高中溶液中離子濃度的比的化學教案

高中溶液中離子濃度的比的化學教案

　　專題6 溶液中離子濃度的比較

　　【專題目標】

　　1、理解電解質的電離平衡概念以及電離度的概念。

　　2、理解水的電離、鹽類水解的原理。瞭解鹽溶液的酸鹼性。

　　3、認識以下幾種常見題型：

　　單一溶液中離子濃度的大小比較

　　混合溶液中離子濃度的大小比較

　　同濃度不同種溶液中同種離子濃度的大小比較

　　【知識要點】

　　1、電解質的電離

　　電解質溶解於水或受熱熔化時，離解成能自由移動的離子的過程叫做電離。

　　強電解質如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全電離的，在溶液中不存在電解質分子。弱電解質在水溶液中是少部分發生電離的。２５℃0.1mol/L的如CH3COOH溶液中，CH3COOH的電離度只有1.32％，溶液中存在較大量的H2O和CH3COOH分子，少量的H+、CH3COO-和極少量的OH-離子。多元弱酸如H2CO3還要考慮分步電離：

　　H2CO3 H+＋HCO3-；HCO3- H+＋CO32-。

　　２、水的電離

　　水是一種極弱的電解質，它能微弱地電離，生成H3O+和OH-，H2O H+＋OH-。在２５℃（常溫）時，純水中[H+]＝[OH-]＝1×10-7mol/L。

　　在一定溫度下，[H+]與[OH-]的乘積是一個常數：水的離子積Kw＝[H+][OH-]，在２５℃時，Kw＝1×10-14。

　　在純水中加入酸或鹼，抑制了水的電離，使水的電離度變小，水電離出的[H+]水和[OH-]水均小於10-7mol/L。在純水中加入弱酸強鹼鹽、弱鹼強酸鹽，促進了水的電離，使水的電離度變大，水電離出的[H+]水或[OH-]均大於10-7mol/L。

　　３、鹽類水解

　　在溶液中鹽的離子跟水所電離出的H+或OH-生成弱電解質的反應，叫做鹽類的水解。

　　強酸弱鹼鹽如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解後溶液呈酸性；強鹼弱酸鹽如CH3COONa、Na2CO3等水解後溶液呈鹼性。多元弱酸鹽還要考慮分步水解，如CO32-＋H2O HCO3-＋OH-、HCO3-＋H2O H2CO3＋OH-。

　　４、電解質溶液中的守恆關係

　　電荷守恆：電解質溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數與所有的陰離子所帶的負電荷數相等。如NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)推出：[Na+]＋[H+]＝[HCO3-]＋2[CO32-]＋[OH-]

　　物料守恆：電解質溶液中由於電離或水解因素，離子會發生變化變成其它離子或分子等，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數是不會改變的。如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(c)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)

　　質子守恆：電解質溶液中分子或離子得到或失去質子（H+）的物質的量應相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3為得到質子後的.產物；NH3、OH-、CO32-為失去質子後的產物，故有以下關係：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。

　　【經典題型】

　　題型一：單一溶液中離子濃度的大小比較

　　【例1】在氯化銨溶液中，下列關係式正確的是

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

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

　　【點撥】NH4Cl是可溶性的鹽，屬於強電解質，在溶液中完全電離NH4Cl＝NH4+＋Cl-。因為NH4Cl是強酸弱鹼所生成的鹽，在水中要發生水解；NH4++H2O NH3H2O+H+，所以C(NH4+)比C(H+)及C(OH-)大得多；溶液因水解而呈酸性，所以C(H+)＞C(OH-)。又由於水解反應是中和反應的逆反應，相對於中和來說是次要的，綜合起來，不難得出：C(Cl-)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)。答案為A。

　　【例2】在0.1 mol/l的NH3H2O溶液中，下列關係正確的是

　　A．C(NH3H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)

　　B．C(NH4+)＞C(NH3H2O)＞C(OH-)＞C(H+)

　　C．C(NH3H2O)＞C(NH4+)＝C(OH-)＞C(H+)

