溶液中离子浓度大小的比较教案(共8篇)
溶液中离子浓度大小的比较教案 篇1
溶液中离子浓度大小的比较教案
1、溶液中的守恒关系
⑴物料守恒(原子守恒):溶液中某组分的起始浓度等于它在溶液中的各种存在形式浓度之和。
-以1mol·L1CH3COONa为例:
-++-CH3COONa===CH3COO+Na
H2OH+OH
--CH3COO+H2OCH3COOH+OH
--c(CH3COO)+c(CH3COOH)=1mol·L
1+-c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)Na2CO3溶液:
NaHCO3溶液: 小结:等号的一端都含有某种元素,一般为物料守恒。
⑵电荷守恒:溶液呈中性,即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。例:CH3COONa溶液:
Na2CO3溶液:
NaHCO3溶液: 小结:等号一端全为阳离子或阴离子,一般为电荷守恒。
+-⑶质子守恒:溶液中c(H)水=c(OH)水称为质子守恒。
例:CH3COONa溶液:
Na2CO3溶液:
NaHCO3溶液:
+-小结:等号一端为c(H)或c(OH),一般为质子守恒。注意:质子守恒=物料守恒—电荷守恒
作业:写出Na2S溶液和(NH4)2SO4溶液的三个守恒关系
2、溶液中离子浓度大小的比较 ⑴单一溶液离子浓度的比较
①多元弱酸溶液离子浓度的比较:例:H3PO4 ②多元弱酸盐溶液离子浓度的比较:Na2CO3
③多元弱酸的酸式盐溶液离子浓度比较:NaHCO3 ④一样乳酸盐溶液离子浓度比较:例:CH3COONa 练习:NH4Cl、NaHS ⑵混合溶液离子浓度的比较 ①强酸与弱碱混合 ②弱酸与强碱混合
溶液中离子浓度大小的比较教案 篇2
电解质溶液中离子浓度大小比较问题, 是高考的“热点”之一。高考化学试卷年年涉及这种题型。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, 它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、电离度、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。掌握此类题有三个思维基点:电离、水解和守恒。
一、电离平衡理论和水解平衡理论
1.电离理论:
⑴弱电解质的电离是微弱的, 电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的, 同时注意考虑水的电离的存在;例如NH3·H2O溶液中c (NH3·H2O) >c (OH-) >c (NH4+) >c (H+) 。
⑵多元弱酸的电离是分步的, 主要以第一步电离为主;例如H2S溶液中微粒浓度关系为:c (H2S) >c (H+) >c (HS-) >c (OH-)
2.水解理论:
⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗;如NaHCO3溶液中有:c (Na+) >c (HCO3-) 。
⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的 (双水解除外) , 因此水解生成的弱电解质及产生H+的 (或OH-) 也是微量, 但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在, 所以水解后的酸性溶液中c (H+) (或碱性溶液中的c (OH-) ) 总是大于水解产生的弱电解质的浓度;例如 (NH4) 2SO4溶液中c (NH4+) >c (SO42-) >c (H+) >c (NH3·H2O) >c (OH-) 。
⑶多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的, 主要以第一步水解为主。例如Na2CO3溶液中c (CO32-) >c (HCO3-) 。
二、电荷守恒和物料守恒
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。如NaHCO3溶液中c (Na+) +c (H+) =c (HCO3-) +2c (CO32-) +c (OH-)
【注意】书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类;②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。
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。如NaHCO3溶液中n (Na+) :n (C) =1:1, 推出:c (Na+) =c (HCO3-) +c (CO32-) +c (H2CO3)
3.导出式——质子守恒:
如碳酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将Na+离子消掉可得:c (OH-) =c (H+) +c (HCO3-) +2c (H2CO3) 。此关系式也可以按下列方法进行分析, 由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值, 所以无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子, 但氢原子总数始终为定值, 也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。可以用图示分析如下:
由得失氢离子守恒可得:c (OH-) =c (H+) +c (HCO3-) +2c (H2CO3) 。
又如醋酸钠溶液中
电荷守恒:c (Na+) =c (CH3OO-) +c (CH3COOH)
物料守恒: c (Na+) +c (Na+) =c (CH3OO-) +c (OH-)
将钠离子消掉可得质子守恒:c (OH-) =c (H+) +c (CH3COOH) 。
【专题突破】
【例1】在Na2S溶液中下列关系不正确的是
A.c (Na+) =2c (HS-) +2c (S2-) +c (H2S)
B.c (Na+) +c (H+) =c (OH-) +c (HS-) +2c (S2-)
C.c (Na+) >c (S2-) >c (OH-) >c (HS-)
D.c (OH-) =c (HS-) +c (H+) +c (H2S)
分析:电荷守恒:c (Na+) +c (H+) =c (OH-) +c (HS-) +2c (S2-) ;
物料守恒:c (Na+) =2c (HS-) +2c (S2-) +2c (H2S) ;
质子守恒:c (OH-) =c (HS-) +c (H+) +2c (H2S) , 选A D
【例2】用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa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 ( )
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
