高考一轮复习第二十三课第4节：溶液中离子浓度大小的比较学案

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第二十三课：盐类水解
第4节：溶液中离子浓度大小的比较
比较方法
（1）“一个比较”
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根据题中所给信息：如果是电离能力大于水解能力，例：CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性；同理NH3·H2O的电离程度大于NH水解的程度，等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
②根据题中所给信息：如果是水解能力大于电离能力，例：HClO的电离程度小于ClO－的水解程度，所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性；反之，如果等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性，可知HClO的电离程度小于ClO－的水解程度。
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哪一个更强。如在NaHCO3溶液中，的水解能力大于电离能力，故溶液显碱性。
（2）“两个微弱”
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。如在稀醋酸中：CH3COOHCH3COO－+H+、H2OOH－+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弱酸根或弱碱阳离子的水解是很微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如在稀NH4Cl溶液中：NH4Cl===+Cl－、+H2ONH3·H2O+H+、H2OOH－+H+，所以在NH4Cl的溶液中微粒浓度由大到小的顺序是：c( Cl－)＞c()＞c(H+)＞c(NH3·H2O )＞c(OH－)。
（3）“三个守恒”
如在Na2CO3溶液中：Na2CO3===2Na++、+H2O+OH－、+H2OH2CO3+OH－、H2OOH－+H+。
①电荷守恒：c(Na+)+c(H+)= 2c()+c()+c(OH－)
②物料守恒：c(Na+) =2c()+2c()+2c(H2CO3)
上述两个守恒相加或相减可得：
③质子守恒：c(OH－)=c(H+)+c()+2c(H2CO3)
常见类型
（1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4的溶液中，c(H+)＞c()＞c()＞c()。
（2）多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析，如Na2CO3溶液中，c(Na+)＞c()＞c(OH－)＞c()。
（3）不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对它的影响。如在相同的物质的量浓度的下列各溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4，c()由大到小的顺序是③＞①＞②。
（4）混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。如在含0.1 mol·L－1的NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c()＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)。在该溶液中，NH3·H2O电离程度大于的水解程度，溶液呈碱性：c(OH－)＞c(H+)，同时c()＞c(Cl－)。
比较溶液中粒子浓度大小的解题思路

探究讨论
25 ℃时，0.10 mol·L－1 HA(Ka＝10－9.89)溶液，调节溶液pH后，保持c(HA)＋c(A－)＝0.10 mol·L－1。下列关系正确的是
A．pH＝2.00时，c(HA)>c(H＋)>c(OH－)>c(A－)
B．pH＝7.00时，c(HA)＝c(A－)>c(H＋)＝c(OH－)
C．pH＝9.89时，c(HA)＝c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
D．pH＝14.00时，c(OH－)>c(H＋)>c(A－)>c(HA)
【解析】pH＝2.00时，溶液的酸性较强，主要以HA形式存在，则离子浓度关系为c(HA)>c(H＋)>c(A－)>c(OH－)，A错误。pH＝7.00时，混合溶液呈中性，则有c(H＋)＝c(OH－)，此时c(A－)>c(HA)，B错误。HA的电离平衡常数为Ka＝＝10－9.89，当pH＝9.89时，c(H＋)＝10－9.89 mol·L－1，则有c(HA)＝c(A－)，此时溶液呈碱性，则有c(OH－)>c(H＋)，C正确。pH＝14.00时，溶液呈强碱性，c(H＋)较小，则有c(OH－)>c(A－)>c(H＋)，D错误。
【答案】C
好题精做
1．一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A．pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1
B．pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1
C．pH＝2的H2C2O4溶液与pH＝12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)
D．pH相同的①CH3COONa　②NaHCO3　③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①>②>③
2．用0.10 mol·L－1的盐酸滴定0.10 mol·L－1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是
A．c(NH)＞c(Cl－)，c(OH－)＞c(H＋)
B．c(NH)＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)
C．c(Cl－)＞c(NH)，c(OH－)＞c(H＋)
D．c(Cl－)＞c(NH)，c(H＋)＞c(OH－)
3．常温下，将体积为V1的 0.100 0 mol·L－1 HCl 溶液逐滴加入到体积为V2的0.100 0 mol·L－1 Na2CO3 溶液中，溶液中H2CO3、HCO、CO所占的物质的量分数(α)随pH 的变化曲线如图。下列说法不正确的是

