鲁科版选修4 化学反应原理第2节 化学反应的限度教学设计

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微专题(三)　溶液中离子浓度大小的比较1．离子浓度大小比较的常用方法(1)多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4溶液中：[H＋]>[H2PO]>[HPO]>[PO]。(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：[Na＋]>[CO]>[OH－]>[HCO]>[H＋]。(3)混合溶液中各离子浓度的比较，根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。①电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO－、HSO。如0.1 mol·L－1NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，由于NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为[NH]>[Cl－]>[OH－]>[H＋]。②电离程度小于水解程度的有HCN和CN－、HCO和CO、HCO。如0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·L－1的NaCN混合溶液中：由于HCN的电离程度小于CN－的水解程度，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为[Na＋]＞[CN－]＞[OH－]＞[H＋]。2．电解质溶液中的三个守恒关系(1)电荷守恒关系电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数，如Na2SO3溶液中存在着Na＋、SO、H＋、OH－、HSO，它们存在如下关系：[Na＋]＋[H＋]＝2[SO]＋[HSO]＋[OH－](2)物料守恒关系电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原子总数是守恒的，如Na2SO3溶液中SO能水解，故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为[Na＋]＝2[SO]＋2[HSO]＋2[H2SO3]。(3)质子守恒关系质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时，存在H＋的转移，在转移时，失去H＋的物质的量与得到H＋的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式：[OH－]＝[H＋]＋[HSO]＋2[H2SO3]。【例1】　在CH3COONa溶液中各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是(　　)A．[Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[H＋]B．[CH3COO－]＞[Na＋]＞[OH－]＞[H＋]C．[Na＋]＞[CH3COO－]＞[H＋]＞[OH－]D．[Na＋]＞[OH－]＞[CH3COO－]＞[H＋]A　[在CH3COONa溶液中由于CH3COO－的水解，使得[Na＋]＞[CH3COO－]；并且由于水解，使溶液显碱性，故[OH－]＞[H＋]；由于盐的水解程度比较小，所以[CH3COO－]＞[OH－]，即A项正确。]【例2】　在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是(　　)A．[Na＋]＋[H＋]＝[HS－]＋[OH－]＋2[S2－]B．[Na＋]＋[H＋]＝[HS－]＋[OH－]＋[S2－]C．[Na＋]＝2[S2－]＋2[HS－]＋2[H2S]D．[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]B　[在电解质溶液里由电荷守恒得：[Na＋]＋[H＋]＝[HS－]＋[OH－]＋2[S2－]，A项正确，B项错误；由物料守恒得：[Na＋]＝2[S2－]＋2[HS－]＋2[H2S]，C项正确；由质子守恒得：[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]，D项正确。]【例3】　用物质的量均为0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中[CH3COO－]＞[Na＋]，下列对该溶液的判断正确的是(　　)A．[H＋]＞[OH－]B．[CH3COO－]＝0.1 mol·L－1C．[CH3COOH]＞[CH3COO－]D．[CH3COO－]＋[OH－]＝0.1 mol·L－1A　[本题易错之处是只考虑CH3COO－水解生成CH3COOH，使CH3COOH浓度增大，CH3COO－浓度减小，忽视了电离平衡因素占主导地位，而错选C项。由电荷守恒可知，[CH3COO－]＋[OH－]＝[Na＋]＋[H＋]，因为[CH3COO－]＞[Na＋]，所以[H＋]＞[OH－]，A项正确；[CH3COO－]＋[OH－]＝[H＋]＋[Na＋]＝[H＋]＋0.1 mol·L－1＞0.1 mol·L－1，D项错误；由物料守恒可知，[CH3COOH]＋[CH3COO－]＝0.2 mol·L－1，[CH3COO－]＞[Na＋]＝0.1 mol·L－1，故[CH3COO－]＞[CH3COOH]，B、C项错误。]