人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第三节 盐类的水解第3课时练习

第3课时　溶液中粒子浓度的关系

[基础·初探]

教材整理　

1．明确两大理论，构建思维模型

(1)电离理论

①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离。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，其主要是第一级电离。如在H2S溶液中：

c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)

(2)水解理论

①弱离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。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．把握三种守恒，明确等量关系

(1)电荷守恒规律

电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如Na2CO3溶液中存在着Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，它们存在如下关系：

c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)

(2)物料守恒规律

电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原子总数是守恒的。如Na2CO3溶液中CO能水解，故碳元素以CO、HCO、H2CO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为

c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)

(3)质子守恒规律

质子守恒是依据水的电离H2OH＋＋OH－，水电离产生的H＋和OH－的物质的量总是相等的，无论在溶液中该H＋和OH－以什么形式存在。如在Na2CO3溶液中有关系式：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。

3．单一溶液中离子浓度大小的比较规律

(1)对于多元弱酸溶液，应根据多步电离进行分析。如在H3PO4的溶液中，c(H＋)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。

(2)对于多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析。如在Na2CO3溶液中，各离子浓度的大小顺序为：c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)。

(3)多元弱酸的酸式盐溶液要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如HCO以水解为主，NaHCO3溶液中c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)；而HSO以电离为主，NaHSO3溶液中c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(OH－)。

(4)不同溶液中同一离子浓度的大小比较，要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在0.10 mol·L－1的a.NH4HSO4、b.NH4Cl、c.CH3COONH4、d．(NH4)2SO4溶液中，c(NH)的大小顺序为d>a>b>c。

(5)强酸弱碱盐溶液(一般比较一元酸的盐溶液)

如NH4Cl中存在NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，溶液中离子间的关系是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)。

单一溶液中粒子浓度的比较

[基础·初探]

教材整理　

混合溶液中各离子浓度的大小比较，根据电离程度、水解程度的相对大小分析。

(1)分子的电离程度大于相应离子的水解程度

例如：等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液中，c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)；等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液中，c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。

(2)分子的电离小于相应离子的水解

例如：在0.1 mol·L－1的NaCN和0.1 mol·L－1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。

1．混合溶液中粒子浓度大小比较

2．等式考虑守恒原理，不等式考虑平衡原理

(1)等式一般与电荷守恒、物料守恒相联系，如果给定的等式不是两个守恒式，可以把两个守恒式变换形式后相互作差，加以推导即可。

(2)如果给定的是不等式，要先考虑等式，对等式的一边加入或减少某离子，即可变成不等式。

[题组·冲关]

题组1　单一溶液中不同粒子浓度大小的比较

1．分析一定物质的量浓度的CH3COONa溶液，回答下列问题。

(1)写出溶液中所有电离、水解离子方程式：

_______________________________________________________________。

(2)溶液中存在的粒子种类：_______________________________________。

(3)关系判断

①离子浓度大小关系：___________________________________________；

②电荷守恒关系：______________________________________________；

③物料守恒关系：______________________________________________；

④质子守恒关系：______________________________________________。

2．分析一定物质的量浓度的NaHCO3溶液，回答下列问题。

(1)写出溶液中所有电离、水解方程式：

______________________________________________________________。

(2)溶液中存在的粒子种类：_____________________________________。

(3)关系判断

①离子浓度大小关系：__________________________________________；

②电荷守恒关系：______________________________________________；

③物料守恒关系：______________________________________________；

④质子守恒关系：______________________________________________。

3．分析一定物质的量浓度的Na2CO3溶液，回答下列问题。

(1)写出溶液中所有电离、水解方程式：

_______________________________________________________________。

(2)溶液中存在的粒子种类：______________________________________。

(3)关系判断

①离子浓度大小关系：___________________________________________；

②电荷守恒关系：_______________________________________________；

③物料守恒关系：_______________________________________________；

④质子守恒关系：_______________________________________________。

题组2　不同溶液中同一离子浓度大小的比较

4．相同浓度的下列溶液中：①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中，c(CH3COO－)由大到小的顺序是________。

5．物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液，c(NH)由大到小的顺序为________。

6．浓度均为0.1 mol·L－1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液，溶液pH从大到小的顺序是________，c(H2S)从大到小的顺序是________。

题组3　混合溶液中不同粒子浓度大小的比较

7．把0.02 mol·L－1 CH3COOH溶液和0.01 mol·L－1 NaOH溶液以等体积混合，混合溶液中粒子浓度关系正确的是(　　)

A．c(CH3COO－)>c(Na＋)                  B．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)

C．2c(H＋)＝c(CH3COO－)－c(CH3COOH)    D．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.02 mol·L－1

8．常温下，将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH＜7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是(　　)

