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苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 盐类的水解第3课时学案设计
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这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 盐类的水解第3课时学案设计，共14页。
第3课时 溶液中微粒浓度大小的比较
[核心素养发展目标] 1.知道弱电解质的电离和盐类水解均存在平衡，会判断溶液中微粒种类及微粒间的定量关系，培养变化观念与平衡思想。2.建立溶液中粒子浓度大小比较的思维模型，掌握溶液中粒子浓度大小的比较方法，培养证据推理与模型认知能力。
一、“两大理论”与“三种守恒”
1．两大理论引领思维建模
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒非常少，还要考虑水的电离。如氨水中：
c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)。
②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离。如在H2S溶液中：
c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
(2)水解理论
①离子的水解损失是微量的(相互促进的水解除外)，但由于水的电离，水解后酸性溶液中c(H＋)
或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解生成的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中：c(Cl－)>
c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2．三种“守恒”关系式
类别
意义
实例
电荷守恒
电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数
Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO、H2CO3和H2O，其中c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
物料守恒
电解质溶液中，某种原子的总浓度等于它的各种存在形态的浓度之和
Na2CO3溶液中n(Na)＝2n(C)，即c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)
质子守恒
任何水溶液中，由水电离产生的H＋和OH－的物质的量均相等
Na2CO3溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)
1．判断下列电解质溶液中的守恒关系哪些正确，哪些错误？
已知H2C2O4为二元弱酸。
(1)0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中，
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L－1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为弱酸)，
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中，
c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中，
c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液等体积混合，
c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
(7)0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中，
c(OH－)>c(H＋)＋c(CH3COOH)。
答案 正确的有(2)(4)(6)，其余不正确。
解析 (1)不符合物料守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)。
(2)符合质子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)，移项即可。
(3)不符合电荷守恒，漏写c(Cl－)，正确的关系式是c(Cl－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)符合电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，故成立。
(5)不符合物料守恒。正确的关系式为c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(H2C2O4)＋c(C2O)。
(6)符合物料守恒。c(Na＋)＝0.15 mol·L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
(7)不符合质子守恒，正确的关系式为c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)。
2．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A．物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH)：(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
B．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
C．1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)＝2c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3)
D．某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋c(A2－)
答案 A
解析 A项，NH4HSO4中电离出的H＋可抑制NH的水解，故溶液中c(NH)：NH4HSO4>NH4Cl，又1 mol (NH4)2SO4中含有2 mol的NH，故溶液中c(NH)：(NH4)2SO4＞NH4HSO4，正确；B项，在酸性混合溶液中：c(H＋)>c(OH－)，又由于溶液中电荷守恒：c(Na＋)
＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，故c(Na＋)
(1)分析电解质的电离和水解情况，找全溶液中的离子和分子。
(2)分清题目考查的哪种守恒关系，可以是单一守恒关系式，也可以是它们的变形关系式，也可以是两种守恒关系式导出的新的守恒式。
(3)注意选择题常涉及的易错点：
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、溶液中粒子浓度比较的四种类型
1．不同溶液中同一离子浓度比较
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响，如：在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl，②CH3COONH4，③NH4HSO4，④(NH4)2SO4，⑤(NH4)2CO3，c(NH)由大到小的顺序：④>⑤>③>①>②。
2．弱酸溶液中粒子浓度大小比较
(1)HClO溶液中存在的平衡有：HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－，溶液中微粒有H2O、HClO、H＋、OH－、ClO－，由于HClO的电离程度小，且H2O的电离程度更小，所以溶液中粒子浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(HClO)>c(H＋)>c(ClO－)>c(OH－)。
(2)碳酸的电离方程式是H2CO3HCO＋H＋、HCOH＋＋CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H＋、HCO、CO、OH－。
碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(H2CO3)>c(H＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)。
3．单一溶液中离子浓度大小的比较
(1)氯化铵溶液
①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。
电离：NH4Cl===NH＋Cl－、H2OH＋＋OH－。
水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。
判断溶液中存在的离子有NH、Cl－、H＋、OH－。
②再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)。
(2)碳酸钠溶液
①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程：
电离：Na2CO3===2Na＋＋CO、H2OH＋＋OH－。
水解：CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、CO、HCO、OH－、H＋。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)。
(3)碳酸氢钠溶液
①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程：
电离：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCOH＋＋CO、H2OH＋＋OH－。
水解：HCO＋H2OH2CO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、HCO、CO、H＋、OH－。
②由于HCO的电离程度小于HCO的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO)。
(4)亚硫酸氢钠溶液
①分析NaHSO3溶液中的电离、水解过程。
