鲁科版高考化学一轮总复习第7章第2节第2课时素养提升16溶液中“粒子”浓度关系的判断课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第7章第2节第2课时素养提升16溶液中“粒子”浓度关系的判断课时学案，共8页。

1．解读“＝”问题——三种守恒规律
(1)电荷守恒——溶液呈电中性
要点——阴、阳离子要找全，离子所带电荷数目要弄清。
如NaHCO3溶液eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(阳离子Na＋、H＋,阴离子HCO\\al(－,3)、CO\\al(2－,3)、OH－))
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))
易错点：c(COeq \\al(2－,3))前的系数2为COeq \\al(2－,3)所带电荷数目。
(2)物料守恒——由于电离或水解，粒子的种类发生变化，但变化前后元素的原子个数守恒。
要点——化学式关系要明确，相关微粒要找全，溶液体积是否变化要弄清。
如0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液中c(Na＋)＝2c(COeq \\al(2－,3))总
水解后相关微粒为COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、H2CO3⇒c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)＋c(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(1,2)c(Na＋)
易错点：①Na2CO3溶液中物料守恒式中，“2”表示c(Na＋)为含碳元素微粒浓度和的2倍。
②以具体浓度值表达物料守恒式时要注意溶液体积是否变化。
(3)质子守恒——水电离出的c(H＋)与c(OH－)相等
如Na2S溶液
易错点：H＋、OH－的来源。
2．解读“>、<”问题——两弱、两主理论
(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，如氨水溶液中：NH3·H2O、NHeq \\al(＋,4)、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq \\al(＋,4))。
②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解是微弱的(水解相互促进的情况除外)，水解生成的微粒浓度很小，本身浓度减小的也很小，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的浓度。如NH4Cl溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NHeq \\al(＋,4))>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(第一步水解程度远大于第二步水解)，如在Na2CO3溶液中：COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、H2CO3的浓度大小关系应是c(COeq \\al(2－,3))>c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性
酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强，如NaHCO3溶液中HCOeq \\al(－,3)的水解能力大于其电离能力，故溶液显碱性，NaHSO3溶液中HSOeq \\al(－,3)的电离能力大于其水解能力，溶液显酸性。
(4)弱酸与对应盐的混合溶液酸碱性
弱酸(弱碱)与对应盐的混合溶液的酸碱性主要取决于弱酸(弱碱)的电离能力与其盐的水解能力哪一个更强。如等物质的量浓度的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，c(H＋)>c(OH－)，溶液显酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)。
[应用体验]
题型一 单一溶液中离子浓度的关系
1．有关①100 mL 0.1 ml·L－1 NaHCO3、②100 mL 0.1 ml·L－1 Na2CO3两种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(COeq \\al(2－,3))>c(H2CO3)
D．②溶液中：c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)
C 解析：盐类水解促进水的电离，且Na2CO3的水解程度更大，碱性更强，故水中电离出的H＋个数更多，A项正确；②中钠离子的物质的量浓度为0.2 ml·L－1，而①中钠离子的物质的量浓度为0.1 ml·L－1，根据物料守恒及电荷守恒可知溶液中阴离子的物质的量浓度之和②>①，B项正确；NaHCO3溶液呈碱性，HCOeq \\al(－,3)水解程度大于电离程度，所以c(H2CO3)>c(COeq \\al(2－,3))，C项不正确；COeq \\al(2－,3)分步水解，第一步水解占主要地位，D项正确。
题型二 不同溶液中同一离子浓度的大小比较
2．现有4种混合溶液，分别由等体积0.1 ml·L－1的两种溶液混合而成：①NH4Cl与CH3COONa；②NH4Cl与HCl；③NH4Cl 与NaCl；④NH4Cl与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)。下列各项排序正确的是( )
A．pH：②<①<③<④
B．溶液中c(H＋)：①<③<②<④
C．c(NHeq \\al(＋,4))：①<③<②<④
D．c(NH3·H2O)：①<③<④<②
C 解析：A项，④呈碱性，①呈中性，③呈弱酸性，②呈强酸性，故pH：②<③<①<④；B项，溶液中c(H＋)：④<①<③<②；D项，c(NH3·H2O)：②<③<①<④。
题型三 酸、碱中和型离子浓度的关系
3．比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为_______________________________________________________。
(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7。
