高考化学之离子浓度的定性与定量

有关水的电离平衡的考查点，主要集中在离子的定性与定量关系上。

一、离子间的定性关系分析溶液中离子间的定性关系，我们首先应从宏观上把握，即确定溶液的酸碱性：其次应认清电离和水解反应程度的相对大小，在书写方程式时应按电离程度由大到小的顺序进行书写；再次，若离子关系比较复杂，应赋予离子具体的物质的量，以便进行离子或分子浓度的比较。

1．单一盐溶液的离子浓度关系

例1、试确定0.1 mol／L NaHCO3溶液中，离子浓度的大小关系。

解析：在NaHCO3溶液中，存在下列电离及水解平衡：NaHCO3

、

+

、

、

；

由于碳酸氢钠溶液呈碱性，所以

的水解是主要的，电离是次要的。从而得出离子浓度的大小关系为：

。

2．混合溶液的离子浓度关系例2、在0.1 mol／L NH4Cl和0.1 mol／L NH3·H2O的混合溶液中，已知pH>7，试确定溶液中离子浓度的大小关系。

解析：由于溶液的pH>7，所以溶液中主要发生NH3·H2O的电离，而

的水解是次要的。在0.1 mol／L NH4Cl和0.1 mol／L NH3·H2O的混合溶液中，存在下列电离平衡：NH4Cl=

、

、

；离子浓度大小顺序关系为：

。

二、离子间的定量关系离子间的定量关系，也就是三个守恒关系。

在建立守恒关系前，我们需先明确参与平衡的微粒有哪些，以及离子间建立定量关系的前提。

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就等于该离子所带电荷数。

物料守恒：根据起始量、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。质子守恒：根据电离和水解方程式，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）。

1．单一盐溶液的离子浓度关系

（1）电荷守恒  在例1中，阳离子为Na+、H+，阴离子为

、

、

。电荷守恒关系为：

。

（2）物料守恒  在例1中，除了H+、OH－外，溶液中含有的微粒为：

、

、

、

，按Na+与C原子两者个数相等关系，可得物料守恒关系为：c（Na+）=c（H2CO3）+c（

）+c（

）。

（3）质子守恒  质子守恒关系，可从物料守恒和电荷守恒两式推出，也可由电离及水解方程式：

、

、

、

，进行推算。

在例1中去除与平衡无关的离子Na+，溶液中含有的微粒为：

、

、

、

则质子守恒关系为：

。

2．混合溶液的离子浓度关系

（1）电荷守恒  在例2中，阳离子为

、H+，阴离子为OH－、Cl－。电荷守恒关系为：c（

）+c（H+）=c（Cl－）+c（OH－）。

（2）物料守恒  在例2中，除去H+、OH－外，还含有的微粒有：Cl－、

、NH3·H2O。从起始物质中Cl－与N原子的关系分析，物料守恒关系为：2c（Cl－）=c（

）+c（NH3·H2O）。

（3）质子守恒  质子守恒关系，可从物料守恒和电荷守恒两式推出，也可由电离及水解方程式：NH4C1

、

、

进行推断。

在例2中除与平衡无关的离子Cl－，溶液中含有的微粒为：H+、OH－、

、NH3·H2O。则质子守恒关系为：2c（H+）=2c（OH－）+c（NH3·H2O）－c（

）。