电离：NaHSO3===Na＋＋HSO、HSOH＋＋SO、H2OH＋＋OH－。
水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、HSO、H＋、SO、OH－。
②由于HSO的电离程度大于HSO的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)。
4．混合溶液中各离子浓度大小比较，根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析
(1)分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L－1NH4Cl和0.1 mol·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(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。
(2)分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·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(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)，
且c(HCN)>c(Na＋)＝0.1 mol·L－1。
常温下，将0.1 mol·L－1 NaOH溶液逐滴加入到20.0 mL 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中所得溶液pH与加入NaOH溶液体积关系如下图，结合图示，回答下列问题。
(1)图示中①②③点对应的溶液溶质是什么？
提示 ①点溶液中溶质为剩余的CH3COOH和等量的CH3COONa，②点溶液中溶质为少量剩余的CH3COOH和生成的CH3COONa，③点溶液中溶质为CH3COONa。
(2)请结合电离程度和水解程度，解释为什么①点溶液呈酸性？
提示 ①点溶液的溶质为CH3COOH和CH3COONa，两者等量，CH3COOH在溶液中发生电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，CH3COONa在溶液中发生水解：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，但前者的电离程度大于后者的水解程度，故溶液中c(H＋)>c(OH－)，呈酸性。
(3)分别写出①②③点溶液中离子浓度大小关系？
提示 ①点：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
②点：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)
③点：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
判断酸碱混合溶液中粒子浓度大小的一般思路
(1)判断生成物，确定溶液组成。
(2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡，水解平衡)。
(3)根据题给信息，确定程度大小(是电离为主还是水解为主)。
(4)比较粒子浓度大小，在比较中，要充分运用电荷守恒、物料守恒关系。
1．常温下，0.1 mol·L－1的NH4HCO3溶液的pH＝7.8，下列关于该溶液中微粒浓度的关系正确的是( )
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(HCO)>c(NH)
C．c(NH)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)
D．c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋2c(NH3·H2O)＋c(OH－)
答案 C
解析 NH4HCO3溶液中NH和HCO都能水解且相互促进。由溶液pH＝7.8可知，HCO的水解程度大于NH的水解程度，故c(NH)>c(HCO)，在此溶液中电荷守恒式为c(NH)＋c(H＋)
＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)，物料守恒式为c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝c(NH3·H2O)＋c(NH)，二者联立得c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(NH3·H2O)＋c(OH－)，综上所述，正确答案为C。
2．室温下，向20.00 mL 1 mol·L－1氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸，直至盐酸过量。请分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)实验过程中水的电离程度变化趋势是先________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)后______。
(2)当V(HCl)＝20.00 mL时，溶液中溶质为______，溶液中离子浓度的大小顺序是________________________________________________________________________。
(3)实验过程中，当溶液pH恰好等于7时，此时溶液中主要溶质的化学式是______________，V(HCl)______(填“>”“＝”或“<”)20.00 mL。
答案 (1)变大 变小
(2)NH4Cl c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
(3)NH4Cl、NH3·H2O <
3．(八省联考·湖北，15)25 ℃时，按下表配制两份溶液。
一元弱酸溶液
加入的NaOH溶液
混合后所得溶液
HA 10.0 mL 0.20 mol·L－1
5.0 mL
0.20 mol·L－1
溶液ⅠpH＝5.0
HB 10.0 mL 0.20 mol·L－1
5.0 mL
0.20 mol·L－1
溶液ⅡpH＝4.0
下列说法错误的是( )
A．溶液Ⅰ中，c(A－)>c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
B．Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0，说明＝10
C．混合Ⅰ和Ⅱ：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)
D．混合Ⅰ和Ⅱ：c(HA)＞c(HB)
答案 B
解析 A项，根据电荷守恒，Ⅰ中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于pH＝5.0，溶液显酸性，c(H＋)＞c(OH－)，因此，c(A－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，正确；B项，由于溶液Ⅰ、Ⅱ的pH分别为5.0和4.0，所以Ka(HA)＜Ka(HB)，＜1，错误；C项，由电荷守恒可知，Ⅰ和Ⅱ的混合溶液中，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)，正确；D项，由B的分析可知，Ka(HA)＜Ka(HB)，则Ⅰ、Ⅱ混合后必有c(HA)＞c(HB)，正确。
题组一 单一溶液中粒子浓度大小比较
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
答案 A
解析 A项不符合物料守恒，应为c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋2c(H2S)。
2．(2020·西安高二质检)已知，常温下某浓度的NaHSO3稀溶液的pH＜7。则该稀溶液中下列粒子浓度关系正确的是( )
A．c(Na＋)＞c(HSO)＞c(H2SO3)＞c(SO)
B．c(Na＋)＞c(HSO)＋c(SO)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋c(OH－)
答案 B
解析 NaHSO3溶液中存在：HSOH＋＋SO、HSO＋H2OH2SO3＋OH－，由于溶液的pH＜7，说明HSO的电离程度大于HSO的水解程度，故c(SO)＞c(H2SO3)，A项错误；由物料守恒可知，c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(H2SO3)，故c(Na＋)＞c(HSO)＋c(SO)，B项正确；由电荷守恒可知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋2c(SO)＋c(OH－)，C、D项均错误。
3．下列物质所配制的0.1 mol·L－1溶液中，离子浓度由大到小顺序排列正确的是( )
A．NH4Cl：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
B．Na2CO3：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
C．NaHCO3：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．(NH4)2SO4：c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)
答案 D
解析 氯化铵是强酸弱碱盐，NH水解导致溶液呈酸性：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，所以c(H＋)＞c(OH－)，NH水解而氯离子不水解，所以c(Cl－)＞c(NH)，因为NH水解程度是微弱的，所以c(NH)＞c(H＋)，因此NH4Cl溶液中离子浓度的大小顺序是c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)
＞c(OH－)，故A错误；在Na2CO3溶液中，CO部分水解，溶液呈碱性，所以c(OH－)＞c(H＋)，