分析:CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中, CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在。已知C (CH3COO-) >C (Na+) , 根据电荷守恒C (CH3COO-) +C (OH-) =C (Na+) +C (H+) , 可得出C (OH-)
【例3】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
溶液中离子浓度大小的比较教案 篇3
关键词:高中化学 溶液中离子浓度大小比较 教学反思
一、“溶液中离子浓度大小比较”的教学设计
1.赏题
在教学“溶液中离子浓度大小比较”时,笔者会先问学生:“你知道在高考中这个知识点怎么考吗?2011年的江苏高考化学卷被评为‘优秀试卷,题目经典,具有参考价值。接下来,我们一同欣赏2011年江苏省高考化学卷第14题,并分析命题的情境和考查形式。”
例1.(2011年江苏省高考化学卷第14题)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO3)>c(H2CO3)
B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)
C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液:
c(CO3)> c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)
D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7, c(Na+)=0.1 mol·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
出示案例后,笔者说:“近几年的高考题,虽然这个知识点只占4分,但得分率很低。我们这一节课就是要明确‘电解质溶液的分类和‘离子浓度大小比较的题型,学会分析题型,用正确理论来思考,用正确的方法来解题。”
设计意图:近几年江苏省高考题中“离子浓度大小比较”的重现率为100%。通过赏析高考试题,笔者让学生明白了高考是如何考查这一知识点的。
2.观题
赏题环节结束后,笔者说:“我们刚才分析了命题的情境主要分两类:单一溶液和混合溶液。分清所给溶液的组成特征是解答这类题型的第一步。”
例2.认真观察,对比下列9组命题情境:
①在0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液中;
②在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中;
③在0.1mol·L-1 NH4Cl溶液中;
④在0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中;
⑤在0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中;
⑥浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合;
⑦0.1mol·L-1 CH3COOK與0.1 mol·L-1盐酸等体积混合;
⑧0.1molCO2通入到1L0.1mol·L-1 NaOH溶液中;
⑨pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合。
出示案例后,笔者要求学生从溶液的分类这一角度出发,给题中的溶液分类,并将序号填入括号内。
溶液的分类
设计意图:分析命题的情境是解答“离子浓度大小比较”最关键的一步,只有清楚分析是弱电解质还是盐溶液,混合以后究竟是什么溶质,才能解答此类问题。
3.析题
在观题环节后,笔者说:“我们知道题中所给的溶液是什么类型之后,就要关注题目考查的形式,是等式,还是不等式。最后,我们再结合所学的理论进行梳理。”
首先,熟悉两大理论,构建思维基点。第一,电离理论:弱电解质的电离程度小;第二,水解理论:离子的水解程度小。
其次,把握两种守恒,明确等量关系。第一,电荷守恒:正电荷总浓度等于负电荷总浓度;第二,物料守恒。电解质溶液中某些原子(团)间存在一定的比例关系。
第三,辨析等式和不等式两种形式,理清解题策略。
最后,熟记两对矛盾,分清主次。如等物质的量浓度的双组分混合溶液中常见的两个矛盾:
NH3·H2O(主) CH3COOH (主)
NH4Cl (次) CH3COONa(次)
(碱性) (酸性)
设计意图:理论知识不能只讲不练,只有结合具体的Na2CO3和NaHCO3溶液把两大理论、两种守恒讲解清楚,才能引导学生触类旁通。
4.命题
析题环节结束后,笔者对学生说:“你们能利用案例一中的9组命题情境,给同桌出一道‘比较离子浓度大小的题目吗?”然后让学生自主活动,有学生设计了这样一道题目:下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )。
A.在0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(H+)+ c(H2CO3)= c(OH-)+ c(CO3)
B.pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合:
c(Na+)>c(CH3COO-) >c(H+) >c(OH-)
C.浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
2c(H+)+ c(CH3COOH)= c(OH-) +c(CH3COO- )
D.在0.1mol·L-1 NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH4)>c(NH3·H2O) >c(H+) >c(OH-)
设计意图:这一环节让学生体验了自主命题,是一种体验式学习。在体验过程中,学生自主学习,大胆设置问题,提升了学生的综合能力。
二、“溶液中离子浓度大小比较”的教学反思
1.以点带面,一图串知
本节课打破了传统的复习课教学理念,设计新颖,四个活动内容环环相扣、推进流畅,通过一张动态的滴定关系图可以有效呈现单一溶液、混合溶液中各种守恒关系和大小关系。在以往的习题中也出现过类似的滴定曲线图分析离子浓度的大小关系,但是未能把其中所有的关系归纳到位。然而,在高三复习中,恰恰需要这种能够把知识点和问题点穿到一块的主线,通过主线引领教师的教学,以点带面,强化知识之间的联系,同时培养学生的纵向思维。
2.“体验命题”的大胆尝试
在高三复习过程中,教师要更新观念,从“精讲多练”向“精讲精练”方向转变, 继而走向“少讲多学”,教师要相信学生有能力进行自主命题。在自主命题的过程中,学生可以采用自主学习、合作学习等多种学习方式,不断地积累经验,提升自己。教师为了不教,所以在复习备考中,一定要多创造条件,让学生体验命题,让学生在感知、感受和感悟中不断成长、进步,进而提高化学学习效率。
参考文献:
[1]马文礼.对“离子浓度大小比较”动态开放性试题的教学探析[J].绵阳师范学院学报,2015,(11).
[2]王芬.电解质溶液中离子浓度大小比较的方法[J].学周刊,2016,(19).
