[化学]"三招"攻破离子浓度大小的比较(

“三招”攻破离子浓度大小的比较

电解质溶液中离子浓度大小比较问题,是高考的“热点”之一,也是教学的重点之一。这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,有较好的区分度。要掌握这类问题,必须建立“微弱”的观念,用好“守恒”原则,突出“比较”方法。

1.建立两个“微弱”的观念

比较离子或溶质浓度大小,考查的内容通常既与盐的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关,而这两个平衡变化的共同特征为反应是“微弱”的。

(1)弱电解质只有微弱电离,如稀醋酸溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为c(CH3COOH)>c(H+)>

c(CH3COO–)>c(OH–)。多元弱酸分步电离,以第一步为主,如H2S溶液中各粒子浓度由大到小的顺序为

c(H2S)>c(H+)>c(HS–)>c(S2–)>c(OH–)。

(2)弱酸(碱)离子的水解是微弱的。如NH4Cl溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为c(Cl–)>c(NH4+)>

c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH–)。多元弱酸根离子分步水解,以第一步为主,如Na2S溶液中,c(Na+)>

c(S2–)>c(OH–)>c(HS–)>c(H2S)>c(H+)。

2.用好三个“守恒”原理

(1)电荷守恒  建立电荷守恒关系,需分两步走:第一步,找出溶液中含有的所有离子;第二步,把阳离子写在等式的一侧,阴离子写在等式的另一侧,各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。

(2)物料守恒  建立此等量关系,需分两步走:第一步,找出溶液中存在的离子和分子(H2O、H+、OH-除外);第二步,利用起始物质中各微粒的定量关系,确定含有某元素的离子或分子间的定量关系。

(3)质子守恒  建立此等量关系,需分两步走:第一步,写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式;第二步,从反应中的定量关系出发,建立H+与平衡离子或分子间的定量关系(不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外)。

3.突出“比较”方法的运用

溶液中离子浓度大小比较常见,有“单一溶液”、“混合溶液”、“不同溶液”等三类溶液中离子浓度的大小比较,其方法和流程如下:

(1)单一溶液中各离子浓度大小比较

酸或碱溶液只考虑电离情况,含能水解离子的正盐溶液要考虑水解情况,含能水解离子的酸式盐溶液要同时考虑电离和水解两种情况。

①对于含能水解离子的酸式盐溶液,可以按以下程序思考:溶质情况→溶液中存在的所有离子→电离和水解的主导性→溶液的酸碱性→电荷守恒和物料守恒。

如:电离程度大于水解程度的有NaHSO3、NaH2PO4等;水解程度大于电离程度的有NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等。

②溶液混合且恰好完全反应类型,这类问题实质上是“单一溶液”问题的变形,可根据反应的产物考虑水解或电离情况。

(2)混合溶液中各离子浓度大小比较

这类问题是考查的重点,主要有下述一些情形:

①溶液混合但不发生反应类型。要同时考虑电离和水解,涉及弱酸、弱碱、含能水解离子的盐溶液时,可用极限观点思考,以“强势”反应为主,可不考虑“弱势”反应。有两类问题:

电离强于水解型。如CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合,分析时可只考虑CH3COOH的电离,不考虑CH3COONa的水解;类似的,氨水和NH4Cl溶液等体积、等物质的量浓度混合,粒子浓度大小顺序为

c(NH4+)>c(Cl–)>c(NH3·H2O)>c(OH–)>c(H+)。

水解强于电离型。如HCN溶液和NaCN溶液等体积、等物质的量浓度混合,粒子浓度大小顺序为c(HCN)>

c(Na+)>c(CN–)>c(OH–)>c(H+)。

②溶液混合但有一种过量的类型。根据过量程度及产物情况,要同时考虑电离和水解,不过这类问题大多转化为“溶液混合但不发生反应类型”问题。

(3)不同溶液中同一离子浓度大小比较

不同溶液中同一离子浓度大小的比较,首先看物质组成中该离子的数目,其次是看溶液中其他离子或物质对该离子水解的影响情况(如电离产生的H+或OH-的抑制作用、其他水解离子的抑制或促进作用等)。如 25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,

c(NH4+)由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②。

“三招”攻破离子浓度大小的比较

电解质溶液中离子浓度大小比较问题,是高考的“热点”之一,也是教学的重点之一。这种题型考查的知识点多,灵活性、综合性较强,有较好的区分度。要掌握这类问题,必须建立“微弱”的观念,用好“守恒”原则,突出“比较”方法。

