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离子浓度大小比较
发布时间:2010-09-28   点击:   来源:本站原创   作者:不详

【教学目标】

1、知识目标:掌握盐溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较

2能力目标:能用电离平衡和水解平衡的观点分析问题,培养学生的化学科学思维能力。

3情感目标:体会微观世界与宏观世界的差异

【重点难点】

混合溶液中离子浓度的分析、比较

【教学方法】

探究式、启发式、讨论法

【课时安排】

2课时

【教学过程】

第一课时

复习导入新课:

1.水的电离

水是一种极弱的电解质,它能微弱的电离,生成H3O+OH-H2O

H++OH-

25(常温)时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L

【思考】

1)在纯水中加入酸或碱,对水的电离起到       作用,使水的电离程度           

2)在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐,对水的电离起到        作用,使水的电离程度          

2.盐类的水解

强酸弱碱盐:如NH4ClAl2(SO4)3等水解后溶液呈         性;

溶液中存在哪些电离及电离平衡?

试写出NH4Cl溶液中的水解离子方程式:                                   

.强碱弱酸盐:如CH3COONaNa2CO3等水解后溶液呈        性。

溶液中存在哪些电离及电离平衡?

试写出Na2CO3溶液中的水解离子方程式:                                 

这些电解质溶液中的离子浓度大小关系怎样?

处理电解质溶液中离子浓度大小比较问题时必须有正确的思路:

一、电解质溶液中的守恒关系和原则

(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。

电解质溶液总是呈__  _,即阴离子所带负电荷总数一定_      _阳离子所带正电荷总数。

如:

溶液:——                                   

推出:                                   

(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。

:

溶液中存在        n(Na+)n(C)=              

推出                                              

(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。

:

溶液中H+HCO3-H2CO3为得到质子后的产物;OH--为失去质子后的产物,故有以下关系:

                                                                

(4). 电离程度原则

    该原则主要是指弱酸、强碱溶液的电离程度小,产生的离子浓度也就小。适用弱电解质的溶液中离子浓度大小比较的题型。

  如:0.1 mol·L-1            溶液中存在如下关系:

                                                                 

 (5). 水解程度原则

   如:CH3COONa溶液中存在如下关系:

                                                                  

〖训练一〗写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式

电荷守恒:                              

物料守恒:                              

质子守恒:                              

〖训练二〗写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式

电荷守恒:                              

物料守恒:                               

质子守恒:                              

二、溶液中微粒(除水分子)浓度大小的比较

1、单一溶质溶液:根据电离、水解情况分析

1)弱酸溶液:

【例1】在0.1mol/LH2S溶液中,下列关系错误的是(   

A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)    B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)

C.c(H+)[c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)]    D.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L

2.弱碱溶液:

【例2】室温下,0.1mol/L的氨水溶液中,下列关系式中不正确的是( 

A. c(OH-)c(H+)    B.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/L                  

C.c(NH4+)c(NH3·H2O)c(OH-)c(H+)   D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)

3.强酸弱碱盐溶液:

【例3】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(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)   D.c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)

4.强碱弱酸盐溶液

【例4Na2S溶液中下列关系不正确的是   (    )

A.c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +c(H2S)

Bc(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)

Cc(Na+)c(S2)c(OH)c(HS) 

Dc(OH)=c(HS)+c(H+)+ c(H2S)

5.强碱弱酸的酸式盐溶液

【例5草酸是二元弱酸草酸氢钾溶液呈酸性0.1mol/LKHC2O4溶液中下列关系正确的是  

Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-)

Bc(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/L

Cc(C2O42-)c(H2C2O4)

Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)

【课堂练习】

10.1mol·L-1 Na2CO3溶液中下列关系正确的是(    )

Ac(Na+)2c(CO32-)

Bc(OH-)2c(H+)

Cc(HCO3-)c(H2CO3)

Dc(Na+)c(CO32-)c(HCO3-)

2 已知某温度下0.1mol·L1NaHB(强电解质)溶液中c(H)c(OH),则下列有关说法或关系式一定正确的是(      )