溶液中各微粒浓度大小的判断 篇4
本文通过总结提升教学中的感受、经验,将其归纳成一定的方法,希望能对该知识点的教学和学习带来有益的帮助。
关键词:电离方程式;水解方程式;电离程度;水解程度
教学过程中我发现,很多学生在高二化学讲到《盐类的水解》这个地方时,由于新旧知识的掌握不到位,会有一些关键的知识点无法突破,尤其溶液中微粒浓度大小的判断,更是难点中的难点。
经过一段时间的思考,有了一些想法,在此提出个人拙见,抛砖引玉,共同探讨。
在本章的习题中,常会出现各种各样的溶液,既有酸、碱、盐的溶液,也有多种成分混合的溶液,要解决其中离子浓度的大小问题,我觉得关键是有关电离方程式和水解方程式的书写。
具体分为三个步骤:一、书写溶液中强电解质的电离方程式;二、书写溶液中弱电解质的电离方程式和弱酸阴离子、弱碱阳离子的水解方程式;三、书写水的电离方程式。
具体方法例如在正盐Na2S溶液中:
①Na2S Na++S2- 出现微粒:Na+、S2-
②S2-+H2O?葑HS-+OH- 出现微粒:HS-、OH-、H2S(分子的浓度也可以一并判断,
HS-+H2O?葑H2S+OH- 并且前一步中出现过的微粒不再重复)
③H2O?葑H++OH- 出现微粒:H+
在第①步中出现的微粒的浓度始终大于第②步中出现的微粒的浓度,第②步中出现的微粒的浓度始终大于第③步中出现的微粒的浓度,多步都出现的微粒其浓度以最先出现的一步的浓度大小为主。
根据上述方法可首先排出浓度的大致顺序:c(Na+)、c(S2-)>c(HS-)、c(OH-)、c(H2S)>c(H+);每组微粒浓度的大小在组内方程式中找到相应数量关系解决,组内浓度相同的微粒,一般为多步出现的微粒,需借助下一组中的数量关系解决,其中第二组的关键是抓住电离和水解过程进行的程度大小。
在第①步中Na2S电离产生的Na+是S2-的2倍,且S2-在第②步还有消耗,所以c(Na+)>c(S2-);在第②步中出现的两个方程式,分别是二元弱酸根的一级水解和二级水解,而一级水解程度大于二级水解程度,所以c(HS-)>c(H2S),OH-在两个方程式都有生成,因此c(OH-)>c(HS-)>c(H2S);第③步中只有H+,那么c(H+)是溶液中最小的;综上所述溶液中微粒浓度的大小顺序为:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H2S)>c(H+)。
解题过程中也会出现同一步内两种微粒浓度相等的情况,例如在NH4Cl溶液中:
①NH4Cl NH4++Cl- 出现微粒:NH4+、Cl-
②NH4++H2O?葑NH3·H2O+H+ 出现微粒:NH3·H2O、H+
③H2O?葑H++OH- 出现微粒:OH-
溶液中微粒浓度的大致顺序为:c(Cl-)、c(NH4+)>c(NH3·H2O)、c(H+)>c(OH-);在第①步中NH4Cl电离产生的c(NH4+)和c(Cl-)相等,但第②步中NH4+水解会消耗NH4+,所以c(Cl-)>c(NH4+);第②步中NH4+水解产生的c(NH3·H2O)和c(H+)相等,但第③步中H2O电离还会产生H+,所以c(H+)>c(NH3·H2O);第③步中只出现OH-,所以c(OH-)是溶液中最小的;综上所述溶液中微粒浓度的大小顺序为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。
本方法除了能判断单一溶质溶液中的微粒浓度大小外,还能判断回合溶液中各微粒浓度的大小。
例如在含有等物质的量CH3COONa和CH3COOH的溶液中:
①CH3COONa CH3COO-+Na+ 出现微粒:CH3COO-、Na+
②CH3COOH?葑CH3COO-+H+ 出现微粒:CH3COOH、H+、OH-
CH3COO-+H2O?葑CH3COOH+OH-
③H2O?葑H++OH- 出现微粒:前面步骤均已出现
溶液中微粒浓度的大致顺序为:c(CH3COO-)、c(Na+)>c(CH3COOH)、c(H+)、c(OH-);在第①步中CH3COONa电离产生的c(CH3COO-)和c(Na+)相等,第②步中CH3COO-既有生成又有消耗,此时借助同浓度的弱电解质的电离程度大于其对应酸根离子的水解程度这个结论,可以判断出CH3COOH的电离程度大,而CH3COO-的水解程度小,进而推知在第②步中CH3COO-生成的比消耗的多。
所以c(CH3COO-)>c(Na+);在第②步中CH3COOH本身就大量存在,只有少量电离,且CH3COO-水解还会产生一定量的CH3COOH,因而c(CH3COOH)>c(H+)、c(OH-),前面已经提到CH3COOH的电离程度比CH3COO-的水解程度大,所以c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);综上所述溶液中微粒浓度的大小顺序为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。
当大家熟练掌握这个方法后,还能解决一些更为复杂的问题,在此就不再赘述,从我所教学生的使用情况来看,本方法运用起来还是很快捷准确的。
溶液中离子浓度大小的比较教案 篇5
一、溶质单一型溶液
1.酸溶液和碱溶液。
对于酸和碱溶液主要考虑电离, 在酸溶液中的所有离子中, c (H+) 最大;碱溶液的所有离子中, c (OH-) 最大, 其他离子浓度根据电离程度进行比较, 其中难点在于弱酸和弱碱的电离。
2.盐类的水解非常微弱, 一般不超过千分之二。盐溶液中正盐主要考虑水解, 酸式盐要先判断酸式酸根以电离为主还是水解为主。
(1) 弱酸的阴离子和弱碱阳离子因水解而消耗, 如Na HCO3溶液中, c (Na+) >c (HCO3-) 。
