2024高中化學(xué)第三章水溶液中的離子平衡專(zhuān)題講座四含解析新人教版選修4

PAGE5-專(zhuān)題講座(四)溶液中粒子濃度的大小關(guān)系一、同一溶液中不同粒子濃度大小比較1．學(xué)問(wèn)儲(chǔ)備。(1)弱電解質(zhì)的電離和弱根的水解都是微弱的。例如：CH3COOH溶液中，主要是CH3COOH分子，只有很少量的電離成了CH3COO－和H＋；CH3COONa溶液中，主要是CH3COO－和Na＋，只有很少量的CH3COOH分子和OH－。(2)多元弱酸的電離和多元弱酸根的水解都是分步進(jìn)行，均以第一步為主。(3)弱酸的酸式根既存在電離也存在水解，電離程度和水解程度的相對(duì)大小由溶質(zhì)本身性質(zhì)而定。①需駕馭：HSOeq\o\al(－,3)、H2POeq\o\al(－,4)、HC2Oeq\o\al(－,4)——電離＞水解；HCOeq\o\al(－,3)、HPOeq\o\al(2－,4)、HS－——水解＞電離。②需依據(jù)信息推斷：例如：常溫下0.1mol·L－1NaHA溶液、pH＝9.2。依據(jù)pH＝9.2＞7，呈堿性可推斷出HA－的水解＞電離。(4)弱電解質(zhì)與弱根離子物質(zhì)的量之比1∶1時(shí)，電離程度與水解程度比較。①需駕馭：n(NH3·H2O)∶n(NH4Cl)＝1∶1時(shí)，電離＞水解；n(CH3COOH)∶n(CH3COONa)＝1∶1時(shí)，電離＞水解。②需依據(jù)信息推斷：例如：常溫下，n(HCN)∶n(NaCN)＝1∶1的溶液，pH＝9.2，可推斷該溶液中水解＞電離。(5)水的電離程度很小，但不行忽視。2．解題思路。(1)判溶質(zhì)：推斷溶液溶質(zhì)成分以及物質(zhì)的量的關(guān)系。(2)析平衡：分析溶液中存在哪些平衡。(3)分主次：將以上平衡依據(jù)其程度大小分出主次，寫(xiě)平衡時(shí)由主到次寫(xiě)。(4)比大小：依據(jù)平衡的主次，比較粒子濃度大小。3．示例分析。[例1]常溫下，等體積、等物質(zhì)的量濃度的氨水與鹽酸混合，混合溶液中粒子濃度大小比較。分析：判溶質(zhì)：NH4Cl，比大?。篶(Cl－)＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(H＋)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)。[例2]常溫下，1molSO2通入1L1mol·L－1NaOH溶液中，所得溶液粒子濃度大小比較(溶液pH＜7)。分析：判溶質(zhì)：NaHSO3比大?。篶(Na＋)＞c(HSOeq\o\al(－,3))＞c(H＋)＞c(SOeq\o\al(2－,3))＞c(OH－)＞c(H2SO3)。二、不同溶液中同種離子濃度大小比較不同溶液中同種離子濃度大小的比較：主要看溶液中該離子本身的濃度和其他離子促進(jìn)還是抑制離子的水解。[例3]濃度均為0.1mol·L－1的①NH4Cl、②NH4HSO4、③NH4HCO3、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2、⑥(NH4)2CO3、⑦NH3·H2O。溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))大小比較。分析：先將溶液分為三個(gè)等次：④⑤⑥＞①②③＞⑦，其次看其他離子對(duì)NHeq\o\al(＋,4)的水解的影響：Cl－、SOeq\o\al(2－,4)對(duì)NHeq\o\al(＋,4)水解無(wú)影響；H＋、Fe2＋抑制NHeq\o\al(＋,4)水解；COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)促進(jìn)NHeq\o\al(＋,4)水解。因此，④＞⑤＞⑥＞②＞①＞③＞⑦。三、溶液中離子濃度三大守恒關(guān)系[練習(xí)]________________________________________1．已知常溫下：某NaHSO3溶液的pH＝5，則在NaHSO3溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系肯定正確的是()A．c(Na＋)＞c(HSOeq\o\al(－,3))＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(SOeq\o\al(2－,3))B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))C．c(Na＋)＝c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)D．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)解析：依據(jù)pH＝5溶液呈酸性可知：c(OH－)＜c(H＋)，A錯(cuò)誤；電荷守恒的正確關(guān)系式為c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))，B錯(cuò)誤；C為物料守恒的正確關(guān)系式；將電荷守恒和物料守恒關(guān)系式結(jié)合起來(lái)可得：c(OH－)＋c(SOeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2SO3)，D錯(cuò)誤。答案：C2．已知HCN的電離常數(shù)K＝6.2×10－10。用物質(zhì)的量都是0.1mol的HCN和NaCN混合配成1L溶液，經(jīng)測(cè)定溶液呈堿性。則下列關(guān)系式正確的是()A．c(CN－)>c(Na＋)B．c(CN－)>c(HCN)C．c(HCN)＋c(CN－)＝0.2mol·L－1D．c(CN－)＋c(OH－)＝0.1mol·L－1解析：HCN的電離常數(shù)為6.0×10－10，0.1mol的HCN和NaCN混合后配成1L溶液，經(jīng)測(cè)定溶液呈堿性，說(shuō)明CN－的水解大于HCN－)<c(HCN)，B錯(cuò)誤；依據(jù)物料守恒，c(HCN)＋c(CN－)＝0.2mol·L－1，C正確；依據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)，因此有c(CN－)＋c(OH－)>0.1mol·L－1，D錯(cuò)誤。