酸根离子水解以第一步为主。例如，Na2S溶液中：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)。
2．酸、碱中和型粒子浓度的比较
3．盐与酸(碱)混合型粒子浓度的比较
首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小；若能反应，则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。
4．不同溶液中同一粒子浓度的大小比较
选好参照物，分组比较各个击破：
如25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH)由大到小的顺序为⑤＞④＞③＞①＞②。分析流程为　分组
5．比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(1)浓度均为0.1 mol·L－1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S 和NaHS混合液，溶液pH从大到小的顺序是________________________。
(2)相同浓度的下列溶液中：①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中，c(CH3COO－)由大到小的顺序是_________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为___________________________________________。
答案：(1)③＞②＞④＞①　(2)②＞①＞③
(3)④＞②＞③＞①
【典例精析】
1．NaHS溶液：
水解方程式：______________________；
离子浓度大小关系：__________________；
电荷守恒：__________________________；
物料守恒：__________________________；
质子守恒：__________________________。
【答案】
【解析】， ，，且水解过程大于电离过程，可知
水解方程式：，故答案为：；
离子浓度大小关系：，故答案为：；
电荷守恒：，故答案为：；
物料守恒：，故答案为：；
质子守恒：，故答案为：。
2．向等物质的量浓度的、混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中，溶液中 与含硫各物质浓度的大小关系为______（选填字母）。
a.
b.
c.
d.
②溶液中所有阴离子浓度由大到小排列是____________；溶液呈碱性，若向溶液中加入溶液，恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，其原因是____________（用离子方程式表示）。
【答案】 c
【解析】①向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，盐酸和氢氧化钠先反应，然后和硫化钠反应，结合物料守恒分析；
②中HS-的水解程度大于其电离程度，据此分析微粒浓度大小关系；恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，则生成CuS和硫酸、硫酸钠。
①向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，盐酸和氢氧化钠先反应，然后和硫化钠反应，含硫微粒浓度减小为S2 ，先增加后减少为HS ，浓度一直在增加为H2S，向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，因体积相同，设Na2S、NaOH各为1mol，则n(Na)=3n(S)，溶液中含硫的微粒为HS 、S2 、H2S，则c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS )+c(S2 )]，故答案为c；
②中HS-的水解程度大于其电离程度，阴离子浓度最大的是消耗较少的HS-，因水解程度较电离程度大，故水解生成的阴离子OH->电离生成的S2-，由此可知溶液中所有阴离子浓度由大到小排列是：；
恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，则生成CuS和硫酸、硫酸钠，发生的离子反应为Cu2++HS =CuS↓+H+，故答案为Cu2++HS =CuS↓+H+。
【专题训练】
1．如图是溶液中各离子浓度的相对大小关系示意图：
(1)其中，是 ______。填微粒符号
(2)在溶液中各微粒浓度等式关系正确的是_______
a.
b.
c.