(2) 弱酸阴离子和弱碱阳离子的水解是微量的 (双水解除外) , 因此水解生成的弱电解质及产生的H+ (或OH-) 也是微量的, 但由于水的电离平衡和盐类水解的平衡同时存在, 所以水解后的呈酸性的溶液中c (H+) (或呈碱性的溶液中c (OH-) ) 总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
(3) 水解的口诀要牢记:有弱才水解, 无弱不水解, 越弱越水解, 都弱都水解, 谁强显谁性, 同强显中性;所以在水解呈酸性的溶液中, 总有c (H+) >c (OH-) , 在水解呈碱性的溶液中, 总有c (H+) <c (OH-) 。以强酸弱碱盐为例, 在氯化铵溶液中, 同时存在着如下电离平衡和水解平衡:NH4Cl=NH4++Cl-;H2O葑H++OH-;NH4++H2O葑NH3·H2O+H+, 由于铵根离子被水解, 所以c (Cl-) >c (NH4+) , 而溶液中的电离程度大于水解程度, 所以c (Cl-) >c (NH4+) >c (H+) >c (OH-) 。
(4) 多元弱酸的强碱正盐中, 要根据酸根的分步水解来分析 (注意水解都是微弱的) ;第一步水解程度大于第二步水解程度, 依次减弱, 以第一步水解为主;如在硫化钠溶液中, 同时存在以下电离和水解平衡:
Na2S=2Na++S2-, H2O葑H++OH-;S2-+H2O葑HS-+OH-;HS-+H2O葑H2S+OH-, 由于电离产生c (Na+) :c (S2-) =2:1, 且部分硫离子水解, 所以c (Na+) >c (S2-) , 而水解时第一步大于第二步, 所以c (S2-) >c (HS-) >c (H2S) ;强碱弱酸盐显碱性, 所以c (OH-) >c (H+) , 而溶液中OH-同时来源于S2-水解和水的电离, 所以有c (OH-) >c (HS-) , 所以Na2S溶液中的离子浓度关系如下:c (Na+) >c (S2-) >c (OH-) >c (HS-) >c (H+) 。
(5) 多元弱酸酸式盐溶液中, 由于存在弱酸的酸式根离子的电离, 同时还存在弱酸的酸式根离子的水解, 必须搞清楚电离程度和水解程度的相对大小, 然后判断离子浓度的顺序;这个时候需要记住一些典型的特例。例如, 常见的Na HCO3, Na HS, Na2HPO4溶液中, 水解程度大于电离程度, 溶液呈碱性。例如在Na HCO3溶液中有c (Na+) >c (HCO3-) >c (OH-) >c (H+) >c (CO32-) ;而在溶液Na HSO3, Na H2PO4中则是电离程度大于水解程度, 溶液呈酸性, 例如, 在溶液Na HSO3中, 离子浓度顺序为:c (Na+) >c (HSO3-) >c (H+) >c (SO32-) >c (OH-) 。
二、混合溶液中的离子浓度
1.相互不反应, 则同时考虑电离和水解哪个占主要地位;要求记住典型特例, CH3COOH与CH3COONa等浓度时, 电离程度大于水解程度, c (CH3COOH) <c (CH3COO-) , 呈酸性;NH3·H2O和NH4Cl等浓度时, 电离程度大于水解程度, c (NH3·H2O) <c (NH4+) , 呈碱性;HCN和Na CN等浓度时, 水解程度大于电离程度, c (HCN) >c (CN-) , 呈碱性。
例用物质的量为0.1mol CH3COOH和CH3OONa溶液配成1L的混合溶液, 已知其中c (CH3COO-) >c (Na+) , 比较混合溶液中的离子浓度大小。
解:在混合溶液中, CH3COOH, CH3COONa的电离和CH3COO-的水解同时存在, 即CH3COOH葑CH3COO-+H+;CH3COONa=CH3COO-+Na+;CH3COO-+H2O葑CH3COOH+OH-;根据电荷守恒有:c (CH3COO-) +c (OH-) =c (H+) +c (Na+) , 根据题意, c (CH3COO-) >c (Na+) , 所以, c (OH-) <c (H+) , 溶液呈酸性, 电离程度大于水解程度;根据物料守恒, 可以有c (CH3COOH) +c (CH3COO-) =0.2mol/L, 溶液中离子浓度大小为:c (CH3COO-) >c (Na+) >c (H+) >c (OH-) 。
2.两种物质恰好完全反应———当作单一溶质处理;故与情况一相同;若强酸与强碱混合, 恰好完全反应, 则溶液呈中性;若强酸和弱碱恰好完全反应, 生成的溶液为单一的盐溶液, 弱碱根离子水解, 溶液呈酸性;若强碱和弱酸恰好完全反应, 生成的溶液为单一的盐溶液, 弱酸根离子水解, 溶液呈碱性;如, 在10ml 0.1mol/L Na OH溶液中加入同体积, 同浓度CH3COOH溶液, 两种溶液恰好完全反应, 生成CH3COONa和水, 因此反应后的溶液实际就是单一溶质CH3COONa溶液, 而CH3COONa是强碱弱酸盐, 极少一部分发生水解, 因此可知, 溶液中离子浓度的大小关系为:c (Na+) >c (CH3COO-) >c (OH-) >c (H+) ;由电荷守恒可以得到:c (Na+) +c (H+) =c (CH3COO-) +c (OH-) ;由物料守恒可以得到:c (Na+) =c (CH3COO-) +c (CH3COOH) 。
3.两种物质反应, 其中一种剩余;此类题目中若有酸或碱过量时, 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的盐的水解程度的相对大小。
(1) 强酸和弱碱溶液混合后, 若酸过量, 则反应后的溶液为强酸和强酸弱碱盐, 显然溶液显酸性, c (H+) >c (OH-) ;若碱溶液大量过量, 溶液为大量的弱碱溶液和强酸弱碱盐的混合溶液, 溶液中的c (H+) <c (OH-) , 溶液显碱性;若碱溶液少量过量, 溶液为少量的弱碱溶液和强酸弱碱盐的混合溶液, 溶液中c (H+) =c (OH-) ;因此可以根据这几种情况具体判断溶液中离子浓度的大小.
