溶液浓度传感

溶液浓度传感（共6篇）

溶液浓度传感 篇1

【问题热身】

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

C.NH3COONH4 D.NH4HCO3

分析:NH4+在溶液中存在下列平衡:NH4+ + H2ONH3·H2O + H+ B中NH4HSO4电离出大量H+, 使平衡向左移动, 故B中c (NH4+) 大于A中的c (NH4+) , C项的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。

小议溶液中的离子浓度比较 篇2

首先，必须有如图1所示的正确思路：

电解质溶液单一溶液酸或碱溶液——考虑电离盐溶液——考虑水解

混合溶液不反应——同时考虑电离和水解反应

不过量——生成酸或碱——考虑电解生成盐——考虑水解

过量——根据过量程度考虑电离或水解

图1

其次，要掌握解此类题的三个思维基点：电离、水解和守恒（电荷守恒、物料守恒及质子守恒）。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结，形成技能。

第三，要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。

一、电荷守恒

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，也就是电荷守恒定律。在这个定律中，首先要注意的是溶液呈电中性这个关键词，溶液呈电中性与溶液呈中性是两个不同的概念，溶液呈中性则说明存在如下关系：c（H+）= c（OH-）。所以理解其概念就不会混淆了。

如在KHCO3溶液中必存在以下关系c（K+）+c（H+）=c（HCO-3）+c（OH-）+2c（CO2-3）

分析：溶液中存在以下的电离和水解：

KHCO3K++ HCO-3

HCO-3H++CO2-3

H2OH++ OH-

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

所以溶液中存在K+、H+、HCO-3、OH-、CO2-3这些离子，由于CO2-3带2个负电荷，阴离子所带负电荷总数为c（HCO-3）+c（OH-）+2c（CO2-3），阳离子所带正电荷总数为c（K+）+c（H+）。根据电荷守恒定律，两者相等得如下关系式：c（K+）+c（H+）=c（HCO-3）+c（OH-）+2c（CO2-3）

二、物料守恒

电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子的种类可能增多，但某些关键性的原子总是守恒的。如在K2S溶液中，存在如下电离和水解：

K2S2K++S2-

H2OH++ OH-

S2-+ H2OHS-+ OH-

HS-+ H2OH2S+ OH-

故硫元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在，但不管怎样，钾原子的物质的量总是硫原子物质的量的2倍。所以就有：

c（K+）=2[c（S2-）+ c（HS-）+c（H2S）]= 2c（S2-）+2 c（HS-）+2c（H2S）

三、质子守恒

质子守恒是指电解质溶液中的粒子电离出氢离子（H+）总数等于粒子接受的氢离子（H+）总数加上游离的氢离子（H+）数。或者理解为电解质溶液中分子或离子得到或失去的质子的物质的量应相等。

如Na2S水溶液中的质子转移c（H+）+c（HS-）+2c（H2S） = c（OH-）

实际上，质子守恒也可以根据电荷守恒和物料守恒联合求得。

电荷守恒：c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HS-）+2c（S2-）①

物料守恒：c（Na+）=2c（S2-）+2c（HS-）+2c（H2S）②

将②代入①式、化简得：c（OH-）=c（H+）+c（HS-）+2c（H2S）四、盐类水解

在溶液中盐的离子跟水所电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。

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+H2O

HCO-3+OH-

HCO-3+H2O

H2CO3+OH-

下面以物质的量浓度和体积均相同的Na2CO3和Na2SO4两种稀溶液为例（设前者溶液中离子数目为x1，后者溶液中离子数目为x2）来分析离子数目的大小关系。

（1）直接从离子总浓度入手分析

在碳酸钠溶液中：

x1=c（Na+）+c（CO2-3）+c（HCO-3）+c（H+）1+c（OH-）1

在硫酸钠溶液中：

x2=c（Na+）+c（SO2-4）+c（H+）2+c（OH-）2

CO2-3水解分两步进行，第一步水解生成HCO-3，第二步HCO-3再水解生成H2CO3，但第二步水解程度跟第一步比较可以忽略不计。若不考虑第二步水解，对于物质的量浓度相等的Na2CO3和Na2SO4两种稀溶液有： c（CO2-3）+c（HCO-3）=c（SO2-4）

Na2SO4溶液中，SO2-4不水解，溶液显中性，c（H+）2+c（OH-）2=2×10-7。在Na2CO3溶液中，由于CO2-3易水解，溶液显碱性，c（OH-）11×10-7>c（H+）1。

