溶液中离子浓度的比较

有关溶液中离子浓度的比较涉及盐类的水解、弱酸弱碱的电离两个重要的知识点，纵观历年的高考试题，可发现它是高考中一个重要的考点，现将溶液离子浓度的比较常见考查点总结如下：

一、单一溶液离子浓度比较

单一溶液离子浓度比较，我们首先要确定溶液的溶质的成分，进而利用有关弱酸弱碱的电离或盐类水解的知识解答。单一溶液中离子浓度的比较高中阶段主要限于：一元弱酸、一元弱碱（氨水）、能水解的正盐等，而多元弱酸、多元弱碱、弱酸的酸式盐等往往不在高中阶段的讨论范围。

1、一元弱酸中离子浓度比较

0.1mol/LCH₃COOH溶液中：

电苛守恒有：c(H^＋)＝c(OH^－)+c(CH₃COO^－)    物料守恒有：c(CH₃COO^－)+(CH₃COOH)=0.1mol/L

2、一元弱碱中离子浓度比较

0.1mol/L的氨水中：

物料守恒有：c(NH₃)+c(NH₄⁺)+c(NH₃·H₂O)=0.1mol/L   电苛守恒有：c(OH^－)＝c(NH₄⁺)+c(H^＋)

3、一元强酸弱碱盐

1mol/L的NH₄Cl溶液中

物料守恒有：c(NH₄⁺)+c(NH₃·H₂O)＝1mol/L    电苛守恒有：c(NH₄⁺)+c(H^＋)＝c(OH^－)+c(Cl^-)

质子守恒有：c(H^＋)＝c(OH^－)+c(NH₃·H₂O)  离子浓度大小有：  c(Cl^-)＞c(NH₄⁺)＞c(H^＋)＞c(OH^－)

4、一元强碱弱酸盐

1mol/L CH₃COONa溶液中：

物料守恒有：c(CH₃COO^-)+c(CH₃COOH)=1mol/L   电苛守恒有：c(Na⁺)+c(H^＋)=c(CH₃COO^-)+c(OH^－)

质子守恒有：c(OH^－)=c(H^＋)+c(CH₃COOH) 离子浓度大小关系有：c(Na⁺)＞c(CH₃COO^-)＞c(OH^－)＞c(H^＋)

5、二元弱酸强碱盐

1mol/LNa₂CO₃溶液中：

物料守恒有：c(Na⁺)=2c(CO₃^2－)＋2c(HCO₃^－)+2c(H₂CO₃)

电苛守恒有：c(Na⁺)+c(H^＋)=2c(CO₃^2－)＋c(HCO₃^－)+c(OH^－)

质子守恒有：c(OH^－)＝c(H^＋)+c(HCO₃^－)+2c(H₂CO₃)

离子浓度大小关系有：c(Na⁺)＞c(CO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(HCO₃^－)＞c(H^＋)

二、混合液中离子浓度的比较

1、酸碱反应后溶液中离子浓度的比较

酸碱反应后所得溶液为单一的盐溶液，则利用单一溶液知识解答，如果酸碱有一种剩余，则溶液可能呈中性、酸性和碱性，此时由溶液的酸碱性对溶液中离子浓度进行比较。

例1、（2005年高考江苏卷）常温下将稀NaOH溶液与稀CH₃COOH溶液混合，不可能出现的结果是（）

A.PH＞7,且c(OH^－)＞c(Na⁺)＞c(H^＋)＞c(CH₃COO^－)

B.PH＞7,且c(Na⁺)+c(H^＋)＝c(OH^－)+c(CH₃COO^－)

C.PH＜7,且c(CH₃COO^－)＞c(H^＋)＞c(Na⁺)＞c(OH^－)

D.PH＝7,且c(CH₃COO^－)＞c(Na⁺)＞c(H^＋)＝c(OH^－)

