两个微弱三个守恒三个比较

狄增梅

摘要：电解质溶液的有关知识是化学反应原理的重要内容之一，也是高考重要的考点之一，其中溶液中离子浓度大小比较一直是历年高考考查的热点内容。本文就电解质溶液中离子浓度大小比较的有关知识进行了系统归纳。

关键词：离子浓度；比较；微弱；守恒

作者简介：狄增梅，任教于山西同煤大学技师学院。

电解质溶液有关知识是化学反应原理的重要内容之一，也是高考考点分布的重点区域之一，其中溶液中离子(或溶质微粒)浓度大小比较一直是历年高考考查的热点内容。但很多学生对本部分内容知之不深，甚至面对题目无法下手。本文就电解质溶液中离子浓度大小比较的有关知识，结合笔者多年的经验归纳如下，供大家借鉴。

一、紧抓两个“微弱”

比较离子或溶质微粒浓度大小，考查的内容通常既与盐的水解有关，又与弱电解质的电离平衡有关，而这两个平衡变化的共同特征为反应或过程是“微弱”的。

1.弱电解质只有微弱电离，如稀醋酸溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c(CH3COOH)＞c(H+)＞c(CH3COO–)＞c(OH–)。多元弱酸分步电离，以第一步为主，如H2S溶液中各粒子浓度由大到小的顺序为：c(H2S)＞c(H+)＞c(HS–)＞c(S2–)＞c(OH–)。

2.弱酸(碱)离子的水解是微弱的。如NH4Cl溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c(Cl–)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH–)。多元弱酸根离子分步水解，以第一步为主，如Na2S溶液中，c(Na+)＞c(S2–)＞c(OH–)＞c(HS–)＞c(H2S)＞c(H+)。

二、牢记三个“守恒”

离子间的定量关系，也就是三个守恒关系。在建立守恒关系前，我们需清楚建立平衡的微粒，以及离子间建立定量关系的前提。

1.电荷守恒：衡量的是平衡时溶液中离子浓度的定量关系，在此定量关系中，只含有离子而不含有分子。建立电荷守恒关系，需分两步走：第一步，找出溶液中含有的所有离子；第二步，把阳离子写在等式的一侧，阴离子写在等式的另一侧，各离子物质的量或浓度的系数等于离子的带电荷数。

2.物料守恒：利用起始量、起始物质中含有的除H、O元素外的元素原子间的定量关系，建立平衡溶液中各离子(H+、OH-除外)和分子(水除外)物质的量或浓度间的定量关系。建立等量关系，需分两步走：第一步，找出溶液中存在的离子和分子(H2O、H+、OH-除外)；第二步，利用起始物质中原子的定量关系，确定含有该原子的离子或分子间的定量关系。

3.质子守恒：利用电离和水解方程式，建立H+与溶液中与H+相关的离子或分子间的定量关系。建立等量关系，需分两步走：第一，写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式；第二，从反应中的定量关系出发，建立H+与平衡离子或分子间的定量关系(不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外)。

三、突出三个“比较”

1.单一溶液中各离子浓度大小比较

酸或碱溶液只考虑电离情况，含弱离子的正盐溶液要考虑水解情况，含弱离子的酸式盐溶液要同时考虑电离和水解两种情况。

(1)对于含弱离子的酸式盐溶液，可以按以下程序思考：溶质情况→溶液中存在的所有离子→电离和水解的主导性→溶液的酸碱性→电荷守恒和物料守恒。

如，电离程度大于水解程度的有NaHSO3、NaH2PO4等，在NaHSO3溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c(Na+)＞c(HSO3–)＞c(H+)＞c(SO32–)＞c(OH–)、c(HSO3–)＞c(H2SO3)。大多数酸式盐溶液中溶质的水解程度大于电离程度，如，NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等，在NaHCO3溶液中，各粒子浓度由大到小的顺序为：c(Na+)＞c(HCO3–)＞c(OH–)＞c(H+)、c(H2CO3)＞c(CO32–)。

