离子浓度大小比较

化学反应原理A 档L3近3年考频 4 次

常见题型:choice、fill、short

离子浓度大小比较 - 离子平衡综合

考法聚焦

典型例题

例题 1

室温下,向10 mL 0.1 mol/L CH₃COOH溶液中逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液,当加入NaOH溶液体积为5 mL时,混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序是?

解答

c(CH₃COO⁻) > c(Na⁺) > c(H⁺) > c(OH⁻)

解析:

此题为等浓度弱酸与强碱部分中和,反应后得到等物质的量的CH₃COOH和CH₃COONa混合溶液(缓冲溶液)。需比较CH₃COOH的电离平衡与CH₃COO⁻的水解平衡的相对大小,因Ka(CH₃COOH)≈1.75×10⁻⁵,Kh(CH₃COO⁻)=Kw/Ka≈5.71×10⁻¹⁰,电离远大于水解,故溶液显酸性,c(H⁺)>c(OH⁻),且CH₃COO⁻来自电离和盐的双重来源,浓度最大。

要点:

  • 利用Ka与Kh比较判断溶液酸碱性
  • 缓冲溶液中离子浓度排序规律:盐的阳离子(Na⁺)浓度居中,酸根离子因电离而略大于金属离子

例题 2

在25℃时,将0.1 mol/L Na₂CO₃溶液与0.1 mol/L HCl溶液等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是?

解答

c(Na⁺) > c(Cl⁻) > c(HCO₃⁻) > c(OH⁻) > c(H⁺) > c(CO₃²⁻)

解析:

等体积混合后发生反应:CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻,生成等浓度的Na⁺、HCO₃⁻和Cl⁻,且HCO₃⁻既能水解也能电离,其水解常数Kh(HCO₃⁻)=Kw/Ka1≈2.38×10⁻⁸,电离常数Ka2=5.61×10⁻¹¹,水解大于电离,溶液显碱性。需注意CO₃²⁻几乎完全转化为HCO₃⁻,但HCO₃⁻仍有少量电离和水解。

要点:

  • 先判断反应程度,注意HCO₃⁻的水解与电离平衡
  • Cl⁻不参与反应,浓度等于Na⁺的一半,但排序在HCO₃⁻前因HCO₃⁻部分水解

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