2024年高考化学一轮复习(新高考版) 第9章 第55讲 溶液中“粒子”浓度关系
展开1.理解电解质溶液中的电离平衡和水解平衡。2.掌握溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。
(一)熟悉“两大理论”,贯通思维障碍1.电离平衡(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:NH3·H2O、 、OH-浓度的大小关系是___________________________。(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(第一级电离程度远大于第二级电离)。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-)
(二)巧用“三个守恒”,明确浓度关系写出下列溶液中粒子守恒关系式(1)Na2CO3溶液①元素质量守恒:_______________________________________。②电荷守恒:___________________________________________。③质子守恒:_____________________________________。
(2)浓度均为0.1 ml·L-1 NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合①电荷守恒:________________________________。②元素质量守恒:____________________________。(3)浓度为0.1 ml·L-1盐酸与0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液等体积混合①电荷守恒:_____________________________________________。②元素质量守恒:___________________________________________。
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Cl-)
(1)电荷守恒电解质溶液必须保持电中性,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。(2)元素质量守恒变化前后某种元素的质量守恒。
(3)质子守恒电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。质子守恒的书写技巧:①正盐溶液,用水溶液中得失质子相等比较简便。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如右:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
一、单一溶液中粒子浓度的关系1.0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液(1)粒子种类:______________________________________。(2)离子浓度大小关系:_____________________________。(3)元素质量守恒:____________________________。
2.判断正误,错误的写出正确的关系式。
3.(2022·广东摸底考试)次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成NaH2PO2,下列叙述错误的是
次磷酸是一元弱酸,电离不完全,B正确;
根据溶液中电荷守恒,阳离子所带正电荷总量等于阴离子所带负电荷总量,D正确。
二、混合溶液(缓冲溶液)中粒子浓度的关系判断4.浓度均为0.1 ml·L-1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液(1)电荷守恒:___________________________________________。(2)元素质量守恒:_________________________________________。(3)离子浓度由大到小的顺序:_________________________________________。
5.常温下,NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7(1)溶液中粒子浓度的大小关系:____________________________________________(水分子除外)。(2)电荷守恒:____________________________________。(3)元素质量守恒:__________________________________。(4)质子守恒:____________________________________________。
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
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)之和等于c(Na+)的2倍。
6.判断正误,错误的写出正确的关系式。(1)0.1 ml·L-1 NaOH溶液和0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液等体积混合后:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
7.(2022·深圳七中月考)Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液可以将溶液pH控制在9.16~10.83范围内,25 ℃时,Ka1(H2CO3)=4×10-7、Ka2(H2CO3)=5×10-11,下列说法不正确的是A.0.5 ml·L-1的Na2CO3溶液pH约为12B.pH=8的NaHCO3溶液中,水电离产生的c(OH-)=10-6 ml·L-1
混合溶液中粒子浓度大小比较
三、不同溶液中同一离子浓度的大小比较8.选好参照物,分组比较,各个击破:25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
9.比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。(1)浓度均为0.1 ml·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH从大到小的顺序是______________。(2)相同浓度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH,c(CH3COO-)由大到小的顺序是____________。(3)c( )相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为_______________。
1.(2021·天津,10)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是
如图所示的“吸收”“转化”过程中,发生的反应为CO2+2KOH===K2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2O===CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3与KHCO3的混合物,则原理相同),上述反应均放热,溶液的温度升高,D不正确。
C.适当升高温度,溶液中c(H+)减小D.工业上可用于除去铁锈
2.用物质的量都是0.1 ml的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是A.c(H+)>c(OH-)B.c(CH3COO-)=0.1 ml·L-1C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 ml·L-1
由电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因c(CH3COO-)>c(Na+),则c(H+)>c(OH-);由元素质量守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 ml·L-1,因c(CH3COO-)>c(Na+)=0.1 ml·L-1,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。
3.(2022·河北开滦二中模拟)氰化氢(HCN)可应用于电镀业(镀铜、镀金、镀银)、采矿业等。常温下,浓度均为0.01 ml·L-1的HCN和NaCN的混合溶液的pH≈8,下列说法正确的是A.常温下,Ka(HCN)≈10-8B.该混合溶液中水的电离程度大于纯水中水的电离程度C.该混合溶液中c(HCN)
A项,pH=5的H2S溶液中,H+的浓度为1×10-5 ml·L-1,H+来自于H2S的第一步电离、HS-的电离和水的电离,故H+的浓度大于HS-的浓度,错误;B项,弱碱不完全电离,弱碱稀释10倍时,pH减小不到一个单位,a<b+1,错误;C项,草酸是弱酸,氢氧化钠是强碱,无论怎样混合得到的溶液都符合电荷守恒,而该等式中缺少草酸根离子,错误;D项,因为酸性:醋酸>碳酸>次氯酸,根据越弱越水解的原则,pH相同的三种钠盐,浓度的大小关系为醋酸钠>碳酸氢钠>次氯酸钠,则钠离子的浓度为①>②>③,正确。
5.(2022·河北保定模拟)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是