解析：当PH＞7时，对应溶液的溶质可为单一的CH₃COONa溶液或NaOH和CH₃COONa的混合液，当为单一的CH₃COONa溶液时，离子浓度为：c(Na⁺)＞c(CH₃COO^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)；当NaOH的量远大于CH₃COONa时，也可有：c(Na⁺)＞c(OH^－)＞c(CH₃COO^－)＞c(H^＋)，所以A不可能。B为电苛守恒永远成立，C中当CH₃COOH的量远大于CH₃COONa时也成立；D中PH＝7,时有c(CH₃COO^－)＝c(Na⁺)＞c(H^＋)＝c(OH^－)，所以正确答案为AD。

2、弱酸的酸式盐与碱反应后溶液中离子浓度比较

一般弱酸的酸式盐，弱酸根的水解大于其电离能力，溶液呈碱性，但有一些弱酸的酸式盐确以电离为主，溶液呈酸性，如NaHSO₃、NaHC₂O₄、NaH₂PO₄（但Na₂HPO₄溶液为碱性）。酸式盐可与碱继续反应，生成的正盐呈碱性。

例2、（2007天津理综第10题）草酸是二元中强酸，草酸氢钠溶液显酸性。常温下，向10mL0.01mol/LNaHC₂O₄溶液中滴加0.01mol/LNaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，溶液中离子浓度关系正确的是（）

A.V(NaOH)＝0时，c(H⁺)=1×10^-2mol/L  B.V(NaOH)＜10mL时，不可能存在c(Na⁺)=2(C₂O₄^2-)+(HC₂O₄^-)

C.V(NaOH)=10mL时，c(H⁺)=1×10^-7mol/L  D.V(NaOH)＞10mL时，c(Na⁺)＞(C₂O₄^2-)＞(HC₂O₄^-)

解析：因草酸是二元中强酸，所以NaHC₂O₄中氢并不完全电离，则V(NaOH)＝0时，c(H⁺)＜1×10^-2mol/L，A答案错；V(NaOH)=10mL时，溶液恰好反应生成Na₂C₂O₄，为强碱弱酸盐水解呈碱性，则c(H⁺)＜1×10^-7mol/L，C答案错；当V(NaOH)＜10mL时，肯定有一处溶液呈中性c(H⁺)=c(OH^-)，溶液中电苛守恒有：c(Na⁺)+c(H⁺)=2(C₂O₄^2-)+(HC₂O₄^-)+(OH^-)，则有c(Na⁺)=2(C₂O₄^2-)+(HC₂O₄^-)，B答案错；当V(NaOH)＞10mL时，溶液为Na₂C₂O₄和NaOH的混合液，C₂O₄^2-水解产生HC₂O₄^-，但水解反应为酸碱中和反应的逆反应，水解的量很少，所以正确答案为D。

3、弱酸与其强碱盐混合液中离子浓度的比较

一般情况下，等浓度的弱酸与其强碱盐混合，以弱酸电离为主，溶液呈酸性；等浓度的弱碱与其强酸盐混合，以弱碱的电离为主，溶液呈碱性，但当弱酸或弱碱的酸碱性太弱，电离程度太小时，以盐的水解为主。

例3、（2003年高考江苏卷）将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液呈碱性，下列关系式中正确的为（）

A.c(HCN)＜c(CN^-) B.c(Na⁺)＞c(CN^-)  C.c(HCN)-c(CN^-)＝c(OH^－)  D.c(HCN)+c(CN^-)＝0.1mol/L

解析：0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后，不考虑水解和电离，c(HCN)＝c(NaCN)，而此时溶液呈碱性，说明NaCN水解大于HCN的电离，则c(HCN)＞c(CN^-)，电苛守恒有：c(H⁺)+c(Na⁺)＝c(OH^－)+c(CN^-)，物料守恒有：c(HCN)+c(CN^-)＝0.1mol/L＝2c(Na⁺),将此式代入上式，可发现C不正确，因此正确答案为BD。

4、混合的盐溶液中离子浓度的比较

二元弱酸的酸式盐与其正盐混合，溶液中离子浓度的比较，注意水解程度的比较。

例4、（2004年高考上海卷）将标准状况下的2.24LCO₂通入150mL 1mol/LNaOH溶液中，下列说法正确的是（）

A.c(HCO₃^－)略大于c(CO₃^2－)     B.c(HCO₃^－)等于c(CO₃^2－)