【答案】 b
【解析】⑴先写出离子浓度大小，再得出结论。
⑵根据、；，和三大守恒分析。
⑴亚硫酸钠虽然能水解，但程度不大，所以主要离子为钠离子和亚硫酸根离子，由于还能少量水解，溶液中水电离出氢氧根离子和氢离子，故氢氧根离子浓度略大于，由于溶液呈碱性，所以是最小的，所以离子浓度大小关系为：，故是；故答案为：。
⑵亚硫酸钠为强电解质，完全电离，亚硫酸根离子为多元弱酸根离子，部分发生水解生成亚硫酸氢根离子和氢氧根离子，亚硫酸氢根离子继续水解生成硫离子和氢氧根离子，、；溶液中还存在水的电离，。
a. 根据物料守恒可知，，故a错误；
b. 根据电荷守恒可知，，故b正确；
c. 根据质子守恒可知，，故c错误。
故答案为：b。
2．的溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的NH4Cl溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的Na2CO3溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的NaHS溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
【答案】 2
【解析】的溶液中，存在电离平衡，，，，电离是微弱的，则离子浓度的大小关系： ，故答案为：
的溶液中，存在水解平衡，，离子浓度的大小关系：，故答案为：；
的溶液中，存在水解平衡，，，离子浓度的大小关系： ，故答案为：；
的NaHS溶液中，存在水解平衡，电离平衡，电离平衡小于水解平衡，溶液呈碱性，离子浓度的大小关系：，故答案为：。
3．溶液与溶液等体积混合
电荷守恒：__________________________________________________。
物料守恒：________________________________________________________。
【答案】
【解析】(1)溶液与溶液等体积混合，溶液中的电荷守恒式为，故答案为：；
(2)物料守恒式为，故答案为：。
4．向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示。
(注：a点为反应一半点，b点呈中性，c点恰好完全反应，d点NaOH过量一倍)
(1)a点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(2)b点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(3)c点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(4)d点，溶质为_______，离子浓度关系：_______。
【答案】(1) CH3COONa、CH3COOH c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
(2) CH3COONa、CH3COOH c(CH3COO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)
(3) CH3COONa c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
(4) CH3COONa、NaOH c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)
【解析】(1)a点为反应一半点，溶质为CH3COONa、CH3COOH，a点溶液呈酸性，说明c(H＋)＞c(OH－)，由电荷守恒：c(CH3COO－)+ c(OH－)=c(Na＋)+c(H＋)，则c(CH3COO－)＞c(Na＋)，离子浓度关系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)；
(2)b点呈中性，溶质为CH3COONa、CH3COOH，则c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒：c(CH3COO－)+ c(OH－)=c(Na＋)+c(H＋)，则c(CH3COO－)= c(Na＋)＞c(H＋)，离子浓度关系：c(CH3COO－)＝c(Na＋)＞c(H＋)＝c(OH－)；
(3)c点恰好完全反应，溶质为CH3COONa，溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H＋)，离子浓度关系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)；
(4)d点NaOH过量一倍，溶质为CH3COONa、NaOH，c(Na＋)＞c(CH3COO－)，溶液呈碱性，c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)，离子浓度关系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)。
5．回答下列问题：
(1)常温下，物质的量浓度均为0.1mol/L的下列溶液：①NH4HCO3②NH4Cl③(NH4)2SO4④NH4HSO4⑤(NH4)2Fe(SO4)2⑥氨水，溶液中c()最大的是___________(填序号)
(2)在溶液③中___________(填离子符号)的浓度为0.1mol/L；NH3·H2O和___________(离子)的浓度之和为0.2mol/L。
(3)将体积相等的稀NaOH溶液和CH3COOH溶液混合，若溶液中c(Na+)=c(CH3COO－)，则混合前c(NaOH)___________c(CH3COOH)(填“>”、“＜”或“=”)
(4)常温时，AlCl3的水溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)：___________将AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的固体产物主要是___________(填化学式)。
【答案】(1)⑤
(2)
(3)＜
(4) Al3+＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ Al2O3
【解析】（1）③(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2都电离出2个铵根离子，①NH4HCO3、②NH4Cl、④NH4HSO4都电离出1个铵根离子，⑥氨水是部分电离，(NH4)2Fe(SO4)2中亚铁离子抑制铵根离子水解，因此铵根离子浓度大于硫酸铵中铵根离子浓度，①NH4HCO3是相互促进的双水解，水解程度大，②NH4Cl是铵根单一水解，④NH4HSO4中电离出的氢离子抑制铵根离子水解，因此溶液中c()大小顺序为⑤③④②①⑥，c()最大的是⑤；故答案为：⑤。
