第8章（水溶液中的离子平衡）李仕才考点三 溶液中粒子浓度大小比较 1．两个理论(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：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。如在H2S溶液中：c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理论①弱离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外)，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：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：c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。2．一个比较比较同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力。(1)如果电离能力大于水解能力，如CH3COOH的电离程度大于CH3COO－水解的程度，则等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性，溶液中c(H＋)>c(OH－)。(2)如果是水解能力大于电离能力，如HClO的电离程度小于ClO－水解的程度，则等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性，溶液中c(H＋)<c(OH－)。(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力的相对强弱。如NaHCO3溶液中，HCO的水解能力大于电离能力，故溶液显碱性，c(H＋)<c(OH－)；又如NaHSO310\n溶液中，HSO的电离能力大于水解能力，故溶液显酸性，溶液中c(H＋)>c(OH－)。3．三个守恒(1)电荷守恒：溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)。(2)物料守恒：即原子守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。如0.1mol/LNaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)＝0.1mol/L。(3)质子守恒→注重分子或离子得失H＋数目不变在电解质溶液中，由于电离、水解等过程的发生，往往存在质子(H＋)的得失，但得到的质子数等于失去的质子数。如Na2S水溶液中的质子转移如图所示：由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。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。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①－②即可得质子守恒式，消去没有参与变化的Na＋等，得c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)。再如：NaHCO3溶液中的质子守恒。则：c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(OH－)。4．解题思路10\n判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．Na2S溶液和NaHS溶液中含有的微粒种类相同。( √ )2．Na2S溶液和NaHS溶液中都有等式：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)。( √ )3．pH＝7的溶液中一定有c(H＋)＝c(OH－)。( × )提示：未指明温度。4．盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为氯化铵。( × )提示：溶质应为NH4Cl和NH3·H2O。5．0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(Na＋)>c(CO)>c(HCO)>c(OH－)。( × )提示：c(OH－)>c(HCO)。10\n6．20mL0.1mol/LCH3COONa溶液与10mL0.1mol/LHCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。( √ )7．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)＋c(OH－)。( × )提示：反应后，氨水过量，故有c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。8．0.1mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(OH－)>c(H＋)＋c(CH3COOH)。( × )提示：二者恰好完全反应生成CH3COONa溶液，c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)。1．电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷，不可漏掉。2．物料守恒式中，离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中，“2”表示c(Na＋)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。3．等式考虑守恒原理，不等式考虑平衡原理(1)等式一般与电荷守恒、物料守恒、质子守恒相联系。如果给定的等式不是三个守恒式，可以把三个守恒式变化形式后相互作差，加以推导即可。(2)如果给定的是不等式，要先考虑等式，对等式的一边加入或减少某离子，即可变成不等式。一、单一溶液中粒子浓度关系1．常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )A．新制氯水中加入固体NaOH：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)B．pH＝8.3的NaHCO3溶液：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)C．pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合：c(Cl－)＝c(NH)>c(OH－)＝c(H＋)D．