①离子浓度大小顺序为_________________________________。
②电荷守恒式：_______________________________________；
电荷守恒式与(1)中的电荷守恒式________(填“相同”或“不相同”)。
③物料守恒式：_______________________________________。
解析：(1)恰好反应后，溶质为CH3COONa。(2)中和反应后，溶质为等量的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，c(CH3COO－)与c(CH3COOH)浓度之和等于c(Na＋)的2倍。
答案：(1)c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
(2)①c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
②c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋) 相同
③2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
题型四 盐与酸(碱)混合型离子浓度的关系
首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小；若能反应，则按反应后混合组成再综合考虑水解和电离两种因素。
4．用物质的量均为0.1 ml的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO－)>c(Na＋)，下列对该溶液的判断正确的是( )
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(CH3COO－)＝0.1 ml·L－1
C．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
D．c(CH3COO－)＋c(OH－)＝0.1 ml·L－1
A 解析：本题易错之处是只考虑CH3COO－水解生成CH3COOH，使c(CH3COOH)增大，c(CH3COO－)减小，忽视了电离平衡因素占主导地位，而错选C。由电荷守恒可知，c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因为c(CH3COO－)>c(Na＋)，所以c(H＋)>c(OH－)，A项正确；c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)＝c(H＋)＋0.1 ml·L－1>0.1 ml·L－1，D项错误；由物料守恒可知，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.2 ml·L－1，c(CH3COO－)>c(Na＋)＝0.1 ml·L－1，故c(CH3COO－)>c(CH3COOH)，B、C项错误。
题型五 “滴定曲线”型离子浓度关系
5．常温下，用0.100 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L－1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
A．点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)
B．点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)
C．点③所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)
D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)>c(OH－)
D 解析：点①溶液中的溶质为0. 001 ml CH3COOH和0. 001 ml CH3COONa，据物料守恒：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，整理后得c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)；点②溶液的pH＝7，据电荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，又c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝c(CH3COO－)；点③溶液中的溶质为0.002 ml CH3COONa，离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。
1．(2020·天津模拟)常温下，下列溶液均为 0.1 ml·L－1，有关叙述正确的是( )
A．碳酸氢钠溶液中c(H2CO3)>c(COeq \\al(2－,3))
B．碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的pH小
C．碳酸钠溶液中c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋c(COeq \\al(2－,3))
D．碳酸钠溶液中滴加盐酸至pH＝7，所得溶液的溶质只有NaCl
A 解析：A项，碳酸氢钠溶液呈弱碱性，说明HCOeq \\al(－,3)的水解程度大于电离程度，因此水解产生的H2CO3浓度比电离产生的COeq \\al(2－,3)浓度大，正确；B项，碳酸钠水解程度比碳酸氢钠水解程度大，相同浓度的碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的pH大，错误；C项，碳酸钠溶液中存在物料守恒：c(Na＋)＝2c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))＋2c(H2CO3)，也存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))＋c(OH－)，联立得质子守恒：c(OH－)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(H2CO3)＋c(H＋)，错误；D项，向碳酸钠溶液中滴加盐酸至pH＝7，所得溶液的溶质除了氯化钠外，还有碳酸氢钠和碳酸，错误。