【例4】　将等体积的0.2 mol·L－1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L－1 HNO3溶液混合，混合溶液中离子浓度由大到小顺序正确的是(　　)A．[Na＋]>[CH3COO－]>[NO]>[OH－]>[H＋]B．[Na＋]>[CH3COO－]>[NO]>[H＋]>[OH－]C．[Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[NO]＞[H＋]D．[CH3COO－]＞[Na＋]＞[H＋]＞[NO]＞[OH－]B　[反应后溶液中溶质是CH3COONa、CH3COOH和NaNO3，且浓度都是0.05 mol·L－1，[Na＋]＝0.1 mol·L－1，[NO]＝0.05 mol·L－1，此时醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，故溶液中[CH3COO－]＞0.05 mol·L－1，[H＋]＞[OH－]，故选B。]1．表示0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中有关微粒浓度(mol·L－1)的关系式，正确的是(　　)A．[Na＋]＞[HCO]＞[CO]＞[H＋]＞[OH－]B．[Na＋]＋[H＋]＝[HCO]＋[CO]＋[OH－]C．[Na＋]＋[H＋]＝[HCO]＋2[CO]＋[OH－]D．[Na＋]＝[HCO]＋2[CO]＋[H2CO3]C　[NaHCO3溶液显碱性，A错误；由电荷守恒知B错误，C正确；由物料守恒知[Na＋]＝[HCO]＋[CO]＋[H2CO3]，D错误。]2．用物质的量都是0.1 mol的HCN和NaCN配成1 L混合溶液，已知其中[CN－]小于[Na＋]，则下列判断正确的是(　　)A．[H＋]＞[OH－]B．[HCN]＞[CN－]＝0.2 mol·L－1C．[HCN]＞[CN－]D．[CN－]＞[OH－]＝0.1 mol·L－1C　[由[CN－]小于[Na＋]知，CN－水解的程度大于HCN电离的程度，得到C正确。]3．下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是(　　)A．室温下，pH＝7的氨水与氯化铵的混合溶液中：[Cl－]＞[NH]B．pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：[OH－]＝[H＋]C．0.1 mol·L－1的硫酸铵溶液中：[NH]＞[SO]＞[H＋]＞[OH－]D．0.1 mol L－1的硫化钠溶液中：[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋[H2S]C　[氨水和氯化铵混合溶液的pH＝7时，溶液中[H＋]＝[OH－]，由电荷守恒可知[OH－]＋[Cl－]＝[NH]＋[H＋]，则[Cl－]＝[NH]，A项错误；由于pH＝2的酸的强弱未知，若为强酸时，则反应后溶液中[OH－]＝[H＋]，若为弱酸时，酸的浓度大于0.01 mol·L－1，则酸过量，即反应后溶液中[H＋]＞[OH－]，B项错误；0.1 mol·L－1的硫酸铵溶液中，铵根离子水解使溶液呈酸性，故[NH]＞[SO]＞[H＋]＞[OH－]，C项正确；0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中，根据物料守恒可知[Na＋]＝2[S2－]＋2[HS－]＋2[H2S]，由电荷守恒可知[Na＋]＋[H＋]＝[OH－]＋[HS－]＋2[S2－]，则[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]，D项错误。]4．室温下，取20 mL 0.1 mol·L－1某二元酸H2A，滴加0.1 mol·L－1 NaOH溶液。己知：H2A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。下列说法不正确的是(　　)A．0.1 mol·L－1 H2A溶液中有c(H＋)－c(OH－)－c(A2－)＝0.1 mol·L－1B．当滴加至中性时，溶液中c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)，用去NaOH溶液的体积小于10 mLC．当用去NaOH溶液体积10 mL时，溶液的pH<7，此时溶液中有c(A2－)＝c(H＋)－c(OH－)D．当用去NaOH溶液体积20 mL时，此时溶液中有c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(A2－)B　[0.1 mol·L－1 H2A溶液存在电荷守恒，其关系为c(H＋)＝c(OH－)＋2c(A2－)＋c(HA－)，因而c(H＋)－c(OH－)－c(A2－)＝c(A2－)＋c(HA－)＝0.1 mol·L－1，A项正确；若NaOH用去10 mL，反应得到NaHA溶液，由于HA－H＋＋A2－，溶液显酸性，因而滴加至中性时，需要加入超过10 mL的NaOH溶液，B项错误；当用去NaOH溶液体积10 mL时，得到NaHA溶液，溶液的pH<7，存在质子守恒，其关系为c(A2－)＝c(H＋)－c(OH－)，C项正确；当用去NaOH溶液体积20 mL时，得到Na2A溶液，根据物料守恒为c(Na＋)＝2c(HA－)＋2c(A2－)，D项正确；故答案选B。]