1、配制某些盐溶液及贮存。
3.质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等。
例如:在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物;NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物,
故有以下关系: c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。
以上三种守恒是解题的关键,对于这一类题的如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等只有通过平时的练习认真总结,形成技能,才能很好地解这一类型的题。
盐类水解的应用:
2.物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。
例如:NaHCO3溶液中n(Na+):n(C)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
例15?(1996年上海高考题)物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是(??)。
A.NH4Cl B.NH4HSO4 C.CH3COONH4 D.NH4HCO3
解析:NH4+在溶液中存在下列平衡: NH4++H2ONH3·H2O+H+ B项NH4HSO4电离出大量H+,使上述平衡向左移动,故B中C(NH4+)大于A中的C(NH4+),C项CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性,使平衡向右移动,故C、D中C(NH4+)小于A中C(NH4+),正确答案为B。
类型四:在一“同”下的情况
(1)同一溶液中离子浓度的比较
对策:首先确定溶液中电解质的种类,然后再分析电解质的电离程度和盐类水解程度的大小。
[例4](07年北京模拟)硫酸在水中的电离方程式为:H2SO4 = H+ + HSO4-,HSO4- H+ + SO42-。则下列有关说法正确的是( )
A.Na2SO4溶液显碱性
B.HSO4-在水中既能发生电离,又会发生水解
C.相同浓度的稀H2SO4和NaHSO4溶液中SO42-离子的浓度后者大
D.NaHSO4溶液中:c(Na+) > c(HSO4-) > c(SO42-) > c(H+) > c(OH-)
[解析]根据题给信息硫酸在水中并非都完全电离,所以有A答案正确,而B中应该只能电离不能水解所以错,C中可以看出稀硫酸中几乎全为HSO4-,电离受到抑制,而NaHSO4中电离没有收抑制,D错在c(SO42-) > c(H+)不可能的。
[答案]AC
(2)同一浓度的不同溶液中同一离子浓度的比较
对策:首先分析物质的组成差异,然后弄清离子在水解时是促进、抑制还是无影响,这样才能正确的解答。
[例5](07年山西模拟)物质的量浓度相同的下列各组物质的溶液中,对指定的离子的浓度作大小比较,其中错误的是( )
A.c(PO43-):Na3PO4>Na2HPO4>NaH2PO4>H3PO4
B.c(CO32-):(NH4)2CO3>Na2CO3>NaHCO3>NH4HCO3
C.c(NH4+):(NH4)2SO4>(NH4)2CO3>NH4HSO4>NH4Cl
D.c(S2-):Na2S>H2S>NaHS
[解析]物质的量浓度相同的下列各组物质的溶液中,离子的浓度作大小比较,其中ACD都符合题设所给的条件 B中c(CO32-)(NH4)2CO3>Na2CO3明显错误,因为NH4+和CO32-互相促进水解。
[答案]B
(3)不同溶液中同一离子浓度的比较
对策:先按照某种性质分组后再比较。
[例6](07湖北)均为0.1mol·L-1①Ba(OH)2②Na2CO3③NaHCO3④NaOH⑤NH4Cl⑥NH4HSO4⑦KNO3溶液pH值由大到小的顺序为 (填序号)
[解析]根据题意知不同溶液中同一离子的比较,先按酸碱性大体可以分成碱性中性和酸性三种,然后具体在分析电离和水解程度问题,此题可知①②③④为碱性溶液⑦为中性⑤⑥为酸性。
[答案]①④②③⑦⑤⑥
[点评]此题主要考查pH值排列顺序所以对溶液酸碱性要比较清楚,大体分类后同类在一起比较效果较好,避免很乱。
*******要全面理解三种守恒关系
1.电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。
例如:NaHCO3溶液中:n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
例13?(2001年上海高考题)将0?1mol·L-1的醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子浓度关系正确的是(??)。?
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-)
解析:两溶液混合反应后,溶液实质上是生成等浓度醋酸和醋酸钠、氯化钠的混合溶液。因溶液呈酸性说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度,所以C(CH3COO-)>C(Cl-)>C(CH3COOH),但CH3COOH电离程度较小,C(CH3COOH)>C(H+),故选项A、C错,B正确。依据电荷守恒原则,可知选项D也正确。综合上述答案选B、D。
例14?(1997年全国高考题)0.1mol·L-1NaOH和0.1mol·L-1? NH4Cl溶液等体积混合后,离子浓度大小次序正确的是(??)。?