又因为钠离子不水解，所以c(Na＋)＞c(CO)，因为CO水解程度是微弱的，所以c(CO)＞c(HCO)，根据CO的两步水解反应方程式：CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，因第一步水解生成的HCO还要发生第二步水解，造成HCO浓度减小而OH－浓度增加，再加上水电离出的OH－，所以c(OH－)＞c(HCO)，综上所述，在Na2CO3溶液中，离子浓度的大小顺序是c(Na＋)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(HCO)＞c(H＋)，故B错误；在NaHCO3溶液中，HCO仅有少量电离，所以溶液中c(HCO)＞c(CO)，故C错误；在(NH4)2SO4溶液中，铵根离子部分水解，溶液显酸性，则c(H＋)＞c(OH－)，又因为水解程度微弱，所以c(NH)＞c(SO)，则溶液中离子浓度大小顺序是c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)，所以D正确。
题组二 不同溶液中粒子浓度大小比较
4．均为100 mL 1.0 mol·L－1的盐酸和醋酸溶液，下列说法正确的是( )
A．c(Cl－)＝c(CH3COO－)
B．醋酸的电离方程式为CH3COOH===CH3COO－＋H＋
C．往两溶液中加入NaOH溶液恰好中和，消耗NaOH溶液的体积醋酸溶液多
D．c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
答案 D
解析 HCl是强电解质，完全电离，醋酸是弱电解质，部分电离，两溶液中c(Cl－)>c(CH3COO－)，
A错误；CH3COOH的电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋，B错误；两溶液中HCl和CH3COOH的物质的量相等，消耗NaOH溶液的体积也相等，C错误；根据物料守恒，c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)等于起始醋酸的浓度，也等于c(Cl－)，D正确。
5．有关①100 mL 0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液、②100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液的叙述不正确的是( )
A．溶液中水电离出的H＋个数：②＞①
B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②＞①
C．①溶液中：c(CO)＞c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCO)＞c(H2CO3)
答案 C
解析 相同温度下，等浓度的CO的水解程度大于HCO的水解程度，Na2CO3溶液中水的电离程度大于NaHCO3溶液中水的电离程度，A项正确；NaHCO3溶液中存在两个平衡：HCOCO＋H＋、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，无论电离还是水解，阴离子浓度都不变，Na2CO3溶液中存在水解平衡，CO＋H2OHCO＋OH－，CO水解后阴离子浓度增大，B项正确；HCO的水解程度大于其电离程度，①中c(CO)＜c(H2CO3)，C项错误；CO的第一步水解程度大于第二步水解程度，②中c(HCO)＞c(H2CO3)，D项正确。
题组三 混合溶液中粒子浓度大小比较
6．常温下，将甲酸与NaOH溶液混合，所得溶液的pH＝7，则此溶液中( )
A．c(HCOO－)>c(Na＋)
B．c(HCOO－)
D．无法确定c(HCOO－)与c(Na＋)的大小关系
答案 C
解析 根据电荷守恒可知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)；由pH＝7可知：c(H＋)＝c(OH－)，
得出c(Na＋)＝c(HCOO－)。
7.常温下，0.2 mol·L－1的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示，下列说法正确的是( )
A．HA为强酸
B．该混合液的pH＝7
C．该混合溶液中：c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋)
D．图中X表示HA，Y表示OH－，Z表示H＋
答案 C
解析 题给HA溶液与NaOH溶液反应生成0.1 mol·L－1的NaA溶液。由图知A－的浓度小于0.1 mol·L－1，说明A－发生了水解，即HA是弱酸，A项错误；A－发生了水解，水解后溶液呈碱性，B项错误；混合溶液中粒子浓度的大小关系为c(Na＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(HA)＞c(H＋)，
因此X表示OH－，Y表示HA，Z表示H＋，D项错误；根据物料守恒可知，c(A－)＋c(HA)＝c(Na＋)，即c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋)，C项正确。
8．室温下将pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合，在所得的混合溶液中，下列关系正确的是( )
A．c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
C．c(Cl－)＝c(NH)＞c(H＋)＝c(OH－)
D．c(NH)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)
答案 B
解析 HCl＋NH3·H2O===NH4Cl＋H2O，NH3·H2O过量，所以c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。
9．把0.02 mol·L－1醋酸钠溶液与0.01 mol·L－1盐酸等体积混合，混合后溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系错误的是( )
A．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.01 mol·L－1
B．c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)
C．2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)
答案 C
解析 反应后的溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCl、CH3COONa和CH3COOH，因为溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，根据物料守恒得：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，A正确；反应后NaCl、CH3COONa和CH3COOH的物质的量相等，溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，因此c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)，因CH3COOH为弱酸，只发生部分电离，故c(CH3COOH)>c(H＋)，所以有c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)，B正确；据物料守恒知c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，C错误；据溶液中电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，D正确。
10．已知某一温度下，在0.1 mol·L－1的强电解质NaHA溶液中，c(H＋)
B．c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1
C．将上述溶液稀释至0.01 mol·L－1，c(H＋)·c(OH－)不变
D．c(A2－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2A)
答案 A
解析 根据电荷守恒得c(H＋)＋c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，故A项不正确；由物料守恒知c(Na＋)＝c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1，故B项正确；温度不变，则c(H＋)·c(OH－)
不变，故C项正确；由物料守恒关系式和电荷守恒关系式可得c(H＋)＋c(H2A)＝c(A2－)＋c(OH－)，
故D项正确。
11．有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol·L－1的2种溶液混合而成：①CH3COONa与HCl，②CH3COONa与NaOH，③CH3COONa与NaCl，④CH3COONa与NaHCO3。下列关系正确的是( )
A．pH：②＞③＞④＞①
B．c(CH3COO－)：②＞④＞③＞①
C．c(H＋)：①＞③＞②＞④
D．c(CH3COOH)：①＞④＞③＞②
答案 B
解析 A项，pH：②＞④＞③＞①；C项，应为①＞③＞④＞②；D项，应为①＞③＞④＞②。
12.常温下，分别向10 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的一元酸HA和HB溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．HA的酸性强于HB的酸性
B．V(酸)＝10 mL时，两溶液中c(B－)＝c(A－)
C．a点时，c(A－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．b、c点时，c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)＝c(HB)＋c(B－)
答案 D
解析 A项，当V(酸)＝10 mL时，酸碱恰好完全反应，得到等物质的量浓度的NaA溶液、NaB溶液，NaA溶液的pH(8.7)大于NaB溶液的pH(7.8)，根据盐类水解的规律“越弱越水解”可知，HA的酸性弱于HB的酸性，错误；B项，由上述A项中的分析可知，A－的水解能力大于B－的水解能力，两溶液中c(B－)>c(A－)，错误；C项，a点时加入10 mL的HA溶液，得到NaA溶液的pH＝8.7，由于A－的水解，溶液呈碱性，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；D项，b点加入20 mL的HA溶液得到等物质的量浓度的NaA和HA的混合溶液，由物料守恒可得c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)，c点加入20 mL的HB溶液得到等物质的量浓度的NaB和HB的混合液，由物料守恒可得c(B－)＋c(HB)＝2c(Na＋)，