（2）根据物料守恒得到溶液③中的浓度为0.1mol/L；NH3·H2O和的浓度之和为0.2mol/L；故答案为：；。
（3）将体积相等的稀NaOH溶液和CH3COOH溶液混合，若溶液中c(Na+)=c(CH3COO－)，溶液呈中性，若浓度相等体积相等，混合后是醋酸钠，显碱性，而溶液呈中性，则混合前c(NaOH) ＜c(CH3COOH)；故答案为：＜。
（4）常温时，AlCl3的水溶液因铝离子水解而呈酸性，其离子方程式为：Al3+＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，将AlCl3溶液蒸干，由于HCl易挥发，从而得到氢氧化铝，灼烧是氢氧化铝分解生成氧化铝，因此最后得到的固体产物主要是Al2O3；故答案为：Al3+＋3H2OAl(OH)3＋3H＋；Al2O3。
6．H2C2O4为二元弱酸，20℃时，配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.1mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
A．pH=2.5的溶液中：c(H2C2O4)+c(C2O)>c(HC2O)
B．pH=7的溶液中，c(Na+)=2c(C2O)
C．c(HC2O)=c(C2O)的溶液中：c(Na+)>0.1+c(HC2O)
D．c(Na+)=0.1mol·L-1的溶液中：c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O)
【答案】D
【解析】由图像可知，H2C2O4和NaOH混合溶液，随着pH变大，溶液碱性增强，H2C2O4浓度减小，离子浓度先变大后变小，离子浓度一直增大；
A．由图像可知，pH=2.5的溶液中c(H2C2O4)和c()浓度之和小于c()，则c(H2C2O4)+c()＜c()，A错误；
B．20℃时， pH=7的溶液中，显中性，(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c()+c()+c(OH-)，所以c(Na+)＞2c()，B错误；
C． c(H2C2O4)+c()+c()=0.100mol L-1，c()=c()，电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c()+c()+c(OH-)，pH约4，此时氢离子浓度大于氢氧根，得到溶液中c(Na+)＜0.100 mol L-1+c()，C错误；
D．依据溶液中电荷守恒和物料守恒分析，c(Na+)=0.100mol/L的溶液中为NaHC2O4溶液，溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c()+c()+c(OH-)，物料守恒c(Na+)=c()+c()+c(H2C2O4)，代入计算得到c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c()，D正确；
故选D。
7．在饱和氯水中加入NaOH溶液使pH=7，关于溶液中各微粒的关系不正确的是
A．[Na+] = [Cl-] + [ClO-] B．[Na+] ＞ [Cl-] ＞ [ClO-]
C．[ClO-]＞ [OH-] D．[Na+] = [HClO] + [ClO-]
【答案】D
【解析】A．pH=7，说明[H+] = [OH-]，根据电荷守恒 [Na+] = [Cl-] + [ClO-] ，故B正确；
B．根据得失电子守恒，氯水中[HClO] + [ClO-]= [Cl-]，所以[Na+] ＞ [Cl-] ＞ [ClO-]，故B正确；
C．饱和氯水中加入NaOH溶液使pH=7，溶质主要是氯化钠、次氯酸钠，所以[ClO-]＞ [OH-]，故C正确；
D．根据得失电子守恒，氯水中[HClO] + [ClO-]= [Cl-]，根据电荷守恒[Na+] =[Cl-] + [ClO-]，所以[Na+] = [HClO] + 2[ClO-]，故D错误；
选D。
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【热点题型】39 溶液中粒子浓度大小的比较
一、溶液中粒子遵守三种守恒
1．电荷守恒规律
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液均呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中的离子有Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，其存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)。
2．物料守恒规律
电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故S元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。　
3．质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移情况如图所示：
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由图可得Na2S水溶液中质子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。
质子守恒式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
Na2S水溶液中电荷守恒式为
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH-)＋c(HS-)＋2c(S2-)_①，
物料守恒式为c(Na＋)＝2[c(HS-)＋c(S2-)＋c(H2S)]_②，
由①式－②式，消去没有参与变化的Na＋，
即可得到质子守恒式：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。
二、粒子浓度大小比较的几种类型
1．单一溶液中粒子浓度的比较
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，H2O??OH－＋H＋，在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中：CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，H2O??H＋＋OH－，所以CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强，如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力，故溶液显碱性。
