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专题讲座十一——离子浓度的大小比较
一、熟悉两大理论，构建思维基点
1．电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
2．水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握3种守恒，明确等量关系
1．电荷守恒规律
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，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溶液中存在着Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，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作用图示如下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
三、理清一条思路，掌握分析方法
四、典例导悟，分类突破
1．单一盐溶液
【例1】　对下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系表述正确的是 (　　)
A．0.1 mol·L－1的(NH4)2CO3溶液中：c(CO)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
B．0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(H2CO3)＋2c(CO)
C．将0.2 mol·L－1 NaA溶液和0.1 mol·L－1盐酸等体积混合所得碱性溶液中：c(Na＋)＋c(H
＋)＝c(A－)＋c(Cl－)
D．在25 ℃时，1 mol·L－1的CH3COONa溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)
【例2】　硫酸铵溶液中离子浓度关系不正确的是 (　　)
A．c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(NH)＝2c(SO)
C．c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2c(SO)
D．c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)
2．酸碱中和型
(1)恰好中和型
【例3】　在10 mol 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是 (　　)
A．c(Na＋)>c(Ac－)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(Na＋)>c(Ac－)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(Na＋)＝c(Ac－)＋c(HAc)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Ac－)＋c(OH－)
(2)反应过量型
【例4】　在25 ℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是 (　　)
A．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
B．c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
C．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
【例5】　25 ℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH＝7时，下列关系正确的是 (　　)
A．c(NH)＝c(SO)
B．c(NH)>c(SO)
C．c(NH)D．c(OH－)＋c(SO)＝c(H＋)＋c(NH)
3．盐与酸(碱)混合型
【例6】　用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO－)>c(Na＋)，对该溶液的下列判断正确的是 (　　)
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1
C．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
D．c(CH3COO－)＋c(OH－)＝0.1 mol·L－1
【例7】　将0.2 mol·L－1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L－1 KOH溶液等体积混合，下列关系正确的是 (　　)
A．2c(K＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(H2CO3)
B．c(Na＋)>c(K＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(OH－)＋c(CO)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋0.1 mol·L－1
D．3c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)
4．不同物质同种离子浓度的比较
【例8】　相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中，pH值最小的是 (　　)
　A．NH4Cl B．NH4HCO3
C．NH4HSO4 D．(NH4)2SO4
【例9】　(2010·四川理综，10)有关①100 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3、②100 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是 (　　)
A．溶液中水电离出的H＋个数：②>①
B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①
C．①溶液中：c(CO)>c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCO)>c(H2CO3)
专题讲座十一——离子浓度的大小比较
1．下列关于电解质溶液的叙述正确的是 (　　)
A．常温下，在pH＝7的醋酸钠和醋酸混合溶液中，c(CH3COO－)>c(Na＋)
B．稀释醋酸溶液，溶液中所有离子的浓度均降低
C．在pH＝5的氯化钠和稀硝酸的混合溶液中，c(Na＋)＝c(Cl－)
D．在0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
2．(2010·上海，16)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是 (　　)
A．氨水与氯化铵的pH＝7的混合溶液中：c(Cl－)>c(NH)
B．pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：c(OH－)＝c(H＋)
C．0.1 mol·L－1的硫酸铵溶液中：c(NH)>c(SO)>c(H＋)
D．0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
3．(2009·安徽理综，13)向体积为Va的0.05 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05 mol·L－1 KOH溶液，下列关系错误的是 (　　)
A．Va>Vb时：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)>c(K＋)
B．Va＝Vb时：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)
C．Vac(K＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．Va与Vb任意比时：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)
4．将pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合后，在所得的混合溶液中，下列关系式正确的是 (　　)
A．c(Cl－)>c(NH)>c(OH－)>c(H＋)
B．c(NH)>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)
C．c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
D．c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
5．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 (　　)
A．pH相等的①NH4Cl　②(NH4)2SO4　③NH4HSO4溶液：c(NH)大小顺序为①>②>③
B．pH相等的NaF与CH3COOK溶液：[c(Na＋)－c(F－)]>[c(K＋)－c(CH3COO－)]
C．0.2 mol·L－1的Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3)
D．0.2 mol·L－1 HCl与0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液等体积混合：c(Cl－)>c(Na＋)>c(Al3＋)>c(H
＋)>c(OH－)
6．下列有关判断正确的是 (　　)
A．氨水加水稀释，增大