b、c两点溶液中c(Na＋)相等，则c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)＝c(B－)＋c(HB)，正确。
13．(2020·武汉高二测试)已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱，在物质的量浓度均为0.1 mol·L－1
的NaA和NaB混合溶液中，下列排序正确的是( )
A．c(OH－)>c(HA)>c(HB)>c(H＋)
B．c(OH－)>c(A－)>c(B－)>c(H＋)
C．c(OH－)>c(B－)>c(A－)>c(H＋)
D．c(OH－)>c(HB)>c(HA)>c(H＋)
答案 A
解析 在NaA和NaB的混合溶液中存在A－和B－的水解平衡：A－＋H2OHA＋OH－、B－＋H2OHB＋OH－，由于HA比HB酸性弱，因此A－的水解程度大于B－的水解程度，故c(HA)>c(HB)、c(B－)>c(A－)>c(OH－)，因此A项正确。
14．(2020·江苏，14改编)室温下，将两种浓度均为0.10 mol·L－1的溶液等体积混合，若溶液混合引起的体积变化可忽略，下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A．NaHCO3—Na2CO3混合溶液(pH＝10.30)：c(Na＋)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(CO)
B．氨水—NH4Cl混合溶液(pH＝9.25)：c(NH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)
C．CH3COOH—CH3COONa混合溶液(pH＝4.76)：c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)
D．H2C2O4—NaHC2O4混合溶液(pH＝1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)
答案 D
解析 A项，溶液呈碱性，说明CO的水解程度大于HCO的电离程度，因此c(HCO)＞c(CO)，CO的水解是微弱的，溶液中仍有大量的CO，则c(CO)＞c(OH－)，错误；B项，由电荷守恒可知，c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，由物料守恒知，c(NH3·H2O)＋c(NH)＝2c(Cl－)，两式联立消去c(Cl－)可得：c(NH)＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)，错误；C项，溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)，错误；D项，由电荷守恒知，c(H＋)＋c(Na＋)
＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)，由物料守恒知，2c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)＋c(H2C2O4)，两式相减得c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)，正确。
15．常温下，向100 mL 0.01 mol·L－1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L－1MOH溶液，图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题：
(1)由图中信息可知HA为________(填“强”或“弱”)酸，理由是____________________
_____________________________________________________________________________。
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH＝a，则a______(填“>”“<”或“＝”)7，用离子方程式表示其原因：_______________，此时溶液中由水电离出的c(OH－)＝_____________。
(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系：______________________________
____________________________________________________________________________。
(4)K点对应的溶液中，c(M＋)＋c(MOH)________(填“>”“<”或“＝”)2c(A－)；若此时溶液的pH＝10，则c(MOH)＋c(OH－)＝________mol·L－1。
答案 (1)强 0.01 mol·L－1 HA溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1
(2)< M＋＋H2OMOH＋H＋ 1×10－a mol·L－1
(3)c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)＝ 0.005
解析 (1)由题目信息可知0.01 mol·L－1 HA溶液的pH＝2，说明其完全电离，故为强电解质。(2)由题目图像可知向100 mL 0.01 mol·L－1 HA溶液中滴加51 mL 0.02 mol·L－1 MOH溶液，pH＝7，说明MOH是弱碱，故其所对应的MA是强酸弱碱盐，水解显酸性，溶液中的H＋全部是水电离出来的，故水电离出的c(OH－)＝1×10－a mol·L－1。(3)K点是由100 mL 0.01 mol·L－1 HA
溶液与100 mL 0.02 mol·L－1 MOH溶液混合而成的，反应后的溶液为等物质的量浓度的MA和MOH溶液，故c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)。(4)由物料守恒得c(M＋)＋c(MOH)＝2c(A－)，由电荷守恒得c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，故c(MOH)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)≈
0.005 mol·L－1。
16．按要求回答下列问题：
(1)实验室中常用NaOH溶液来进行洗气和提纯，当用100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48 L CO2时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________。
(2)土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na2CO3含量较高时，pH可高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因：____________________________________________________。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1盐酸40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
①在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO________(填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为________，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为___________________________________________________________________。
③已知在25 ℃时，CO水解平衡常数Kh＝＝2.0×10－4，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，溶液的pH＝________。
答案 (1)c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋) (2)CO＋H2OHCO＋OH－ (3)①不能 ②HCO、H2CO3 c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)＝c(OH－) ③10
解析 (1)根据钠元素守恒：2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，根据碳元素守恒：n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝＝0.2 mol，解得n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)
＝0.1 mol。由于CO的水解程度较大，溶液呈碱性，故离子浓度的大小关系为c(Na＋)>
c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1盐酸40 mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水。
①由反应及图像可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO不能大量共存。
②由图像可知，pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为HCO、H2CO3，由电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCO)＋c(OH－)，又c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)>c(Cl－)，因HCO水解，则c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)＝c(OH－)。