例用0.1mol/L的盐酸溶液滴定0.1mol/L的氨水, 滴定过程中不可能出现的现象是 ()
解析:氨水和盐酸混合后, 溶液中存在的离子有四种:Cl-, NH4+, H+和OH-;若氨水大量过量, 则溶液为NH3·H2O和NH4Cl混合溶液, 呈碱性, 所以有c (NH4+) >c (Cl-) >c (OH-) >c (H+) , 所以A正确;若氨水少量过量, 则溶液可能呈中性, 此时c (OH-) =c (H+) , 根据电荷守恒, 可得c (NH4+) =c (Cl-) , 所以B正确;若盐酸过量, 溶液为HCl和NH4Cl的混合溶液, 此时溶液呈酸性, 则有此时就会有:c (Cl-) >c (NH4+) , c (H+) >c (OH-) , 所以D正确, 而对于C选项, 根据电荷守恒, 有c (NH4+) +c (H+) =c (OH-) +c (Cl-) , 因此不可能出现c (Cl-) >c (NH4+) , c (OH-) >c (H+) , 所以不可能出现的现象是C。
(2) 强碱和弱酸混合后, 若强碱过量, 则反应后的溶液为强碱和强碱弱酸盐的混合溶液, 显然溶液呈碱性即c (H+) <c (OH-) ;若酸少量过量, 则得到的溶液为少量弱酸和强碱弱酸盐的混合溶液, 则溶液呈中性, c (H+) =c (OH-) ;若酸大量过量, 则得到的溶液为大量的弱酸和强碱若酸盐的混合溶液, 溶液呈酸性, 即c (H+) >c (OH-) 。
例某酸性溶液中只有Na+, CH3COO-, H+, OH-四种离子, 则下列描述正确的是 ()
A.该溶液由p H=3的CH3COOH与p H=11的Na OH溶液等体积混合而成;
B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的Na OH溶液和CH3COOH溶液混合而成;
D.加入适量氨水, c (CH3COO-) 一定大于c (Na+) 、c (NH4+) 之和。
解析:此题的关键首先要抓住题目中的“酸性”两个字, 而且要注意弱酸、弱碱给出p H值和给出物质的量浓度是两个完全不同的概念, 选项A中, CH3COOH是弱酸, 不完全电离, 现溶液中电离出的c (H+) =10-3mol/L, Na OH是强碱, 完全电离出的c (OH-) =10-3mol/L;恰好完全反应, 生成强碱弱酸盐CH3COONa, 同时由于酸碱中和反应的发生, 使CH3COOH电离出的c (H+) 降低, 电离平衡向右移动, 产生更多的H+, 致使溶液呈酸性。选项B中, 等物质的量浓度, 等体积的Na OH溶液和CH3COOH溶液混合, 恰好完全反应, 生成强碱弱酸盐CH3COONa, 溶液呈碱性, 与题目不符合;选项C中, 根据电荷守恒的原理, 溶液中的离子浓度始终满足c (CH3COONa-) +c (OH-) =c (Na+) +c (H+) , 在任何溶液中都不可能出现c (CH3COO-) >c (Na+) , c (OH-) >c (H+) ;所以C选项不正确。选项D中, 根据电荷守恒, 溶液中离子浓度满足:c (CH3COON) +c (OH-) =c (NH4+) +c (Na+) +c (H+) , 若加入氨水后溶液呈中性, 即:c (OH-) =c (H+) , 则有c (CH3COONa-) =c (NH4+) +c (Na+) ;若溶液呈碱性, 即c (OH-) >c (H+) , 则有c (CH3COONa-) <c (NH4+) +c (Na+) ;若溶液呈酸性, 则有c (CH3COONa-) >c (NH4+) +c (Na+) , 因此, c (CH3COO-) 不一定大于c (Na+) 、c (NH4+) 之和。所以答案为A。
三、同一粒子在不同溶液中的离子浓度大小比较, 看不同溶液中其他粒子对该离子浓度的影响
例物质的量浓度相同的下列溶液中, c (NH4+) 最大的是 (%)
解析:A、B、C、D都是强电解质, NH4Cl为强酸弱碱盐, 水解消耗铵根离子;NH4HSO3中电离占优势, 产生的H+抑制了NH4+的水解;CH3COONH4是双水解, 大量消耗NH4+, 产生氨气, 使得溶液中NH4+浓度下降;NH4HCO3中电离出来的HCO3-的水解会促进NH4+的水解, 使得溶液中NH4+浓度降低。因此, 正确答案为B。
一般说来, 若选项为离子浓度的等式, 要从电荷守恒、物料守恒、质子守恒考虑, 甚至有时需要将其中两个守恒等式进行叠加处理。教学中发现, 学生最容易理解的是电荷守恒, 理解起来最吃力的是质子守恒, 而往往在解题中, 大多数题目只要运用电荷守恒就可以解决, 最多把电荷守恒和物料守恒联系起来也就可以解决问题了。
溶液中离子浓度大小的比较教案 篇6
1.两大理论
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:NH3·H2O、NH+4、OH-浓度的大小关系是
c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH+4)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解也是微弱的(双水解除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:NH+4、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:CO2-3、HCO-3、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO2-3)>c(HCO-3)>c(H2CO3)。
例1用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中
c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是( )。
A.c(H+)>c(OH-)
B.c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1
C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-) D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol
·L-1
解析依电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因c(CH3COO-)>c(Na+),则c(H+)>c(OH-);且c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+0.1 mol·L-1>0.1 mol·L-1;依物料守恒关系:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 mol·L-1,因c(CH3COO-)>c(Na+)=0.1 mol·L-1,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。答案:A
例2对于等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,下列说法不正确的是( )。
A.分别升高温度,两种溶液的pH均减小
B.相同温度下两种溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3
C.分别加入少量NaOH,两溶液中c(CO2-3)均增大
D.两溶液均存在c(Na+)+c(H+)=
c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3)
解析A项,升温,CO2-3、HCO-3的水解程度均增大,pH增大,错误。答案:A
2.三种守恒关系
(1)电荷守恒规律
电解质溶液中,溶液都是呈电中性,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NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO-3、CO2-3、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+c(OH-)+2c(CO2-3)。注意:电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO2-3)的系数2代表一个CO2-3带2个负电荷,不可漏掉。
(2)物料守恒规律
电解质溶液中,元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。注意:物料守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如K2S溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(K+)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。
图1
(3)质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移如图1所示,由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示: c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
例3将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧,最后得到的固体物质是( )。
A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3
C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2