综上所述有：c（H+）1+c（OH-）1>c（H+）2+c（OH-）2。所以x1>x2。

结论：多元弱酸根离子水解反应后，溶液中离子总数增加，水解程度越大，离子总数增加越多。

例1把0.02 mol/L HAc溶液和0.01 mol/L NaOH溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系正确的是（）。

A.c（Ac-）>c（Na+）

B.c（HAc）>c（Ac-）

C.2c（H+）=c（Ac-）-c（HAc）

D.c（HAc）+c（Ac-）=0.01 mol/L

解析由电荷守恒关系可得：

c（H+）+c（Na+）=c（Ac-）+c（OH-）（1）

由物料守恒关系可得：

c（HAc）+c（Ac-）=c（Na+）×2=0.01mol/L（2）

由（2）可知D正确。

将（1）×2+（2）可得：

2c（H+）=c（Ac-）+2c（OH-）-c（HAc）（3）

C选项错误。

例2用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1 L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）>（CH3COO-）

D.C（CH3COO-）+c（OH-）=0.2 mol/L

解析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在Na2CO3溶液中，下列等量关系正确的是（）。

A.c（OH–）=c（H+）+c（HCO-3）+c（H2CO3）

B.2 c（Na+）=c（CO2-3）+c（HCO-3）+c（H2CO3）

C.c（Na+）+c（OH-）=c（H+）+2c（CO2-3）+3c（HCO-3）+4c（H2CO3）

D.c（Na+）+c（H+）=c（HCO-3）+

c（CO2-3）+c（OH-）

分析由质子守恒可知A项的正确关系式应为c（OH-）=c（H+）

+c（HCO-3）+2c（H2CO3），由物料守恒可知B项的正解关系式应为： c（Na+）=

2c（CO2-3）+2c（HCO-3）+2c（H2CO3），由质子守恒式和物料关系式联合可推出C项是正确的。再由电荷守恒可知D项正确关系式应为：c（Na+）+c（H+）=c（HCO-3）+2c（CO2-3）+c（OH-）。正确答案为：C。

（收稿日期：2016-03-15）

解析溶液浓度的有关计算 篇3

有关溶液的计算应包括溶液的物质的量浓度、溶质的质量分数和溶质的溶解度三方面的计算及其相互结合的计算。有关溶液计算种类繁多，题型比较复杂，计算的关键是： (1) 分析该溶液的“形成过程”； (2) 正确判断溶液中溶质究竟为何物质； (3) 能够准确计算出溶液的体积。抓住了关键，无论题目如何变化，均能迅速突破。下面就几种类型例题进行分析：

一、关于溶液的稀释和混合的计算

[例1]今有两种密度和溶质的质量分数分别为ρ1、ρ2（单位：g/cm3）和x1、x2的同溶质溶液，等体积相混合后，所得溶液溶质的质量分数为X，试通过计算推理填写下表，得出什么结论？

解：两溶液等体积混合后，其溶质的质量分数X，则

据题意:当x1>x2, ρ1>ρ2及x1<x2, ρ1<ρ2时, △>0, 即, 所以1、2、5均填“>”;当x1>x2, ρ1<ρ2及x1<x2, ρ1>ρ2时, △<0, 即所以2、4、6均填“<”。

结论：

1. 当浓度越大，其密度越大的同溶质水溶液等体积相混合（ρ>1）时，所得混合溶液溶质的质量分数大于混合前两溶液溶质质量分数的平均值，如Ba Cl2、H2SO4、Na Cl等溶液。

2. 当浓度越大，其密度越小的同溶质水溶液等体积相混合（ρ<1）时，所得混合溶液溶质的质量分数小于混合前两溶液溶质质量分数的平均值。如氨水、乙醇溶液等。

同时，也可推论得到：3任何两种相同溶质的溶液等质量混合，其混合后溶液的质量分数等于混合前两种溶液的质量分数和的1/2。

二、两种不同浓度表示方法之间的计算

溶质的质量分数和物质的量浓度都可以用来表示溶液的组成，而二者之间换算的桥梁是溶液的密度，同一溶液无论用何种浓度表示，它所含的溶质的质量都是固定不变的。

（其中ρ：溶液的密度g/mL, M：溶质的摩尔质量g mol, W：质量分数，C：溶液的物质的量浓度mol/L)