　　D．C(NH3H2O)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)

　　【點撥】NH3H2O是一元弱酸，屬於弱電解質，在水溶液中少部分發生電離（NH3H2O NH4+＋OH-），所以C(NH3H2O)必大於C(NH4+)及C(OH-)。因為C(OH-)＝C(H+)＋C(NH4+)，所以C(OH-)＞C(NH4+)。綜合起來，C(NH3H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)。答案為A。

　　【規律總結】

　　1、必須有正確的思路：

　　2、掌握解此類題的三個思維基點：電離、水解和守恆

　　3、分清他們的主要地位和次要地位

　　【鞏固】

　　1、Na2S溶液中各離子濃度由小到大的順序是 。；

　　2、將0.4mol／L鹽酸和0.2mol／L的NaAlO2溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度由小到大的順序是 。

　　題型二：混合溶液中離子濃度的大小比較

　　【例3】把0.02mol／LCH3COOH溶液和0.01mol/LNaOH溶液等體積混合，則混合溶液中微粒濃度關係正確的是（ ）

　　Ａ．C(CH3COO-)＞C(Na+) Ｂ．C(CH3COOH)＞C(CH3COO-)

　　Ｃ.2C(H+)＝C(CH3COO-)－C(CH3COOH) Ｄ．C(CH3COOH)+ C(CH3COO-)=0.01mol/L

　　【點撥】 此題實質上是0.05mol/L的CH3COOH溶液和0.05mol/L的CH3COONa溶液的混合溶液。由電荷守恆關係可得： c（Ｈ＋）＋ｃ（Ｎａ＋）＝ｃ（CH3COO－）＋ｃ（ＯＨ－） （１）

　　由物料守恆關係可得： ｃ（CH3COOH）＋ｃ（CH3COO－）＝ｃ（Ｎａ＋）×２＝０.０１ｍｏｌ／Ｌ （２）

　　由（２）可知Ｄ正確。

　　將（１）×２＋（２）可得：

　　２ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（CH3COO-）＋２ｃ（ＯＨ－）－c（CH3COOH）（３）Ｃ選項錯誤。

　　【例4】用物質的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配製成1L混合溶液，已知其中C(CH3COO-)＞C(Na+)，對該混合溶液的下列判斷正確的是( )

　　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

　　【點撥】 CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的電離和CH3COONa的水解因素同時存在。已知C(CH3COO-)＞C(Na+)，根據電荷守恆C(CH3COO-)＋C(OH-)＝C(Na+)＋C(H+)，可得出C(OH-)＜C(H+)。說明混合溶液呈酸性，進一步推測出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol/L的CH3COONa溶液中，電離和水解這一對矛盾中起主要作用是電離，即CH3COOH的電離趨勢大於CH3COO-的水解趨勢。根據物料守恆，可推出（B）是正確的。

　　【鞏固】

　　1、在0.1mol／LNaHSO3溶液中存在著微粒濃度的關係式，正確的是

　　A．C(Na＋)>C(HSO3－)> C(SO32－)> C(H＋)>C(OH—)

　　B．C(Na＋)+C(H＋)= C(HSO3－)+ C(SO32－)+C(OH—)

　　C．C(Na＋)+C(H＋)=C(HSO3—)+2C(SO32－)+ C(OH—)

　　D．C(Na＋)= C(HSO3—)+C(SO32－)+ C(H2SO3)

　　2、現有NH4Cl和氨水組成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)