A．在pH＝10.3时，溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)＋c(Cl－)
B．在pH＝8.3时，溶液中：0.100 0>c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
C．在pH＝6.3时，溶液中：c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)>c(OH－)
D．V1∶V2＝1∶2时，c(OH－)>c(HCO)>c(CO)>c(H＋)
4．向0.1 mol·L－1的NH4HCO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液时，含氮、含碳粒子的分布情况如图所示(纵坐标是各粒子的分布系数，即物质的量分数)。根据图像，下列说法不正确的是

A．开始阶段，反而略有增加，可能是因为NH4HCO3溶液中存在H2CO3发生的主要反应是H2CO3＋OH－===＋H2O
B．当pH大于8.7以后，碳酸氢根离子和铵根离子同时与氢氧根离子反应
C．pH＝9.5时，溶液中c()＞c(HN3·H2O)＞c()＞c()
D．滴加氢氧化钠溶液时，首先发生的反应为2NH4HCO3＋2NaOH===(NH4)2CO3＋Na2CO3
5．下列有关溶液中粒子浓度的关系式中，正确的是

A．pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3两种溶液中的c(Na＋)：②＞①
B．0.1 mol·L－1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中：c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)
C．上图表示用0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液的滴定曲线，则pH＝7时：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＝c(H＋)
D．上图a点溶液中各离子浓度的关系：c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)
6．常温下，向20 mL 0.1 mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的烧碱溶液，溶液中水所电离的c水（H＋）随加入烧碱溶液体积的变化如图所示，下列说法正确的是

A．由图可知A－的水解平衡常数Kh约为1×10－9
B．C、E两点因为对水的电离的抑制作用和促进作用相同，所以溶液均呈中性
C．B点的溶液中离子浓度之间存在：c（Na＋）＝2c（A－）>c（H＋）>c（OH－）
D．F点的溶液呈碱性，粒子浓度之间存在：c（OH－）＝c（HA）＋c（A－）＋c（H＋）
7．在NaCN溶液中存在水解平衡：CN－＋H2OHCN＋OH－，水解常数Kh(NaCN)＝≈[c0(NaCN)是NaCN溶液的起始浓度]。25 ℃时，向1 mol·L－1的NaCN溶液中不断加水稀释，NaCN溶液浓度的对数值lgc0与2pOH[pOH＝－lgc(OH－)]的关系如图所示，下列说法中错误的是

