2019屆高考化學總復習 第8章 水溶液中的離子平衡 學案七 電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系配套練習 新人教版

1、學案七電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系【教學目標】1知識目標：掌握鹽溶液中各組分之間的守恒關(guān)系與大小比較。2能力目標：能用電離平衡和水解平衡的觀點分析問題。3情感目標：體會微觀世界與宏觀世界的差異?！窘虒W重、難點】反應過程中粒子濃度大小變化?！究记榉治觥颗袛嚯娊赓|(zhì)溶液中粒子濃度的關(guān)系，是高考?？碱}型，一般從單一溶液、混合溶液和不同溶液三個角度進行考查，其中反應過程中不同階段粒子濃度關(guān)系的判斷是近幾年高考的熱點和亮點。2017全國卷13題考查二元酸與NaOH溶液反應過程中粒子關(guān)系；2017全國卷12題考查二元酸隨pH變化粒子關(guān)系等，該類題目的解題關(guān)鍵是正確判斷溶液中溶質(zhì)的成分及其量的關(guān)系，以及離子的電離

2、程度和水解程度的大小。該題型一般綜合性強、難度較大，能夠很好考查學生的分析推理能力，復習備考中應特別關(guān)注。一、熟悉兩大理論構(gòu)建思維基點1電離平衡建立電離過程是微弱的意識弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的，且水的電離能力遠遠小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，在溶液中，粒子濃度由大到小的順序：c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)c(OH)。2水解平衡建立水解過程是微弱的意識弱酸根離子或弱堿陽離子的水解是微弱的，但水的電離程度遠遠小于鹽的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2O

3、CH3COOHOH，H2OHOH，溶液中，c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)c(H)。二、把握三大守恒，明確定量關(guān)系1物料守恒(原子守恒)在電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，粒子種類增多，但這些粒子所含某些原子的總數(shù)始終不變，符合原子守恒。如NaHCO3溶液中，n(Na)n(C原子)11，因HCO水解：HCOH2OH2CO3OH以及HCO電離：HCOHCO，C元素的存在形式有3種，即HCO、H2CO3、CO，由n(Na)n(C原子)11，得c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)。2電荷守恒在電解質(zhì)溶液中，陽離子的電荷總數(shù)與陰離子的電荷總數(shù)相等，即溶液呈電中性

4、。如NaHCO3溶液中有Na、H、HCO、CO、OH，存在如下關(guān)系：n(Na)n(H)n(HCO)2n(CO)n(OH)，推出c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)。(因CO帶2個單位負電荷，所以其所帶電荷數(shù)為其離子數(shù)的2倍)3質(zhì)子守恒電解質(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：即有c(H)c(H2CO3)c(OH)c(CO)另外，質(zhì)子守恒式可以由電荷守恒式和物料守恒式推導得出。以KHS溶液為例，電荷守恒式為c(K)c(H)c(OH)c(HS)2c(S2)，物料守恒式為c(K)c(HS)c(S2)c(H2S)，由消去沒有變化的K

5、得質(zhì)子守恒式：c(H)c(H2S)c(OH)c(S2)。考點指導1單一溶液中離子濃度關(guān)系【典例1】(安徽理綜)室溫下，下列溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()ANa2S溶液：c(Na)c(HS)c(OH)c(H2S)BNa2C2O4溶液：c(OH)c(H)c(HC2O)2c(H2C2O4)CNa2CO3溶液：c(Na)c(H)2c(CO)c(OH)DCH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na)c(Ca2)c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Cl)解析A項，由于S2H2OHSOH、HSH2OH2SOH、H2OHOH，故離子濃度關(guān)系應為c(Na)c(OH)c(HS)c(H2S)，錯誤；B項，

6、符合電解質(zhì)溶液中質(zhì)子守恒關(guān)系，正確；C項，根據(jù)電荷守恒有c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)，錯誤；D項，根據(jù)物料守恒，離子濃度的關(guān)系應為c(Na)c(Ca2)c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Cl)，錯誤。答案B【對點訓練】1(2018郴州質(zhì)檢)已知NaHSO3溶液顯酸性，NaHCO3溶液顯堿性，現(xiàn)有濃度均為0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3兩種溶液，兩種溶液中各粒子的物質(zhì)的量濃度存在下列關(guān)系(R表示S元素或C元素)，其中正確的一組是()Ac(Na)c(HRO)c(H)c(RO)c(OH)Bc(Na)c(H)c(HRO)c(RO)c(OH)Cc(H)c(H

