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电解质溶液中离子浓度的比较方法

时间:2017-7-7 9:57:04

一、该问题所涉及的基础知识
  1.电荷守恒:一般情况下,溶液是不显电性的,溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等。例如,在NaHSO4溶液中c(Na+)+c(H+)=2c(SO2-4)。
  2.物料守恒:不论溶液中的溶质发生何种变化,变化的程度如何,溶液中特定元素的原子的数量关系是不变的。比如,在Na3PO4溶液中,无论发生了几级水解,水解的程度如何,各种元素以何种形式存在,其基本元素间的数量关系n(Na)=3n(P)是不发生变化的,从而可以得出c(Na+)=3c(H2PO-4)+3c(HPO2-4)+3c(H3PO4)。
  3.质子守恒:溶剂H2O的电离比较微弱,由H2O电离出的H+和OH-的浓度是相同的,在很多情况下H2O的电离对溶液中不同离子浓度的比较具有决定性作用。例如,在Na2CO3的水溶液中,少量的CO2-3会与H2O电离出的H+结合形成HCO-3,产生的HCO-3会有少量再与H2O电离出的H+结合形成H2CO3,可知c(OH-)=c(H+)+c(HCO-3)+2(H2CO3)。质子守恒可以由电荷守恒、物料守恒简单推导得出。
  二、常见题型及解答方法
  1.单一溶质的溶液中离子浓度比较
  (1)一元酸与碱反应生成的盐溶液。此种情况比较简单,只需判断出溶液的酸碱性就能够得到相应的离子浓度顺序。
  例1在NH4Cl溶液中,NH4Cl完全电离产生NH+4和Cl-,NH4Cl是强酸弱碱盐,NH+4会发生水解产生NH3·H2O和H+,溶液显酸性,各离子浓度顺序为:c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)。
  (2)多元弱酸溶液。
  电离是分布进行的,并且第一步电离的程度远远大于第二步,第二步电离程度远远大于第三步。
  例2H2S溶液中,H2S第一步电离产生H+和HS-,第二步HS-电离产生H+和S2-,在该溶液中c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
  (3)多元弱酸的强碱正盐溶液。
  离子浓度比较是要根据弱酸根离子的分步水解来分析,第一步的水解程度大于第二步的,第二步的水解程度大于第三步的。
  例3在Na2S溶液中S2-第一步水解产生HS-,HS-再水解产生H2S,所以溶液中粒子浓度顺序为c(Na+)>c(HS-)>c(H2S)。
  (4)多元弱酸的酸式鹽溶液。
  因为在溶液中弱酸的酸式根离子的电离和水解是同时进行的,因此在这种情况下就必须先分析是水解程度大还是电离程度大,然后才能判断离子浓度的大小顺序。
  例4NaHS溶液中酸根离子的电离程度小于水解程度,所以溶液中c(H+)  2.不同溶液中同种离子浓度的比较
  首先,一方面考虑水解因素的影响,另一方面还要考虑其他离子对其影响,比如其他离子对其水解是促进还是抑制,最后再进行判断。
  例5物质的量浓度相同的下列五种溶液:①NaHCO3、②Na2CO3、③H2CO3、④NH4HCO3、⑤(NH4)2CO3,比较c(CO2-3)的大小顺序。
  ②和⑤为正盐,c(CO2-3)大于其他三种溶液,而⑤溶液中NH+4会促进CO2-3水解,所以②溶液中c(CO2-3)大于⑤溶液中c(CO2-3)。其余三种溶液中CO2-3都来自于HCO-3的电离,③溶液中的CO2-3为一级电离产物,HCO-3再次电离,所以③溶液中的c(CO2-3)最小。④与①两种溶液相比,前者中NH+4的水解会抑制HCO-3的电离,故①溶液中的c(CO2-3)大于④溶液中的c(CO2-3)。综上可知五种溶液中c(CO2-3)的大小顺序为:②>⑤>①>④>③。

作者:不详 来源:网友发布
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