A．25 ℃时，Kh(NaCN)的值为10－4.7
B．升高温度，可使曲线上a点变到b点
C．25 ℃，向a点对应的溶液中加入固体NaCN，CN－的水解程度减小
D．c点对应溶液中的c(OH－)大于a点
8．请根据所学知识回答下列问题：
酸
电离常数
CH3COOH
K＝1.8×10－5
H2CO3
K1＝4.3×10－7，K2＝5.6×10－11
H2SO3
K1＝1.54×10－2，K2＝1.02×10－7
（1）NaHSO3溶液中共存在7种微粒，它们是Na＋、HSO、H＋、SO、H2O、________、________(填微粒符号)。
（2）常温下，物质的量浓度相同的下列溶液：
①NH4Cl　②NH4HCO3　③(NH4)2SO4　④NH4HSO4
溶液中c(NH)最大的是________，最小的是________(填标号)。
（3）常温下，物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的六种溶液①NaOH、②NaCl、③Na2CO3、④H2SO3、⑤CH3COONa、⑥H2SO4，pH从大到小排列顺序为__________(填标号)。
（4）常温时，AlCl3的水溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)________________ __________。把AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的固体产物主要是__________(填化学式)。
9．常温下，有浓度均为0.1 mol·L－l的下列4种溶液：
①NaCN溶液　②NaOH溶液　③CH3COONa溶液 ④NaHCO3溶液
HCN
H2CO3
CH3COOH
Ka＝4.9×10－10
Ka1＝4×10－7
Ka2＝5.6×10－11
Ka＝1.7×10－5
（1）这4种溶液pH由大到小的顺序是________________(填标号)，其中②由水电离的H＋浓度为__________________________。
（2）①中各离子浓度由大到小的顺序是_____________________________。
（3）④的水解平衡常数Kh＝________。
（4）若向等体积的③和④中滴加盐酸至呈中性，则消耗盐酸的体积③________④(填“>”“<”或“＝”)。
（5）25 ℃时，测得HCN和NaCN的混合溶液的pH＝11，则约为________。向NaCN溶液中通入少量CO2，则发生反应的离子方程式为________________________________________。
1．【答案】D
【解析】A．pH＝5的H2S溶液中H＋的浓度为1×10－5 mol·L－1，但是HS－的浓度会小于H＋的浓度，H＋来自于H2S的第一步电离、HS－的电离和水的电离，故H＋的浓度大于HS－的浓度，错误。B．弱碱不完全电离，弱碱稀释10倍时，pH减小不到一个单位，a碳酸的酸性>次氯酸的酸性，根据越弱越水解的原则，pH相同的三种钠盐，浓度的大小关系为醋酸钠>碳酸氢钠>次氯酸钠，则钠离子的浓度为①>②>③，故D正确。
2．【答案】C
【解析】若滴定后溶液中的溶质为NH4Cl和NH3·H2O，则一般溶液显碱性，即c(OH－)＞c(H＋)，溶液中弱电解质的电离＞盐的水解，即c(NH)＞c(Cl－)，符合电荷守恒，故A是可能出现的结果；若滴定后溶液中的溶质为NH4Cl和NH3·H2O，当溶液中弱电解质的电离程度与盐的水解程度相同时，溶液为中性，则c(OH－)＝c(H＋)，由电荷守恒可知c(NH)＝c(Cl－)，故B是可能出现的结果；当c(Cl－)＞c(NH)，c(OH－)＞c(H＋)，则溶液中阴离子带的电荷总数大于阳离子带的电荷总数，显然与电荷守恒矛盾，故C是不可能出现的结果；若滴定后溶液中的溶质为NH4Cl，由NH水解则溶液显酸性，即c(H＋)＞c(OH－)，又水解的程度很弱，则c(Cl－)＞c(NH)，且符合电荷守恒，故D是可能出现的结果。
3．【答案】D
【解析】A项，任何溶液中均存在电荷守恒，则在pH＝10.3时，溶液中存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)＋c(Cl－)，正确；B项，由图可知，在pH＝8.3时，该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液，根据物料守恒可得c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)＝0.100 0<0.100 0，正确；C项，在pH＝6.3时，溶液中存在NaHCO3、NaCl和碳酸，该溶液显酸性，则c(H＋)>c(OH－)，根据化学反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2CO3，所以离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)>c(OH－)，正确；D项，V1∶V2＝1∶2时，混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3 、NaHCO3、NaCl的混合溶液，Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐，水解导致溶液显碱性，CO的水解程度大于HCO的水解程度，则溶液中c(HCO)>c(CO)，由于水解程度是微弱的，所以c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)，错误。
4．【答案】D
