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盐城市2024届高三化学二轮专题复习讲义(14)-专题三第七讲 溶液中粒子浓度关系
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这是一份盐城市2024届高三化学二轮专题复习讲义(14)-专题三第七讲 溶液中粒子浓度关系,共8页。
——溶液中粒子浓度关系
【复习目标】
1.理解弱电解质的电离平衡、水的电离平衡以及盐类的水解平衡的特征。
2.熟练运用三大守恒原理和比较电解质溶液中离子的浓度大小。
【重点突破】
利用电荷守恒、物料守恒和质子守恒原理,理解溶液中微粒浓度大小的比较方法。
【真题再现】
例1.(2023·江苏卷)室温下,用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如题图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ka(HF)=6.3×10-4。下列说法正确的是
A.0.1ml·L-1NaF溶液中:c(F-)=c(Na+) + c(H+)
B.“除镁”得到的上层清液中:c(Mg2+)=eq \f(Ksp(MgF2),c(F-))
C.0.1ml·L-1NaHCO3溶液中:c(CO32-) = c(H+) + c(H2CO3)-c(OH-)
D. “沉锰”后的滤液中:c(Na+) + c(H+) = c(OH-) + c(HCO3-)+ 2c(CO32-)
解析:A项,0.1ml·L-1NaF溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),A错误;B项, “除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液,有Ksp(MgF2)= c(Mg2+)·c(F-),故c(Mg2+)=eq \f(Ksp(MgF2),c(F-)),B错误;C项,0.1ml·L-1NaHCO3溶液中存在质子守恒:
c(CO32-)+c(OH-)= c(H+)+ c(H2CO3),故c(CO32-) = c(H+)+ c(H2CO3)-c(OH-),C正确;
D项,“沉锰”后的滤液中还存在F-、SO42-等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。
答案:C
例2.(2022·江苏卷)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1ml∙L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCOeq \\al(-,3))
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)= c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1ml∙L-1溶液中:c(H2CO3)>c(COeq \\al(2-,3))
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
解析:A项,KOH吸收CO2所得到的溶液,若为K2CO3溶液,则COeq \\al(2-,3)主要发生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(HCOeq \\al(-,3)),若为KHCO3溶液,则 HCOeq \\al(-,3)发生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(HCOeq \\al(-,3)),正确;B项,KOH完全转化为K2CO3时,依据电荷守恒,溶液中:c(K+)+ c(H+)=c(OH-)+ c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3)),依据物料守恒,c(K+)=2[c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)],则c(OH-)= c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3),不正确;C项,KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1ml∙L-1,c总=0.1ml∙L-1,则溶液为KHCO3溶液, Kh2=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(10-14,4.4×10-7)≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明HCOeq \\al(-,3)以水解为主,所以溶液中:c(H2CO3)>c(COeq \\al(2-,3)),正确;D项,如图所示的“吸收”“转化”过程中,发生反应为: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),二式相加得:CO2+CaO=CaCO3↓,该反应放热(碳酸钙分解吸热),溶液的温度升高,不正确。
答案:C
例3.(2021·江苏卷)室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量0.1ml·L-1NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8
实验2:将0.1ml·L-1NaHCO3溶液与0.1ml·L-1CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀
实验3:向0.1ml·L-1Na2CO3溶液中通入CO2,溶液pH从12下降到约为9
实验4:向0.1ml·L-1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水,氯水颜色褪去
下列说法正确的是
A.由实验1可得出:Ka2(H2CO3)> eq \f(Kw,Ka1(H2CO3))
B.实验2中两溶液混合时有:c (Ca2+)·c (COeq \\al(2-,3))<Ksp(CaCO3)
C.实验3中发生反应的离子方程式为COeq \\al(2-,3)+H2O+CO2=2HCOeq \\al(-,3)
D.实验4中c反应前(COeq \\al(2-,3))c(OH-)>c(NHeq \\al(+,4))。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。
如H2S溶液中:c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解(即水解理论)
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外),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-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。
如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(NH3·H2O)。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②多元弱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(COeq \\al(2-,3))>c(HCOeq \\al(-,3))>c(H2CO3)。
7.把握三种守恒,明确等量关系
(1)电荷守恒:
如在Na2CO3溶液中存在离子:Na+、COeq \\al(2-,3)、H+、OH-、HCOeq \\al(-,3),它们的浓度存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(COeq \\al(2-,3))+c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)。
(2)物料守恒:物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数不变。
(3)质子守恒:即H2O电离的H+和OH-浓度相等。
如在Na2CO3溶液中水电离出OH-和H+,其中水电离出的H+以H+、HCOeq \\al(-,3)、H2CO3三种形式存在于溶液中,则有c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)(由上述电荷守恒式减去物料守恒式也可得出质子守恒式)。
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1.下列有关问题与盐的水解有关的是
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
2.室温下,将0.2ml·L-1的一元酸HA和0.1ml·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列说法不正确的是
A.混合后溶液中:c (A-)+c (HA)=0.1ml·L-1
B.混合后溶液中:c (HA)> c (Na+)> c (A-)> c (OH-)
C.0.1ml·L-1HA溶液与0.1ml·L-1的NaOH溶液中,水电离出来的c (H+)相等
D.混合后溶液中:c (Na+)+c (H+)=c (A-)+c (OH-)
3.室温下,向5 mL 0.1 ml·L-1NaHCO3溶液中滴入2滴0.1 ml·L-1CaCl2溶液,生成白色沉淀,且有无色气体产生。下列说法正确的是
A. 0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液中存在:
c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
B. 0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-)
C. 0.1 ml·L-1NaHCO3溶液中存在:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)
D.生成白色沉淀的离子方程式为2HCO3-+Ca2+===Ca(HCO3)2↓
4.室温下,通过下列实验探究Na2S溶液的性质。
下列说法正确的是
A. 0.1 ml·L-1 Na2S溶液中存在 c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ag+)·c(S2-)=Ksp(Ag2S)
C.实验3得到的溶液中有c(HS-)+2c(S2-)c (Cl-)>c (CH3COOH)>c (H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:
c (Cl-)+c (H+)>c (NHeq \\al(+,4))+c (OH-)
D.0.1ml·L-1 CH3COOH溶液与0.1ml·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c (OH-)>c (H+)+c (CH3COOH)
6.室温下,通过下列实验探究Na2CO3溶液的性质.