解析将足量CO2气体通入水玻璃中,发生反应:2CO2+Na2SiO3+2H2OH2SiO3↓+2NaHCO3;加热蒸干高温灼烧时发生反应:H2SiO3△H2O+SiO2;2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O;SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2↑,各反应物存在如下关系:H2SiO3~2NaHCO3,H2SiO3~SiO2,2NaHCO3~Na2CO3~SiO2,由上述关系可知,最后所得固体物质是Na2SiO3,故选A项。答案:A
例4下列溶液中有关物质的浓度关系正确的是( )。
A.c(NH+4)相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中:
c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4]>c(NH4Cl)
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液:
c(OH-)=c(HCO-3)+c(H+)+2c(H2CO3)
nlc202309040137
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
解析A项,大小顺序应为c(NH4Cl)>c(NH4HSO4)>c[(NH4)2SO4];B项,c(CH3COO-)应大于c(Na+);C项,符合质子守恒;D项应为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)。答案:C
3.两种解题方法
(1)盐与酸(碱)混合法
首先考虑是否反应,都不反应,分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小。若能反应,则按反应后混合组成再综合考虑水解和电离两种因素。如:0.1 mol/L的HCl和0.1 mol/L的NH4Cl等体积混合后,溶液之间不反应,c(Cl-)>c(H+)>c(NH+4),因为水解微弱。
例5将0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 KOH溶液等体积混合,下列关系正确的是( )。
A.2c(K+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(H2CO3)
B.c(Na+)>c(K+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+)
C.c(OH-)+c(CO2-3)=c(H+)+c(H2CO3)+0.1 mol·L-1
D.3c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3)
解析根据物料守恒可知A中表达式错;题中两溶液反应后含有等浓度的HCO-3和CO2-3,由于CO2-3的水解程度大于HCO-3的水解程度,因此选项B中的表达式为c(Na+)>c(HCO-3)>c(K+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+),B错;C选项,根据电荷守恒有c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3),根据物料守恒有c(Na+)=c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3),两者相减可知正确的表达式为c(OH-)+c(CO2-3)=c(H+)+c(H2CO3)+0.05 mol·L-1。由电荷守恒和c(Na+)=2c(K+)可知选项D正确。答案:D
(2)整体思维法
根据单一溶液或溶液混合后的酸碱性比较离子的浓度大小。比如:0.1 mol/L的HCl和0.1 mol/L的NH3·H2O等体积混合后,恰好生成NH4Cl溶液,则按照NH4Cl的离子浓度大小比较即可:c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)。
例6下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( )。
A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH+4)
B.pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合:c(OH-)=c(H+)
C.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中:c(NH+4)>c(SO2-4)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
解析A选项,由电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH+4)+c(H+),pH=7可知c(Cl-)=c(NH+4) ,A错误;
若pH=2的一元酸是强酸,和pH=12的一元强碱等体积混合呈中性;pH=2的一元酸是弱酸,和pH=12的一元强碱等体积混合呈酸性,B项错误。
C选项,NH+4水解是微弱的,则c(NH+4)>c(SO2-4)>c(H+),C正确;硫化钠溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),D错误。答案:C
跟踪训练:
1.下列说法正确的是( )
A.某溶液中存在的离子只有Cl-、OH-、NH+4、H+,该溶液中离子浓度大小关系可能为c(Cl-)>c(NH+4)>c(OH-)>c(H+)
B.常温下0.1 mol/L的下列溶液①NH4Al(SO4)2 ②NH4Cl ③NH3·H2O ④CH3COONH4中,c(NH+4)由大到小的顺序是:②>①>④>③
C.0.1mol/L HA溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-)
D.常温下0.4mol/L HA溶液和0.2mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液的pH=3,则混合溶液中离子浓度的大小顺序为:c(A-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
2.下列说法正确的是( )
A.常温下将pH=2的醋酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显碱性
B.已知同温时氢氟酸的电离常数大于亚硝酸的电离常数,则相同温度相同浓度的NaF溶液和NaNO2溶液的碱性:NaF溶液较强
C.将等体积的盐酸和氨水混合,充分反应后所得溶液呈中性,则两溶液的物质的量浓度关系为:c(HCl) D.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO2-3),且c(Mg2+)·c(CO2-3)=6.82×10-6 3.下列说法正确的是( ) A.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-) B.一定量的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合所得的酸性溶液中:c(NH+4)<2c(SO2-4) C.物质的量浓度均为0.01 mol/L的CH3COOH和CH3COONa的溶液等体积混合后溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.02mol/L nlc202309040137 D.物质的量浓度相等的①NH4HSO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液中c(NH+4):①>②>③ 4.对于0.1mol·L-1的NH4Cl溶液,下列说法正确的是( ) A.升高温度,溶液pH升高 B.通入少量HCl,c(NH+4)和c(Cl-)均增大 C.c(NH+4)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+) D.c(Cl-)>c(H+)>c(NH+4)>c(OH-) 跟踪训练答案: 1 C 解析阴离子总浓度大于阳离子总浓度,A项不正确;NH4Al(SO4)2中有两种离子发生水解,NH+4和Al3+同时水解,水解相互抑制,因此该溶液中NH+4的水解程度最小,浓度最高,NH3·H2O电离出的NH+4是非常少量的,因此NH3·H2O中NH+4浓度最低,B项错误;根据电荷守恒知C项正确;D项,0.4 mol/L HA溶液和0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合,反应生成0.1 mol/L NaA,另外剩余0.1 mol/L HA,由于混合后溶液的pH=3[c(H+)=0.001 mol/L],溶液显酸性,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,则c(A-)>c(Na+),混合溶液中离子浓度的大小顺序为:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。 2 C 解析将pH=2的醋酸[c(H+)=0.01 mol/L]和pH=12的NaOH溶液[c(OH-)=0.01 mol/L]等体积混合,醋酸过量很多,所得溶液显酸性;同温时氢氟酸的电离常数大于亚硝酸的电离常数,则酸性:HF>HNO2,水解能力:NO-2>F-,相同温度相同浓度的NaF溶液和NaNO2溶液的碱性:NaF溶液较弱;MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则相同温度下,含有固体MgCO3的溶液中,c(Mg2+)·c(CO2-3)=6.82×10-6,但不一定都有c(Mg2+)=c(CO2-3)。 