淺談一元強酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較

邵莉

摘 要：電解質溶液中離子濃度大小比較是高中化學教學的重點。而一元強酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較不僅是教學中的難點，同時也在混合溶液各離子濃度大小比較教學中起到重要作用。

關鍵詞：一元強酸；弱堿；離子濃度；比較

電解質溶液中離子濃度大小比較問題，是高考的“熱點”之一。其中以“混合溶液各離子濃度大小比較”這類題型最為常見，這種題型考查的知識點多，靈活性、綜合性較強，有較好的區分度，它能有效地測試出學生對強弱電解質、電離平衡、電離度、水的電離、pH值、離子反應、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運用能力。由于考查知識點較多，很多學生在解題時思路混亂造成解題失敗，如何用簡捷的方法準確尋找這類問題的答案，筆者從一元強酸與弱堿混合溶液離子濃度大小比較入手，結合具體試題，淺談解題方法與技巧。

例1.（2005江蘇）常溫下將稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合，不可能出現的結果是（ ）

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-）

答案：AD。

解析：稀NaOH溶液與稀CH3COOH溶液混合時，溶液最終pH值可能有以下三種情況。

1.pH>7混合后溶液呈堿性，認為CH3COOH向NaOH溶液中滴加，溶液離子濃度隨著CH3COOH量的增加可能出現的情況：

①c（Na+）>c（OH-）>c（CH3COO-）>c（H+）CH3COOH向NaOH溶液中剛開始滴加。

②c（Na+）>c（OH-）=c（CH3COO-）>c（H+）CH3COOH的量逐漸增多時會出現c（OH-）=c（CH3COO-）的情況。

③c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）CH3COOH與NaOH溶液恰好完全反應溶液中只有CH3COONa。

綜上，pH>7溶液中c（Na+）最多且溶質可能為NaOH和CH3COONa或只有CH3COONa。

2.pH=7混合后溶液呈中性，c（H+）=c（OH-），依據電荷守恒則c（Na+）=c（CH3COO-）離子關系。

④c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-）或c（CH3COO-）=c（Na+）>c（H+）=c（OH-），此時溶液中溶質應為CH3COOH和CH3COONa。

3.pH<7混合后溶液呈酸性，認為NaOH向CH3COOH溶液中滴加，溶液離子濃度隨著NaOH量的增加可能出現情況：

⑤c（CH3COO-）>c（H+）>c（Na+）>c（OH-），NaOH向CH3COOH溶液中剛開始滴加。

⑥c（CH3COO-）>c（H+）=c（Na+）>c（OH-），NaOH向CH3COOH溶液滴加的量逐漸增多。

⑦c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-），NaOH滴加的量已很多，但是還未達到與CH3COOH完全反應的量。

綜上，pH<7溶液中c（CH3COO-）最多且溶質為CH3COOH和CH3COONa。

由以上分析可知此題答案為AD，若把這個題目理解透徹，有關一元強堿與弱酸混合的很多題型便可迎刃而解。

例2.某溶液中僅含有CH3COO-，H+，Na+，OH-四種離子，下列說法錯誤的是 （ ）

A.溶液中四種離子濃度之間可能滿足：c（Na+）>c（OH-）>c（H+）>c（CH3COO-）

B.若溶液中離子濃度之間滿足：c（Na+）=c（CH3COO-），則該溶液一定呈中性

C.若原溶液溶質為CH3COONa，則c（Na+）>c（CH3COO-）>

c（OH-）>c（H+）

D.若原溶液中離子濃度滿足c（H+）>c（OH-），則原溶液一定是CH3COOH和CH3COONa

答案：A。

解析：A選項錯誤。由例1可知c（Na+）最多時，pH>7，則c（H+）應最小。

B選項正確。此時只有一種情況，即pH=7，溶液呈中性。

C選項正確。符合例1中溶液pH>7的第3種情況，即相當于CH3COOH與NaOH溶液恰好完全反應，原溶液中只有CH3COONa，則此選項中離子濃度大小關系正確。

D選項正確。由于離子濃度滿足c（H+）>c（OH-），則pH<7，符合例1中溶液CH3COOH過量這一情況，即原溶液溶質一定為CH3COOH和CH3COONa。

由分析可知此題是例1的變形題。

例3.（2007年高考理綜四川）在25℃時，將pH=11的NaOH溶液與pH=3的CH3COOH溶液等體積混合后，下列關系式中正確的是（ ）

A.c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）

B.c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）

C.c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

D.c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

答案：D。

解析：A選項錯誤。由題意可知，由于弱酸部分電離即

c（CH3COOH）>10-3mol·L-1c（Na+）=c（OH-）=c（H+）=10-3mol·L-1，則c（Na+）

B選項錯誤。該選項應依據電荷守恒為c（H+）+c（Na+）=

c（CH3COO-）+c（OH-）

C選項錯誤。pH之和為14時，強堿弱酸等體積混合，由于弱酸部分電離，即c（CH3COOH）>10-3mol·L-1，則最終溶液呈酸性pH<7，c（Na+）最多不符合例1中溶液CH3COOH過量這一情況，那么

c（CH3COO-）應最多。

D選項正確。由前面分析可知最終溶液呈酸性pH<7，

c（CH3COO-）最多符合例1中溶液CH3COOH過量這一情況，但是c（Na+）與c（H+）關系是否正確，由題意可知pH=11的NaOH溶液中c（Na+）=c（OH-）=10-3mol·L-1，而pH=3的CH3COOH溶液中c（H+）=10-3mol·L-1，因此將兩溶液等體積混合后，二者溶液中已存在的

OH-與H+恰好完全反應，則反應后c（Na+）大于c（H+）。

例4.（2002年上海）在常溫下10mL pH=10的KOH溶液中，加入pH=4的一元酸HA溶液至pH剛好等于7（假設反應前后體積不變），則對反應后溶液的敘述正確的是（ ）

A.c（A-）=c（K+） B.c（H+）=c（OH-）

C.V（總）≥20mL D.V（總）≤20mL

答案：AD。

解析：A選項正確。HA可能為強酸也可能為弱酸，但無論是強酸還是弱酸，常溫下pH=7，則C（H+）=C（OH-），由溶液中電荷守恒得C（A-）+C（OH-）=C（K+）+C（H+），可推出C（A-）=C（K+），則A正確。

B選項錯誤。由以上分析可知c（H+）=c（OH-）

C、D選項需分情況討論：

①若HA為強酸，則酸堿濃度一樣，恰好完全反應且生成的鹽為強酸強堿鹽，當pH=7時，溶液等體積混合為20mL。

②若HA為弱酸，pH之和為14時，強堿弱酸等體積混合，溶液呈酸性，由于弱酸部分電離，常溫下加入的HA濃度肯定大于10的-4次方，那么要使反應后pH為7，加入的酸體積肯定小于10ml，V（總）<20mL則C選項錯誤。

綜上，答案為AD。