第36講溶液中的粒子濃度及圖像分析（講義）2024年高考化學一輪復習講義分層練習（原卷版）

第36講溶液中的粒子濃度及圖像分析任務目標任務目標1.理解電解質(zhì)溶液中的電離平衡和水解平衡。2.掌握溶液中各組分之間的守恒關(guān)系與大小比較。3.能正確識別圖像，能從圖像中找到曲線指代、趨勢、關(guān)鍵點。4.利用溶液中的平衡關(guān)系，學會分析不同類型圖像中各粒子濃度之間的關(guān)系。必備知識考點一溶液中微粒濃度大小的比較必備知識1．微粒濃度的大小比較理論依據(jù)(1)電離理論——弱電解質(zhì)的電離是微弱的①弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時還要考慮水的電離。如氨水中：NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－濃度的大小關(guān)系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq\o\al(＋,4))。②多元弱酸的電離是分步進行的，其主要是第一步電離(第一步電離程度遠大于第二步電離)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理論——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(水解相互促進的除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H＋)或堿性溶液中c(OH－)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH4Cl溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的濃度大小關(guān)系是c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根離子的水解是分步進行的，其主要是第一步水解。如在Na2CO3溶液中：COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3的濃度大小關(guān)系應是c(COeq\o\al(2－,3))>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)。2．溶液中微粒種類的判斷我們在判斷溶液中微粒濃度大小時，首先要判斷溶液中微粒的種類，然后再進行比較。判斷溶液中微粒種類的方法是正確寫出溶液中所有的電離方程式、水解方程式，然后結(jié)合溶液中的溶質(zhì)即可判斷溶液中的微粒種類。注意：在書寫電離方程式時，不要丟掉水的電離方程式。如：NaHCO3溶液中存在三種電離：NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－；一種水解：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，所以溶液中的離子為Na＋、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、H＋，分子為H2CO3、H2O。3．溶液中粒子等量關(guān)系——三大守恒(1)電荷守恒規(guī)律。電解質(zhì)溶液中，無論存在多少種離子，溶液都呈電中性，即陰離子所帶負電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如Na2CO3與NaHCO3混合溶液中存在著Na＋、H＋、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、OH－，存在如下關(guān)系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))；K2S溶液中：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)。(2)物料守恒規(guī)律。電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，微粒種類增多，但原子個數(shù)總是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故硫元素以S2－、HS－、H2S三種形式存在，則K2S溶液中有如下守恒關(guān)系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。①如果我們把兩個守恒進行相加減，可得到另一個守恒(質(zhì)子守恒)，如把上述K2S溶液中的兩個守恒相減可得：c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)＝c(OH－)。②電荷守恒式中不只是各離子濃度的簡單相加。如2c(COeq\o\al(2－,3))的計量數(shù)2代表一個COeq\o\al(2－,3)帶2個單位負電荷，不可漏掉。(3)質(zhì)子守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，電離、水解等過程中得到的質(zhì)子(H＋)數(shù)等于失去的質(zhì)子(H＋)數(shù)。如NaHCO3溶液中：即c(H2CO3)＋c(H＋)=c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)。特別提醒：(1)掌握微粒濃度大小比較的常見類型及分析方法(2)選好參照物不同溶液中同一離子濃度的大小比較要選好參照物，分組比較各個擊破。如25℃時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的順序為⑤>④>③>①>②。分析流程為：分組eq\o(→,\s\up7(化學式中),\s\do5(NH\o\al(＋,4)的數(shù)目))④⑤中c(NHeq\o\al(＋,4))要大于①②③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①②③\o(→,\s\up7(選參照物),\s\do5(①NH4Cl))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②相當于在①的基礎上促進NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)①>②,③相當于在①的基礎上抵制NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)③>①)),④⑤\o(→,\s\up7(選參照物),\s\do5(④NH42SO4))⑤相當于在④的基礎上抑制NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)⑤>④))要點突破要點突破1．