HB的水解程度小于HB的电离程度;②c(Na+)=0.1mol·L1 c(B2);③溶液的pH=1

c(Na+)=c(HB)+2c(B2)+c(OH)

A. ①②    B.②③    C.②④    D.①②③

3、下列叙述正确的是(   

A0.1mol·L1氨水中,c(OH-)=c(NH4+)

B10 mL 0.02mol·L1HCl溶液与10 mL 0.02mol·L1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的pH=12

C.在0.1mol·L1CH3COONa溶液中,c(OH-)=c(CH3COOH)c(H+)

D0.1mol·L1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中,c(Na+)=2c(A2-)c(HA-)c(H2A)

4、叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相似,下列叙述中错误的是(  

AHN3水溶液中微粒浓度大小顺序为:c(HN3)>c(H+)>c(N3¯)>c(OH¯)

BHN3NH3作用生成的叠氮酸铵是共价化合物

CNaN3水溶液中离子浓度大小顺序为:

c(Na+)>c(N3¯) >c(OH¯)>c(H+)

DN3¯CO2含相等电子数

第二课时

三、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较

※※关注混合后溶液的酸碱性

混合后溶液的酸碱性取决于溶质的电离和水解的情况

一般判断原则是:若溶液中有酸或碱存在,要考虑酸和碱的电离,即溶液相应地显酸性或碱性;

若溶液中的溶质仅为盐,则考虑盐水解情况;

对于特殊情景要按所给的知识情景进行判断。

l  1两种物质混合不反应:

【例1】用物质的量都是0.1 molCH3COOHCH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是(  AB  )

   A.C(H+)C(OH-)               B.C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/L

  C.C(CH3COOH)C(CH3COO-)      D.C(CH3COO-)C(OH-)0.2 mol/L

【课堂练习】

1现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=)

    ①若溶液的pH=7,则该溶液中C(NH4)      C(Cl)

    ②若溶液的pH>7,则该溶液中C(NH4)      C(Cl)

③若C(NH4)< C(Cl),则溶液的pH        7

l  2CH3COOHCH3COONa等物质的量混合配制成稀溶液,pH值为4.7,下列说法错误的是(    )

   ACH3COOH的电离作用大于CH3COONa的水解作用

   BCH3COONa的水解作用大于CH3COOH的电离作用

   CCH3COOH的存在抑制了CH3COONa的水解

  DCH3COONa的存在抑制了CH3COOH的电离

2、两种物质恰好完全反应

【例710ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是(  A )

Ac(Na+)c(Ac-)c(H+)c(OH-)

Bc(Na+)c(Ac-)c(OH-)c(H+)

Cc(Na+)c(Ac-)c(HAC)

Dc(Na+)c(H+)c(Ac-)c(OH-)

【课堂练习】

3100 mL 0.1 mol·L-1 醋酸与50 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液混合在所得溶液中(    )

  Ac(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)     

Bc(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)

  Cc(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)     

Dc(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)

3、两种物质反应,其中一种有剩余:

1)酸与碱反应型※※ 关注所给物质的量是物质的量浓度还是pH

 在审题时,要关注所给物质的量是物质的量浓度还是“pH”,否则会很容易判断错误

(解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。)

8:把0.02 mol·L-1 HAc溶液与0.01 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,则混合液中微粒浓度关系正确的是(    )

 Ac(Ac-)c(Na+)                Bc(HAc)c(Ac-)

 C2c(H+)c(Ac-)-c(HAc)          Dc(HAc)+c(Ac-)0.01 mol·L-1

【例9】: 0.2mol·L1HCN溶液和0.1mol·L1NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是 BD

A.  c(HCN)<c(CN)             B.  c(Na)>c(CN)

C.  c(HCN)c(CN)c(OH)    D.  c(HCN)c(CN)0.1mol·L1

【例10 设氨水的pHx,某盐酸的pHy,已知x+y14,且x>11。将上述两溶液分别取等体积充分混合后,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是(C)