　　①若溶液的pH=7，則該溶液中C(NH4＋) C(Cl－)；

　　②若溶液的pH>7，則該溶液中C(NH4＋) C(Cl－)；

　　③若C(NH4＋)< C(Cl－)，則溶液的pH 7。

　　題型三：同濃度不同種溶液中同種離子濃度的大小比較

　　【例5】同濃度的下列溶液中NH4+的濃度的由大到小順序為

　　①NH4HSO4 ②(NH4)2SO4 ③(NH4)2Fe(SO4) ④NH4HCO3 ⑤(NH4)2CO3

　　【點撥】先考慮鹽直接電離出的NH4+的濃度的大小，②③⑤中的NH4+的濃度大於①④中的

　　NH4+的濃度。再考慮影響NH4+的濃度的大小因素，是受到促進還是受到抑制。③中NH4+和Fe2+都水解產生H+，NH4+的水解受到了抑制，⑤中CO32-的水解促進了NH4+的水解，②中NH4+的水解未受到影響，固NH4+的濃度③>②>⑤。 ①中HSO4-電離出的H+抑制了NH4+的水解，④中HCO3-的水解促進了NH4+的水解，固NH4+的濃度①>④。所以NH4+的濃度的由大到小順序為③>②>⑤>①>④

　　【鞏固】

　　1、物質的量濃度相同的下列溶液：①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④（NH4）2CO3

　　⑤NH4HCO3，按C(CO32—)由小到大排列順序正確的是 ( )

　　A．⑤④③②① B．③⑤②④① C．③②⑤④① D．③⑤④②①

　　2、某二元弱酸（簡寫為H2A）溶液，按下式發生一級和二級電離：

　　H2A H++HA-；HA- H++A2-  已知一級電離遠大於二級電離,設有下列四種溶液：

　　A.0.01mol.L-1的H2A溶液 B.0.01mol.L-1的NaHA溶液（ C(OH-)＞C(H+) ）

　　C.0.02mol.L-1的HCl與0.04mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液

　　D.0.02mol.L-1的NaOH與0.02 mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液

　　據此，填寫下列空白（填代號）

　　A溶液中各離子濃度大小為

　　B溶液中各離子濃度大小為

　　B溶液中可能存在的等式關為有

　　D溶液中各離子濃度大小為

　　D溶液中可能存在的等式關為有

　　(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______________________。

　　課堂練習：

　　1、在0.1 moll-1的NH3H2O溶液中，下列關係正確的是（ ）

　　A．c（NH3H2O）＞c（OH-）＞c（NH4+）＞c（H+）

　　B．c（NH4+）＞c（NH3H2O）＞c（OH-）＞c（H+）

　　C．c（NH3H2O）＞c（NH4+）＝c（OH-）＞c（H+）

　　D．c（NH3H2O）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）

　　2、在0.1 molL-1的NaHCO3溶液中，下列關係式正確的是（ ）

　　A．c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（H+）＞c（OH-）

　　B．c（Na+）＋（H+）＝c（HCO3-）＋c（OH-）＋2c（CO32-）

　　C．c（Na+）＝c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）

　　D．c（Na+）＝c（HCO3-）＋c（H2CO3）＋c（CO32-）

　　3、實驗測得常溫下0.1moll-1某一元酸c（HA）溶液的pH值等於1，0.1moll-1某一元鹼c（BOH）溶液裡c（H+）/c（OH-）＝10-12。將此兩種溶液等體積混合後，所得溶液呈的各離子的濃度由大到小排列的順序是（ ）

　　A．c（B+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+）

　　B．c（A-）＞c（B+）＞c（H+）＞c（OH-）

　　C．c（B+）＝c（A-）＞c（H+）＝c（OH-）

　　D．c（B+）＞c（A-）＞c（H+）＞c（OH-）

　　4、將0.2moll-1的NH4NO3溶液與0.1moll-1的NaOH溶液等體積混合，下列有關混合溶液中微粒的濃度關係正確的（ ）

　　A．c（NH4+）=c（Na+）＞c（OH－）＞c（NH3H2O）

　　B．c（NH4+）=c（Na+）＞c（NH3H2O） ＞c（OH－）

　　C．c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3H2O） ＞c（OH－）

　　D．c（NH4+）+c（Na+）+c（H+）＝c（OH－）+c（NO3－）

　　5、在H2SO3溶液中由H2SO3產生的各種離子濃度大小的關係為____________________

　　6、（1)、將等體積等物質的量濃度的鹽酸和氨水混合後，呈_____性，溶液中c（NH4+）與c（Cl-）的大小關係是___________________；

　　（2)、將PH＝3的鹽酸和PH＝11的氨水等體積混合後溶液呈_____性，溶液中c（NH4+）與c（Cl-）的大小關係是___________________；

　　（3)、將物質的量濃度相同的鹽酸與氨水混合後，溶液中c（NH4+）與c（Cl-）濃度相等，則混合溶液呈_____性，鹽酸與氨水體積大小關係是_________________；

