離子濃度大小的判斷方法及解析

　　摘 要： 離子濃度大小的判斷是高考化學中的重點、熱點，也是一個難點。學生掌握起來非常困難，為了解決這一難點，作者總結出了一套系統的判斷方法，即不管是單一溶液，還是混合溶液，都可分為三步。首先寫出溶液中存在的所有電離、水解方程式；第二是聯想規律；第三是根據水解、電離的不同程度進行判斷。對于混合溶液還要注意“三看”：一看混合物的組成；二看混合物是否發生反應；三看反應物能否恰好完全反應。如能，則只以生成物來考查；如不能，則將生成物和剩余物同時進行考查。只要按以上的方法去判斷，問題就由難變易，迎刃而解了。
　　關鍵詞： 離子濃度大小 判斷方法 單一溶液 混合溶液
　　
　　離子濃度大小的判斷是考查弱酸、弱堿的電離，弱酸鹽、弱堿鹽的水解，以及電離與水解關系的相關知識。它是高考中的重點、熱點，也是一個難點，學生掌握起來非常困難。如何才能由難變易？它看似復雜，其實也有規律可循，只要按一定的方法步驟去判斷，問題就由難變易，迎刃而解了。下面是我在化學教學中總結出的判斷方法，介紹給大家，以供參考。
　　一、單一溶液
　　單一溶液中離子濃度大小的判斷相對簡單，它的判斷方法有以下三步。
　　1.寫出溶液中存在的所有電離、水解方程式。
　　2.聯想規律。
　　（1）不管是弱酸根或弱堿根離子的水解，還是弱電解質的電離，一般來說，其程度都是很小的，絕大部分還是以原來的形式存在。
　　（2）多元弱酸的電離，弱酸根離子的水解都是分級進行的，且一級大小二級，二級大于三級。
　　（3）一般酸式根離子的水解大于電離，如：HCO、HS。但HSO、HPO例外，它們是電離大于水解。
　　（4）在選項中有“+、－、＝”出現時，要注意三個守恒：
　　①電荷守恒：
　　即溶液中所有陽離子所帶的正電荷之和等于所有陰離子所帶負電荷之和。
　　其特征是：等式兩邊一邊正來一邊負，系數等于電荷數。
　　②物料守恒（原子守恒）
　　指某些特征性的原子在電離，水解前后守恒。如：NaCO溶液中CO的變化，但碳原子始終守恒。
　　③質子守恒：
　　即溶液中，分子或離子得到與失去質子（H）的物質的量相等。
　　其特征是：等式或不等式的某一邊其粒子中均含有氫元素。
　　但要注意：質子守恒一般只適用于單一溶液。
　　3.根據水解、電離的不同程度進行判斷。
　　例1.在0.1mol/L NaCO溶液中，下列關系式正確的是（ ）。
　　A.c（Na）＝2c（CO）
　　B.c（OH）＝c（H）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）
　　C.c（HCO）＞c（ＨＣＯ）
　　D.c（Na）＜c（CO）+c（HCO）
　　解析：在NaCO溶液中，存在如下電離、水解方程式：
　　NaCO=2Na+CO，CO+HO=HCO+OH（一級），HCO+HO=ＨＣＯ+OH（二級），HO=H+OH。CO的水解是微弱的，且一級水解遠遠大于二級水解。所以，c（Na）＞c（CO）＞c（OH）＞c（HCO）＞c（H），c（HCO）＞c（ＨＣＯ）；由于選項A、B、D中都存在“+、＝”號，所以應考慮守恒關系。由電荷守恒得：c（Na）+c（H）=2c（CO）+c（HCO）+c（OH），又由于該溶液顯堿性，得c（OH）>c（H），故D選項錯。由物料守恒（C原子守恒）得:c（Na）＝2［c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）］，故A選項錯。在溶液中HO失去質子后變成OH，CO得到質子后變成HCO、ＨＣＯ。由質子守恒得：c（OH）=c（H）+c（HCO）+2c（HCO），由此可知B選項錯。答案：C。
　　例2.在0.1mol/L NaHCO的溶液中，下列關系正確的是（ ）。
　　A.c（Na）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（H）＞c（OH）
　　B.c（Na）＝c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）
　　C.c（Na）+c（H）＝c（HCO）+c（CO）+c（OH）
　　D.c（CO）+c（HCO）+c（ＨＣＯ）＝0.1mol/L
　　解析：在NaHCO的溶液中，存在如下電離、水解方程式：
　　NaHCO=Na+HCO，HCO=H+CO，HCO+HO=ＨＣＯ+OH，HO=H+OH。一般來說，弱酸酸式根離子的水解程度大于電離，HCO的水解程度比電離程度要大。所以，c（H）＜c（OH）溶液顯堿性，且c（Na）＞c（HCO）＞c（OH）＞c（H）＞c（CO），故A錯；由電荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HCO）+2c（CO），故C錯；由物料守恒（C原子守恒）得：c（Na）=c（HCO）+c（CO）+c（HCO）＝0.1mol/L，故B、D正確。
　　例3.在0.1mol/L NaHPO溶液中，下列關系式正確的是（ ）
　　A.c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（PO）
　　B.c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）
　　C.c（Na）＞c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
　　D.c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO）