下列有关说法正确的是
A.0.1ml·L-1 Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)
B.实验2反应静置后的上层清液中有c(Ca2+)·c(COeq \\al(2-,3))<Ksp(CaCO3)
C.实验3得到的溶液中有c(HCOeq \\al(-,3))<c(COeq \\al(2-,3))
D.实验4中反应的化学方程式为H++OH-=H2O
7.室温下:Ka1(H2C2O4)=10-1.26、Ka2(H2C2O4)=10-4.27、Ksp(CaC2O4)=10-8.64。实验室进行多组实验测定某些酸、碱、盐性质,相关实验记录如表。下列所得结论正确的是
A.a >7
B.实验2中溶液浓度的大小关系为c(NH4Cl)Kw
D.实验4中反应后的溶液中存在:c(SOeq \\al(2-,3))+3c(SOeq \\al(2-,4))=c(H2SO3)
10.常温下,用0.10 ml·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10 ml·L-1HA溶液和HB溶液,所得滴定曲线如图所示(其中HA的滴定曲线部分未画出)。下列说法错误的是
已知:M点溶液中c(A-)=c(HA)
A.eq \f(Ka(HB),Kb(HA))=105.8
B.P点溶液中溶质为NaB和HB,由水电离出的c(H+)=1.0×10-7 ml·L-1
C.M点溶液中,2c(Na+)>c(HA)+c(A-)
D.等体积等浓度的HB溶液和NaA溶液混合后的溶液中:c(OH-)<c(H+)
【随堂反馈】答案
1.D 2.C 3.C 4.C 5.B 6.A 7.D 5.B 9.D 10.D
【课后作业】
1.25℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c (C6H5O-)>c (CH3COO-)
B.将浓度均为0.10ml·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中
c(C6H5O-)= c(C6H5OH)
D. 25℃时,0.10ml·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
2.常温下,下列有关叙述正确的是
A.NaY溶液的pH=8,c (Na+) > c(Y-) > c(OH-) > c(H+)
B.Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(COeq \\al(2-,3))+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.0.1ml·L-1NH4Cl的溶液和0.1 ml·L-1NH3·H2O的溶液等体积混合后溶液中:
c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
D.10mLpH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,则HA溶液体积一定是10mL
3.巳知NaHSO3溶液常温时显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSOeq \\al(-,3)+H2OH2SO3+OH-① HSOeq \\al(-,3)H++ SOeq \\al(2-,3)②
向0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质, 下列有关说法正确的是
A.加入少量金属钠,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c (HSOeq \\al(-,3))增大
B.加入少量 Na2SO3固体,则c (H+)+ c (Na+)= c (HSOeq \\al(-,3))+ c (OH-)+ c (SOeq \\al(2-,3))
C.加入少量 NaOH溶液,则、的值均增大
D.加入氨水至中性。则2 c (Na+)= c (SOeq \\al(2-,3))>c (H+)=c (OH-)
4.室温下,向10 mL pH=10的氨水溶液中加入下列物质,对所得溶液的分析错误的是
5.室温下,通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。下列有关说法正确的是
A.由实验1可知,NaHCO3溶液中HCOeq \\al(-,3)的电离程度大于水解程度
B.实验2滴加过程中:c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(OH-)逐渐减小
C.实验3滴加过程中:c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)
D.实验4反应静置后的上层清液中:c(Ca2+)·c(COeq \\al(2-,3))<Ksp(CaCO3)
6.室温下取NH4Cl溶液、氨水进行如下实验。
实验1:将0.1 ml·L-1 NH4Cl溶液和0.1 ml·L-1氨水等体积混合,混合溶液的pH>7。
实验2:将0.1 ml·L-1 NH3·H2O与0.1 ml·L-1 FeCl3溶液等体积混合,生成红褐色沉淀。
实验3:向0.1 ml·L-1 NH4Cl溶液中通入少量NH3。
实验4:向10 mL 0.1 ml·L-1NH3·H2O中滴加20 mL 0.1 ml·L-1盐酸。