7、2RO3)c(RO)c(OH)Dc(Na)c(HRO)c(H2RO3)2c(RO)解析A項，NaHCO3溶液顯堿性，說明HCO的水解程度大于電離程度，離子濃度大小為c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)c(CO)，A錯；B項，根據(jù)電荷守恒得，c(Na)c(H)c(HRO)2c(RO)c(OH)，B錯；C項，根據(jù)質(zhì)子守恒得(可聯(lián)合電荷守恒和物料守恒得到)，c(H)c(H2RO3)c(OH)c(RO)，C正確；D項，根據(jù)物料守恒得c(Na)c(RO)c(HRO)c(H2RO3)，D錯。答案C審題建?？键c指導2混合溶液中離子濃度關(guān)系【典例2】(四川理綜)室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積

8、混合(忽略體積變化)，實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗編號起始濃度/molL1反應后溶液的pHc(HA)c(KOH)0.10.19x0.27下列判斷不正確的是()A實驗反應后的溶液中：c(K)c(A)c(OH)c(H)B實驗反應后的溶液中：c(OH)c(K)c(A) mol/LC實驗反應后的溶液中：c(A)c(HA)0.1 mol/LD實驗反應后的溶液中：c(K)c(A)c(OH)c(H)解析實驗反應后溶液的pH9，即溶液顯堿性，說明HA為弱酸，二者等濃度等體積混合恰好反應生成KA，A水解，A項正確；實驗反應后的溶液中，由電荷守恒式c(H)c(K)c(A)c(OH)知，c(K)c(A)c(OH)c(H)，

9、B項錯誤；因為HA為弱酸，如果與等體積等濃度的KOH溶液混合，溶液顯堿性，若溶液顯中性，則在兩溶液體積相等的條件下，HA溶液的濃度應大于0.2 mol/L，所以實驗反應后的溶液中，c(A)c(HA)0.1 mol/L，C項正確；實驗反應后溶液顯中性，根據(jù)電荷守恒式c(H)c(K)c(A)c(OH)，且c(H)c(OH)，則c(K)c(A)，即c(K)c(A)c(H)c(OH)，D項正確。答案B【思維建模】酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系【對點訓練】2(2018武漢重點高中調(diào)研)在V mL 0.1 mol/L Na2S溶液中逐滴加入V mL 0.1 mol/L KHSO4溶液，所得溶液中粒子濃度關(guān)系正

10、確的是()Ac(SO)c(HS)c(K)c(OH)c(H)Bc(Na)c(K)c(S2)c(H)c(OH)Cc(Na)c(S2)c(H2S)c(HS)c(SO)Dc(K)c(Na)c(H)c(SO)c(S2)c(HS)c(OH)解析Na2S電離出的S2與KHSO4電離出的H結(jié)合為HS，由于HS的水解程度大于電離程度，所得溶液顯堿性c(SO)c(K)c(HS)c(OH)c(H)，A錯、B錯；根據(jù)物料守恒得：c(Na)c(S2)c(H2S)c(HS)c(SO)，C對；根據(jù)電荷守恒得：c(K)c(Na)c(H)2c(SO)2c(S2)c(HS)c(OH)，D錯。答案C考點指導3不同溶液中同一粒子濃度

11、關(guān)系【典例3】25 時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH)由大到小的順序為_。分析流程：答案【對點訓練】3有4種混合溶液，分別由下列等體積的0.1 molL1的兩種溶液混合而成：CH3COONa與HCl；CH3COONa與NaOH；CH3COONa與NaCl；CH3COONa與NaHCO3。下列各項排序中正確的是()ApH：Bc(CH3COOH)：Cc(CH3COO)：D溶液中c(H)：解析中還存在能水解的HCO，故的堿性強于，A錯誤；由于中兩種陰離子水解相互抑制，故水解生成的醋酸分子比中的

12、少，B錯誤；中CH3COO濃度比中的大，中CH3COO的水解受到NaOH的強烈抑制，使得溶液中CH3COO的濃度最大，中兩種溶液混合后恰好反應生成醋酸，醋酸為弱電解質(zhì)，故其電離程度較小，溶液中CH3COO的濃度最小，C正確；的溶液堿性最強，即中c(H)最小，D錯誤。答案C【思維模型】分析溶液中微粒濃度關(guān)系的思維流程考點指導4滴定曲線分析【典例4】(天津理綜)室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示，下列判斷錯誤的是()A三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHAKHBKHDB滴定至P點時，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H

