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2020山东教师招聘考试:电解质溶液中离子浓度的关系相关题型分析

2020-11-16 16:27:37

为了大家能够更好的提早备考山东教师招聘考试,山东教师考试网小编特整理了山东教师招聘学科知识资料,下面给大家带来“2020山东教师招聘考试:电解质溶液中离子浓度的关系相关题型分析”,预祝大家考试成功!

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在教师招聘考试中,电解质溶液中离子浓度的关系相关知识是考试重点也是难点,围绕着电荷守恒、物料守恒、质子守恒和离子浓度大小比较等知识进行考察,过程中主要存在的问题包括:(1)在比较溶液中离子浓度大小关系时没有正确应用电离理论和水解理论;(2)没有正确理解电解质溶液中的三大守恒关系。这类题目主要以选择题的形式考察,下面就针对例题谈一下这类题目的解题思路。

【例1】下列选项中,微粒的物质的量浓度关系不正确的是( )。

A.0.2mol/L的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)

B.0.1mol/L K2CO3溶液:c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+c(H2CO3)

C.向氨水中逐滴加入盐酸至溶液的pH=7,则混合溶液中:c(NH4+)=c(Cl-)

D.等物质的量的一元弱酸HX与其钾盐KX的混合溶液中:2c(K+)=c(HX)+c(X-)

【答案】B。

解题思路:A.NaHCO3为强碱弱酸盐,溶液水解呈碱性,因HCO3-水解,则有c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;

B.由一个CO32-水解生成H2CO3,同时会产生2个OH-,结合质子守恒可得:c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3),故B错误;

C.pH=7时,c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒可得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),故C正确;

D.根据物料守恒:2c(K+)=c(HX)+c(X-),故D正确;

故选:B。

【知识点睛】

(1)单一溶质的溶液中离子浓度大小比较

①电离理论(电离都是微弱的):

多元弱酸的电离是分步进行的,第一步电离程度远大于第二步电离,依次减弱。如在H2S溶液中c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。

②水解理论(水解都是微弱的):

多元弱酸的强碱正盐溶液中,多元弱酸根分步水解,第一步水解程度远大于第二步水解,依次减弱。如在Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);

多元弱酸的酸式盐溶液中,需要先判断酸式弱酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小,然后再判断离子浓度大小顺序。常见的NaHCO3、NaHS、NaHPO4溶液中酸式弱酸根离子的水解程度大于电离程度,即溶液显碱性c(OH-)>c(H+),例在NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);而NaHSO3、NaH2PO4溶液中酸式弱酸根离子的电离程度大于水解程度,即溶液显酸性c(H+)>c(OH-),例在NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

(2)混合溶液中离子浓度大小比较

①强酸与弱碱溶液混合

酸过量时,溶液为强酸和强酸弱碱盐的混合溶液,如HCl与NH3·H2O按2:1比例混合:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)>c(NH3·H2O);

碱过量时,溶液为弱碱和强酸弱碱盐的混合溶液,则需要考虑弱碱的电离程度和弱碱阳离子的水解程度的相对大小,常见比较有:NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度。如HCl与NH3·H2O按1:2比例混合:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+);

恰好完全反应时,溶液为单一盐溶液,可按照单一溶质的溶液中离子浓度大小比较方法进行判断。

②强碱与弱酸溶液混合

碱过量时,溶液为强碱和强碱弱酸盐的混合溶液,如NaOH与CH3COOH按2:1比例混合:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(CH3COOH);

酸过量时,溶液为弱酸和强碱弱酸盐的混合溶液,则需要考虑弱酸的电离程度和若酸根离子的水解程度的相对大小,常见比较有:CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度、HCN的电离程度小于CN-的水解程度;

恰好完全反应时,溶液为单一盐溶液,可按照单一溶质的溶液中离子浓度大小比较方法进行判断。

(3)电解质溶液中的三大守恒

①电荷守恒:电解质溶液中不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性的,即阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷的总数(或者说溶液中正电荷的浓度与负电荷的浓度相等)。如NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)

②物料守恒:在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子的种类可能增多,但某些主要原子的总数总是守恒的。例如Na2S溶液中,S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,但不管如何,Na原子的物质的量总是S原子物质的量的2倍。根据物料守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。

③质子守恒:任何溶液中,由水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如Na2S溶液中的质子转移示意图:

根据质子守恒可得:c(OH-)=c(HS-)+2c(H2CO3)+c(H+)。

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