A. c(Cl)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH)    B. c(NH4+)>c(Cl)>c(H+)>c(OH)

C. c(NH4+)>c(Cl)>c(OH)>c(H+)    D. c(Cl)>c(NH4+)>c(OH)>c(H+)

【例1105江苏)12.常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是

ApH 7,且c(OH) c(Na+) c(H+) c(CH3COO)

BpH 7c(Na+) + c(H+) = c(OH) + c(CH3COO)

CpH 7c(CH3COO) c(H+) c(Na+) c(OH)

DpH 7c(CH3COO) c(Na+) c(H+) = c(OH)

练习1pH=3CH3COOHpH=11NaOH溶液等体积混合后所得的混合溶液中下列关系式正确的是(    )

 Ac(Na+)c(CH3COO-)c(H+) c(OH-)       B c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)

 C c(CH3COO-)c(H+)c(Na+)c(OH-)      Dc(CH3COO-)c(Na+) c(OH-) c(H+)

练习2pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,在所得的混合溶液中,下列关系式正确的是(    )

Ac(Cl-)c(NH4+)c(OH-)c(H+)       Bc(NH4+)c(Cl-) c(OH-)c(H+)

 Cc(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)      Dc(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)

练习3等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后,混合溶液中有关离子浓度的关系正确的是(  )

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-)

变式练习将标准状况下的2.24LCO2通入150ml1mol/LnaOH溶液中,下列说法正确的是(A

Ac(HCO3-)略大于c(CO32-)

Bc(HCO3-)等于c(CO32-)

Cc(Na+)等于c(CO32-)c(HCO3-)之和

Dc(HCO3-)略小于c(CO32-)

※※变式:pH等于7

【例12常温下,将甲酸和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH7,则此溶液中(  C )

Ac(HCOO-)c(Na+)

Bc(HCOO-)c(Na+)

Cc(HCOO-)c(Na+)

D.无法确定c(HCOO-)c(Na+)的关系

练习4、将m mol· L-1的盐酸和n mol·L-1氨水等体积混合后,溶液的pH7mn的大小关系是_______,则盐酸中c(H+)与氨水中c(OH-)的大小关系是_______

※※未指明酸碱的强弱:

【例13一元酸HA溶液中,加入一定量强碱MOH溶液后,恰好完全反应,反应后的溶液中,下列判断正确的是( BC    )

Ac(A-)≥c(M+)                           Bc(A-)≤c(M+)   

C.若MA不水解,c(OH-)<c([A-)           D.若MA水解,c(OH-)>c(A-)

练习5 实验测得常温下0.1mol/L某一元酸(HA)溶液的pH值等于10.1mol/L某一元碱(BOH)溶液里c(H+)/c(OH-)10-12。将此两种溶液等体积混合后,所得溶液呈的各离子的浓度由大到小排列的顺序是(     )

Ac(B+)c(A-)c(OH-)c(H+)        Bc(A-)c(B+)c(H+)c(OH-)  

Cc(B+)c(A-)c(H+)c(OH-)         Dc(B+)c(A-)c(H+)c(OH-)

2)盐与碱()反应型(解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程度的相对大小。)

140.1mol·L-1 醋酸钠溶液20mL0.1mol·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( BD  )

Ac(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)

Bc(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)

Cc(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)

Dc(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(Cl-)c(OH-)

【例15 下列混合溶液中,各离子浓度的大小顺序正确的是(B)

A 10mL0.1mol·L1氨水与10mL0.1mol·L1盐酸混合:

c(Cl)>c(NH4+)>c(OH)>c(H+)

B10mL0.1mol·L1NH4Cl5mL0.2mol·L1NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

C10mL0.1mol·L1CH3COOH溶液与5mL0.2mol·L1NaOH溶液混合:

  c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

D10mL0.5mol·L1CH3COONa溶液与6mL1mol·L1盐酸混合

c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

【例16 物质的量浓度相同的200mL Ba(OH)2溶液和150mL NaHCO3混合后,最终溶液中离子的物质的量浓度关系正确的是 ( B )

