微专题7溶液中离子浓度大小关系及应用电解质溶液中的三个守恒关系(1)电荷守恒关系电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2SO3溶液中存在着Na+、SO、H+、OH-、HSO,它们存在如下关系:c平(Na+)+c平(H+)=2c平(SO)+c平(HSO)+c平(OH-)。(2)物料守恒关系电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2SO3溶液中SO能水解,故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为c平(Na+)=2c平(SO)+2c平(HSO)+2c平(H2SO3)。(3)质子守恒关系质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时,存在H+的转移,在转移时,失去H+的物质的量与得到H+的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HSO)+2c平(H2SO3)。【例1】在0.1mol·L-1Na2S溶液中存在着多种离子和分子,下列关系不正确的是()A.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+2c(S2-)B.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+c(S2-)C.c平(Na+)=2c(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S)D.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S)B[在电解质溶液里由电荷守恒得:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+2c(S2-),A项正确,B项错误;由物料守恒得:c平(Na+)=2c(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S),C项正确;由质子守恒得:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S),D项正确。]1.在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中,下列关系正确的是()A.c平(Na+)=2c平(CO)B.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HCO)+c平(H2CO3)C.c平(HCO)>c平(H2CO3)D.c平(Na+)+c平(H+)=c平(CO)+c平(HCO)+c平(OH-)C[碳酸根离子水解而钠离子不水解,所以c平(Na+)>2c平(CO),故A错误;碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,碳酸根离子、碳酸氢根离子水解和水电离都生成氢氧根离子,只有水电离生成氢离子,所以溶液中存在质子守恒:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HCO)+2c平(H2CO3),故B错误;碳酸根离子第一步水解程度远远大于第二步水解程度,所以c平(HCO)>c平(H2CO3),故C正确;溶液中存在电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HCO)+c平(OH-)+2c平(CO),故D错误。]2.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol·L-1KHC2O4溶液中,下列关系正确的是()A.c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O)+c平(OH-)+c平(C2O)B.c平(HC2O)+c平(C2O)=0.1mol·L-1C.c平(C2O)>c平(H2C2O4)D.c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O)+2c平(C2O)C[根据电荷守恒有c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O)+c平(OH-)+2c平(C2O),A错误;草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O、HC2O,根据物料守恒可知:c平(H2C2O4)+c平(C2O)+c平(HC2O)=0.1mol·L-1,B错误;草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O的电离程度大于水解程度,则c平(C2O)>c平(H2C2O4),C正确;根据物料守恒有c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O)+c平(C2O),D错误。]离子浓度大小比较的常用方法(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4溶液中:c平(H+)>c平(H2PO)>c平(HPO)>c平(PO)。(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c平(Na+)>c平(CO)>c平(OH-)>c平(HCO)>c平(H+)。(3)混合溶液中各离子浓度的比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。①电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO-、HSO。如0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(NH)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+)。②电离程度小于水解程度的有HCN和CN-、HCO和CO、HCO。如0.1mol·L-1的HCN和0.1mol·L-1的NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(Na+)>c平(CN-)>c平(OH-)>c平(H+)。【例2】已知HF和HCN都是一元弱酸,但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100mL0.1mol·L-1的NaF溶液和100mL0.1mol·L-1的NaCN溶液,下列有关这两种溶液的说法中不正确的是()A.溶液pH:NaF