“溶液中粒子濃度大小比較”題型的解題思路

摘 要：針對高中化學 “溶液中粒子濃度大小比較” 題型，詳細闡述了單一溶液、混合溶液、不同溶液中同一離子以及緩沖溶液中粒子濃度大小比較的解題思路與方法.通過具體實例分析，幫助學生掌握此類題型的解題要點，提升解題能力，同時也為教師教學提供參考.

關鍵詞：高中化學；粒子濃度；大小比較；解題思路

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2024）34-0121-03

收稿日期：2024-09-05

作者簡介：桂洋洋（1994—），男，安徽省蕪湖人，本科，中學二級教師，從事化學教學研究.

在高中化學學習中，“溶液中粒子濃度大小比較” 是一個重要的知識點，也是高考常考內容.掌握該題型的解題思路和方法，對于學生理解溶液中的電離平衡、水解平衡等概念，以及運用化學原理解決實際問題具有關鍵意義[1].本文將結合高考要求，深入探討不同類型溶液中粒子濃度大小比較的解題策略，助力學生提高化學學習水平.

1 單一溶液粒子濃度大小比較

單一溶液主要包括：強酸、強堿和不水解的鹽；弱酸、弱堿（含多元弱酸）；能水解的鹽，等等.分析離子濃度大小時，前兩類主要考慮電離，第三類則需兼顧電離與水解.解題過程中還應分清主次，通常以溶質電離為主，溶劑水的電離微弱.在溶液中，弱酸、弱堿和水未電離的分子居多，已電離的極少.對于能水解的鹽，未水解的弱酸根或弱堿根離子占多數，水解離子量少且水解程度微弱.多元弱酸需考慮第一步電離對后續電離的抑制，一般第一步以電離為主，后續電離程度漸弱.

例1 某酸的酸式鹽NaHY水溶液中，HY-的電離程度小于HY-的水解程度，下列有關敘述當中正確的是（" ）.

A.H2Y的電離方程式為H2Y+H2OHY-+H3O+

B.在NaHY溶液中，離子濃度由大到小的順序為c（Na+）＞c（Y2-）＞c（HY-）＞c（OH-）＞c（H+）

C.在NaHY溶液中，離子濃度由大到小的順序為c（Na+）＞c（HY-）＞c（Y2-）＞c（OH-）＞c（H+）

D.HY-的水解方程式為HY-+H2O

H3O++Y2-

答案：A

解 A.某酸的酸式鹽NaHY的水溶液中，HY-的電離程度小于HY-的水解程度，說明溶液顯堿性，同時H2Y是弱電解質，電離方程式為H2Y+H2OHY-+H3O+，故A正確；

B.該鹽溶液顯堿性，則溶液中的離子濃度關系為c（Na+）＞c（HY-）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（Y2-），故B錯誤；

C.根據B選項分析，C錯誤；

D.HY-的水解方程式為HY-+H2OH2Y+OH-，故D錯誤.答案選A.

2 混合溶液中各粒子濃度的比較

混合溶液中粒子濃度比較需考慮以下幾點.首先，判斷混合后發生的反應，確定新生成的物質及剩余的物質，如酸堿混合會發生中和反應，鹽與酸或堿混合可能發生復分解反應；其次，分析各物質的電離和水解情況，強電解質完全電離，弱電解質部分電離且電離程度較小，同時，鹽中的離子可能發生水解，要考慮水解程度的大小；最后，綜合判斷離子濃度大小，一般先確定主要離子，再考慮次要離子，注意電荷守恒等原則的運用.

例2 室溫下，將兩種濃度均為0.10 mol/L的溶液等體積混合，若溶液混合引起的體積變化可忽略，下列各混合溶液中微粒物質的量濃度關系正確的是（" ）.

A.NaHCO3-Na2CO3混合溶液（pH=10.30）：c（Na+）gt;c（CO2-3）gt;c（HCO-3）gt;c（OH-）

B.氨水-NH4Cl混合溶液（pH=9.25）：

c（NH+4）+c（H+）=c（NH3·HO）+c（OH- ）

C.CH3COOH-CH3COONa混合溶液（pH=4.76）∶c（Na+）gt;c（CH3COOH）gt;c（CH3COO-）gt;c（H+）

D.H2C2O4-NaHC2O4混合溶液（pH=1.68，H2C2O4為二元弱酸）：c（H+）+c（HC2O4）=c（Na+）+c（C2O2-4）+c（OH-）

答案：D

解析 A項：溶液呈堿性，說明CO2-3水解的程度大于HCO-3：電離的程度，因此c（HCO-3）gt;c（CO2-3），CO2-3的水解是微弱的，溶液中仍有大量的CO2-3，則c（CO2-3）gt;c（OH-），錯誤；

B項：由電荷守恒可知，c（NH+4）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH- ），元素質量守恒為 c（NH3·HO）+c（NH+4）=2c（Cl-），兩式聯立消去c（Cl-）可得c（NH+4）+2c（H+）=c（NH3·H2O）+2c（OH- ），錯誤；

C項：溶液呈酸性，說明CH3COOH電離的程度大于c（CH3COO- ）水解的程度，則溶液中微粒濃度關系為c（CH3COO- ）gt;c（Na+）gt;c（CH3COOH）gt;c（H+），錯誤；

D項：由電荷守恒知，c（H+）+c（Na+）=c（C2O2-4）+2c（HC2O-4）+c（OH-），由元素質量守恒知，2c（Na+） =c（C2O2-4）+c（HC2O-4）+c（H2C2O4），兩式相減得c（H+）+ c（HC2O4）=c（Na+）+c（C2O2-4）+c（OH-），正確.

