离子浓度比较一直是高考化学考查的重点和难点，解决的工具是三个守恒：电荷守恒、物料守恒和质子守恒.相对来说电荷守恒是学生普遍认为最简单易懂的，所以常常被忽视，但在实际解题中不少学生只会呆板的列出电荷守恒表达式，却对其应用颇为生疏.本文将结合实例与电荷守恒来一次亲密接触.
　　1.“电荷守恒”和“离子浓度比较”
　　离子浓度比较常需要考虑电离因素或水解因素及主次，而电荷守恒也是解题的有效工具之一.
　　例125℃时，部分弱酸的电离平衡常数为：
　　Ka（HCOOH）=1.77×10-4，Ka（HCN）=4.9×10-10，Ka1（H2CO3）=4.3×10-7、Ka2（H2CO3）=5.6×10-11，下列说法错误的是（）.
　　A.过量CO2通入NaCN溶液中的离子方程式：2CN-+H2O+CO2→2HCN+CO2-3
　　B.少量HCOOH与Na2CO3溶液反应离子方程式：HCOOH+CO2-3→HCOO-+HCO-3
　　C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
　　D.等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者大于后者
　　解析由电离常数可得，酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCO-3，A项产物应为HCO-3，故错误.考虑用量，B项正确.C项，等pH的HCOOH和HCN，c（HCN）大，则中和时消耗的NaOH的量多，故正确.D项，因为两溶液水解程度不同，直接比较有难度，可根据两溶液电荷守恒n（HCOO-）+n（OH-）=n（Na+）+n（H+），n（CN-）+n（OH-）=n（Na+）+n（H+），即溶液中离子总数是n（Na+）+n（H+）的2倍，CN-更易水解∴NaCN溶液中的n（H+）更小，HCOONa溶液中所含离子总数更大，故正确.
　　答案：A
　　2.“电荷守恒”+“pH=7”
　　在离子浓度比较中，常出现“pH=7”（常温），这也就意味着需要考虑电荷守恒.
　　例2常温下，将CH3COONa溶液和稀盐酸混合至溶液pH=7时，列出除水分子外其余微粒的物质的量浓度大小关系.
　　解析此时溶液中溶质为NaCl、CH3COONa和CH3COOH，溶液中除水分子外的微粒有：Na+、Cl-、CH3COO-、CH3COOH、H+、OH-.根据pH=7，c（CH3COOH）　　c（Na+）+c（H+）= c（CH3COO-）+c（OH-）+c（Cl-），将物料守恒c（CH3COO-）+c（CH3COOH）= c（Na+），及c（H+）=c（OH-）代入，即可得c（CH3COOH）=c（Cl-），整理后即可得到正确答案.
　　答案：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（CH3COOH）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）
　　例3常温下，向100 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液中滴加a mol·L-1的醋酸溶液，当滴加到溶液呈中性时，此时溶液总体积为200 mL（忽略两溶液混合溶液体积的变化），若用b代表醋酸的电离常数，则原醋酸的浓度a= mol·L-1.（用含b表达式表示）
　　解析由题意可知，V（CH3COOH）=100mL，根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-），且c（H+）=c（OH-），∴c（CH3COO-）=c（Na+）=0.2 mol·L-1/2=0.1 mol·L-1；再根据电离方程式
　　CH3COOHCH3COO-+H+；Ka=
　　c（CH3COO-）c（H+）c（CH3COOH）=0.1 mol·L-1×10-7mol·L-1c（CH3COOH）=b，整理可得混合后醋酸的平衡浓度c（CH3COOH）=10-8bmol·L-1，∴混合后醋酸的浓度为（10-8b+0.1）mol·L-1，考虑到体积的变化，求原醋酸的浓度只需加倍即可.
　　答案：2×10-8b+0.2.
　　3.“电荷守恒”+“浓度不等式”
　　离子浓度的大小比较，学生较为熟悉的套路是用电离或水解的知识来解答，但一些较为复杂的题目中，常常寓守恒于不等式中，学生常常不知如何入手.技巧是：将根据题意得到的不等式代入守恒式尤其是电荷守恒，进而转化为新的不等式.这种题型综合性较强，难度也较大.
　　例4常温下，向20.00 mL 0.1000 mol·L-1 （NH4）2 SO4溶液中逐滴加入
　　0.2000 mol·L-1NaOH时，溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图1所示（不考虑NH3·H2O分解）.下列说法正确的是（）.