1.建立两个“微弱”的观念

比较离子或溶质浓度大小,考查的内容通常既与盐的水解有关,又与弱电解质的电离平衡有关,而这两个平衡变化的共同特征为反应是“微弱”的。

(1)弱电解质只有微弱电离,如稀醋酸溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为c(CH3COOH)>c(H+)>

c(CH3COO–)>c(OH–)。多元弱酸分步电离,以第一步为主,如H2S溶液中各粒子浓度由大到小的顺序为

c(H2S)>c(H+)>c(HS–)>c(S2–)>c(OH–)。

(2)弱酸(碱)离子的水解是微弱的。如NH4Cl溶液中,各粒子浓度由大到小的顺序为c(Cl–)>c(NH4+)>

c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH–)。多元弱酸根离子分步水解,以第一步为主,如Na2S溶液中,c(Na+)>

c(S2–)>c(OH–)>c(HS–)>c(H2S)>c(H+)。

2.用好三个“守恒”原理

(1)电荷守恒  建立电荷守恒关系,需分两步走:第一步,找出溶液中含有的所有离子;第二步,把阳离子写在等式的一侧,阴离子写在等式的另一侧,各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。

(2)物料守恒  建立此等量关系,需分两步走:第一步,找出溶液中存在的离子和分子(H2O、H+、OH-除外);第二步,利用起始物质中各微粒的定量关系,确定含有某元素的离子或分子间的定量关系。

(3)质子守恒  建立此等量关系,需分两步走:第一步,写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式;第二步,从反应中的定量关系出发,建立H+与平衡离子或分子间的定量关系(不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外)。

3.突出“比较”方法的运用

溶液中离子浓度大小比较常见,有“单一溶液”、“混合溶液”、“不同溶液”等三类溶液中离子浓度的大小比较,其方法和流程如下:

(1)单一溶液中各离子浓度大小比较

酸或碱溶液只考虑电离情况,含能水解离子的正盐溶液要考虑水解情况,含能水解离子的酸式盐溶液要同时考虑电离和水解两种情况。

①对于含能水解离子的酸式盐溶液,可以按以下程序思考:溶质情况→溶液中存在的所有离子→电离和水解的主导性→溶液的酸碱性→电荷守恒和物料守恒。

如:电离程度大于水解程度的有NaHSO3、NaH2PO4等;水解程度大于电离程度的有NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等。

②溶液混合且恰好完全反应类型,这类问题实质上是“单一溶液”问题的变形,可根据反应的产物考虑水解或电离情况。

(2)混合溶液中各离子浓度大小比较

这类问题是考查的重点,主要有下述一些情形:

①溶液混合但不发生反应类型。要同时考虑电离和水解,涉及弱酸、弱碱、含能水解离子的盐溶液时,可用极限观点思考,以“强势”反应为主,可不考虑“弱势”反应。有两类问题:

电离强于水解型。如CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合,分析时可只考虑CH3COOH的电离,不考虑CH3COONa的水解;类似的,氨水和NH4Cl溶液等体积、等物质的量浓度混合,粒子浓度大小顺序为

c(NH4+)>c(Cl–)>c(NH3·H2O)>c(OH–)>c(H+)。

水解强于电离型。如HCN溶液和NaCN溶液等体积、等物质的量浓度混合,粒子浓度大小顺序为c(HCN)>

c(Na+)>c(CN–)>c(OH–)>c(H+)。

②溶液混合但有一种过量的类型。根据过量程度及产物情况,要同时考虑电离和水解,不过这类问题大多转化为“溶液混合但不发生反应类型”问题。

(3)不同溶液中同一离子浓度大小比较

不同溶液中同一离子浓度大小的比较,首先看物质组成中该离子的数目,其次是看溶液中其他离子或物质对该离子水解的影响情况(如电离产生的H+或OH-的抑制作用、其他水解离子的抑制或促进作用等)。如 25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,

c(NH4+)由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②。


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