pH=7的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中,c(H+)=c(OH-),电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),故B正确;NH4Cl为强酸弱碱盐,溶液显酸性,c(OH-)
由CH3COONa溶液中质子守恒得c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-),B项正确;
溶液混合后溶质为CH3COONa,pH>7,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D项正确。
下列说法错误的是A.溶液Ⅰ中,c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
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)
7.(2021·湖北1月选考模拟,15)25 ℃时,按下表配制两份溶液。
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-),A项正确;
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-),C项正确;由B的分析可知,Ka(HA)<Ka(HB),则Ⅰ、Ⅱ混合后必有c(HA)>c(HB),D项正确。
8.常温下,下列溶液中,有关微粒的物质的量浓度关系不正确的是
0.01 ml·L-1 NaOH溶液与等体积pH=2的醋酸混合后的溶液中溶质为醋酸钠和醋酸,所以离子浓度大小的关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故C正确;
9.25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 ml·L-1 的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 ml·L-1的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
A项,未加盐酸时,由于NH3·H2O的部分电离,所以c(OH-)>c(Na+)>c(NH3·H2O),错误;
已知相同浓度时的电离度:α(H2B)>α(HB-),现有下列四种溶液:①0.01 ml·L-1的H2B溶液②0.01 ml·L-1的NaHB溶液③0.02 ml·L-1的HCl溶液与0.04 ml·L-1的NaHB溶液等体积混合后的溶液④0.02 ml·L-1的NaOH溶液与0.02 ml·L-1的NaHB溶液等体积混合后的溶液下列说法错误的是A.溶液④一定显碱性 B.c(H2B)最大的是③C.c(B2-)最小的是① D.c(H+)最大的是③
10.(2022·成都模拟)某二元弱酸(简写为H2B)溶液,按下式发生一级和二级电离:
HCl与NaHB反应:NaHB+HCl===NaCl+H2B,所以③中相当于含有0.01 ml·L-1 H2B和0.01 ml·L-1 NaHB;NaOH与NaHB溶液混合NaOH+NaHB===Na2B+H2O ,所以④中相当于含有0.01 ml·L-1 Na2B。根据以上分析,四种溶液分别为①0.01 ml·L-1的H2B溶液,②0.01 ml·L-1的NaHB溶液,③0.01 ml·L-1 H2B和0.01 ml·L-1 NaHB,④0.01 ml·L-1 Na2B溶液。④0.01 ml·L-1 Na2B,为强碱弱酸盐,溶液一定显碱性,故A正确;根据同离子效应,由于③中NaHB抑制H2B的电离,则③中H2B电离程度比①H2B电离程度小,则c(H2B)最大的是③,故B正确;
由于正盐溶液中c(B2-)浓度必然是最大的,弱酸H2B二级电离成B2-最难,则c(B2-)最小的是①,故C正确;因弱酸的一级电离为酸性的主要来源,由于相同浓度时的电离度α(H2B)>α(HB-),c(H+)最大的是①,故D错误。
11.(2022·济南外国语学校质检)下列有关溶液(室温下)的说法正确的是
A项,Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液的量未知,不能判断离子浓度大小,错误;
D项,0.10 ml·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7,溶液中存在电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-),元素质量守恒为c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),得到c(CH3COOH)=c(Cl-),溶液中存在醋酸钠、氯化钠和醋酸,c(Na+)>c(Cl-),正确。
12.(2022·河北模拟)室温下,通过下列实验探究NH4HCO3的性质:
13.(2022·连云港第二次调研)室温下,通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
14.常温下,将某一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表所示。
下列判断不正确的是A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)= ml·L-1C.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1 ml·L-1D.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
实验①二者等浓度等体积混合恰好完全反应生成KA,反应后溶液的pH=9,即溶液显碱性,说明HA为弱酸,A-水解,A项正确;实验①反应后的溶液中,由电荷守恒式知c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-)知,c(K+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+),B项错误;因为HA为弱酸,如果与等体积等浓度的KOH溶液混合,溶液显碱性,若溶液显中性,则在两溶液体积相等的条件下,HA溶液的浓度应大于0.2 ml·L-1,所以实验②反应后的溶液中,c(A-)+c(HA)>0.1 ml·L-1,C项正确;实验②反应后溶液显中性,根据电荷守恒得c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(K+)=c(A-),即c(K+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),D项正确。
15.醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠是其常见的盐[已知:25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.69×10-5]。请回答下列问题:(1)下列对于醋酸溶液和醋酸钠溶液的说法正确的是_____(填字母,下同)。A.加水稀释,醋酸的电离程度增大,醋酸钠的水解程度减小B.升高温度,可以促进醋酸的电离,抑制醋酸钠的水解C.醋酸和醋酸钠混合液中,醋酸抑制醋酸钠的水解,醋酸钠抑制醋酸的电离
加水稀释或升高温度,醋酸的电离平衡和醋酸钠的水解平衡均正向移动,则醋酸的电离程度、醋酸钠的水解程度均增大,A、B错误。
(2)物质的量浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(混合前后体积变化忽略不计),混合液中的下列关系式正确的是______。A.c(CH3COOH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)B.c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 ml·L-1
物质的量浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据元素质量守恒有2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),联立两式可得2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),A错误、B正确;据元素质量守恒可得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=0.1 ml·L-1,C正确。
(3)常温时,pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(Na+)_____(填“>”“<”或“=”)c(CH3COO-),该溶液中电荷守恒表达式为_____________________________________。
c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
常温时,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,发生中和反应后,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-);据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),从而推知:c(Na+)
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