　　解析：在NaHPO溶液中，存在如下電離、水解方程式：NaHPO=Na+HPO，HPO=H+HPO（二級電離），HPO=H+PO（三級電離），HPO+HO=HPO+OH（三級水解），HO=H+OH。由于HSO、HPO的酸性較強，HSO、HPO的電離大于水解，溶液顯酸性c（H）＞c（OH），又由于HPO的三級電離遠遠小于二級電離，且比三級水解都小。所以，c（Na）＞c（HPO）＞c（H）＞c（HPO）＞c（OH）＞c（PO）；由電荷守恒得：c（Na）+c（H）＝C（OH）+c（HPO）+2c（HPO）+3c（PO），故C錯、D正確；又由物料守恒得：c（Na）＝c（HPO）+c（HPO）+c（PO）+c（HPO）。故B正確；由質子守恒得：c（OH）+c（HPO）+2c（PO）＝c（H）+c（HPO），由此可知A錯。答案：B、D。
　　二、混合溶液
　　混合溶液的判斷方法與單一溶液相似，但還要注意“三看”：一是看混合物的組成；二看混合物是否發生反應；三是看反應物能否恰好完全反應。如能，則只以生成物來考查；如不能，則將生成物和剩余物同時進行考查。同一弱酸和弱酸鹽混合溶液，以及同一弱堿和弱堿鹽混合溶液中，一般來說是弱酸（弱堿）的電離大于弱酸根（弱堿根）離子的水解。但有例外的三對極弱酸和極弱酸鹽的混合物：HCN與NaCN、 與 、Al（OH）與NaAlO。
　　例4.把0.2mol/L CHCOOH溶液和0.1mol/L NaOH溶液以等體積混合，則混合液中粒子濃度關系正確的是（ ）。
　　①c（CHCOO）＞c（Na）
　　②c（CHCOOH）＞c（CHCOO）
　　③c（Na）－c（OH）＝c（CHCOO）-c（H）
　　④c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝0.1mol/L
　　A.只有①④ B.只有③④ C.只有①③④ D.全部正確
　　解析：CHCOOH溶液與NaOH溶液混合能反應生成CHCOONa和HO，且CHCOOH過量，反應后c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（CHCOONa）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的電離、水解方程式有：CHCOONa=CHCOO+Na，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。由于CHCOOH的電離程度大于CHCOONa的水解程度。所以，c（CH3COO）＞c（Na）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH）；由電荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CHCOO）；又由物料守恒（C原子守恒）得：c（CHCOOH）+c（CHCOO）＝2c（Na）＝0.1mol/L。答案：C。
　　
　　例5.將0.2mol/L CHCOOK與0.1mol/LHCl等體積混合后，溶液中下列微粒的物質的量濃度關系正確的是（ ）
　　A.c（CHCOO）＝c（Cl）＝c（H）＞c（CHCOOH）
　　B.c（CHCOO）＝c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
　　C.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（H）＞c（CHCOOH）
　　D.c（CHCOO）＞c（Cl）＞c（CHCOOH）＞c（H）
　　解析：在混合溶液中：CHCOOK+HC1=CHCOOH+KCl，但CHCOOK過量，反應后c（CHCOOK）＝0.05mol/L，c（CHCOOH）＝0.05mol/L，c（KCl）＝0.05mol/L。在此溶液中存在的電離、水解方程式有：CHCOOK=K+CHCOO，CHCOOH=CHCOO+H，CHCOO+HO=CHCOOH+OH，HO=H+OH。c（K）＝0.1mol/L，c（Cl）＝0.05mol/L。一般來說，弱酸（弱堿）的電離程度大于該弱酸根（弱堿根）離子的水解。在此溶液中，電離消耗的CHCOOH比水解生成的CHCOOH要多。所以，c（CHCOOH）＜0.05mol/L；而生成的CHCOO比水解消耗的CHCOO多。所以，c（CHCOO）＞0.05mol/L，且c（H）＞c（OH）。C（K）＞c（CHCOO）＞c（C1）＞c（CHCOOH）＞c（H）＞c（OH），故A、B、C錯。D正確。
　　例6.將0.2mol/L的HCN與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合，已知溶液中c（Na）＞c（CN）。用“＞、＜或＝”填空。
　　①c（OH）?搖?搖c（csZ6jDFwKo+GLjModDMhkg==H）， ②c（HCN）?搖?搖c（CN）， ③c（HCN）+c（CN）?搖?搖0.1mol/L。
　　解析：在混合溶液中，HCN+NaOH=NaCN+HO，由于HCN過量，反應后溶液中，C（HCN）＝0.05mol/L，C（NaCN）＝0.05mol/L。溶液中存在的電離、水解方程式有：NaCN=Na+CN，HCN=H+CN，CN+HO=HCN+OH，HO=H+OH。已知c（Na）＞c（CN），說明CN的水解大于HCN的電離，水解生成的HCN大于電離消耗的HCN，c（HCN）＞0.05mol/L，c（CN）＜0.05mol/L。故c（HCN）＞c（Na）＞c（CN）＞c（OH）＞c（H）。由電荷守恒得：c（Na）+c（H）＝c（OH）+c（CN）。物料守恒得：c（HCN）+c（CN）＝0.1mol/L。
　　答案：①＞②＜③＝