【解析】NH4HCO3溶液中存在的水解平衡，即＋H2ONH3·H2O＋H＋①；的水解平衡，即＋H2OH2CO3＋OH－②；的电离平衡，即H＋＋③。在未加氢氧化钠时，溶液的pH＝7.7，呈碱性，则上述3个平衡中第②个的水解为主，滴加氢氧化钠的开始阶段，氢氧根浓度增大，平衡②向逆方向移动，的量略有增加，即逆方向的反应是H2CO3＋OH－===＋H2O，A正确；对于平衡①，氢氧根与氢离子反应，平衡正向移动，NH3·H2O的量增加，被消耗，当pH大于8.7以后，的量在增加，平衡③受到影响，被消耗，即碳酸氢根离子和铵根离子都与氢氧根离子反应，B正确；从图中可直接看出pH＝9.5时，溶液中c()＞c(NH3·H2O)＞c()＞c()，C正确；滴加氢氧化钠溶液时，的量并没减小，反而增大，说明首先不是与OH－反应，而是先反应，即NH4HCO3＋NaOH===NaHCO3＋NH3·H2O，D错误。
5．【答案】D
【解析】pH相等的钠盐中，弱酸根离子水解程度越大，钠盐浓度越小，则钠离子浓度越小，弱酸根离子水解程度：＞CH3COO－，则c(Na＋)：②＜①，A错误；任何电解质溶液中都存在物料守恒，根据物料守恒得c(Na＋)＝c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)，B错误；常温下，pH＝7时溶液呈中性，则c(OH－)＝c(H＋)，根据电荷守恒得c(Na＋)＝c(CH3COO－)，C错误；任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，根据物料守恒得c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，所以得c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，D正确。
6．【答案】A
【解析】选项A，由题图可知0.1 mol·L－1的HA溶液中c（H＋）为1×10－3 mol·L－1，由此可计算出Ka约为1×10－5，Kh＝Kw/Ka≈1×10－9，正确；选项B，C点是HA和NaA的混合溶液，溶液呈中性，而E点为NaA和NaOH的混合溶液，溶液呈碱性，错误；选项C，B点的溶液为等浓度的HA和NaA的混合溶液，此时溶液呈酸性，HA的电离程度大于A－的水解程度，则c（A－）>c（Na＋）>c（H＋）>c（OH－），错误；选项D，F点的溶液为等浓度的NaA和NaOH的混合溶液，c（OH－）＝2c（HA）＋c（A－）＋c（H＋），错误。
10点坐标可知，c0(NaCN)＝0.1 mol·L－1，c2(OH－)＝10－5.7，代入表达式可得Kh(NaCN)＝10－4.7，A项正确；升高温度，促进CN－的水解，OH－浓度增大，则2pOH的值减小，B项错误；加入NaCN固体，CN－浓度增大，水解平衡正向移动，但CN－水解的程度减小，C项正确；pOH是OH－浓度的负对数，因c点的pOH小于a点，所以c点OH－的浓度大于a点，D项正确。
7．【答案】（1）OH－　H2SO3　（2）③　②
（3）①＞③＞⑤＞②＞④＞⑥
（4）Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋　Al2O3
【解析】（1）NaHSO3是强碱弱酸盐，能完全电离：NaHSO3===Na＋＋HSO，所以溶液中存在Na＋、HSO；溶液中还存在HSO的电离：HSOH＋＋SO，所以溶液中存在H＋、SO；也存在HSO的水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－，所以溶液中存在H2SO3、OH－；故NaHSO3溶液中共存在7种微粒，它们是Na＋、HSO、H＋、SO、H2O、OH－、H2SO3。（2）常温下，物质的量浓度相同的①NH4Cl、②NH4HCO3、③(NH4)2SO4、④NH4HSO4中③中c(NH)最大，约为其余的2倍；②中HCO水解促进NH的水解，②中c(NH)最小。（3）①NaOH、②NaCl、③Na2CO3、④H2SO3、⑤CH3COONa、⑥H2SO4中①为强碱，pH最大；⑥为强酸，pH最小；②为强酸强碱盐，pH＝7；③⑤为弱酸强碱盐，水解显碱性，由于酸性：醋酸>碳酸，故CO水解程度大于CH3COO－，③的pH大于⑤；④为弱酸，pH从大到小排列顺序为①＞③＞⑤＞②＞④＞⑥。（4）AlCl3为强电解质，在溶液中完全电离生成Al3＋和Cl－，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，故AlCl3溶液呈酸性，把AlCl3溶液蒸干，HCl挥发，促进水解生成Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3。
8．【答案】（1）②＞①＞④＞③　1.0×10－13 mol·L－1
（2）c(Na＋)＞c(CN－)＞c(OH－)＞c(H＋)　（3）2.5×10－8
（4）＜　（5）0.02　CN－＋CO2＋H2O===HCN＋HCO
【解析】（1）相同浓度的4种溶液中，NaCN溶液水解显碱性，NaOH溶液为强碱溶液，CH3COONa溶液水解显碱性，NaHCO3溶液水解显碱性，因为酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCO，越弱越水解，因此溶液的碱性：②＞①＞④＞③，4种溶液pH由大到小的顺序是②＞①＞④＞③；0.1 mol·L－l的NaOH pH＝13，由水电离的H＋浓度为1.0×10－13 mol·L－1。
（2）NaCN溶液中CN－水解，溶液显碱性，离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(CN－)＞c(OH－)＞c(H＋)。
（3）Kh＝＝＝＝2.5×10－8。
（4）等体积等浓度的CH3COONa溶液和NaHCO3溶液中NaHCO3水解程度大于醋酸钠，溶液的碱性强于CH3COONa，滴加盐酸至呈中性，则消耗盐酸的体积③＜④。
（5）由HCN的电离常数Ka＝可知，＝＝≈0.02，H2CO3的一级电离常数大于HCN，二级电离常数小于HCN，故H2CO3的酸性强于HCN，HCO的酸性弱于HCN，故向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN与NaHCO3，该反应的离子方程式为CN－＋CO2＋H2O===HCN＋HCO。