A.＜1.0×10－7 mol/L

B．c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)

C．c(H＋)＋c(NH)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)

D．c(Cl－)＞c(NH)＞c(HCO)＞c(CO)

9．某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是：H2B===H＋＋HB－；HB－H＋＋B2－，回答下列问题：

(1)NaHB溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”或“无法确定”)，理由是_______________________________________________________________。

(2)某温度下，向0.1 mol·L－1 的NaHB溶液中滴入0.1 mol·L－1 KOH溶液至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是________(填序号)。

a．c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14       b．c(Na＋)＋c(K＋)＝c(HB－)＋2c(B2－)

c．c(Na＋)＞c(K＋)             d．c(Na＋)＋c(K＋)＝0.05 mol·L－1

(3) 已知0.1 mol·L－1NaHB溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1H2B溶液中氢离子的物质的量浓度可能是________0.11 mol·L－1(填“＜”、“＞”或“＝”); 理由是_______________________________________________________。

10.室温下向10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L－1 的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。

问题思考：

(1)a点溶液中粒子浓度大小关系如何？电荷守恒关系式如何表示？物料守恒关系式如何表示？质子守恒关系式如何表示？

粒子浓度：                                     电荷守恒：                                 

物料守恒：                                     质子守恒：                                 

(2)当混合溶液pH＝7时，溶液中离子浓度关系如何？                              

(3)b点溶液中粒子浓度关系如何？                                      

(4)a点溶液中c(A－)与c(HA)之和等于多少？                                  

【方法规律】　

离子浓度大小比较的思路

学业分层测评

[学业达标]

1．在硝酸铵溶液中，下列关系式正确的是(　　)

A．c(NO)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)      B．c(NH)>c(NO)>c(H＋)>c(OH－)

C．c(NO)＝c(NH)＝c(H＋)＝c(OH－)    D．c(NH)＝c(NO)>c(H＋)＝c(OH－)

2．下列关于0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液的说法正确的是(　　)

A．溶质的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO

B．25 ℃时，加水稀释后，n(H＋)与n(OH－)的乘积变大

C．离子浓度关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋c(CO)

D．温度升高，c(HCO)增大

3．在25 ℃时，pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是(　　)

A．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)       B．c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)

C．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)      D．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)

4．下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是(　　)

A．氨水与氯化铵的pH＝7的混合溶液中：c(Cl－)>c(NH)

B．pH＝2的一元酸和pH＝12的一元强碱等体积混合：c(OH－)＝c(H＋)

C．0.1 mol·L－1的硫酸铵溶液中：c(NH)>c(SO)>c(H＋)

D．0.1 mol·L－1的硫化钠溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)

5.常温下，0.2 mol/L的一元酸HA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＋

6．一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是(　　)

A．pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1

B．pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1

C．pH＝2的H2C2O4溶液与pH＝12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)

D．pH相同的①CH3COONa　②NaHCO3　③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①>②>③

7．25 ℃时，将0.01 mol CH3COONa和0.002 mol HCl溶于水，形成1 L混合溶液。回答下列问题：

(1)该溶液中存在着三个平衡体系，用电离方程式或离子方程式表示：

①_____________________________________________________________；

②_____________________________________________________________；

③_____________________________________________________________。

(2)溶液中共有______种不同的粒子(指分子和离子)。

(3)在这些粒子中，浓度为0.01 mol·L－1的是________，浓度为0.002 mol·L－1的是________。

(4)________和________两种粒子物质的量之和等于0.01 mol。

8．现有常温下的四份溶液：①0.01 mol·L－1 CH3COOH　②0.01 mol·L－1 HCl　③pH＝12的氨水　④pH＝12的NaOH溶液，下列说法正确的是(　　)

A．①中水的电离程度最小，③中水的电离程度最大

B．将四份溶液稀释相同倍数后，溶液的pH：②>①，③>④

C．将②③混合，若pH＝7，则消耗溶液的体积：②>③

D．将①、④混合，若有c(CH3COO－)>c(H＋)，则混合液一定呈碱性

9．(1)0.020 mol·L－1的HCN(aq)与0.020 mol·L－1 NaCN(aq)等体积混合，已知该混合溶液中c(Na＋)>c(CN－)，用“>”“<”“＝”符号填空。

①溶液中c(OH－)________c(H＋)。②溶液中c(HCN)________c(CN－)。

(2)已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：

A．c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)    B．c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)

C．c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)    D．c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)

填写下列空白：

①若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是__________________________，

上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。

②若上述关系中C是正确的，则溶液中的溶质为__________________；

若上述关系中D是正确的，则溶液中的溶质为____________________。

③若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)________c(NH3·H2O)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)________c(OH－)。