溶液中微粒浓度关系分析

摘 要： 本文从溶液中微粒浓度排序知识点入手分析其解题原理和方法，探讨其有效解题策略。

关键词： 电离平衡 守恒 微粒浓度排序

溶液中微粒浓度排序是电离平衡盐类水解部分中的重要知识点，也是高考的热点及主要题型之一。主要涉及的知识点有弱电解质（弱酸、弱碱）的电离平衡，盐类水解，电离与水解的联系，溶液中阴、阳离子的电荷守恒，物料守恒及水电离出的H与OH之间的守恒（质子守恒）。虽说题型单一，但由于涉及知识点多，学生在解题时仍感到棘手。本文着重从知识点入手，分析溶液中微粒浓度大小关系，以供参考。

一、考虑弱电解质的电离平衡

例1：碳酸溶液中微粒浓度排序

解析：由于电离的程度很小，因此弱电解质电离产生的离子浓度小于被电离的离子浓度，且多元弱酸（碱）的电离由第一步决定。

HCO？葑H+HCO？摇？摇 K

HCO？葑H+CO？摇？摇 K

K>>K

所以有C（HCO）>>C（H）>C（HCO）>C（CO）

二、考虑盐类的水解

例2：碳酸钠溶液中微粒浓度排序

解析：由于盐类的水解程度很小，因此水解生成的离子浓度小于被水解的离子浓度。

NaCO=2Na+CO

CO+HO？葑HCO+OH？摇 ？摇K

HCO+HO？葑HCO+OH？摇？摇K

K>>K

所以有C（Na）>C（CO）>>C（OH）>（HCO）>C（H）

三、考虑电离与水解的联系

例3：CHCOOH与CHCOONa混合溶液微粒浓度排序

解析：在CHCOOH与CHCOONa混合溶液中同时存在CHCOOH的电离平衡与CHCOONa的水解平衡即存在下列电离，水解的共轭关系：

CHCOOH？葑CHCOO+H

CHCOO+HO？葑CHCOOH+OH

溶液中CHCOOH与CHCOO，H与OH分别存在着此消彼长的制约关系，同理像NH·HO与NHCl的混合液，弱酸的酸式盐溶液中也存在上述关系。给溶液中微粒浓度排序必须判断哪种平衡进行的程度大。

判断方法通常有两种。

方法一：由混合溶液的pH判断。

若CHCOOH与CHCOONa混合液，pH>7，则C（H）>C（OH），CHCOOH电离程度>CHCOONa的水解程度溶液，呈酸性。

又因为C（H）+C（Na）=C（OH）+C（CHCOO）（电荷守恒）

所以C（Na）

所以有C（CHCOO）>C（Na）>C（H）>C（OH）

若pH=7，则C（H）=C（OH），CHCOOH电离程度与CHCOONa水解程度相等

则C（Na）=C（CHCOO）>C（H）=C（OH）

若pH>7，则C（H）

则C（Na）>C（CHCOO）>C（OH）>C（H）

小结：对于像CHCOOH与CHCOONa这样的混合液，溶液的酸碱性应考虑CHCOOH水解等知识，其程度大小与两者物质的量大小有关。

方法二：由微粒大小判断。

例如HX—NaX的混合物，若C（X）>C（Na）

则HX的电离程度大于NaX的水解程度

则溶液中离子浓度关系为C（X）>C（Na）>C（H）>C（OH）

例4：在0.1mol·LNaHSO溶液中，有C（Na）>C（HSO）>C（SO）>C（HSO），则该溶液中C（H）？摇？摇 ？摇？摇C（OH）（填“>”“=”“<”）简述理由？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇。

