教師招聘考試：電解質溶液中離子濃度的關系相關題型分析

http://jilin.hteacher.net 2023-06-06 11:19 吉林教師招聘 [您的教師考試網]

在教師招聘考試中，電解質溶液中離子濃度的關系相關知識是考試重點也是難點，圍繞著電荷守恒、物料守恒、質子守恒和離子濃度大小比較等知識進行考察，過程中主要存在的問題包括：(1)在比較溶液中離子濃度大小關系時沒有正確應用電離理論和水解理論;(2)沒有正確理解電解質溶液中的三大守恒關系。這類題目主要以選擇題的形式考察，下面就針對例題談一下這類題目的解題思路。

【例1】下列選項中，微粒的物質的量濃度關系不正確的是( )。

A.0.2mol/L的NaHCO3溶液中：c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)

B.0.1mol/L K2CO3溶液：c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+c(H2CO3)

C.向氨水中逐滴加入鹽酸至溶液的pH=7，則混合溶液中：c(NH4+)=c(Cl-)

D.等物質的量的一元弱酸HX與其鉀鹽KX的混合溶液中：2c(K+)=c(HX)+c(X-)

【答案】B。

解題思路：A.NaHCO3為強堿弱酸鹽，溶液水解呈堿性，因HCO3-水解，則有c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)，故A正確;

B.由一個CO32-水解生成H2CO3，同時會產生2個OH-，結合質子守恒可得：c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)，故B錯誤;

C.pH=7時，c(OH-)=c(H+)，根據電荷守恒可得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，則c(NH4+)=c(Cl-)，故C正確;

D.根據物料守恒：2c(K+)=c(HX)+c(X-)，故D正確;

故選：B。

【知識點睛】

(1)單一溶質的溶液中離子濃度大小比較

①電離理論(電離都是微弱的)：

多元弱酸的電離是分步進行的，第一步電離程度遠大于第二步電離，依次減弱。如在H2S溶液中c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。

②水解理論(水解都是微弱的)：

多元弱酸的強堿正鹽溶液中，多元弱酸根分步水解，第一步水解程度遠大于第二步水解，依次減弱。如在Na2S溶液中：c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);

多元弱酸的酸式鹽溶液中，需要先判斷酸式弱酸根離子的電離程度和水解程度的相對大小，然后再判斷離子濃度大小順序。常見的NaHCO3、NaHS、NaHPO4溶液中酸式弱酸根離子的水解程度大于電離程度，即溶液顯堿性c(OH-)>c(H+)，例在NaHCO3溶液中：c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);而NaHSO3、NaH2PO4溶液中酸式弱酸根離子的電離程度大于水解程度，即溶液顯酸性c(H+)>c(OH-)，例在NaHSO3溶液中：c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

(2)混合溶液中離子濃度大小比較

①強酸與弱堿溶液混合

酸過量時，溶液為強酸和強酸弱堿鹽的混合溶液，如HCl與NH3·H2O按2:1比例混合：c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)>c(NH3·H2O);

堿過量時，溶液為弱堿和強酸弱堿鹽的混合溶液，則需要考慮弱堿的電離程度和弱堿陽離子的水解程度的相對大小，常見比較有：NH3·H2O的電離程度大于NH4+的水解程度。如HCl與NH3·H2O按1:2比例混合：c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+);

恰好完全反應時，溶液為單一鹽溶液，可按照單一溶質的溶液中離子濃度大小比較方法進行判斷。

②強堿與弱酸溶液混合

堿過量時，溶液為強堿和強堿弱酸鹽的混合溶液，如NaOH與CH3COOH按2:1比例混合：c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(CH3COOH);

酸過量時，溶液為弱酸和強堿弱酸鹽的混合溶液，則需要考慮弱酸的電離程度和若酸根離子的水解程度的相對大小，常見比較有：CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度、HCN的電離程度小于CN-的水解程度;

恰好完全反應時，溶液為單一鹽溶液，可按照單一溶質的溶液中離子濃度大小比較方法進行判斷。

(3)電解質溶液中的三大守恒

①電荷守恒：電解質溶液中不論存在多少種離子，溶液總是呈電中性的，即陽離子所帶正電荷總數(shù)一定等于陰離子所帶負電荷的總數(shù)(或者說溶液中正電荷的濃度與負電荷的濃度相等)。如NaHCO3溶液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)

②物料守恒：在電解質溶液中，由于某些離子能夠水解，離子的種類可能增多，但某些主要原子的總數(shù)總是守恒的。例如Na2S溶液中，S元素以S2-、HS-、H2S三種形式存在，但不管如何，Na原子的物質的量總是S原子物質的量的2倍。根據物料守恒：c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。