答案：C3．物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液，按c(COeq\o\al(2－,3))由小到大依次排列正確的是()①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3A．⑤＜④＜③＜②＜① B．③＜⑤＜②＜④＜①C．③＜②＜⑤＜④＜① D．③＜⑤＜④＜②＜①解析：NHeq\o\al(＋,4)水解呈酸性，COeq\o\al(2－,3)水解呈堿性，二者相互促進(jìn)水解，所以，Na2CO3溶液中c(COeq\o\al(2－,3))大于(NH4)2CO3溶液中c(COeq\o\al(2－,3))。同理，NaHCO3溶液中c(COeq\o\al(2－,3))大于NH4HCO3溶液中c(COeq\o\al(2－,3))。H2CO3是弱電解質(zhì)，所以，c(COeq\o\al(2－,3))最小。答案：B4．25℃時(shí)，下列有關(guān)溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()A．0.1mol·L－1CH3COONa溶液與0.1mol·L－1HCl溶液等體積混合：c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)B．0.1mol·L－1NH4Cl溶液與0.1mol·L－1氨水等體積混合(pH＞7)：c(NH3·H2O)＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(Cl－)＞c(OH－)C．0.1mol·L－1Na2CO3溶液與0.1mol·L－1NaHCO3溶液等體積混合：eq\f(3,2)c(Na＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)D．0.1mol·L－1Na2C2O4溶液與0.1mol·L－1HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸)：2c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(HC2Oeq\o\al(－,4))＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)解析：0.1mol·L－1CH3COONa溶液與0.1mol·L－1HCl溶液等體積混合，溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的CH3COOH和NaCl，因?yàn)榇姿釣槿跛?，部分電離，所以c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，A選項(xiàng)正確；0.1mol·L－1NH4Cl溶液與0.1mol·L－1氨水等體積混合，pH＞7，說(shuō)明一水合氨的電離程度大于銨根離子的水解程度，則c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(NH3·H2O)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)物料守恒，0.1mol·L－1Na2CO3溶液中，c(Na＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋2c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)，0.1mol·L－1NaHCO3溶液中，c(Na＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)，二者等體積混合，則2c(Na＋)＝3c(COeq\o\al(2－,3))＋3c(HCOeq\o\al(－,3))＋3c(H2CO3)，即eq\f(2,3)c(Na＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(HC2Oeq\o\al(－,4))＋c(OH－)＋c(Cl－)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A5．常溫下，向25mL0.1mol·L－1MOH溶液中逐滴加入0.2mol·L－1HA溶液，曲線(xiàn)如圖所示(體積改變忽視不計(jì))?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫(xiě)出MOH的電離方程式：____________________________。(2)MOH與HA恰好完全反應(yīng)時(shí)，混合溶液中由水電離出的c(H＋)________(填“＞”“＜”或“＝”)0.2mol·L－1HA溶液中由水電離出的c(H＋)。(3)分別寫(xiě)出B、C兩點(diǎn)，混合溶液中各離子濃度的大小關(guān)系：B點(diǎn)____________________________________________________；C點(diǎn)________________________________________________。(4)若D點(diǎn)測(cè)得混合溶液的pH＝3，則c(HA)＋c(H＋)≈________。解析：(1)0.1mol·L－1MOH溶液的pH＝13，所以MOH為強(qiáng)堿，電離方程式為MOH=M＋＋OH－。(2)MOH與HA恰好完全反應(yīng)時(shí)恰好生成MA，消耗HA12.5mL，此時(shí)溶液呈堿性，說(shuō)明A－水解，促進(jìn)水電離；0.2mol·L－1HA溶液，HA抑制水電離，所以MOH與HA恰好完全反應(yīng)時(shí)，混合溶液中由水電離出的c(H＋)大于0.2mol·L－1HA溶液中由水電離出的c(H＋)。(3)反應(yīng)過(guò)程中，溶液含有4種離子，分別是M＋、OH－、A－、H＋；依據(jù)電荷守恒，c(A－)＋c(OH－)＝c(M＋)