A.     c(OH)>c(Ba2+)>c(Na+)>c(CO32)  B. c(OH)>c(Na+)>c(Ba2+)>C(H+)

C. c(OH)=c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)       D. c(H+)+c(Na+)+2c(Ba2+)=c(OH)

练习10.2 mol·L-1 CH3COOK 0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后溶液的pH7则溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是(    )

 Ac(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)   

Bc(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)

  Cc(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)   

Dc(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)

练习20.4mol/LNH4Cl溶液和0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后,溶液中下列微粒的物质的量关系正确的是(     )

 A c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)c(NH3·H2O)   

B c(NH4+)=c(Na+)c(NH3·H2O) c(OH-)c(H+)

 C c(NH4+)c(Na+)c(OH-)c(NH3·H2O) 

D c(NH4+)c(Na+)c(NH3·H2O) c(OH-)c(H+)

4、不同物质同种离子浓度比较型:

【例题】物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4+浓度最大的是(  B )。

ANH4Cl      BNH4HSO4      CNH3COONH4      DNH4HCO3

练习

1、物质的量浓度相同的下列溶液(NH4)2CO3 (NH4)2SO4 NH4HCO3 NH4HSO4     NH4Cl NH3·H2Oc(NH4+)由小到大的排列顺序正确的是     

A.③⑤④⑥①③    B.⑥③⑤④①②   C.⑥⑤③④①②   D.⑥③⑤④②①

2、温度相同、浓度均为0.2 mol/L (NH4)2SO4 NaNO3 NH4HSO4 NH4NO3

CH3COONa溶液它们的pH值由小到大的排列顺序是A

A.③①④②⑥⑤                                           B.①③⑥④②⑤

C.③②①⑥④⑤                                           D.⑤⑥②④①③

5、其他类型

※※关注利用溶液中阴阳离子的种类来判断溶液中溶质的可能情况

有些题目给定了盐溶液中的阴阳离子种类,可以假设该溶液是相应酸与碱反应后的产物,因此存在酸碱过量问题。

【例1已知某无色透明的溶液中所含的离子仅有Na+CH3COO-H+OH-四种离子,试回答下列问题:

该溶液所含的四种离子的物质的量浓度大小之间的关系是否只有一种可能   (填),其原因是:                       

某学生将该溶液中的四种离子的物质的量浓度按从大到小的顺序排列了若干种可能,其中合理的是: 

A. c(Na+)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H+)    B. c(CH3COO)=c(Na+)>c(OH)=c(H+)

C. c(H+)>c(OH)>c(Na+)>c(CH3COO)     D. c(Na+)>c(CH3COO)>c(H+)>c(OH)

解析由于溶液中所含的离子仅有Na+CH3COO-H+OH-四种离子所以可以认为是醋酸和NaOH反应后的溶液。因此该溶液中可能含有溶质CH3COONa ;   CH3COONaCH3COOH;    CH3COONaNaOH等情况 所以该溶液所含的四种离子的物质的量浓度大小之间的关系不能只有一种。第(2)问中C D选项不符和溶液中电荷守恒规律,选AB

练习.已知某溶液中存在Cl-NH4+H+OH- 四种离子经过四位同学测定其浓度大小关系如下,其中不可能的是 (    )

A.C(Cl-)C(NH4+)C(H+)C(OH-)   B. C(Cl-)C(H+)C(NH4+)C(OH-)

C.C(Cl-)C(NH4+)C(OH-)C(H+)     D. C(OH-)C(H+)C(Cl-)C(NH4+)

※※关注未知二元酸的电离情况

  对所给的二元酸的电离要关注电离的程度:是否完全电离。

2某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:

H2A==H++HAHA

H++A2  回答下列问题:

Na2A溶液显   (填酸性中性,或碱性)。

理由是:    (用离子方程式表示)

0.1mol·L1Na2A溶液中,下列微粒浓度关系式正确的是:     