③CO的水解常数Kh＝＝2×10－4，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，c(OH－)＝10－4 mol·L－1，由Kw可知，c(H＋)＝10－10 mol·L－1，所以pH＝10。
第3课时 溶液中微粒浓度大小的比较
[核心素养发展目标] 1.知道弱电解质的电离和盐类水解均存在平衡，会判断溶液中微粒种类及微粒间的定量关系，培养变化观念与平衡思想。2.建立溶液中粒子浓度大小比较的思维模型，掌握溶液中粒子浓度大小的比较方法，培养证据推理与模型认知能力。
一、“两大理论”与“三种守恒”
1．两大理论引领思维建模
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒非常少，还要考虑水的电离。如氨水中：
c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)。
②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离。如在H2S溶液中：
c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
(2)水解理论
①离子的水解损失是微量的(相互促进的水解除外)，但由于水的电离，水解后酸性溶液中c(H＋)
或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解生成的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中：c(Cl－)>
c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如在Na2CO3溶液中：c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2．三种“守恒”关系式
类别
意义
实例
电荷守恒
电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数
Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO、H2CO3和H2O，其中c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
物料守恒
电解质溶液中，某种原子的总浓度等于它的各种存在形态的浓度之和
Na2CO3溶液中n(Na)＝2n(C)，即c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)
质子守恒
任何水溶液中，由水电离产生的H＋和OH－的物质的量均相等
Na2CO3溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)
1．判断下列电解质溶液中的守恒关系哪些正确，哪些错误？
已知H2C2O4为二元弱酸。
(1)0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中，
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L－1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为弱酸)，
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中，
c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中，
c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液等体积混合，
c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
(7)0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中，
c(OH－)>c(H＋)＋c(CH3COOH)。
答案 正确的有(2)(4)(6)，其余不正确。
解析 (1)不符合物料守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)。
(2)符合质子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)，移项即可。
(3)不符合电荷守恒，漏写c(Cl－)，正确的关系式是c(Cl－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)符合电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，故成立。
(5)不符合物料守恒。正确的关系式为c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(H2C2O4)＋c(C2O)。
(6)符合物料守恒。c(Na＋)＝0.15 mol·L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
(7)不符合质子守恒，正确的关系式为c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)。
2．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A．物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH)：(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
B．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)
C．1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH－)＝2c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3)
D．某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋c(A2－)
答案 A
解析 A项，NH4HSO4中电离出的H＋可抑制NH的水解，故溶液中c(NH)：NH4HSO4>NH4Cl，又1 mol (NH4)2SO4中含有2 mol的NH，故溶液中c(NH)：(NH4)2SO4＞NH4HSO4，正确；B项，在酸性混合溶液中：c(H＋)>c(OH－)，又由于溶液中电荷守恒：c(Na＋)
＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，故c(Na＋)
(1)分析电解质的电离和水解情况，找全溶液中的离子和分子。
(2)分清题目考查的哪种守恒关系，可以是单一守恒关系式，也可以是它们的变形关系式，也可以是两种守恒关系式导出的新的守恒式。
(3)注意选择题常涉及的易错点：
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、溶液中粒子浓度比较的四种类型
1．不同溶液中同一离子浓度比较
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响，如：在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl，②CH3COONH4，③NH4HSO4，④(NH4)2SO4，⑤(NH4)2CO3，c(NH)由大到小的顺序：④>⑤>③>①>②。
2．弱酸溶液中粒子浓度大小比较
(1)HClO溶液中存在的平衡有：HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－，溶液中微粒有H2O、HClO、H＋、OH－、ClO－，由于HClO的电离程度小，且H2O的电离程度更小，所以溶液中粒子浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(HClO)>c(H＋)>c(ClO－)>c(OH－)。
(2)碳酸的电离方程式是H2CO3HCO＋H＋、HCOH＋＋CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H＋、HCO、CO、OH－。
碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(H2CO3)>c(H＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)。
3．单一溶液中离子浓度大小的比较
(1)氯化铵溶液
①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。
电离：NH4Cl===NH＋Cl－、H2OH＋＋OH－。
水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。
判断溶液中存在的离子有NH、Cl－、H＋、OH－。
②再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)。
(2)碳酸钠溶液
①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程：
电离：Na2CO3===2Na＋＋CO、H2OH＋＋OH－。
水解：CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、CO、HCO、OH－、H＋。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)。
(3)碳酸氢钠溶液
①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程：
电离：NaHCO3===Na＋＋HCO、HCOH＋＋CO、H2OH＋＋OH－。
水解：HCO＋H2OH2CO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、HCO、CO、H＋、OH－。
②由于HCO的电离程度小于HCO的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO)。
(4)亚硫酸氢钠溶液
①分析NaHSO3溶液中的电离、水解过程。
电离：NaHSO3===Na＋＋HSO、HSOH＋＋SO、H2OH＋＋OH－。
水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－。