　　图1
　　A.点a所示溶液中：c（NH+4）>c（SO2-4）>c（OH-） > c（H+）
　　B.点b所示溶液中：c（NH+4）=c（Na+） >c（H+）=c（OH-）
　　C.点c所示溶液中：c（SO2-4）+c（H+）=c（NH3·H2O ）+c（OH-）
　　D.点d所示溶液中：c（SO2-4）>c（NH3·H2O）>c（OH-）>c（NH+4）
　　解析A项，NH+4水解溶液呈酸性，c（H+）应大于c（OH-），故错误；
　　B项，根据电荷守恒：
　　c（NH+4）+c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+2c（SO2-4），因为b点c（Na+）c（Na+），故错误；
　　C项，因为c点c（Na+）=c（SO2-4），且c（NH+4）+
　　c（NH3·H2O）=2c（SO2-4）（物料守恒），代入电荷守恒，可判断是正确的； 　　D项，此时溶质是Na2SO4和NH3·H2O，其物质的量浓度的原始比为1∶2，虽然NH3·H2O会因为微弱电离，略有减少，但c（NH3·H2O）应大于c（SO2-4），故错误.
　　答案：C
　　4.“电荷守恒”+“物料守恒”
　　电荷守恒和物料守恒都是离子浓度比较中的重要工具，这也注定了在一些综合性较强的题目中两者常常组合使用，对于它们的强强组合，必须学会分析和应用.
　　例5下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（）.
　　A.CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中c（H+）/c（CH3COO-） 的值减小
　　B.25℃时，将浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa两溶液等体积混合，pH=4.75，则
　　c（CH3COO-）+c（OH-）　　C.25℃时，pH=2的HCOOH与pH=12的NaOH等体积混合：c（HCOO-）+c（H+）　　D.常温下，物质的量浓度均为0.2 mol·L-1 Na2CO3和NaHCO3的等体积混合溶液中：
　　2c（OH-）-2c（H+）=3c（H2CO3）+c（HCO-3）-c（CO2-3）
　　解析A项，将电荷守恒c（H+）= c（OH-）+c（CH3COO-）代入，可得c（H+）/c（CH3COO-） =1+c（OH-）/c（CH3COO-），在稀释过程中，c（CH3COO-）减小，同时溶液酸性减弱c（OH-）增大，∴c（H+）/c（CH3COO-）的值应增大，故错误.
　　B项，根据电荷守恒c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），混合溶液呈酸性，应以CH3COOH电离为主，则c（Na+）>c（CH3COOH），代入可得c（CH3COO-）+c（OH-）>c（CH3COOH）+
　　c（H+），故错误.
　　C项，此溶液为HCOOH和HCOONa混合溶液，以HCOOH电离为主.∴c（H+）>c（OH-），c（HCOO-）>c（Na+），合并可得c（HCOO-）+c（H+）>c（Na+）+c（OH-），故错误.
　　D项，根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（HCO-3）+c（OH-）+2c（CO2-3），物料守恒2c（Na+）=3[c（H2CO3）+c（HCO-3）+c（CO2-3）]，将物料守恒代入电荷守恒约去Na+即可，故正确.
　　答案：D
　　拓展质子守恒的书写，既可以用电荷守恒和物料守恒整理得到，也可以用框图法，具体步骤为：
　　1.找出溶液中参与质子（即H+）转移的原始微粒（包括溶质离子和水分子，不是溶质在水中通过电离或水解再生成的其他微粒），放入事先画好的方框内；
　　2.在方框中列出各种微粒得失质子的情况，并注明个数；
　　3.书写质子守恒时若遇到得到或失去质子个数不止一个的过程，则在该过程所得产物前面乘以得失质子的个数.
　　例6 常温常压下，将a mol CO2气体通入1L b mol·L-1的NaOH溶液中，下列对所得溶液的描述不正确的是
　　A.当a=2b时，随着CO2气体的通入，溶液中由水电离出的c（H+）有如右图2变化关系
　　B.当a=b时，所得溶液中存在：
　　c（OH-）+c（CO2-3）=c（H+）+c（H2CO3）
　　C.当2a=b时，所得溶液中存在：c（Na+）>c（CO2-3）>c（OH-）>c（HCO-3）>c（H+）
　　D.当1/2　　解析分析反应物物质的量之比和所得溶液成分关系如下表
　　n（CO2）：n（NaOH）
　　即a： b <1：2 1：2 1：2---1：1 ≥1：1
　　溶质 Na2CO3
　　NaOH Na2CO3 NaHCO3
　　Na2CO3 NaHCO3
　　A项，分为两阶段，当a≤b时，溶质为Na2CO3或NaHCO3，盐类水解促进水的电离，图中对应前半段，水电离出的c（H+）不断增大，当b　　答案：D
　　（收稿日期：2014-12-08）