C.c(Na⁺)等于c(HCO₃^－)与c(CO₃^2－)之和       D.c(HCO₃^－)略小于c(CO₃^2－)

解析：将标准状况下的2.24LCO₂通入150mL 1mol/LNaOH溶液中，所得Na₂CO₃与NaHCO₃各0.05mol，但由于：CO₃^2－+H₂O HCO₃^－+OH^－，故正确答案为A，由原子守恒可判断C错误，该溶液中离子浓度大小为：c(Na⁺)＞c(HCO₃^－)＞c(CO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)。

例5、（2008全国理综卷Ⅰ12题）已知乙酸（HA）的酸性比甲酸（HB）弱，在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB的混合溶液中，下列排序正确的是（）

A. c(OH^－)＞c(HA)＞c(HB)＞c (H^＋)       B. c(OH^－)＞c(A^-)＞c(B^-)＞c (H^＋)

C. c(OH^－)＞c(B^-)＞c(A^-)＞c (H^＋)                      D. c(OH^－)＞c(HB)＞c(HA)＞c (H^＋)

解析：因乙酸（HA）的酸性比甲酸（HB）弱，所以相同浓度的NaA和NaB溶液，NaA水解程度比NaB要大，则c(HA)＞c(HB)，由质子守恒得c(OH^－)＝c(HA)+c (H^＋)，所以       c(OH^－)＞c(HA)，水解呈碱性，c (H^＋)最小，所以答案为A。

三、不同溶液中同一离子浓度的比较

1、不同溶液中当含有相同的离子时，可对相同浓度的不同溶液中同一离子浓度进行比较。

例6、浓度相同的①NH₄NO₃  ②NH₄HCO₃  ③NH₄HSO₄  ④(NH₄)₂CO₃   ⑤(NH₄)₂SO₄溶液中，c(NH₄⁺)的大小顺序为___________________.

解析：NH₄⁺水解使溶液呈酸性，HCO₃^-水解使溶液呈碱性，HSO₄^-完全电离出H⁺，结合化学式中铵根离子的下标，所以 c(NH₄⁺)的大小顺序为 ：⑤＞④＞③＞①＞②

2、不同溶液中带某种电苛的离子总数的比较

例7、在溶质的物质的量相同的等体积的下列溶液中，阴离子总数由多到少的顺序是（）

①CaCl₂   ②Na₂CO₃  ③MgSO₄

解析： 1molCaCl₂电离出2molCl^-，而1molNa₂CO₃和MgSO₄分别电离出1mol阴离子，但CO₃^2－+H₂O HCO₃^－+OH^－使阴离子数量增多，因此阴离子总数由多到少的顺序是①＞②＞③

四、不同溶液中离子总数量的比较

例7、已知HF的酸性比HCN的酸性强，现有物质的量浓度和体积均相同的NaF和NaCN两种溶液，已知前者溶液中的离子数目为n₁,后者溶液中的离子数目为n₂

⑴下列关系正确的是______

A.n₁＝n₂ B.n₁＞n₂     C.n₁＜n₂     D.c(F^-)＞c(CN^-)

⑵说明⑴选择的理由：__________________________.

解析：由HF的酸性比HCN的酸性强，则NaCN水解程度大于NaF，所以c(F^-)＞c(CN^-)，NaCN溶液的碱性大于NaF溶液，由电苛守恒得：c(F^-)+c(OH^－)＝c(Na⁺)+c(H^＋)，    c(CN^-)+c(OH^－)＝c(Na⁺)+c(H^＋)，NaF溶液中c(H^＋)大于NaCN溶液中c(H^＋)，c(Na⁺)相同，因此n₁＞n₂ ，所以⑴答案为BD，⑵答案见解析。

总之，溶液中离子浓度的比较，注意首先搞清溶液溶质的成分，分清单一溶液和混合溶液，运用有关弱酸弱碱的电离和盐类水解的知识作答。