另外，还有溶解度S与溶液质量分数W及物质的量浓度（C）的换算。对于饱和溶液溶质的质量分数W可以与溶解度（S）换算。

因而, 对于饱和溶液的溶解度也可以与物质的量浓度换算,

[其中ρ：g/m, C:mol/L]

溶液浓度传感 篇4

一、等质量混合不同浓度的两溶液

由于在溶液混合过程中，质量是守恒的，也就是说质量具有加和性。因而将两溶液等质量混合后，其实溶质质量等于两溶液中的溶质质量总和，溶液质量也等于两溶液质量总和，从而就可以简单得到溶液的质量分数应为两溶液质量分数的总和除以2。即设两溶液质量分数分别为w1、w2，设所取溶液质量为m，则可得混合后溶液的质量分数w3=（w1×m+w2×m）/2m=（w1+w2）/2。

例1有甲、乙两种H2SO4（aq），甲中H2SO4的质量分数为3a%，乙中H2SO4的质量分数为a%，取甲、乙两溶液等质量混合，搅拌均匀后所得H2SO4（aq）中溶质的质量分数（ ）。

A.>2a% B.<2a%

C.=2a% D.无法确定

解析可设分别取两溶液质量为m g，则可得混合后的质量分数为：

（m g×3a%+m g×a%）/2m=2a%，所以选C。

二、等体积混合不同质量分数的两溶液

由于在溶液的混合过程中，体积是不守恒的，也就是说体积不具有加和性。因而将两溶液进行等体积混合的情况要比等质量混合复杂一些。等体积混合溶液时的体积不守恒，所以是不能直接运算的，所以我们仍然是将等体积的情况进行转化，形成仍然用质量进行讨论，才能得到最终的结果。而从体积换算到质量则需要用到密度，所以在等体积混合溶液时，需要考虑的是溶液的密度及密度与浓度的关系。

中学讨论的都是水溶液，所以我们将溶液的密度分为两类，一类是溶液密度小于水的密度（ρ<1 g/mL），此类溶液的密度随着溶液浓度的增

pH或pOH越小，则α0越大。pH或pOH相等，则α0

相等。（说明：弱酸弱碱形成的盐比较复杂，不予讨

论。）

利用上述规律，可以比较准确的判断有关此类

问题。

例225℃时，在4种溶液（1）pH=4的

NH4Cl溶液、（2）pH=3的FeCl3溶液、（3）

pH=12的CH3COONa溶液、（4）pH=10的

Na2CO3溶液中，水的电离度分别为α1、α2、α3、α4，

则下列关系式正确的是（ ）。

A.α3>α4>α2>α1B.α1>α2>α4>α3

C.α3>α2>α1=α4D.α2>α3>α1=α4

解析pH=12的CH3COONa溶液的

pOH=14-12=2。pH=10的Na2CO3溶液的

pOH=14-10=4。依据在盐溶液中pH或pOH

越小α0越大，pH=pOH则α0相等，可知：

α3>α2>α1=α4。选C。

例3室温下，0.1 mol/L的下列溶液中，水

的电离度大小排列正确的是（ ）。

①AICl3 ②NaNO3 ③NaOH ④H2SO4

A.①>②>③>④ B.①>②>④>③

C.④>③>②>①D.②>①>③>④

解析①②是盐溶液，③④是酸碱溶液，所

以①②中α0比③④中α0大。

AICl3水解pH<7，NaNO3不水解pH=7，

故①中α0大于②中α0。0.1 mol/L NaOH溶液

pH=13，pOH=1，0.1 mol/L H2SO4溶液pH<1，

依据酸碱溶液中pH或pOH越小α0越小，可知

④中α0小于③中α0。综上所述，①>②>③

>④，所以应选A。

利用旋光性测量溶液浓度 篇5

1 旋光性及其检测溶液浓度的原理

当普通光通过一个偏振片时,一部分光被吸收,只有振动方向与偏振片透光轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光。

当平面偏振光通过手性化合物溶液后,具有光学活性的有机手性化合物能使平面偏振光的振动面旋转一定角度,这一性质就叫做旋光性,具有旋光性的物质则称为旋光性物质(如葡萄糖、果糖、乳糖等)。

旋光溶液的浓度与旋转角度有如下关系:

如图1所示,本实验系统中激光器采用He-Ne激光器,两个偏振片一个做起偏器,另一个做检偏器,起偏器始终处于固定状态,检偏器由步进电机带动可自由转动。放入旋光溶液前,由PC机控制步进电机转动以使起偏器和检偏器透光轴平行。然后,放入具有旋光性的待测溶液,线偏振光经过待测溶液后,振动面旋转一个角度α,这样,检偏器透过的光强不再是最大光强,这时,PC机找最大光强程序控制步进电机转动寻找到最大光强,得到转动的角度α,从而通过式(1)计算得到溶液浓度。

2 信号的采集和处理

光信号经过光学系统后,带上了溶液浓度信息,但要实现信息的处理与最终显示,必须把光信号转换成电信号,这部分由光电接收与转换电路来实现。在没有信号光照的情况下,由于有背景光的存在,光敏二极管也会有光电流产生,系统采用对称电路来滤除噪声,,如图2所示。

除了背景噪声外,还有运放噪声的存在。实验中采用供集成运放TL084的±12V电源,供2CU80B型硅光电二极管的+12V电源,这三个电源对地都接上大电容,可滤除50Hz交流干扰,在差动运放输出端对地接上一个合适电容,使测试结果更加准确[3]。

模拟信号采用集成A/D转换器转换成数字信号,供单片机使用。

3 数据通信与程序控制

要实现整个检测过程的自动化,程序设计起决定作用。检测系统软件包括PC机端程序和单片机端程序,它们之间采用串行通信的方式进行数据交换。单片机从A/D转换器处得到电压信号,传送给PC机,PC机向单片机发送校准指令,单片机根据指令内容控制步进电机进行相应度数转动,然后将转动结果(当前电压)反馈给PC机,最终寻找到最大电压,此时起偏器与检偏器透光轴平行(未放溶液前)或者检偏器透光轴与经过旋光溶液的偏振光振动方向一致(放入旋光溶液后)。

单片机使用汇编语言编程,采用n断方式与PC机进行串行通信。由于要实现程序自动调节寻找最大电压,PC机需不断向单片机发送不同转动度数的校准指令,控制命令由PC机校准算法自动发送,单片机接收后执行并反馈执行结果,PC机又根据反馈结果发送下一条指令。单片机除了要有执行控制命令对应的功能段外,还需要供功能段调用的A/D转换子程序、步进电机驱动程序以及串行n中断子程序[2]。

PC机端使用VB编程,主要完成用户界面窗口设计、串行通信控件设置和寻找最大电压[4]。

VB设置了一个寻找最大光强子程序,总共校准15次,精度在0.125°。图3为寻找最大光强子程序流程图。

最大电压值、本次采集电压值和旋转角度分别保存在Datamax、Voltage和α中。从开始到结束,每执行一步,α则加上(正转)或减去(反转)相应的度数。以上15个转动步进电机子程序的运行条件都为Datamax>Voltage,若不满足,将Voltage值赋予Datamax,程序从开始处重新开始运行该子程序,直到子程序运行结束。将执行完子程序得到的转动角度值α取绝对值与已知的比旋光率和溶液长度通过计算机程序计算,得到此旋光溶液浓度,计算结果显示在用户界面上。

4 实验结果

通过偏振光自动检测溶液浓度系统,可以简单并且比较精确地测量到待测溶液的浓度。应用此系统,测量葡萄糖水溶液,在20℃环境下,查得旋光率为53,取测定管长度2.24dm,根据式(1),计算机画出理论曲线。测得6组自配葡萄糖溶液的浓度,每组溶液测量3次,取浓度平均值为最后的结果,浓度测量结果如表1所示。

实验检测结果与分析如图4所示。

图中直线为理论曲线,直线上的点为6组溶液的测量结果,由于是根据旋转角度计算出来的浓度,显然点均在这条直线上。但是,测量结果明显存在误差,以第四组溶液为例,溶液的配置浓度为22g/100ml,对应旋转角度26.1184°,而测量结果为22.95g/100ml,对应旋转角度27.2462°,浓度相对误差4.32%,而实际上,我们需要的结果是旋转角度27.2462°对应22g/100ml的浓度,所以需要对系统做误差修正,图中偏离直线的点为22g/100ml的修正点,修正后的曲线应该是大量多次测量不同浓度溶液后得到的修正点的连线。

5 结束语

旋光性测量溶液系统使用了光电探测器和信号处理电路,将光强信号量化为可供单片机识别的数字信号,并通过计算机和单片机的配合完成了寻找最大光强的关键任务,最后通过计算机程序将浓度的计算结果显示在用户界面上。在实验中发现还有一些问题需要作进一步处理:

(1)激光器的输出光强不是恒定不变的,这会对测量结果造成影响。

(2)寻找最大电压的程序只精确到旋转角度0.125°,这也是产生误差的原因。

(3)待测溶液应该选取更为精确的成品溶液,或者采用去离子水溶剂来配。

(4)需要通过大量实验测量的结果给本系统做一条误差修正曲线。

摘要：提出了利用手性化合物的旋光性检测溶液浓度。通过硬件电路进行信号处理,软件部分实现自动化操作,溶液浓度的测量结果反应在用户界面上。友好的用户界面,直观的结果显示,实验结果符合理论分析。

关键词：偏振光,旋光性,旋光度,浓度检测,自动控制

参考文献

[1]江福椿,朱昌平,等.气体浓度检测技术的现状和应用[J].河海大学常州分校学报,2004,(1):23-26

[2]周志光,刘定良.单片机技术与应用[M].长沙:中南大学出版社,2005.

[3]邹逢兴.计算机硬件技术基础[M].北京:高等教育出版社.2005.9

溶液浓度传感 篇6

电解质溶液中微粒浓度大小比较在各类考试中均是较重要的题型，常以选择或填空的形式出现，注重考查学生思维的灵活性和深刻性。常见为一种电解质溶液中或两种电解质溶液混合后，各种微粒浓度关系的判断。

解此类题的要领是掌握“两个平衡、两个原理”;即弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和电解质溶液中的电荷守恒与物料守恒原理。

二、常见题型归类例析

1.一种电解质溶液中微粒浓度关系的比较

（1）弱酸溶液。

解题时应抓住弱酸的电离平衡，多元弱酸以第一步电离为主，以后电离程度逐渐减弱。

例1在0.1 mol·L-1的H2S溶液中，下列微粒浓度关系正确的是（）。

A.c（H+）=c（HS-）+c（S2-）+c（OH-）

B.c（H+）=c（HS-）+2c（S2-）+c（OH-）

C.c（H+）>c（HS-）>c（S2-）>c（OH-）

D.c（H+）+c（HS-）+c（S2-）=0.1 mol·L-1

解析在H2S溶液中存在下列平衡：

H2SHS-+H+

HS-H++S2-

H2OH++OH-

故有

c（H+）>c（HS-）>c（S2-）>c（OH-），即C正确;再依电荷守恒可知B也正确;而依硫原子守恒（物料守恒）有：c（H2S）+

c（HS-）+c（S2-）=0.1 mol·L-1，故D错，选B、C。

（2）弱碱溶液。

解题时应抓住弱碱的电离平衡即可。

例2用水稀释0.1 mol·L-1的氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是（）。

A.c（OH-）/c（NH3·H2O）

B.c（NH3·H2O）/c（OH-）

C.c（H+）和c（OH-）的乘积

D.OH-的物质的量

解析氨水的主要成分为NH3·H2O，存在电离平衡：

NH3·H2ONH+4+OH-

当加水稀释时，有以下特点：

①c（NH3·H2O）变小;

②NH3·H2O的电离度变大，c（OH-）变小，但c（NH3·H2O）变小的程度比c（OH-）变小的程度更大（因NH3·H2O电离度增大所致）;

③OH-的个数增加;

④水的离子积不变。

故答案为B。

（3）强酸弱碱盐溶液。

解题时应抓住弱碱阳离子的水解平衡，还应明确：发生水解的阳离子只是一少部分，即水解是微弱的。

例3在NH4Cl溶液中，下列关系正确的是（）。

A.c（Cl-）>c（NH+4）>c（H+）>c（OH-）

B.c（NH+4）>c（Cl-）>c（H+）>c（OH-）

C.c（Cl-）=c（NH+4）>c（H+）>c（OH-）

D.c（Cl-）=c（NH+4）>c（H+）=c（OH-）

解析NH4Cl完全电离：

NH4ClNH+4+Cl-

又有少部分NH+4水解：

NH+4+H2ONH3·H2O+H+

故溶液显酸性，即有：

c（Cl-）>c（NH+4）>c（H+）>c（OH-），

选项A正确。

（4）强碱弱酸盐溶液。

解题时应抓住弱酸根离子的水解，多元弱酸的酸根离子水解以第一级水解为主，以后逐渐减弱，但每步均产生H+。

例4在0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中，下列关系正确的是（）。

A.c（Na+）=2c（CO2-3）

B.c（OH-）=2c（H+）

C.c（HCO-3）>c（H2CO3）

D.c（Na+）<c（CO2-3）+c（HCO-3）

解析在Na2CO3溶液中，存在着：

Na2CO32Na++CO2-3

CO2-3+H2OHCO-3+OH-

HCO-3+H2OH2CO3+OH-

H2OH++OH-

由于CO2-3的水解，使得：c（Na+）>2c（CO2-3）;两步水解过程中均产生OH-，故溶液显碱性，即c（H+）极小，故有：c（OH-）c（H+），这样有：c（Na+）>c（CO2-3）>c（OH-）>c（HCO-3）>c（H2CO3）>c（H+），即C正确;