3 B 解析NaHA溶液中共含5种离子,根据电荷守恒有c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),A错;(NH4)2SO4与NH3·H2O混合所得溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(NH+4)<2c(SO2-4),B正确;根据物料守恒有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.01 mol/L,C错;NH4HSO4、NH4HCO3、NH4Cl溶液中NH+4水解程度最大的是NH4HCO3,最小的是NH4HSO4,所以c(NH+4):①>③>②,D错。 4 B 解析NH4Cl溶液中存在NH+4+H2O≒NH3·H2O+H+,水解是一个吸热过程,升温,平衡右移,c(H+)增大,pH减小,A选项错;通入少量HCl后,c(H+)增大,平衡左移,c(NH+4)增大,c(Cl-)同时也增大,B选项正确;根据电荷守恒,c(NH+4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液为酸性,c(H+)>c(OH-),则c(NH+4)+c(OH-) (收稿日期:2014-11-04) (1)强电解质在水溶液中是完全电离的,在溶液中不存在电解质分子。 (2)弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的。 例如,25℃ 0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,CH3COOH的电离度只有1.32%,溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子,少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-。多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离 H2CO3H++HCO-3 HCO-3H++CO2-3 且第一步电离远大于第二步电离。 2.依据水的电离规律 (1)水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离,生成H3O+(H+)和OH-: H2OH++OH- 在25℃(常温)时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L。 (2)在一定温度下,c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数:水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-),在25℃时,Kw=1×10-14。 (3)在纯水中加入酸或碱,抑制了水的电离,使水的电离度变小,水电离出的H+和OH-的浓度均小于1×10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐,促进了水的电离,使水的电离度变大,水电离出的H+或OH-的浓度均大于1×10-7mol/L。 3.依据盐类水解规律 强酸弱碱盐如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性;强碱弱酸盐如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解,如 CO2-3+H2OHCO-3+OH- HCO-3+H2OH2CO3+OH- 水解的离子占总离子的极少数,且第一步水解大于第二步水解。 4.依据水解与电离关系规律 对水解与电离共存时相互抑制,二者的相对大小要分析清楚。如NaHCO3水解大于电离,显碱性,c(H2CO3)>c(CO2-3);NaH2PO4、NaHSO3电离大于水解,显酸性性, 如NaHSO3 中:c(SO2-3)>c(H2SO3),而NaHSO4则只电离不水解。 5.依据电解质溶液中的守恒关系(以Na2CO3溶液为例) (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。即:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(OH-) (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他离子或分子等,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。即:c(Na+)=2[c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)] (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。即:c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2c(H2CO3) 例1(全国卷)室温时,将浓度和体积分别为C1、V1的NaOH溶液和C2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列关于该混合溶液的叙述错误的是( )。 A. 若PH>7,则一定是C1V1=C2V2 B.在任何情况下都是c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-) +c(OH-) C.当PH=7时,若V1=V2,一定是C2>C1 D.若V1=V2,C1=C2,则c(CH3COO-) +c(CH3COOH)=c(Na+) 答案:A 解析当NaOH和CH3COOH按照等物质的量反应时,形成的是强碱弱酸盐,显碱性,PH>7,而NaOH过量时,其PH也大于7,故A错误;B项符合电荷守恒关系式;当PH=7时,CH3COOH的物质的量需大于的NaOH物质的量,若V1=V2,一定是C2>C1,C项正确;若V1=V2,C1=C2,则NaOH和CH3COOH恰好中和,依据物料守恒,知D项正确。 例对于0.1mol·L-1 Na2SO3溶液,正确的是( )。 A.升高温度,溶液的pH降低 B.c(Na+)=2c(SO2-3)+c(HSO-3)+c(H2SO3) C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+c(OH-) D.加入少量NaOH固体,c(SO2-3)与c(Na+)均增大 解析A项,水解为吸热,升高温度,溶液的pH升高。B项,物料守恒:应为c(Na+)=2c(SO2-3)+2c(HSO-3)+2c(H2SO3)。C项,电荷守恒应为:c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-3)+ c(HSO-3)+c(OH-) 答案:D。例3.(江苏卷)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(H2CO3)B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO3)C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液:c(CO2-3)> c(HCO-3)> c(OH-)>c(H+)D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7, c(Na+)=0.1 mol·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-) 答案:BD解析:A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,HCO-3在溶液中存在水解与电离两个过程,而溶液呈碱性,说明水解过程大于电离过程,c(H2CO3)>c(CO2-3);B.c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO-3)中把c(H+)移项到等式另一边,即是一条质子守恒关系式;C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液反应后,得到浓度均为0.05 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3混合溶液,Na2CO3水解程度大于NaHCO3 所以c(HCO-3)>c(CO2-3);D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液,包括CH3COO-水解和CH3COOH电离两个过程,既然pH=7, 根据电荷守恒式,不难得出c(Na+)=c(CH3COO-) =0.1 mol·L-1,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。CH3COONa水解是有限的, c(CH3COOH)约为c(CH3COO-)的百分之一左右。例4.(江苏)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )A.室温下,向0.01mol·L-1NH4H+HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4H++)>c(OH-)=c(H+)B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+)C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO-3)+2c(H2CO3)D.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液: c(CH3COO-)+c(OH-) A.溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B.溶液中c(H+)增大 C.醋酸电离平衡向左移动 D.溶液的pH增大 这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。 首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。 