(4)多元弱酸的强碱正盐溶液：多元弱酸根离子水解以第一步为主。例如，Na2S溶液中：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)。
2．酸、碱中和型粒子浓度的比较
3．盐与酸(碱)混合型粒子浓度的比较
首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小；若能反应，则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。
4．不同溶液中同一粒子浓度的大小比较
选好参照物，分组比较各个击破：
如25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH)由大到小的顺序为⑤＞④＞③＞①＞②。分析流程为　分组
5．比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(1)浓度均为0.1 mol·L－1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S 和NaHS混合液，溶液pH从大到小的顺序是________________________。
(2)相同浓度的下列溶液中：①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中，c(CH3COO－)由大到小的顺序是_________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为___________________________________________。
答案：(1)③＞②＞④＞①　(2)②＞①＞③
(3)④＞②＞③＞①
【典例精析】
1．NaHS溶液：
水解方程式：______________________；
离子浓度大小关系：__________________；
电荷守恒：__________________________；
物料守恒：__________________________；
质子守恒：__________________________。
2．向等物质的量浓度的、混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中，溶液中 与含硫各物质浓度的大小关系为______（选填字母）。
a.
b.
c.
d.
②溶液中所有阴离子浓度由大到小排列是____________；溶液呈碱性，若向溶液中加入溶液，恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，其原因是____________（用离子方程式表示）。
【专题训练】
1．如图是溶液中各离子浓度的相对大小关系示意图：
(1)其中，是 ______。填微粒符号
(2)在溶液中各微粒浓度等式关系正确的是_______
a.
b.
c.
2．的溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的NH4Cl溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的Na2CO3溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
的NaHS溶液中，离子浓度的大小关系： ________________________________________________________________________。
3．溶液与溶液等体积混合
电荷守恒：__________________________________________________。
物料守恒：________________________________________________________。
4．向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液，溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示。
(注：a点为反应一半点，b点呈中性，c点恰好完全反应，d点NaOH过量一倍)
(1)a点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(2)b点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(3)c点，溶质为_______，离子浓度关系：_______；
(4)d点，溶质为_______，离子浓度关系：_______。
5．回答下列问题：
(1)常温下，物质的量浓度均为0.1mol/L的下列溶液：①NH4HCO3②NH4Cl③(NH4)2SO4④NH4HSO4⑤(NH4)2Fe(SO4)2⑥氨水，溶液中c()最大的是___________(填序号)
(2)在溶液③中___________(填离子符号)的浓度为0.1mol/L；NH3·H2O和___________(离子)的浓度之和为0.2mol/L。
(3)将体积相等的稀NaOH溶液和CH3COOH溶液混合，若溶液中c(Na+)=c(CH3COO－)，则混合前c(NaOH)___________c(CH3COOH)(填“>”、“＜”或“=”)
(4)常温时，AlCl3的水溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)：___________将AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的固体产物主要是___________(填化学式)。
6．H2C2O4为二元弱酸，20℃时，配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.1mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
A．pH=2.5的溶液中：c(H2C2O4)+c(C2O)>c(HC2O)
B．pH=7的溶液中，c(Na+)=2c(C2O)
C．c(HC2O)=c(C2O)的溶液中：c(Na+)>0.1+c(HC2O)
D．c(Na+)=0.1mol·L-1的溶液中：c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O)
7．在饱和氯水中加入NaOH溶液使pH=7，关于溶液中各微粒的关系不正确的是
A．[Na+] = [Cl-] + [ClO-] B．[Na+] ＞ [Cl-] ＞ [ClO-]
C．[ClO-]＞ [OH-] D．[Na+] = [HClO] + [ClO-]
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