(2)溶液混合且恰好完全反应类型，这类问题实质上是“单一溶液”问题的变形，可根据反应生成产物考虑水解情况。如，0.1mol/L的NaOH溶液和0.1mol/L的CH3COOH溶液等体积混合，生成产物只有CH3COONa，则溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na+)＞c(CH3COO–)＞c(OH–)＞c(H+)。

2.混合溶液中各离子浓度大小比较

这类问题是考查的重点，主要有下述一些情形：

(1)溶液混合但不发生反应类型。要同时考虑电离和水解，涉及到弱酸、弱碱、含弱离子的盐溶液时，可用极限观点思考，以“强势”反应为主，可不考虑“弱势”反应。有两类问题：

①电离强于水解型。如CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积、等物质的量浓度混合，分析时可只考虑CH3COOH的电离，不考虑CH3COONa的水解，各粒子浓度由大到小的顺序为：c(CH3COO–)＞c(Na+)＞c(CH3COOH)＞c(H+)＞c(OH–)；类似地，氨水和NH4Cl溶液等体积、等物质的量浓度混合，粒子浓度大小顺序为：c(NH4+)＞c(Cl–)＞c(NH3·H2O)＞c(OH–)＞c(H+)。

②水解强于电离型。如HCN溶液和NaCN溶液等体积、等物质的量浓度混合，粒子浓度大小顺序为：c(HCN)＞c(Na+)＞c(CN–)＞c(OH–)＞c(H+)。

(2)溶液混合但有一种过量的类型。根据过量程度及产物情况，要同时考虑电离和水解，不过这类问题大多转化为“溶液混合但不发生反应类型”问题。如pH=3的NaOH溶液和pH=3的CH3COOH溶液等体积混合，所得溶液为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，显酸性，粒子浓度大小顺序为：c(H+)＞c(OH–)，c(Na+)＜c(CH3COO–)。

(3)气体通入溶液中完全反应的类型。从产物角度看，又可分三种情况，得到酸式盐、正盐、酸式盐和正盐的混合物。生成物只有酸式盐或正盐时，按“单一溶液”问题处理；生成物为混合物时，则需考虑酸式盐和正盐的电离与水解趋势的相对强弱。如标准状况下，将2.24LCO2通入150mL1mol/L的NaOH溶液中，可得到等量的NaHCO3和Na2CO3，因CO32–的水解程度略大于HCO3–的电离程度，则有c(HCO3–)＞c(CO32–)。

3.不同溶液中同一离子浓度大小比较

不同溶液中同一离子浓度大小的比较，首先看物质组成中该离子的数目，其次是看溶液中其他离子或物质对该离子水解的影响情况（如电离产生的H+或OH-的抑制作用、其他水解离子的抑制或促进作用等）。如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH4+)由大到小的顺序为⑤＞④＞③＞①＞②。

四、跟踪练习

1.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液，若pH<7,则下列关系不正确的是（）。

A．c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH－)

B.c(H+)+c(A2-)=c(OH－)+c(H2A)

C．c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH－)

D．c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)

2.某二元弱酸（简写为H2A）溶液，按下式发生一级和二级电离，H2AH++HA-；HA-H++A2-，已知相同浓度时的电离度α(H2A)>α(HA-)，设有下列四种溶液：

A、0.01mol/L的H2A溶液

B、0.01mol/L的NaHA溶液

C、0.01mol/L的HCl与0.04mol/L的NaHA溶液等体积混合溶液

D、0.02mol/L的NaOH与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合溶液

据此：填写下列空白（填代号）

⑴、c(H+-)最大的是________，最小的是________。

⑵、c(H2A)最大的是________，最小的是______。

⑶、c(A2-)最大的是________，最小的是________。

参考文献：

[1]教育部.化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2001.

作者单位：山西同煤大学技师学院

邮政编码：037000