溶液中存在的离子有Na＋、HSO、H＋、SO、OH－。
②由于HSO的电离程度大于HSO的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)。
4．混合溶液中各离子浓度大小比较，根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析
(1)分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L－1NH4Cl和0.1 mol·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(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。
(2)分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·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(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)，
且c(HCN)>c(Na＋)＝0.1 mol·L－1。
常温下，将0.1 mol·L－1 NaOH溶液逐滴加入到20.0 mL 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中所得溶液pH与加入NaOH溶液体积关系如下图，结合图示，回答下列问题。
(1)图示中①②③点对应的溶液溶质是什么？
提示 ①点溶液中溶质为剩余的CH3COOH和等量的CH3COONa，②点溶液中溶质为少量剩余的CH3COOH和生成的CH3COONa，③点溶液中溶质为CH3COONa。
(2)请结合电离程度和水解程度，解释为什么①点溶液呈酸性？
提示 ①点溶液的溶质为CH3COOH和CH3COONa，两者等量，CH3COOH在溶液中发生电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，CH3COONa在溶液中发生水解：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，但前者的电离程度大于后者的水解程度，故溶液中c(H＋)>c(OH－)，呈酸性。
(3)分别写出①②③点溶液中离子浓度大小关系？
提示 ①点：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
②点：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)
③点：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
判断酸碱混合溶液中粒子浓度大小的一般思路
(1)判断生成物，确定溶液组成。
(2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡，水解平衡)。
(3)根据题给信息，确定程度大小(是电离为主还是水解为主)。
(4)比较粒子浓度大小，在比较中，要充分运用电荷守恒、物料守恒关系。
1．常温下，0.1 mol·L－1的NH4HCO3溶液的pH＝7.8，下列关于该溶液中微粒浓度的关系正确的是( )
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(HCO)>c(NH)
C．c(NH)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)
D．c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋2c(NH3·H2O)＋c(OH－)
答案 C
解析 NH4HCO3溶液中NH和HCO都能水解且相互促进。由溶液pH＝7.8可知，HCO的水解程度大于NH的水解程度，故c(NH)>c(HCO)，在此溶液中电荷守恒式为c(NH)＋c(H＋)
＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)，物料守恒式为c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝c(NH3·H2O)＋c(NH)，二者联立得c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(NH3·H2O)＋c(OH－)，综上所述，正确答案为C。
2．室温下，向20.00 mL 1 mol·L－1氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸，直至盐酸过量。请分析上述实验过程，回答下列问题：
(1)实验过程中水的电离程度变化趋势是先________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)后______。
(2)当V(HCl)＝20.00 mL时，溶液中溶质为______，溶液中离子浓度的大小顺序是________________________________________________________________________。
(3)实验过程中，当溶液pH恰好等于7时，此时溶液中主要溶质的化学式是______________，V(HCl)______(填“>”“＝”或“<”)20.00 mL。
答案 (1)变大 变小
(2)NH4Cl c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
(3)NH4Cl、NH3·H2O <
3．(八省联考·湖北，15)25 ℃时，按下表配制两份溶液。
一元弱酸溶液
加入的NaOH溶液
混合后所得溶液
HA 10.0 mL 0.20 mol·L－1
5.0 mL
0.20 mol·L－1
溶液ⅠpH＝5.0
HB 10.0 mL 0.20 mol·L－1
5.0 mL
0.20 mol·L－1
溶液ⅡpH＝4.0
下列说法错误的是( )
A．溶液Ⅰ中，c(A－)>c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
B．Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0，说明＝10
C．混合Ⅰ和Ⅱ：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)
D．混合Ⅰ和Ⅱ：c(HA)＞c(HB)
答案 B
解析 A项，根据电荷守恒，Ⅰ中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于pH＝5.0，溶液显酸性，c(H＋)＞c(OH－)，因此，c(A－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，正确；B项，由于溶液Ⅰ、Ⅱ的pH分别为5.0和4.0，所以Ka(HA)＜Ka(HB)，＜1，错误；C项，由电荷守恒可知，Ⅰ和Ⅱ的混合溶液中，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)，正确；D项，由B的分析可知，Ka(HA)＜Ka(HB)，则Ⅰ、Ⅱ混合后必有c(HA)＞c(HB)，正确。
题组一 单一溶液中粒子浓度大小比较
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
答案 A
解析 A项不符合物料守恒，应为c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋2c(H2S)。
2．(2020·西安高二质检)已知，常温下某浓度的NaHSO3稀溶液的pH＜7。则该稀溶液中下列粒子浓度关系正确的是( )
A．c(Na＋)＞c(HSO)＞c(H2SO3)＞c(SO)
B．c(Na＋)＞c(HSO)＋c(SO)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋c(OH－)
答案 B
解析 NaHSO3溶液中存在：HSOH＋＋SO、HSO＋H2OH2SO3＋OH－，由于溶液的pH＜7，说明HSO的电离程度大于HSO的水解程度，故c(SO)＞c(H2SO3)，A项错误；由物料守恒可知，c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(H2SO3)，故c(Na＋)＞c(HSO)＋c(SO)，B项正确；由电荷守恒可知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋2c(SO)＋c(OH－)，C、D项均错误。
3．下列物质所配制的0.1 mol·L－1溶液中，离子浓度由大到小顺序排列正确的是( )
A．NH4Cl：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
B．Na2CO3：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
C．NaHCO3：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．(NH4)2SO4：c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)
答案 D
解析 氯化铵是强酸弱碱盐，NH水解导致溶液呈酸性：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，所以c(H＋)＞c(OH－)，NH水解而氯离子不水解，所以c(Cl－)＞c(NH)，因为NH水解程度是微弱的，所以c(NH)＞c(H＋)，因此NH4Cl溶液中离子浓度的大小顺序是c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)
＞c(OH－)，故A错误；在Na2CO3溶液中，CO部分水解，溶液呈碱性，所以c(OH－)＞c(H＋)，