解析：NaHSO溶液存在：

HSO？葑H+SO（电离平衡）

HSO+HO？葑OH+HSO（水解平衡）

由于C（SO）>C（HSO），因此推出HSOm3电离程度大于其水解程度。

即有C（H）>C（OH）

注意点：对于HX与NaX混合液，不管HX的电离程度与水解的程度谁大，C（HX）+C（X）=定值（物料守恒）

例如，用物质的量都是0.1mol的HCN和NaCN混合后配成1L溶液，C（HCN）+C（CN）=0.2mol/L

四、考虑电解质溶液中微粒间的守恒关系

在分析溶液中微粒间的等量关系时要抓住：

1.电荷数平衡关系（电荷守恒）；

2.元素的原子间守恒关系（物料守恒）；

3.水电离出的H与OH间平衡关系（质子守恒）；

4.上述守恒关系的导出式。

例5：0.1mol/LNHCl溶液中微粒浓度关系

解析：NHCl是强酸弱碱盐要考虑其水解（原理）

①C（Cl）>C（NH）>C（H）>C（OH）（水解）

②C（Cl）+C（OH）=C（H）+C（NH）（电荷守恒）

③C（Cl）=C（NH）+C（NH·HO）=0.1mol/L（物料守恒）

④C（H）=C（OH）+C（NH·HO）（质子守恒）

⑤C（Cl）>C（NH）>C（H）>C（NH·HO）（由①④导出）

例6：0.1mol/LNaHCO溶液中有哪些守恒关系式？

解析：NaHCO是弱酸的酸式盐，电离出的HCO具有水解、电离二重性。

HCO？葑H+CO（电离）

HCO+HO？葑HCO+OH（水解）

由物料守恒：C（Na）=C（HCO）+C（CO）+C（HCO）=0.1mol/L？摇？摇 ？摇①

由电荷守恒：C（Na）+C（H）=C（OH）+C（HCO）+2C（CO） ？摇②

由①②得C（H）+C（HCO）=C（CO）+C（OH）（导出式）？摇？摇？摇

③

即C（H）-C（CO）+C（HCO）=C（OH）

其意义是水电离出的H与OH相等。

五、溶液中微粒浓度关系分析思路及考虑知识点

正确分析溶液中微粒浓度的关系，首先，根据题目分析确定所得溶液中溶质的成分及它们物质的量的大小。其次，列出溶质发生变化的离子方程式（如电离、水解离子方程式），利用题给数据分析比较各微粒浓度的大小关系。最后，根据电荷守恒，物料守恒，质子守恒列出有关恒等关系。解题时应注意两点：一是若未讲溶质微粒还应考虑水分子；二是对不熟悉的恒等关系要想到从“三守恒”关系推导。

例7：（09江苏13）下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ？摇？摇）

A.室温下，向0.01mol·LNHHSO溶液中滴加NaOH溶液至中性：

c（Na）>c（SO）>c（NH）>c（OH）=c（H）

B.0.1mol·LNaHCO溶液：c（Na）>c（OH）>c（HCO）>c（H）

C.NaCO溶液：c（OH）-c（H）=c（HCO）+2c（HCO）

D.25℃时，pH=4.75、浓度均为0.1mol·L的CHCOOH、CHCOONa混合溶液：c（CHCOO）+c（OH）

答案：AC

解析：B项，NaHCO溶液中，OH是由HCO水解和水的电离所出成的，但是这些都是微弱的。HCO的浓度永大于OH浓度，故错；D项，由电荷守恒有：c（CHCOO）+c（OH）=c（H）+c（Na），由物料守恒可得：2c（Na）=c（CHCOO）+c（CHCOOH），将两式中的c（Na）消去，可得c（CHCOO）+2c（OH）=2c（H）+c（CHCOOH）。所以c（CHCOO）+c（OH）-c（H）-c（CHCOOH）=c（H）-c（OH），因为pH=4.75，所以c（H）-c（OH）>0，所以D项不等式应为”>”，故错。

考点分析：

①混合溶液中离子浓度的关系，电荷守恒；

②等pH的溶液中物质的量浓度的大小关系；

③电离和水解的相互关系；

④酸式盐溶液中离子的浓度大小关系。