2．NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的
C．b点的混合溶液pH＝7
D．c点的混合溶液中，c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)
C 解析：滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===K2A＋Na2A＋2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电能力越强，A项正确；图像中纵轴表示“相对导电能力”，随着NaOH溶液的滴加，溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知，溶液的相对导电能力逐渐增强，说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的，B项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性，pH>7，C项错误；滴定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的，故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。
3．常温下，用0.10 ml·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 ml·L－1 CH3COOH溶液和HCN溶液，所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．点①和点②所示溶液中：c(CH3COO－)B．点③和点④所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)
C．点①和点②所示溶液中：c(CH3COO－)－c(CN－)＝c(HCN)－c(CH3COOH)
D．点②和点③所示溶液中都有c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)
C 解析：从起点看浓度相等的HCN溶液的pH大于CH3COOH溶液的pH，故HCN酸性更弱，生成相同浓度的NaX(X－为弱酸根离子)，NaCN水解程度更大，故CN－的浓度小于CH3COO－，A错误；点③中pH＝7，c(OH－)＝c(H＋)，则点③溶液中c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)，B错误；根据物料守恒c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝c(HCN)＋c(CN－)，则c(CH3COO－)－c(CN－)＝c(HCN)－c(CH3COOH)，C正确；点②和点③所示溶液中都有：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，且c(Na＋)>c(CH3COOH)，所以c(CH3COO－)＋c(OH－)>c(CH3COOH)＋c(H＋)，D错误。
4．已知：pKa＝－lg Ka,25 ℃时，H2SO3的pKa1＝1.85，pKa2＝7.19。常温下，用0.1 ml·L－1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 ml·L－1 H2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．a点所得溶液中：2c(H2SO3)＋c(SOeq \\al(2－,3))＝0.1 ml·L－1
B．b点所得溶液中：c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SOeq \\al(2－,3))＋c(OH－)
C．c点所得溶液中：c(Na＋)>3c(HSOeq \\al(－,3))
D．d点所得溶液中：c(Na＋)>c(SOeq \\al(2－,3))>c(HSOeq \\al(－,3))
A 解析：滴定过程中发生反应：NaOH＋H2SO3===NaHSO3＋H2O、NaHSO3＋NaOH===Na2SO3＋H2O。A．a点溶液中的溶质为NaHSO3和H2SO3，根据物料守恒得出，c(H2SO3)＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(SOeq \\al(2－,3))<0.1 ml·L－1，根据电离平衡常数Ka1＝eq \f(c平HSO\\al(－,3)·c平H＋,c平H2SO3)，此时溶液的pH＝1.85，即c(H＋)＝10－1.85 ml·L－1，推出c(HSOeq \\al(－,3))＝c(H2SO3)，代入上式得出，2c(H2SO3)＋c(SOeq \\al(2－,3))<0.1 ml·L－1，故说法错误；B.b点加入20 mL NaOH溶液，NaOH和H2SO3恰好完全反应生成NaHSO3，即溶质为NaHSO3，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HSOeq \\al(－,3))＋2c(SOeq \\al(2－,3))，根据物料守恒：c(Na＋)＝c(H2SO3)＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(SOeq \\al(2－,3))，因此有c(H2SO3)＋c(H＋)＝c(SOeq \\al(2－,3))＋c(OH－)，故说法正确；C.c点溶质为Na2SO3和NaHSO3，溶液显碱性，SOeq \\al(2－,3)＋H2OHSOeq \\al(－,3)＋OH－，根据水解平衡常数Kh＝eq \f(c平OH－·c平HSO\\al(－,3),c平SO\\al(2－,3))＝eq \f(KW,Ka2)，c(OH－)＝eq \f(KW,cH＋)，推出c(HSOeq \\al(－,3))＝c(SOeq \\al(2－,3))，根据物料守恒：2c(Na＋)＝3c(H2SO3)＋3c(HSOeq \\al(－,3))＋3c(SOeq \\al(2－,3))，则有c(Na＋)＝3c(HSOeq \\al(－,3))＋1.5c(H2SO3)，显然：c(Na＋)>3c(HSOeq \\al(－,3))，故说法正确；D．d点溶质为Na2SO3和NaHSO3，且n(Na2SO3)>n(NaHSO3)，溶液中离子浓度c(Na＋)>c(SOeq \\al(2－,3))>c(HSOeq \\al(－,3))，故说法正确。