A.C(Na+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+) B.C(Na+)=C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
C.C(Na+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-) D.C(Cl-)>C(Na+)>C(OH-)>C(H+)
解析:两者混合恰好反应,产物为NaCl和NH3·H2O,显碱性,且C(Na+)=C(Cl-),故答案B。
3、反应过量型 :先判断反应前后谁过量,及反应后各物质的量,再考虑电离或水解的情况.(1)当酸(碱)的电离大于盐溶液中弱离子水解时,可认为盐中的弱离了不水解,此时主要考虑电离对离子浓度造成的影响;反之可认为酸(碱)不电离(但实际有电离,程度很小),此时只考虑离子水解对离子浓度造成的影响。
例10?(2003年江苏高考题)将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是(??)。
A.C(HCN)<C(CN-) B.C(Na+)>C(CN-)
C.C(HCN)-C(CN-)=C(OH-) D.C(HCN)+C(CN-)=0.1mol·L-1
解析:将0.2mol·L-1 HCN溶液和0?1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,C(CN-)=0.05mol·L-1,c(HCN)=0.05mol·L-1,由于混合后溶液呈碱性,说明NaCN水解程度大于HCN的电离程度,故C(HCN)>C(CN-),A错。由上述分析知C(CN-)<0.05mol·L-1,而C(Na+)=0.05mol·L-1,B正确;根据C、N元素守恒可得C(HCN)+C(CN-)=0.1mol·L-1,故D项也正确;根据电荷守恒: C(OH-)=C(H+)+C(Na+)-(CN-) 故C不正确,综合上述正确答案为B、D。
例11?(1999年上海高考题)把0.02mol·L-1CH3COOH溶液和0.01mol·L-1NaOH溶液以等体积混合,则溶液中粒子浓度关系正确的为(??)。
A.C(CH3COO-)>C(Na+) B.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
C.2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH) D.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.01mol·L-1
解析:将0.02mol·L-1 CH3COOH和0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合后,混合液的溶质为CH3COOH和CH3COONa,且物质的量相等,浓度为5×10-3mol·L-1,由于CH3COOH电离趋势大于CH3COO-的水解趋势,所以C(CH3COO-)>C(Na+),但无论怎样变化,由物料守恒知:
C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.01mol·L-1
正确答案为A、D。
例12?(1996年全国高考题)将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度大小关系正确的是(??)。?
A.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-) B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-) D.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)
解析:pH=3,C(HCl)=10-3mol·L-1,pH=11,C(OH-)=10-3mol·L-1,因氨水为弱电解质,所以C(NH3·H2O)>C(HCl),两者等体积混合后,氨水过量。因氨水电离程度大于NH4+水解程度。所以C(NH4+)>C(Cl-),同时也存在C(OH-)>C(H+),而NH3·H2O电离只是少数,所以存在C(Cl-)>C(OH-),故正确答案为B。
2、pH等于7型 :酸碱中和反应(注意与恰好中和型区别)结束后一定是C(H+)=C(OH-)故分析此类问题从两方面入手:
(1)考虑从电荷守恒入手求得其它离子相等关系。
(2)判断PH=7时,酸碱到底谁过量;方法是:先设定为完全反应时的PH然后与PH=7比较便可得出。
例8?(2002年全国高考理综)常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中(??)。?
A.C(HCOO-)>C(Na+) B.C(HCOO-)<C(Na+)
C.C(HCOO-)=C(Na+) D.无法确定C(HCOO-)与C(Na+)的关系
解析:根据溶液中电荷守恒: C(Na+)+C(H+)=C(HCOO-)+C(OH-)因pH=7,故C(H+)=C(OH-),所以有C(Na+)=C(HCOO-),此题量的分析为:若完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而现在pH=7,故酸须略为过量。 答案为C。
例9?(2002年上海高考题)在常温下10mLpH=10的KOH溶液中,加入pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是(??)。
A.C(A-)=C(K+) B.C(H+)=C(OH-)<C(K+)<C(A-)
C.V后≥20mL D.V后≤20mL
解析:pH=10的KOH有C(KOH)=10-4mol·L-1,pH=4的一元酸,因不清楚是强酸还是弱酸,故有C(HA)≥10-4mol·L-1,根据电荷守恒,无论是强酸或是弱酸,都有下列关系:C(H+)+C(K+)=C(OH-)+C(H+),因pH=7,C(H+)=C(OH-),故C(A-)=C(K+),A选项正确,B错;当HA为强酸时,加入10mLKOH与HA刚好中和,pH=7,此时V后为20mL,当HA为弱酸时,有两种方法可以分析:
(1)假设两考等体积混合则,则电离出来的n(H+)和n(OH-)恰好反应完全但此时及有酸(pH=4时,酸的浓度大于1×10-4mol/L)pH<7,故为了使pH=7必须少加酸,故V后≤20m
(2)因C(HA)>10-4mol·L-1,故加入V(HA)<10mL即达pH=7,此时V后≤20mL,综合上述,V后≤20mL,D项也正确。
[变式训练]在常温下10mL 0.01mol/L的KOH溶液中,加入0.01mol/L的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是(??)。
A.C(A-)=C(K+) B.C(H+)=C(OH-)<C(K+)<C(A-)
C.V后≥20mL D.V后≤20mL
解析:同上题仍可得A是正确的,B是不正确的;当酸是强酸时两者等体积混合。V后=20mL
当酸是弱酸时同样分析如下:假设两考等体积混合,则酸碱恰好反应,些时溶液呈碱性pH>7为了使pH=7只能多加酸,故答案C也正确.