0.2mol·L－1CH3COOH溶液与0.1mol·L－1NaOH溶液等体积混合：c(H＋)＋c(CH3COOH)<c(CH3COO－)＋c(OH－)解析：A项，新制氯水中加入固体NaOH生成NaClO、NaCl、H2O，溶液中存在电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，错误；B项，pH＝8.3的NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于电离程度，c(H2CO3)>c(CO)，错误；C项，pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合氨水过量，溶液呈碱性，溶液中离子浓度大小为c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；D项，0.2mol·L－1的CH3COOH溶液与0.1mol·L－110\n的NaOH溶液等体积混合后得到浓度均为0.05mol·L－1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液，溶液中存在电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)；依据物料守恒：2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)；代入电荷守恒计算关系中得到：2c(H＋)＋c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)，混合溶液显酸性，c(H＋)>c(OH－)，则c(H＋)＋c(CH3COOH)<c(CH3COO－)＋c(OH－)，正确。答案：D2．下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A．0.1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液中：c(NH)＝c(SO)>c(Fe2＋)>c(H＋)>c(OH－)B．室温时浓度均为0.1mol·L－1的NH3·H2O和NH4Cl的混合溶液，pH为10，则：c(NH)＋c(H＋)>c(NH3·H2O)>c(OH－)C．0.1mol·L－1(CH3COO)2Ba溶液中：2c(Ba2＋)＝2c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)D．0.1mol·L－1NaHC2O4溶液显弱酸性，则：c(Na＋)>c(HC2O)>c(H2C2O4)>c(C2O)>c(H＋)解析：选项A中忽略了NH的水解，A错；选项B中由电荷守恒知c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，因为混合溶液的pH为10，故NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，即c(NH3·H2O)<0.1mol·L－1＝c(Cl－)，可推出题给关系式。选项C中根据物料守恒可知正确的关系式为2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)。选项D中，NaHC2O4溶液显弱酸性，说明HC2O的电离程度大于水解程度，因此c(C2O)>c(H2C2O4)，且考虑水的电离c(H＋)>c(C2O)。答案：B3．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0.1mol/LNaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)②在0.1mol/LNa2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)③向0.1mol/LNaHCO3溶液中加入等体积0.1mol/LNaOH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＋)＝0.1mol/L]：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)A．①④B．②④C．①③D．②③解析：①中HCO水解大于电离，所以离子浓度应该为c(Na＋)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)，故①错误；②根据质子守恒可知c(OH－)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＋c(H＋)，变形可得②，故②正确；③两种溶液混合后可得0.05mol/L的Na2CO3溶液，可得c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)，故③错误；④c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液呈中性，得c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)，故正确。10\n答案：B二、混合溶液中粒子浓度关系4．下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )A．0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(Na＋)>c(CO)>c(HCO)>c(OH－)B．20mL0.1mol/LCH3COONa溶液与10mL0.1mol/LHCl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)＋c(OH－)D．0.1mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(OH－)>c(H＋)＋c(CH3COOH)解析：本题考查溶液中离子浓度大小比较、弱电解质的电离、弱酸根离子的水解、电荷守恒式、物料守恒式等。等浓度NaHCO3与NaOH混合时，两者恰好反应生成Na2CO3，在该溶液中CO能进行两级水解CO＋H2OHCO＋OH－，HCO＋H2OH2CO3＋OH－，故溶液中c(OH－)>c(HCO)，A项错误；CH3COONa与HCl混合时反应后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl，因溶液显酸性，故溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，B项正确；在混合前两溶液的pH之和为14，则氨水过量，所得溶液为少量NH4Cl和过量NH3·H2O的混合，故c(Cl－)＋c(H＋)<c(NH)＋c(OH－)，C项错误；CH3COOH与NaOH混合时恰好生成CH3COONa，溶液中电荷守恒式为c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，物料守恒式为c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，由这两个式子可得c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)，D项错误。答案：B5．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)B．0.1mol·L－1Na2CO3溶液与0.1mol·L－1NaHCO3溶液等体积混合：2c(Na＋)＝3c(CO)＋3c(HCO)＋3c(H2CO3)C．0.1mol·L－1NH4Cl溶液与0.1mol·L－1氨水等体积混合(pH>7)：c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)D．