B．若酸性HA>HB，则含等物质的量的NaA和NaB的混合溶液中有c(OH－)>c(A－)>c(B
－)>c(H＋)
C．在含等物质的量的碳酸氢钠和碳酸钠的混合液中有3c(Na＋)＝2c(HCO)＋2c(H2CO3)
＋2c(CO)
D．25 ℃时，向一定量醋酸溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，溶液的pH不会小于7
7．已知常温下CH3COOH的电离平衡常数为K。该温度下向20 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，
其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中不正确的是 (　　)
A．a点表示的溶液中c(CH3COO－)略小于10－3 mol·L－1
B．b点表示的溶液中c(CH3COO－)>c(Na＋)
C．c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全
D．b、d点表示的溶液中均等于K
8．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 (　　)
①在0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
②在0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)
③向0.2 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1 NaOH溶液：c(CO)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)
④常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c(Na＋)＝0.1 mol·L－1]：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(CH3COOH)>c(H＋)＝c(OH－)
　A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
9．25 ℃时，某浓度的氯化铵溶液的pH＝4，下列叙述中不正确的是 (　　)
A．溶液中的c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1
B．溶液中的c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
C．溶液中的c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)
D．溶液中的c(NH3·H2O)＝c(NH)
10．将0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L－1盐酸 10 mL 混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子的浓度关系正确的是 (　　)
A．c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COOH)
B．c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)
C．c(CH3COO－)＝c(Cl－)＞c(H＋)＞c(CH3COOH)
D．c(Na＋)＋c(H＋)>c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)
11．对于0.1 mol·L－1的Na2S溶液，下列判断正确的是 (　　)
A．溶液中阴离子浓度的大小顺序：c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)
B．c(Na＋)＝2c(S2－)＋c(OH－)＋c(HS－)
C．c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)
D．向溶液中加入少量NaOH固体，能促进水的电离
12．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液浓度和混合所得溶液的pH如下表所示：
实验编号
c(HA)/ mol·L－1
c(NaOH)/ mol·L－1
混合液的pH
①
0.2
0.1
pH>7
②
c
0.2
pH＝7
③
0.1
0.1
pH＝9
下列说法中，不正确的是 (　　)
A．由实验①可知，HA为弱酸
B．实验①所得混合溶液：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
C．实验②所得混合溶液：c(Na＋)＝c(A－)
D．实验③所得混合溶液中由水电离出的OH－的浓度为1×10－9 mol·L－1
13.常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号
HA物质的量浓度(mol·L－1)
NaOH物质的量浓度(mol·L－1)
混合溶液的pH
甲
0.2
0.2
pH＝a
乙
c1
0.2
pH＝7
丙
0.1
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH＝9
请回答下列问题：
(1)不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸：_________________。
(2)不考虑其他组的实验结果，单从乙组情况分析，c1是否一定等于0.2？______(填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系是_______________________。
A．前者大 B．后者大
C．二者相等 D．无法判断
(3)从丙组实验结果分析，HA是______酸(填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH－)＝____________mol·L－1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算，回答准确值，结果不一定要化简)：
c(Na＋)－c(A－)＝____________mol·L－1。
14．已知某溶液中只存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：
①c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
②c(NH)>c(OH－)>c(Cl－)>c(H＋)
③c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
④c(Cl－)>c(H＋)>c(NH)>c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶有一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为__________________(填序号)。
(2)若四种离子的关系符合③，则溶质为__________；若四种离子的关系符合④，则溶质为__________。
(3)将pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，则下面图像正确的是________(填图像符号)。
(4)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)______c(OH－)。
15．常温下，某溶液M中存在的离子有Na＋、A2－、HA－、H＋、OH－，存在的分子有H2O、H2A。根据题意回答下列问题：
(1)写出酸H2A的电离方程式：______________________
(2)若溶液M是由10 mL 2 mol·L－1NaHA溶液与2 mol·L－1NaOH溶液等体积混合而得到的，则溶液M的pH________7(填“>”、“<”或“＝”)，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________。已知Ksp(BaA)＝1.8×10－10，向该混合溶液中加入10 mL 1 mol·L－1BaCl2溶液，混合后溶液中Ba2＋的浓度为________________mol·L－1。
(3)若溶液M分为下列三种情况：①0.01 mol·L－1的H2A溶液　②0.01 mol·L－1的NaHA溶液　③0.02 mol·L－1的HCl与0.04 mol·L－1的NaHA溶液等体积混合形成的混合液，则三种情况下溶液中H2A分子浓度最大的为________；pH由大到小的顺序为____。
(4)若溶液M是由pH＝3的H2A溶液V1 mL与pH＝11的NaOH溶液V2 mL混合反应得到的，混合溶液中c(H＋)/c(OH－)＝104，V1与V2的大小关系为______(填“大于”、“等于”、“小于”或“均有可能”)。
答案
【例1】　D　【例2】　B　【例3】　A　【例4】　D 【例5】　B　【例6】　A　
【例7】　D　【例8】　C　【例9】　C
课时规范训练
1．C　2.C　3.C　4.D　5.D　6.A　7.C　8.B
9．D　10．B　11．A　12．D　
13．(1)a＝7时，HA是强酸，a>7时，HA是弱酸
(2)否　C　(3)弱　c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)10－5　10－5－10－9
14．(1)NH4Cl　①　(2)NH4Cl和NH3·H2O　NH4Cl和HCl　(3)B　(4)小于　大于
15．(1)H2A??H＋＋HA－、HA－??H＋＋A2－　(2)>　c(Na＋)>c(A2－)>c(OH－)>c(HA－)>c(H＋)　5.4×10－10
(3)③　②>③>①
(4)均有可能

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