3 不同溶液中同一離子濃度的大小比較

不同溶液中同一離子濃度比較可按照先分類、后分析、再組合的解題思路完成解題.先分類：將不同物質按所比較的粒子的個數進行分類；后分析：分別分析各類物質溶液中其他粒子對所比較粒子水解平衡的影響，比較出相同物質的量濃度的同一類物質溶液中該粒子濃度大小：相互促進水解的鹽＜單獨水解的鹽＜水解相互抑制的鹽；再組合：將幾種類別的物質按含有所比較粒子的個數進行組合排序，比較粒子濃度大小.

例3 現有①CH3COONa、②

ONa、③NH4NO3、④NH4HSO4、⑤NaNO3、⑥（NH4）2SO4六種溶液各0.2 mol/L，在室溫相同的條件下，以下六種溶液的pH值由小到大的排列順序正確的是（" ）.

A.④lt;⑥lt;③lt;⑤lt;①lt;②

B.⑥lt;④lt;①lt;③lt;⑤lt;②

C.④lt;⑤lt;⑥lt;①lt;③lt;②

D.②lt;①lt;⑤lt;③lt;⑥lt;④

答案：A

解析 首先，將待測溶液劃分為三個類別：酸性組、中性組和堿性組.酸性組包括③NH4NO3、④NH4HSO4、⑥（NH4）2SO4；中性組則只有⑤NaNO3；堿性組則包含①CH3COONa、②ONa

.在酸性組中，④NH4HSO4作為強酸的酸式鹽，其酸性最為強烈.相比之下，⑥（NH4）2SO4中的銨根離子濃度要高于③NH4NO3，因此其酸性也相對更強一些（但弱于④NH4HSO4）.堿性組，知道CH3COOH（乙酸）的酸性要強于苯酚，因此苯酚鈉溶液的堿性就會弱于①CH3COONa.綜合以上分析，可以得出六種溶液的pH值由小到大的排列順序大致為：④NH4HSO4＜ ⑥（NH4）2SO4＜③NH4NO

3＜⑤NaNO3＜①CH3COONa＜②ONa，故答案選A.

4 緩沖溶液中的粒子濃度大小比較

緩沖溶液對溶液的酸度具有穩定作用的溶液.當該溶液中加入少量強酸或強堿，稍加稀釋時，溶液的pH基本上不變[2].在比較此類溶液中粒子濃度大小時，可根據緩沖溶液的組成和性質，推斷出溶液中的粒子濃度關系.一般來說，共軛酸的濃度與共軛堿的濃度相差不大，且二者的濃度之和遠大于溶液中氫離子或氫氧根離子的濃度.隨后，利用電荷守恒、物料守恒等原理，結合緩沖溶液的組成和性質，可以列出等式或不等式，通過比較和計算得出溶液中各粒子的濃度大小關系.在解題過程中，需要注意溶液的電中性原則和緩沖溶液的組成特點，以及各粒子之間的轉化關系.

例4 緩沖溶液是指加少量水稀釋或外加少量酸、堿，自身pH不發生顯著變化的溶液.1 L含1 mol乳酸（HLac）和1 mol乳酸鈉（NaLac）的溶液就是一種緩沖溶液，該溶液的pH為3.85.圖1是該緩沖溶液的pH隨通入HCl（g）或加入NaOH（s）的物質的量變化的示意圖（溶液體積保持1 L），已知lg3=0.48.下列說法錯誤的是（" ）.

A.通過計算可得出，a點溶液的pH值約為3.37

B.根據圖像可以判斷，b點溶液已失去緩沖能力

C.該緩沖溶液中：2c（HLac）+c（H+）=2c（Lac-）+c（OH-）

D.當加入NaOH，且橫坐標為0.5時，溶液中：

c（Na+）＜c（Lac-）

答案：C

解析 A項：1 L含1 mol乳酸和1 mol乳酸鈉的溶液中乳酸和乳酸鈉濃度相同，c（HLac）和

c（NaLac）幾乎相等，乳酸Ka=10-3.85，當通入0.5 mol HCl，溶質是1.5 mol乳酸和0.5 mol的乳酸鈉，此時（Lac-）（HLac）=13，K=10-3.85=13c（H+），c（H+）=3×10-3.85mol/L.pH=3.37，故A正確.

B項：由圖中曲線可知，b點溶質為2 mol乳酸鈉，加入氫氧化鈉pH明顯發生改變，此時失去了緩沖能力，故B正確;C項：混合后電荷守恒：c（H+）+

c（Na+）=c（Lac-）+c（OH-），物料守恒：此緩沖液中存在c（HLac）+2c（H+）=c（Lac-）+2c（OH-），故C錯誤;D項：當加入NaOH，且橫坐標為0.5時，溶質0.5 mol乳酸和1.5 mol的乳酸鈉，若不考慮乳酸電離和乳酸根的水解，c（Na+）=

c（Lac-），而此時溶液呈酸性，乳酸的電離大于乳酸根的水解，故溶液中c（Lac-）會增大，或結合電荷守恒、溶液呈酸性可知c（Na+）＞c（Lac-），故D正確.

5 結束語

通過對 “溶液中粒子濃度大小比較” 題型不同類型的分析與講解，可以看到，解決此類問題需要清晰地理解各種溶液中的平衡關系，熟練運用電荷守恒、物料守恒等原理.學生在日常學習過程中，應注重相關知識點的掌握情況，以便在遇到此類習題時，能夠快速定位知識點，完成解題.

參考文獻：

［1］張順清，王后雄.模型認知視域下鹽溶液中粒子濃度大小的比較[J].中學化學，2021（2）：44-47.

[2] 陶毅.溶液中粒子濃度大小比較試題的解法[J].中學化學教學參考，2019（18）：56-57.

［責任編輯：季春陽］