又因为钠离子不水解，所以c(Na＋)＞c(CO)，因为CO水解程度是微弱的，所以c(CO)＞c(HCO)，根据CO的两步水解反应方程式：CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，因第一步水解生成的HCO还要发生第二步水解，造成HCO浓度减小而OH－浓度增加，再加上水电离出的OH－，所以c(OH－)＞c(HCO)，综上所述，在Na2CO3溶液中，离子浓度的大小顺序是c(Na＋)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(HCO)＞c(H＋)，故B错误；在NaHCO3溶液中，HCO仅有少量电离，所以溶液中c(HCO)＞c(CO)，故C错误；在(NH4)2SO4溶液中，铵根离子部分水解，溶液显酸性，则c(H＋)＞c(OH－)，又因为水解程度微弱，所以c(NH)＞c(SO)，则溶液中离子浓度大小顺序是c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)，所以D正确。
题组二 不同溶液中粒子浓度大小比较
4．均为100 mL 1.0 mol·L－1的盐酸和醋酸溶液，下列说法正确的是( )
A．c(Cl－)＝c(CH3COO－)
B．醋酸的电离方程式为CH3COOH===CH3COO－＋H＋
C．往两溶液中加入NaOH溶液恰好中和，消耗NaOH溶液的体积醋酸溶液多
D．c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
答案 D
解析 HCl是强电解质，完全电离，醋酸是弱电解质，部分电离，两溶液中c(Cl－)>c(CH3COO－)，
A错误；CH3COOH的电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋，B错误；两溶液中HCl和CH3COOH的物质的量相等，消耗NaOH溶液的体积也相等，C错误；根据物料守恒，c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)等于起始醋酸的浓度，也等于c(Cl－)，D正确。
5．有关①100 mL 0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液、②100 mL 0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液的叙述不正确的是( )
A．溶液中水电离出的H＋个数：②＞①
B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②＞①
C．①溶液中：c(CO)＞c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCO)＞c(H2CO3)
答案 C
解析 相同温度下，等浓度的CO的水解程度大于HCO的水解程度，Na2CO3溶液中水的电离程度大于NaHCO3溶液中水的电离程度，A项正确；NaHCO3溶液中存在两个平衡：HCOCO＋H＋、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，无论电离还是水解，阴离子浓度都不变，Na2CO3溶液中存在水解平衡，CO＋H2OHCO＋OH－，CO水解后阴离子浓度增大，B项正确；HCO的水解程度大于其电离程度，①中c(CO)＜c(H2CO3)，C项错误；CO的第一步水解程度大于第二步水解程度，②中c(HCO)＞c(H2CO3)，D项正确。
题组三 混合溶液中粒子浓度大小比较
6．常温下，将甲酸与NaOH溶液混合，所得溶液的pH＝7，则此溶液中( )
A．c(HCOO－)>c(Na＋)
B．c(HCOO－)
D．无法确定c(HCOO－)与c(Na＋)的大小关系
答案 C
解析 根据电荷守恒可知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)；由pH＝7可知：c(H＋)＝c(OH－)，
得出c(Na＋)＝c(HCOO－)。
7.常温下，0.2 mol·L－1的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示，下列说法正确的是( )
A．HA为强酸
B．该混合液的pH＝7
C．该混合溶液中：c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋)
D．图中X表示HA，Y表示OH－，Z表示H＋
答案 C
解析 题给HA溶液与NaOH溶液反应生成0.1 mol·L－1的NaA溶液。由图知A－的浓度小于0.1 mol·L－1，说明A－发生了水解，即HA是弱酸，A项错误；A－发生了水解，水解后溶液呈碱性，B项错误；混合溶液中粒子浓度的大小关系为c(Na＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(HA)＞c(H＋)，
因此X表示OH－，Y表示HA，Z表示H＋，D项错误；根据物料守恒可知，c(A－)＋c(HA)＝c(Na＋)，即c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋)，C项正确。
8．室温下将pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合，在所得的混合溶液中，下列关系正确的是( )
A．c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
C．c(Cl－)＝c(NH)＞c(H＋)＝c(OH－)
D．c(NH)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)
答案 B
解析 HCl＋NH3·H2O===NH4Cl＋H2O，NH3·H2O过量，所以c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。
9．把0.02 mol·L－1醋酸钠溶液与0.01 mol·L－1盐酸等体积混合，混合后溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系错误的是( )
A．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.01 mol·L－1
B．c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)
C．2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)
答案 C
解析 反应后的溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCl、CH3COONa和CH3COOH，因为溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，根据物料守恒得：c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，A正确；反应后NaCl、CH3COONa和CH3COOH的物质的量相等，溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，因此c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)，因CH3COOH为弱酸，只发生部分电离，故c(CH3COOH)>c(H＋)，所以有c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)，B正确；据物料守恒知c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，C错误；据溶液中电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，D正确。
10．已知某一温度下，在0.1 mol·L－1的强电解质NaHA溶液中，c(H＋)
B．c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1
C．将上述溶液稀释至0.01 mol·L－1，c(H＋)·c(OH－)不变
D．c(A2－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2A)
答案 A
解析 根据电荷守恒得c(H＋)＋c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，故A项不正确；由物料守恒知c(Na＋)＝c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1，故B项正确；温度不变，则c(H＋)·c(OH－)
不变，故C项正确；由物料守恒关系式和电荷守恒关系式可得c(H＋)＋c(H2A)＝c(A2－)＋c(OH－)，
故D项正确。
11．有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol·L－1的2种溶液混合而成：①CH3COONa与HCl，②CH3COONa与NaOH，③CH3COONa与NaCl，④CH3COONa与NaHCO3。下列关系正确的是( )
A．pH：②＞③＞④＞①
B．c(CH3COO－)：②＞④＞③＞①
C．c(H＋)：①＞③＞②＞④
D．c(CH3COOH)：①＞④＞③＞②
答案 B
解析 A项，pH：②＞④＞③＞①；C项，应为①＞③＞④＞②；D项，应为①＞③＞④＞②。
12.常温下，分别向10 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的一元酸HA和HB溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．HA的酸性强于HB的酸性
B．V(酸)＝10 mL时，两溶液中c(B－)＝c(A－)
C．a点时，c(A－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．b、c点时，c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)＝c(HB)＋c(B－)
答案 D
解析 A项，当V(酸)＝10 mL时，酸碱恰好完全反应，得到等物质的量浓度的NaA溶液、NaB溶液，NaA溶液的pH(8.7)大于NaB溶液的pH(7.8)，根据盐类水解的规律“越弱越水解”可知，HA的酸性弱于HB的酸性，错误；B项，由上述A项中的分析可知，A－的水解能力大于B－的水解能力，两溶液中c(B－)>c(A－)，错误；C项，a点时加入10 mL的HA溶液，得到NaA溶液的pH＝8.7，由于A－的水解，溶液呈碱性，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；D项，b点加入20 mL的HA溶液得到等物质的量浓度的NaA和HA的混合溶液，由物料守恒可得c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)，c点加入20 mL的HB溶液得到等物质的量浓度的NaB和HB的混合液，由物料守恒可得c(B－)＋c(HB)＝2c(Na＋)，