再依物料守恒有：

c（Na+）=2[c（CO2-3）+

c（HCO-3）+c（H2CO3）]

故D错，即本题答案为C。

2.两种电解质溶液混合后，各种微粒浓度关系的比较

解题时应抓住两溶液混合后生成盐的水解情况，若混合后弱电解质有剩余，则还应讨论弱电解质的电离情况。必要时还需比较盐的水解及弱电解质的电离程度的相对大小。

下面仅以一元酸、碱及其盐为例分类解析。

（1）强酸与弱碱溶液混合

例5将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后，溶液离子浓度关系正确的是（）。

A.c（NH+4）>c（Cl-）>c（H+）>c（OH-）

B.c（NH+4）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）

nlc202309020155

C.c（Cl-）>c（NH+4）>c（H+）>c（OH-）

D.c（Cl-）>c（NH+4）>c（OH-）>c（H+）

解析pH=3，c（HCl）=1×10-3mol·L-1，在pH=11的氨水中c（OH-）=1×10-3mol·L-1，而c（NH3·H2O）1×10-3mol·L-1，即远大于盐酸的浓度。故二者等体积混合后，氨水过量，混合液中存在着：

①NH+4+H2ONH3+H+

②NH3·H2O（过量部分）NH+4+OH-

因②式NH3·H2O的电离程度大于

①式NH+4的水解程度，故有c（NH+4）>c（Cl-）;又由于氨水过量，使溶液显碱性，即有c（OH-）>c（H+）;而氨水为弱电解质，故电离出的c（OH-）一定小于c（Cl-），因此有：c（NH+4）>c（Cl-）>

c（OH-）>c（H+），即选B。

（2）强碱与弱酸溶液混合

例6等体积、等浓度的MOH强碱溶液与HA弱酸溶液混合后，溶液中有关离子浓度应满足的关系为（）。

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（H+）=c（A-）+c（OH-）

解析由题意知，强碱MOH与弱酸HA恰好完全反应，生成强碱弱酸盐MA，溶液中存在着下列关系：

MAM++A-

A-+H2OHA+OH-

由于A-水解，故使c（M+）>c（A-），溶液显碱性，即有c（OH-）>c（H+）;又因为水解的只是一少部分A-，故c（A-）>c（OH-），因此有c（M+）>c（A-）>c（OH-）>c（H+）;再依电荷守恒可知D也正确。即答案为C、D。

（3）强酸与强碱弱酸盐溶液混合

例7将0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L-1盐酸10 mL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（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（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（Cl-）+c（OH-）

解析由题中条件可知，混合后所得溶液为等浓度的CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液，存在着：CH3COONa、CH3COOH、NaCl的混合溶液，存在着：

CH3COOHCH3COO-+H+

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

两平衡中，CH3COOH的电离占主要地位，故溶液显酸性，因此有：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（Cl-）>c（CH3COOH）>c（H+）>c（OH-），即B正确;再依电荷守恒知D也正确，故答案为B、D。

（4）强碱与强酸弱碱盐溶液混。

例80.1 mol·L-1的NaOH溶液和0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液等体积混合后，离子浓度关系正确的是（）。

A.c（Na+）>c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）

B.c（Na+）=c（Cl-）>c（OH-）>c（H+）

C.c（Na+）=c（Cl-）>c（H+）>c（OH-）

D.c（Cl-）>c（Na+）>c（OH-）>c（H+）

解析由题中条件知，混合后得到等浓度的NaCl和NH3·H2O溶液，溶液中存在着：

NaClNa++Cl-

NH3·H2ONH+4+OH-

H2OH++OH-

由上述三式可知：c（Na+）=c（Cl-），c（OH-）>c（H+），由于NH3·H2O电离程度较小，故有

c（Na+）=c（Cl-）>c（OH-）>c（H+），故选B。

（收稿日期：2015-08-12）