A. c(A2) +c( HA)+c( H2A) =0.1mol·L-1         B. c(OH)=c(H+) +c( HA)

C. c(Na+ )+ c(H+) =c(OH)+ c( HA)+2c(A2)     D. c(Na+ )= 2c(A2) +2c( HA)

已知0.1mol·L1NaHA溶液的pH=20.1mol·L-1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是  0.11 mol·L1“<”“>”“=”),理由是    

0.1mol·L1 NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是   

答案 碱性   A2+H2O

HA+OH    BCD  <   H2A第一步电离产生的H+抑制了HA-的电离 (Na+ )> c(HA-)> c(H+)> c(A2-)> c(OH- )

练习某二元弱酸简写为H2A溶液按下式发生一级和二级电离
H2A

H++HA-HA-

H++A2-  已知一级电离远大于二级电离,设有下列四种溶液
A.0.01mol.L-1
H2A溶液           B.0.01mol.L-1NaHA溶液 C(OH-)C(H+) 
C.0.02mol.L-1
HCl0.04mol.L-1NaHA溶液等体积混合液
D.0.02mol.L-1
NaOH0.02 mol.L-1NaHA溶液等体积混合液
据此填写下列空白填代号

(1)       A溶液中各离子浓度大小为                                             

B溶液中各离子浓度大小为                                              

B溶液中可能存在的等式关系有                                            

D溶液中各离子浓度大小为                                               

D溶液中可能存在的等式关系有                                           

 (2) C(H+)最大的是______________________最小的是______________________

(3)C(H2A)最大的是______________________最小的是______________________
(4)C(A2-)
最大的是______________________ 最小的是______________________

※※关注隐含信息的发掘

有些试题把很重要的信息隐含在了题目中,当然,这些信息往往是大家都知道的,没有在题目中明确表示出来,这就需要学生有较高的感悟力。

【例3今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+NH4+ClMg2+Fe3+CO32—SO42—,现每次取100.00ml进行实验。

第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。第二份加足量NaOH后加热,收集到气体0.896L(标准状态下)。第三份加足量BaCl2后,得干燥沉淀6.27g,沉淀经足量盐酸洗涤干燥后,剩2.33g

试回答有关问题:

判断K+Cl是否存在?K+       Cl     (填下列序号)。

A.一定存在          B.可能存在          C.一定不存在

肯定存在的离子的原溶液中的物质的量浓度分别为            

补充关于水的电离的有关计算:

1100时纯水电离出的氢离子是25纯水电离出的氢离子的多少倍(已知:100Kw1×101225Kw1×1014      )

A 102     B  2         C 102      D 10

练习1 25PH=3的盐酸溶液中由水电离出c(H+)PH=5的盐酸溶液中由水电离出的c(H+)的多少倍(       )

A 103        B 102      C 103     D 2

练习2某溶液由水电离出的c(H+)=1×1011mol/L,则该溶液的PH值可能等于(     )

A 11     B 3      C 8      D 7

练习325时,PH=11NaOH溶液和NaCN溶液中,由水电离出的c(H+)的关系(   )

  A 相等               B 后者是前者的11  

  C 后者是前者的108    D前者是后者的108

练习4将固体苛性钠溶于水配成100mL溶液,当溶液中由水本身电离产生的

c(OH)=1×1013mol/l,则加入的苛性钠的质量为(     )

  A 0.8g     B 0.4g      C 4g      D 40g

练习5下列四种溶液(1)pH=0的盐酸溶液  2)0.1mol/L的盐酸溶液  3)0.01mol/LNaOH  4)pH=11NaOH溶液由水电离出的c(H+)浓度之比(     )

 A 1101001000           B 011111

 C 14131211             D 1001010

练习6在由水电离出的c(H)=10-13mol·L-1的溶液中,能大量共存的离子组是(   )

A KFe2 Br- NO3-         B Ba2NaCl- NO3-

C NH4NaHCO3-SO42-      D NaAl3NO3-Cl-

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