0.1mol·L－1Na2C2O4溶液与0.1mol·L－1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸)：2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)解析：向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液呈酸性，说明c(H＋)>c(OH－)，则c(Na＋)<c(CH3COO－10\n)，A项错误；根据物料守恒知B项正确；0.1mol·L－1NH4Cl溶液与0.1mol·L－1氨水等体积混合，溶液pH>7说明NH的水解程度小于NH3·H2O的电离程度，故c(NH3·H2O)<c(NH)，C项错误；电荷守恒式为2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，D项错误。答案：B三、酸碱中和型粒子浓度关系6．常温下，向20.00mL0.1000mol·L－1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.2000mol·L－1NaOH时，溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是( )A．点a所示溶液中：c(NH)>c(SO)>c(OH－)>c(H＋)B．点b所示溶液中：c(NH)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)C．点c所示溶液中：c(SO)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)D．点d所示溶液中：c(SO)>c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)解析：a点所示溶液中，溶液显酸性，c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)，A错误，b点所示溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，NaOH不足，c(NH)>c(Na＋)，B错误；c点处相当于NH3·H2O和Na2SO4、(NH4)2SO4按物质的量2∶1∶1的比例混合，根据电荷守恒，c(NH)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2c(SO)，所以有c(SO)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)，C正确；d点处相当于n(Na2SO4)∶n(NH3·H2O)＝1∶2的混合溶液，c(NH3·H2O)>c(SO)，D错误。答案：C7．25℃时，将0.1mol·L－1NaOH溶液加入20mL0.1mol·L－1CH3COOH溶液中，所加入溶液的体积(V)和混合液的pH的关系曲线如图所示。下列结论正确的是( )10\nA．①点时，c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝c(Na＋)B．对曲线上①、②、③任何一点，溶液中都有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)C．③点时，醋酸恰好反应完，溶液中有：c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)D．滴定过程中可能出现：c(H＋)>c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)解析：A项，在曲线上①点时混合溶液为等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH溶液，根据物料守恒：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，错误；B项，曲线上①、②、③点溶液中均存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，正确；C项，③点时，NaOH与CH3COOH恰好完全反应，溶液呈碱性，则存在：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；D项，滴定过程中，溶液中均存在离子：CH3COO－、Na＋、H＋、OH－，根据溶液电中性原则知，错误。答案：B8．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，实验信息如表所示：实验编号c(HA)/mol·L－1c(NaOH)/mol·L－1反应后溶液的pH甲0.10.1pH＝9乙c10.2pH＝7下列判断不正确的是( )A．c1一定大于0.2mol·L－1B．HA的电离方程式是HAH＋＋A－C．甲反应后的溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)D．乙反应后的溶液中：c(Na＋)<c(HA)＋c(A－)解析：根据题意可知NaA溶液呈碱性，所以HA是弱酸，B正确；若c1＝0.2mol·L－1，则反应后溶液的pH大于7，实际上pH＝7，则HA必过量，即c1一定大于0.2mol·L－1，A正确；甲反应后溶液中的溶质是NaA，微粒浓度的关系应为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，C错误；乙反应后的溶液中溶质是NaA和HA，故有：c(Na＋)<c(HA)＋c(A－)，D正确。10\n答案：C四、不同溶液中同一离子浓度关系9．有4种混合溶液，分别由等体积0.1mol·L－1的两种溶液混合而成：①NH4Cl与CH3COONa ②NH4Cl与HCl ③NH4Cl与NaCl ④NH4Cl与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)。下列各项排序正确的是( )A．pH：②<①<③<④B．溶液中c(H＋)：①<③<②<④C．c(NH)：①<③<②<④D．c(NH3·H2O)：①<③<④<②解析：A项，④呈碱性，①呈中性，③呈弱酸性，②呈强酸性，pH：②<③<①<④，错误；B项，溶液中c(H＋)：④<①<③<②，错误；D项，c(NH3·H2O)：②<③<①<④，错误。答案：C10．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NH4HCO3 ⑤(NH4)2CO3。下列关系或者说法正确的是( )A．c(CO)的大小关系：②>⑤>③>④>①B．c(HCO)的大小关系：④>③>⑤>②>①C．将溶液蒸干灼烧只有①不能得到对应的固体物质D．②③④⑤既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应解析：由于④中NH与HCO水解相互促进，故c(HCO)③>④，c(CO)也是③>④，B错误；将各溶液蒸干后①③④⑤都分解，得不到原来的物质，C错误；Na2CO3只能与盐酸反应，而与NaOH溶液不反应，D错误；A项：NH与CO水解相互促进，c(CO)②>⑤，HCO既水解又电离，水解程度大于电离程度，c(CO)③、④<②、⑤，H2CO3是弱酸，二级电离Ka2很小，H2CO3中的c(CO)最小。答案：A10\n10
