离子浓度大小比较题型归类解析
时间:2020-07-31 08:20 来源:未知 作者:周广 点击:次 所属专题: 离子浓度大小比较
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离子浓度大小比较是近几年高考的热点之一,纵观全国和地方高考试题几乎出现率100%,由于决定离子浓度大小的因素很多,诸如物质的量,溶解度,电离程度,水解,化学反应等。另外,要正确快速解决该类题还应具备熟练掌握各种平衡知识如溶解平衡、电离平衡、水解平衡、电荷平衡、物料平衡、质子转移平衡等基础知识。因此,离子浓度大小比较题是一类难度大,综合性强的题型,现对近几年高考中出现的离子浓度大小比较题型进行归类解析,供参考。
总体思路:无论是哪类型的题目,解题时一定要认真分析溶液中的微粒种类,然后分析这些微粒的水解和电离情况,如果比较大小用电离和水解分析,如要求相等关系用三大守恒分析,(质子守恒可以不用时不用)
类型一、溶质单一型
解题指导:对于溶质单一型的溶液,若溶质是弱酸或弱碱的考虑电离且电离是弱电离,若溶质是盐考虑水解同样水解也是弱水解
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·L-1Na2CO3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-)
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+)
解析:明矾在水中电离:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-,因Al3+水解,Al3++H2O Al(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-)
C.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)
解析:因少量NH4+发生下列水解: NH4++H2O NH3·H2O+H+故有c(Cl-)>c(NH4+),故正确答案为A。
类型二、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
解题指导: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-)
C.c(Na+)=c(Ac-)+c(HAc)
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-+H2O HAc+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+)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
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。
2、pH等于7型
解题指导: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等于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+)
C.c(HCOO-)=c(Na+)
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。
例9、(2002年上海高考题)在常温下10mL pH=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+)
C.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10mL KOH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≤20mL
(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+)
C.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.
3、反应过量型
解题指导: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-)
C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
解析:将0.2mol·L-1HCN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+)-c(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+)
C.2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
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。
类型三、盐与碱(酸)反应型
解题指导:此类问题与类型二第三种情况相似,反应到最后也一般为盐和酸(或碱)的混合物,分析时同样从盐溶液中弱离子水解和酸碱的电离相当强弱入手。
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)
C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
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-1NH4Cl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+)
C.c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
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。
类型四、不同物质同种离子浓度比较型
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++H2O NH3·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。
离子浓度大小比较强化训练
1.下列混合溶液中,各离子浓度的大小顺序正确的是
A.10mL0·1mol•L-1氨水与10mL0·1mol•L-1盐酸混合,c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+),
2.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-)
C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
3.将20mL0·4mol·L-1硝酸铵溶液跟50mL0·1mol·L-1氢氧化钡溶液混合,则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是
4.在10mL 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是
5.常温下,把pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,在所得溶液中离子浓度大小关系正确的是
A.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
6.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
7.将0.1mol/L 的醋酸钠溶液20mL 与0.1mol/L 盐酸10HCl混合后,溶液显酸性,则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是
A.c (Ac-)>c (Cl-)>c (H+)>c (HAc)
C.
8.在甲酸溶液中加入一定量NaOH溶液,恰好完全反应,对于生成的溶液,下列判断一定正确的是
A.c(HCOO-)<c(Na+)
C.c(OH-)>c(HCOO-)
9.把0.02mol/L HAc溶液和0.01mol/L NaOH溶液以等体积混和,则混合液中微粒浓度关系正确的为
(A) c(Ac-)>c(Na+)
10.将0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起
A
C
11.将标准状况下的2.24L CO2通入150mL1mol/LNaOH溶液中,下列说法正确的是
12.在 0.1 mol/L Na2CO3溶液中,下列关系正确的是
A.c(Na+) = 2c(CO32-)
C.c(HCO3-) > c(H2CO3)
13.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol·L-1KHC2O4溶液中,下列关系正确的( )
A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
14.已知0.1mol·L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是(
15.甲酸和乙酸都是弱酸,当它们的浓度均为0.10mol·L-1时,甲酸中的c(H+)约为乙酸中C(H+)的3倍。现有两种浓度不等的甲酸溶液A和B,以及0.10mol·L-1的乙酸,经测定它们的pH从大到小依次为A、乙酸、B。由此可知
A.A的浓度必小于乙酸的浓度
16.下列说法正确的是
17.将0.L mol· 醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是
A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小
C.醋酸电离平衡向左移动
18.在常温下用水稀释0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液,溶液中增大的是
A.c(H+)
C. c(OH-)
19.常温下实验测得 0.Lmol/L某一元酸 HA溶液的 pH值≠1,0.Lmol/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中各离子浓度间关系正确的是 ( )
20.下列各组数据关系中,前者比后者大的是
D.100mL0.Lmol/L的CH3COOH溶液与10mL0.Lmol/L的CH3COOH溶液的H+数目
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
B | BD | B | A | A | C | BD | AD | AD | A |
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
A | C | Cd | C | A | A | D | AD | BD | D |
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