α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100% 电离度可以表示弱电解质的相对强弱。 电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。 【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例: 导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。 由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况: ①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。 ②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。 看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1): 不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容) 我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。 我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。 根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。 由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。 因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。 此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。 这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。 (责任编辑 罗 艳)endprint 我们来看一个例题:将0.1mol·L-1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 B.溶液中c(H+)增大 C.醋酸电离平衡向左移动 D.溶液的pH增大 这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。 首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。 α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100% 电离度可以表示弱电解质的相对强弱。 电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。 【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例: 导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。 由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况: ①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。 ②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。 看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1): 不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容) 我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。 我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。 根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。 由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。 因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。 此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。 这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。 (责任编辑 罗 艳)endprint 我们来看一个例题:将0.1mol·L-1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 B.溶液中c(H+)增大 C.醋酸电离平衡向左移动 D.溶液的pH增大 这里的答案明显选D。学生问:将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水稀释后的浓度也不知道,答案的选项还是一样的吗?为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1?为了解决这个问题,下面来进行探讨。 首先介绍弱电解质电离度概念:当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数(包括电离的和未电离的)的百分数,用符号α表示。 α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100% 电离度可以表示弱电解质的相对强弱。 电离度不仅跟电解质的性质有关,还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离;越热越电离。 【讨论】电解质的电离度大,是否它的溶液的导电能力一定强?我们以CH3COOH为例: 导电能力与离子浓度成正比(当然也与离子所带电荷有关),c(H+)=Cα。 由此公式可知,溶液的电离度大,其导电能力不一定强,应分情况: ①同T,同C的不同弱电解质,α大→C(离)增大→导电能力强。 ②同T,稀释浓的弱电解质时(如冰醋酸),起始,α增大,C(离)增大→导电能力增强,但稀释到一定程度后,再稀释,尽管α增大,但V(aq)增大变为主要因素→C(离)减小→溶液导电性减小,即c(H+)=n(H+)V(aq)。 看起来似乎解决了问题,但是这是定性的,也是模糊的。此类问题能否定量化?查阅有关实验数据(教参高中化学第二册P59表3-1): 不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数(25℃)(部分内容) 我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点,在临界点以上稀释,c(H+)增大,在临界点以下稀释,c(H+)减小,从而达到量化的目的。经过多年的思考,笔者把具体算法做如下归纳,仅供参考。 我们以c(H+)为纵坐标,以加水量为横坐标,对冰醋酸进行稀释,由于计算出的c(H+)太小,所以我们将纵坐标c(H+)扩大104倍,这样作图方便一些,图像也更清晰。 根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点,即c(CH3COOH)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1,c(H+)随水量增加而增大;当c(CH3COOH)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(H+)减少。 由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致,所以氨水的临界点也是c(NH3·H2O)=0.2mol·L-1即c(NH3·H2O)>0.2mol·L-1时,加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1,c(OH-)随水量增加而增加,当c(NH3·H2O)<0.2mol·L-1,加水稀释后,c(OH-)减少。 因此,命题者为了体现严谨,总是将数据定为0.1mol·L-1,而且比0.2mol·L-1小些,此时加水稀释后c(H+)一定减小,以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1,加水后选什么项,那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1,大于0.2mol·L-1选B,溶液中c(H+)增大;小于0.2mol·L-1,c(H+)是先增后减,不好回答。 此临界点有利于我们划清界限,有助于教师准确命题,学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的,中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。 这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化,该法方便综合分析,这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法,我们可以借鉴使用。 【溶液中离子浓度大小的比较教案】推荐阅读: 离子浓度大小比较08-09 离子浓度大小比较策略06-02 配制一定物质的量浓度的溶液的教案10-17 标准溶液的浓度06-12 溶液的浓度说课课件11-10 溶液浓度传感11-24 钠离子浓度05-22 钙离子浓度07-30 溶液的配置大学教案07-06 《溶液的酸碱性》教案07-21比较离子浓度大小的依据 篇7
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