　　（4）、將m mol L-1的鹽酸和n molL-1氨水等體積混合後，溶液的PH＝7，m與n的大小關係是_______，則鹽酸中c（H+）與氨水中c（OH-）的大小關係是_______；

　　課後習題

　　1. 等體積等濃度的MOH強鹼溶液和HA弱酸溶液混和後，混和液中有關微粒的濃度應滿足的關係是 ( )

　　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（OH-）= c（H+） + c（HA）

　　2. 將100毫升0.2摩/升的BaCl2溶液加入到100毫升0.1摩/升的H2SO4溶液中，則溶液中存在的離子濃度關係是（ ）

　　A．c（H+）>c（Cl-）>c（Ba2+）>c（SO42-）

　　B．c（Cl-）> c（H+）>c（SO42-） >c（Ba2+）

　　C．c（H+）> c（SO42-）> c（Ba2+）> c（Cl-）

　　D．c（Cl-）> c（H+）>c（Ba2+）>c（SO42-）

　　3、.用2moll-1的NaOH溶液滴定pH=5的HCN溶液100mL至中性，此時溶液中各離子濃度關係正確的是（ ）

　　A．c（Na＋）>c（CN－）>c（OH－）>c（H＋） B．c（CN－）=c（Na＋）>c（H＋）=c（OH－）C． c（Na＋）+c（CN－）=2moll-1    D．c（Na＋）+c（OH－）= c（CN－）+c（H＋）

　　4、 0.1moll-1KHSO4和0.1moll-1Na2S溶液等體積混合後，溶液能使pH試紙變藍，則離子濃度關係正確的是 （ ）

　　A． c（SO42－） ＞ c（HS－） ＞ c（OH－） ＞ c（H＋）

　　B． c（Na＋） ＞ c（K＋） ＞ c（H＋） ＞ c（OH－）

　　C． c（Na＋）＝c（S2－）＋c（H2S）＋c（HS－）＋c（SO42－）

　　D． c（Na＋）＋c（K＋）＋c（H＋）＝c（SO42－）＋c（S2－）＋c（HS－）＋c（OH－）

　　5、將0.2moll-1CH3COOK與0.1 moll-1鹽酸等體積混合後，溶液中下列微粒的物質的量濃度關係正確的是（ ）

　　A．c（CH3COO-）=c（Cl-）=c（H+）>c（ CH3COOH）

　　B．c（CH3COO-）=c（Cl-） >c（ CH3COOH） >c（H+）

　　C．c（CH3COO-）>c（Cl-）>c（H+）>c（ CH3COOH）

　　D．c（CH3COO-）>c（Cl-）>c（ CH3COOH） >c（H+）

　　6、將7.8g鐵粉加入200mL2moll-1的HNO3溶液中，使之充分反應放出NO氣體，所得溶液中主要離子濃度的大小關係是 （）

　　A．c（NO3-）＞c（Fe2+）＞c（Fe3+）＞c（H+）

　　B．c（NO3-）＞c（Fe3+）＞c（Fe2+）＞c（H+）

　　C．c（Fe2+）＞c（Fe3+）＞c（NO3-）＞c（H+）

　　D．c（Fe2+）＞c（NO3-）＞c（Fe3+）＞c（H+）

　　7、0.1moll-1的NaOH溶液0.2L，通入448mL（標準狀況）H2S氣體，所得溶液離子濃度大小關係正確的是（ ）

　　A．c（Na+）>c（HS-）>c（OH-）>c（H2S）>c（S2-）>c（H+）

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

　　C．c（Na+） =c（H2S）+c（HS-）+c（S2-）+c（OH-）

　　D．c（S2-）+c（OH-）=c（H+）+c（H2S）

　　8、設氨水的pH＝x，某鹽酸的pH＝y，已知x+y＝14，且x>11。將上述兩溶液分別取等體積充分混合後，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是（ ）