13、)c(OH) CpH7時，三種溶液中：c(A)c(B)c(D) D當中和百分數(shù)達100%時，將三種溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)解析A項，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時，0.1 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH，說明三種酸均為弱酸，且HA的pH最小、酸性最強，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強，電離常數(shù)越大，故KHAKHBKHD，正確； B項，滴定至P點時，溶液中未反應的HB與生成的NaB的濃度相等，且溶液呈酸性，說明HB的電離程度大于B水解程度，故c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH)，正確；C項，pH7時，三種離子的濃度分別等于c

14、(Na)，然而三種溶液中陰離子水解程度不同，加入的NaOH的體積不同，故三種陰離子的濃度也不同，錯誤；D項，根據(jù)質(zhì)子守恒即可得出，三種溶液混合后溶液的質(zhì)子守恒關(guān)系：c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)，正確。答案C【對點訓練】4已知草酸為二元弱酸：H2C2O4HC2OHKa1、HC2OC2OHKa2，常溫下，向某濃度的草酸溶液中逐滴加入一定量濃度的KOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三種微粒的物質(zhì)的量分數(shù)()與溶液pH的關(guān)系如圖所示，下列說法不正確的是()ApH1.2溶液中，c(K)c(H)c(OH)c(H2C2O4)BpH4.2溶液中c2(HC2O)/c(H2C2

15、O4)c(C2O)1000C將相同物質(zhì)的是KHC2O4和K2C2O4固體完全溶于水所得溶液的pH為4.2D向pH1.2的溶液中加KOH溶液將pH增大至4.2的過程中水的電離程度一直增大解析pH1.2時，H2C2O4、HC2O的物質(zhì)的量分數(shù)相等，均為0.5，且c(K)c(H)c(OH)c(HC2O)，則c(K)c(H)c(OH)c(H2C2O4)，A正確；由圖象可知pH1.2時，c(HC2O)c(H2C2O4)，則Ka1c(H)101.2 molL1，pH4.2時，HC2O和C2O的物質(zhì)的量分數(shù)相等，均為0.5，Ka2c(H)104.2 molL1，由電離常數(shù)可知1 000，故B正確；將相同物質(zhì)

16、的量的KHC2O4和K2C2O4固體完全溶于水，可配成不同濃度的溶液，溶液濃度不同，pH不一定為定值，即不一定為4.2，故C錯誤；向pH1.2的溶液中加KOH溶液使pH增大至4.2，溶液中由酸電離的氫離子濃度減小，則對水的電離的抑制程度減小，水的電離度一直增大，故D正確。答案C【課堂小結(jié)】抓準五個關(guān)鍵點速解滴定曲線解決酸堿中和滴定曲線類問題的關(guān)鍵是巧抓“5點”，即曲線的起點、恰好反應點、中性點、反應一半點和過量點，先判斷出各個點中的溶質(zhì)及溶液的酸堿性，下面以室溫時用0.1 molL1 NaOH溶液滴定0.1 molL1 HA溶液為例，總結(jié)如何抓住滴定曲線的5個關(guān)鍵點：滴定曲線關(guān)鍵點離子濃度關(guān)系

17、原點(點0)原點為HA的單一溶液，0.1 molL1 HA溶液pH1說明HA是弱酸；c(HA)c(H)c(A)c(OH)反應一半點(點)兩者反應生成等物質(zhì)的量的NaA和HA混合液，此時溶液pH7，說明HA的電離程度大于A的水解程度，c(A)c(Na)c(HA)c(H)c(OH)中性點(點)此時溶液pH7，溶液是中性，酸沒有完全被中和，c(Na)c(A)c(HA)c(H)c(OH)恰好完全反應點(點)此時二者恰好完全反應生成NaA，為強堿弱酸鹽，溶液是堿性，c(Na)c(A)c(OH)c(HA)c(H)過量點(點)此時，NaOH溶液過量，得到NaA與NaOH等物質(zhì)的量的混合液，溶液顯堿性，c(N

18、a)c(OH)c(A)c(H)1常溫下，將等體積、等物質(zhì)的量濃度的NH4HCO3與NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶體，過濾，所得濾液pH7。下列關(guān)于濾液中的離子濃度關(guān)系不正確的是()A.c(NH)c(HCO)c(CO)解析A項，由于常溫下濾液的pH7，故c(OH)Kw/c(H)n(NaHCO3)，HCO發(fā)生電離生成CO，發(fā)生水解生成H2CO3，根據(jù)NaHCO3的物料守恒可知：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)，正確；C項，根據(jù)電荷守恒有：c(H)c(Na)c(NH)c(OH)c(HCO)2c(CO)c(Cl)，錯誤；D項，由于c(NH4Cl)c(NaHCO3)，NH發(fā)生水