b、c两点溶液中c(Na＋)相等，则c(A－)＋c(HA)＝2c(Na＋)＝c(B－)＋c(HB)，正确。
13．(2020·武汉高二测试)已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱，在物质的量浓度均为0.1 mol·L－1
的NaA和NaB混合溶液中，下列排序正确的是( )
A．c(OH－)>c(HA)>c(HB)>c(H＋)
B．c(OH－)>c(A－)>c(B－)>c(H＋)
C．c(OH－)>c(B－)>c(A－)>c(H＋)
D．c(OH－)>c(HB)>c(HA)>c(H＋)
答案 A
解析 在NaA和NaB的混合溶液中存在A－和B－的水解平衡：A－＋H2OHA＋OH－、B－＋H2OHB＋OH－，由于HA比HB酸性弱，因此A－的水解程度大于B－的水解程度，故c(HA)>c(HB)、c(B－)>c(A－)>c(OH－)，因此A项正确。
14．(2020·江苏，14改编)室温下，将两种浓度均为0.10 mol·L－1的溶液等体积混合，若溶液混合引起的体积变化可忽略，下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A．NaHCO3—Na2CO3混合溶液(pH＝10.30)：c(Na＋)＞c(HCO)＞c(OH－)＞c(CO)
B．氨水—NH4Cl混合溶液(pH＝9.25)：c(NH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)
C．CH3COOH—CH3COONa混合溶液(pH＝4.76)：c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)
D．H2C2O4—NaHC2O4混合溶液(pH＝1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)
答案 D
解析 A项，溶液呈碱性，说明CO的水解程度大于HCO的电离程度，因此c(HCO)＞c(CO)，CO的水解是微弱的，溶液中仍有大量的CO，则c(CO)＞c(OH－)，错误；B项，由电荷守恒可知，c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，由物料守恒知，c(NH3·H2O)＋c(NH)＝2c(Cl－)，两式联立消去c(Cl－)可得：c(NH)＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)，错误；C项，溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)，错误；D项，由电荷守恒知，c(H＋)＋c(Na＋)
＝c(HC2O)＋2c(C2O)＋c(OH－)，由物料守恒知，2c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)＋c(H2C2O4)，两式相减得c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)，正确。
15．常温下，向100 mL 0.01 mol·L－1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L－1MOH溶液，图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题：
(1)由图中信息可知HA为________(填“强”或“弱”)酸，理由是____________________
_____________________________________________________________________________。
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH＝a，则a______(填“>”“<”或“＝”)7，用离子方程式表示其原因：_______________，此时溶液中由水电离出的c(OH－)＝_____________。
(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系：______________________________
____________________________________________________________________________。
(4)K点对应的溶液中，c(M＋)＋c(MOH)________(填“>”“<”或“＝”)2c(A－)；若此时溶液的pH＝10，则c(MOH)＋c(OH－)＝________mol·L－1。
答案 (1)强 0.01 mol·L－1 HA溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1
(2)< M＋＋H2OMOH＋H＋ 1×10－a mol·L－1
(3)c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
(4)＝ 0.005
解析 (1)由题目信息可知0.01 mol·L－1 HA溶液的pH＝2，说明其完全电离，故为强电解质。(2)由题目图像可知向100 mL 0.01 mol·L－1 HA溶液中滴加51 mL 0.02 mol·L－1 MOH溶液，pH＝7，说明MOH是弱碱，故其所对应的MA是强酸弱碱盐，水解显酸性，溶液中的H＋全部是水电离出来的，故水电离出的c(OH－)＝1×10－a mol·L－1。(3)K点是由100 mL 0.01 mol·L－1 HA
溶液与100 mL 0.02 mol·L－1 MOH溶液混合而成的，反应后的溶液为等物质的量浓度的MA和MOH溶液，故c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)。(4)由物料守恒得c(M＋)＋c(MOH)＝2c(A－)，由电荷守恒得c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，故c(MOH)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)≈
0.005 mol·L－1。
16．按要求回答下列问题：
(1)实验室中常用NaOH溶液来进行洗气和提纯，当用100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48 L CO2时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________。
(2)土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na2CO3含量较高时，pH可高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因：____________________________________________________。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1盐酸40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
①在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO________(填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为________，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为___________________________________________________________________。
③已知在25 ℃时，CO水解平衡常数Kh＝＝2.0×10－4，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，溶液的pH＝________。
答案 (1)c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋) (2)CO＋H2OHCO＋OH－ (3)①不能 ②HCO、H2CO3 c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)＝c(OH－) ③10
解析 (1)根据钠元素守恒：2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，根据碳元素守恒：n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝＝0.2 mol，解得n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)
＝0.1 mol。由于CO的水解程度较大，溶液呈碱性，故离子浓度的大小关系为c(Na＋)>
c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1盐酸40 mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水。
①由反应及图像可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO、CO不能大量共存。
②由图像可知，pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为HCO、H2CO3，由电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCO)＋c(OH－)，又c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)>c(Cl－)，因HCO水解，则c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(H＋)＝c(OH－)。
③CO的水解常数Kh＝＝2×10－4，当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，c(OH－)＝10－4 mol·L－1，由Kw可知，c(H＋)＝10－10 mol·L－1，所以pH＝10。
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