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

　　9、在常溫下10mL pH＝10的KOH溶液中，加人pH＝4的一元酸HA溶液至pH剛好等於7（假設反應前後體積不變），則對反應後溶液的敘述正確的是 ( )

　　A．c（A－）＝c（K＋） B．c（H＋）＝c（OH－）＜c（K＋）＜c（A－）

　　C．V總≥20mL D．V總≤20mL

　　10、室溫下，向20 mL0.1moll-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1moll-1的NaOH溶液，直至氫氧化鈉溶液稍過量。在此過程中，溶液中各離子濃度關係不可能是（ ）

　　A. c（CH3COO—）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH—）

　　B c（Na+）＞c（CH3COO—）＞c（OH—）＞c（H+）

　　C．c（CH3COO—）=c（Na+）＞c（OH—）=c（H+）

　　D．c（Na+）＞c（OH—）＞c（H+）＞c（CH3COO—

　　填空題：

　　11、相同溫度下，相同物質的量濃度的下列溶液，它們的pH從大到小排列的正確順序是 。

　　(1)NH4Cl (2)NaCl (3)CH3COONa (4)Na2CO3 (5)NaOH (6)NaHCO3 (7)Na2SiO3 (8)HCl (9)Ba(OH)2 (10)CH3COOH (11)H2SO4 (12)NaAlO2 (13)NH3H2O

　　12、已知某溶液中只存在OH—、H+、NH4+、Cl—四種離子，某同學推測其離子濃度大小順序有如下四種關係：

　　①．c（Cl—）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH—）

　　②．c（Cl—）＞c（NH4+）＞c（OH—）＞c（H+）

　　③．c（NH4+）＞c（Cl—）＞c（OH—）＞c（H+）

　　④．c（Cl—）＞c（H+）＞c（NH4+）＞c（OH—）

　　填寫下列空白。

　　⑴若溶液中只溶解了一種溶質，則該溶質是_____________，上述四種離子濃度的大小順序為______________（填序號）。

　　⑵若上述關係中③是正確的，則溶液中的溶質為____________________________；若上述關係中④是正確的，則溶液中的溶質為_____________________________

　　⑶若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c（HCl）_________c（NH3H2O）c（填“大於”、“小於”或“等於”，下同），混合前酸中c（H+）和鹼中c（OH—）的關係c（H+）________c（OH—）。

　　13、某二元弱酸（簡寫為H2A）溶液，按下式發生一級和二級電離：

　　H2A H++HA-  HA- H++A2-

　　已知相同濃度時的電離程度H2A> HA-,設有下列四種溶液：

　　A．0.01mol.L-1的H2A溶液

　　B．0.01mol.L-1的NaHA溶液

　　C．0.01mol.L-1的HCl與0.04mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液

　　D．0.02mol.L-1的NaOH與0.02 mol.L-1的NaHA溶液等體積混合液

　　據此，填寫下列空白（填代號）

　　（1）c（H+） 最大的是______________________，最小的是______________________。

　　(2) c(H2A )最大的是______________________，最小的是______________________。

　　(3) c(A2- )最大的是______________________， 最小的是______________________

　　參考答案：

　　課堂練習

　　1 A 2 BD 3 C 4 C D 5 c（H+）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）

　　6（1）中 c（Cl—）＞c（NH4+） （2） 鹼 c（NH4+）>c（Cl-）（3）中V（HCl）＜V(NH3)（4）m＜n c（H+）＞c（OH—）

　　課後習題

　　1 CD 2 D 3 B 4 AC 5 D 6 A 7 D 8C 9 AD 10 D

　　11、(9)(5)(13)(12)(7)(4)(6)(3)(2)(1)(10)(8)(11) 12、（1） NH4Cl① （2）NH3H2O NH4Cl （3）NH4Cl HCl （4）＜＞

　　13 （1）A，D（2）C，D （3）D，A