室溫下，取20mL0.1mol·L?1某二元酸H2A，滴加0.1mol·L?1NaOH溶液。已知：H2AH+＋HA?，HA??H+＋A2?。下列說法不正確的是()A．0.1mol·L?1H2A溶液中有c(H+)－c(OH?)－c(A2?)＝0.1mol·L?1B．當?shù)渭又林行詴r，溶液中c(Na+)＝c(HA?)＋2c(A2?)，用去NaOH溶液的體積小于10mLC．當用去NaOH溶液體積10mL時，溶液的pH＜7，此時溶液中有c(A2?)＝c(H+)－c(OH?)D．當用去NaOH溶液體積20mL時，此時溶液中有c(Na+)＝2c(HA?)＋2c(A2?)2．H2X為二元弱酸。20℃時，向100mL0.1mol·L1的Na2X溶液中緩慢通入HCl(忽略溶液體積變化及H2X的揮發(fā))。指定溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是()A．通入HCl前：c(X2)＞c(HX)＞c(OH)＞c(H+)B．若通入5×103molHCl，溶液呈堿性，則溶液中c(X2)=c(HX)C．pH=7時：溶液中c(HX)＞c(Cl)D．c(Cl)=0.1mol·L1時：c(OH)c(H+)=c(H2X)c(X2)3．已知：常溫下，CN的水解常數(shù)K1.6×105。該溫度下，將濃度均為0.1mol?L1的HCN溶液和Na溶液等體積混合。下列說法正確的是()A．混合溶液的B．混合液中水的電離程度小于純水的C．混合溶液中存在c(CN)＞c(Na+)＞c(HCN)＞c(OH)＞c(H+)D．若c鹽酸與0.6mol?L1Na溶液等體積混合后溶液呈中性，則必備知識考點二反應過程中溶液粒子濃度變化的圖像分析必備知識1.滴定過程中，粒子濃度動態(tài)分析

關(guān)鍵點溶液中溶質(zhì)成分及粒子濃度大小關(guān)系NaOH溶液滴定mL0mol·L－1CH3COOH溶液V(NaOH)＝0(0點)溶質(zhì)是CH3COOH粒子濃度大小關(guān)系：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)V(NaOH)＝10mL(點①)溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的CH3COOH和CH3COONa粒子濃度大小關(guān)系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(OH－)pH＝7(點②)溶質(zhì)是CH3COONa和少量的CH3COOH粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＞c(H＋)＝c(OH－)V(NaOH)＝20mL(點③)溶質(zhì)是CH3COONa粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)V(NaOH)＝40mL溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的CH3COONa和NaOH粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)2.分布系數(shù)曲線透析分布曲線遵定思維方向分布曲線是指以pH為橫坐標、分布系數(shù)(即組分的平衡濃度占總濃度的分數(shù))為縱坐標的關(guān)系曲線。一元弱酸(以CH3COOH為例)二元酸(以H2C2O4為例)注：pKa為電離常數(shù)的負對數(shù)δ0為CH3COOH的分布系數(shù)，δ1為CH3COO－的分布系數(shù)δ0為H2C2O4的分布系數(shù)，δ1為HC2Oeq\o\al(－,4)的分布系數(shù)，δ2為C2Oeq\o\al(2－,4)的分布系數(shù)明確解題要領快速準確作答(1)讀“曲線”——每條曲線所代表的粒子及變化趨勢；(2)“讀濃度”——通過橫坐標的垂線，可讀出某pH時的粒子濃度；(3)“用交點”——交點是某兩種粒子濃度相等的點，可計算電離常數(shù)K；(4)“可替換”——根據(jù)溶液中的元素質(zhì)量守恒進行替換，分析得出結(jié)論。3.對數(shù)圖像中的粒子濃度關(guān)系將溶液中某一微粒的濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值eq\f(cA,cB)取常用對數(shù)，即lgc(A)或lgeq\f(cA,cB)得到的粒子濃度對數(shù)圖像。(1)．破解對數(shù)圖像的數(shù)據(jù)①運算法則：lgab＝lga＋lgb、lgeq\f(a,b)＝lga－lgb、lg1＝0。②運算突破點：如lgeq\f(cA,cB)＝0的點有c(A)＝c(B)；lgc(D)＝0的點有c(D)＝1mol·L－1。(2)．破解對數(shù)圖像的步驟①識圖像：觀察橫坐標、縱坐標的含義，看清每條曲線代表的粒子種類以及曲線的變化趨勢，計算電離常數(shù)時應利用兩種粒子濃度相等的點，如lgeq\f(cA,cB)＝0。②找聯(lián)系：根據(jù)圖像中的坐標含義和曲線的交點，分析所給電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)或pH與縱、橫坐標之間的聯(lián)系。③想原理：涉及電離平衡常數(shù)，寫出平衡常數(shù)表達式，在識圖像、想原理的基礎上，將圖像與原理結(jié)合起來思考。=4\*GB3④用公式：運用對數(shù)計算公式分析。要點突破要點突破1．取兩份10mLmol·Lˉ1的NaHCO3溶液，一份滴加mol·Lˉ1的鹽酸，另一份滴加mol·Lˉ1NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸(或堿)體積的變化如圖。下列說法不正確的是()A．由a點可知：NaHCO3溶液中HCO3的水解程度大于電離程度B．a(chǎn)→b→c過程中：c(HCO3－)+2c(CO32)+c(OH)逐漸減小C．a(chǎn)→d→e過程中：c(Na＋)c(HCO3－)+c(CO32)+c(H2CO3)D．令c點的c(Na＋)+c(H＋)=x，e點的c(Na＋)+c(H＋)=y，則x＞y2．以酚酞為指示劑，用0.1000mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數(shù)δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。[比如A2?的分布系數(shù)：δ(A2-下列敘述正確的是()A．曲線①代表δ(H2A)，曲線②代表δ(HA)B．