对策:①首先考虑电荷守恒,如盐酸和氨水混合,谁过量均有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②然后考虑离子间的反应;
③再次酸、碱混合时考虑是完全反应还是一种过量;
④若是等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主
Ⅰ CH3COOH与CH3COONa,NH3·H2O与NH4Cl 溶液混合 电离大于水解
Ⅱ HClO与NaClO,HCN与NaCN溶液混合 水解大于电离
⑴、两种物质混合不反应:
例:用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH与CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-) 大于c(Na+),对该混合溶液下列判断正确的是( A B )
A、c(H+)>c(OH-)
B、c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 mol·L-1
C、c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D、c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1
(2) 、两种物质混合反应:
酸碱中和型 对于酸碱中和的类型,应先考虑它们按化学计量关系进行反应,观察是否反应完全,然后考虑物质在水溶液中的电离及可能存在的电离平衡、水解平衡以及抑制水解等问题,最后对离子浓度大小作出估计和判断。
1、恰好中和型 :给定的酸碱是等物质的量的反应(注意与H+和OH-物质的量相等的情况区别)反应结束后一定是生成正盐和水,故可把此类问题转化成是正盐溶液中离子浓度比较问题,即单一溶质型中的溶质为盐的问题来解决。
例6?(2003年上海高考题)在10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度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-)
解析:由于混合的NaOH与HAC物质的量都为1×10-3mol,两者恰好反应生成NaAC,等同于单一溶质,故与题型一方法相同。
由于少量AC-发生水解:
AC-+H2OHAC+OH-
故有C(Na+)>C(AC-)>C(OH-)>C(H+),根据物料守恒C正确,根据电荷守恒D正确,A错误。故该题选项为A。
例7?(1998年全国高考题)等体积等浓度MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合液中有关离子的浓度应满足的关系是(??)。?
A.C(M+)>C(OH-)>C(A-)>C(H+) B.C(M+)>C(A-)>C(H+)>C(OH-)
C.C(M+)>C(A-)>C(OH-)>C(H+) D.C(M+)+C(H+)=C(A-)+C(OH-)
解析:根据题意MOH与HA恰好反应生成强碱弱酸盐。因少量A-发生水解。A-+H2OHA+OH-,A-减少,溶液呈碱性,故C正确;又根据电荷守恒D也正确。
① 强酸、强碱、强酸强碱盐溶液
对策:只考虑电解质的电离与水的电离。如H2SO4溶液中, c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)。
② 弱酸或弱碱溶液
对策:只考虑电离。如在H3PO4溶液中,要考虑它是多步电离:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)。
③多元弱酸的正盐溶液
对策:考虑弱酸根的分步水解。如在Na2CO3溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)。
④酸式盐要考虑电离和水解谁为主
对策:a.电离为主的NaHSO3、NaH2PO4、NaHC2O4溶液呈酸性,如NaHSO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-) >c(OH-)
b.水解为主的NaHCO3、NaH2PO4、NaHS溶液,呈碱性如NaHCO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-) >c(H+)
例1. H3PO4溶液中各离子浓度大小的顺序为: H+>H2PO4->HPO42->PO43->OH-
例2、NH3·H2O溶液中各离子浓度大小顺序为:OH->NH4+>H+
例3?(2001年全国春招题)在0.1mol·L1Na2CO3溶液中,下列关系正确的是(??)。?
A.C(Na+)=2C(CO32-) B.C(OH-)=2C(H+)
C.C(HCO3-)>C(H2CO3) D.C(Na+)<C(CO32-)+C(HCO3-)
解析:由于CO32-水解,故C(Na+)>2C(CO32-);又CO32-水解以第一步为主,故有(HCO3-)>C(H2CO3),依物料守恒,有C(Na+)=2[C(CO32-)+C(HCO3-)+C(H2CO3)],故C(Na+)>C(CO32-)+C(HCO3-);因由水电离出H+和OH-物质的量相等,可得C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3),故C(OH-)≠2C(H+)。综合上述,正确答案为C。
例4 (1994年上海高考题):明矾溶液中各种离子的物质的量浓度大小关系能够确定的是( )
A.C(K+)>C(Al3+) B.C(K+)=C(Al3+) C.C(H+)=C(OH-) D.C(Al3+)<C(H+)
解析:明矾在水中电离:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-,因Al3+水解,Al3++H2OAl(OH)3?+3H+,溶液显酸性,所以有C(K+)>C(Al3+),C(H+)>C(OH)-,C(Al3+)>c(H+),故正确答案为A。
例5?(1994年全国高考题)在氯化铵溶液中,下列关系正确的是(??)。
A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-) B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-) D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
解析:因少量NH4+发生下列水解: NH4++H2ONH3·H2O+H+ 故有C(Cl-)>C(NH4+),故正确答案为A。
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