19、解，HCO發(fā)生微弱的電離，故離子濃度關(guān)系為c(Cl)c(NH)c(HCO)c(CO)，正確。答案C2(2017河南鄭州、平頂山二市質(zhì)考)下列溶液中各微粒的濃度關(guān)系正確的是()ApH2的CH3COOH溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合：c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)B含等物質(zhì)的量的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中：c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H)c(OH)C0.1 molL1 CH3COONa溶液與0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7：c(Na)c(Cl)c(OH)c(H)D0.1 molL1 Na2CO3溶液與0.1 molL1 N

20、aHCO3溶液等體積混合：2c(Na)3c(CO)c(HCO)c(H2CO3)解析pH2的CH3COOH溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合時，CH3COOH過量很多，溶液呈酸性，c(H)c(OH)，故A項錯誤；含等物質(zhì)的量的CH3COONa與CH3COOH的混合溶液中，CH3COOH的電離程度大于CH3COO的水解程度，因此c(CH3COO)c(Na)，B項錯誤；0.1 molL1 CH3COONa溶液與0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7時，由電荷守恒有c(Na)c(H)c(Cl)c(CH3COO)c(OH)，由于c(H)c(OH)，所以c(Na)c(Cl)c(CH3COO)，C項

21、錯誤；0.1 molL1 Na2CO3溶液與0.1 molL1 NaHCO3溶液等體積混合后，c(Na2CO3)0.05 molL1，c(NaHCO3)0.05 molL1，c(Na)0.15 molL1，由物料守恒有c(CO)c(HCO)c(H2CO3)0.1 molL1，所以2c(Na)3c(CO)c(HCO)c(H2CO3)，D項正確。答案D3(2018湖南、湖北八市十二校第一次聯(lián)考)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系正確的是()A等物質(zhì)的量濃度的下列物質(zhì)的溶液：H2CO3Na2CO3NaHCO3(NH4)2CO3，其中c(CO)的大小關(guān)系為：BpH2的H2C2O4溶液與pH

22、12的NaOH溶液等體積混合：c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)c(C2O)C向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol/L NaOH溶液：c(CO)c(HCO)c(OH)c(H)D常溫下，同濃度的CH3COONa與CH3COOH溶液等體積混合，溶液的pH7：c(CH3COOH)c(OH)c(Na)c(H)解析A項，相比較，由于發(fā)生互促水解，水解程度較大，則c(CO)：，為二元弱酸，c(CO)最小，則c(CO)的大小關(guān)系為：，故A正確；B項，pH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合時，草酸過量，反應后的溶液中含有草酸和草酸氫鈉，溶液顯酸性，根據(jù)電

23、荷守恒有c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)2c(C2O)，故B錯誤；C項，向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol/L NaOH溶液，反應后溶液中含有等濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉，溶液顯堿性，CO的水解程度大于HCO，因此c(HCO)c(CO)，故C錯誤；D項，常溫下，同濃度的CH3COONa與CH3COOH溶液等體積混合，溶液的pH7，說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO的水解程度，根據(jù)電荷守恒有c(CH3COO)c(OH)c(Na)c(H)，由于c(CH3COOH)c(CH3COO)，因此c(CH3COOH)c(OH)c(Na)c(H)，故D錯誤。答案A

24、4(2017東營模擬)常溫下，用已知濃度的鹽酸滴定未知濃度的Na2CO3溶液，用pH傳感器測得混合溶液的pH變化曲線如下圖(已知：飽和CO2溶液的pH為5.6)，下列說法正確的是()A該Na2CO3溶液的濃度為0.001 molL1B在pH7時，c(Na)c(Cl)C在pH6時，c(Na)c(HCO)c(CO)Def發(fā)生的主要離子反應為COH=HCO解析A項，滴定之前碳酸鈉溶液的pH11，所以溶液中氫氧根離子的濃度為0.001 molL1，該Na2CO3溶液的濃度大于0.001 molL1，錯誤；B項，在pH7時，溶液顯示中性，氫離子和氫氧根離子濃度相等，此時溶液中還含有碳酸根離子和碳酸氫根離子，c(Na)c(Cl)，錯誤；C項，在pH6時，溶液顯酸性，溶液的組成可能是碳酸氫鈉和飽和二氧化碳溶液的混合物，此時c(Na)c(HCO)c(CO)，正確；D項，根據(jù)pH變化曲線，可以看出e到f階段，隨著鹽酸的加入，pH幾乎不再變化，所以該階段鹽酸剩余，碳酸鈉和碳酸氫鈉完全消耗，錯誤。答案C5向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol Na