下列说法正确的是
A.Kb(NH3·H2O)<10-7
B.实验2说明混合时溶液中存在Ksp[Fe(OH)3]>c3(OH-)·c(Fe3+)
C.实验3中NH4+的水解程度减小
D.实验4所得混合溶液中c(H+)<c(NH4+)+c(NH3·H2O)+c(OH-)
7.常温下将NaOH溶液滴加到磷酸(H3PO4)溶液中,混合溶液中的pH与部分离子浓度变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.Na2HPO4溶液中:2c(Na+)=c(H3PO4)+c(H2POeq \\al(-,4))+c(HPOeq \\al(2-,4))+c(POeq \\al(3-,4))
B.若直线丙表示pH与的变化关系,应该在甲、乙之间
C.常温下,Ka2(H3PO4)=10-6.79
D.当c(HPOeq \\al(2-,4))=c(H3PO4)时,pH=4.68
8.常温下,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Ka (HCN)=6.2×10-10,下列说法正确的是
A.0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液与0.1 ml·L-1 KCN溶液:
c (Na+)- c (CH3COO-)> c (K+)- c (CN-)
B.20mL0.1ml·L-1 CH3COONa与10mL 0.1ml·L-1 HCl溶液混合后所得酸性溶液:
c (Na+)> c (CH3COOH)> c (CH3COO-)
C.0.2 ml·L-1HCN溶液与0.1 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合所得溶液:
c (Na+)> c (CN-)> c (H+)> c (OH-)
D.向浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH和HCN混合溶液中滴加0.1 ml·L-1NaOH溶液,当恰好中和时所得溶液:c (CH3COOH)+ c (HCN)+ c (H+)= c (OH-)
9.室温下,通过下列实验探究NaHSO3溶液的性质。
下列有关说法正确的是
A.0.1ml·L-1NaHSO3溶液中存在c (H+)= c (OH-)+ c (SOeq \\al(2-,3)) - c (H2SO3)
B.实验2说明NaHSO3溶液具有漂白性
C.依据实验3的现象,不能得出Ksp(BaSO3)<2.5×10-5的结论
D.实验4中生成的刺激性气体可能为Cl2
10.氢硫酸是一种二元弱酸。Na2S是染料工业中用于生产硫化青和硫化蓝的原料,现对常温时Na2S溶液的性质进行探究,则下列结论正确的是
A.0.1 ml·L-1Na2S溶液中存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
B.已知酸性:H2CO3>H2S,向Na2S溶液中通入过量CO2,反应的离子方程式为
CO2+S2-+H2O===H2S↑+COeq \\al(2-,3)
C.0.1 ml·L-1的Na2S溶液存在:
c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
D.在5 mL 0.01 ml·L-1的Na2S溶液中先滴入几滴0.01 ml·L-1ZnCl2溶液有白色沉淀生成,再滴入0.01 ml·L-1CuCl2溶液,出现黑色沉淀,证明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)
11.室温下,通过下列实验探究Na2C2O4溶液的性质。
已知25 ℃时,Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。
实验1:用pH计测得0.0100 ml·L-1Na2C2O4溶液pH为8.60。
实验2:向0.0100 ml·L-1Na2C2O4溶液中滴加0.02 ml/L CaCl2溶液,产生白色沉淀。
实验3:向0.0100 ml·L-1Na2C2O4溶液中滴加等浓度等体积稀盐酸,无明显现象。
实验4:向0.0100ml·L-1Na2C2O4溶液中加入足量稀硫酸,再滴加KMnO4溶液,溶液紫红色褪去。
下列说法正确的是
A.实验1溶液中存在c(OH-)=c(H+)+2c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(H2C2O4)
B.实验2上层清液中一定存在
c(C2Oeq \\al(2-,4))×0.005 ml·L-1=Ksp(CaC2O4)
C.实验3溶液中存在c(H+)+c(C2Oeq \\al(2-,4))>c(H2C2O4)+c(OH-)
D.实验4溶液中KMnO4参与反应的离子方程式为
5C2Oeq \\al(2-,4)+2MnOeq \\al(-,4)+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
12.25 ℃时,向20 mL0.1 ml·L-1的H2SO3溶液中滴加0.1 ml·L-1NaOH溶液,所得H2SO3、SOeq \\al(2-,3)和HSOeq \\al(-,3)的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.H2SO3的电离平衡常数Ka1=10-1.9,Ka2=10-7.2
B.向pH=7.2的溶液滴加NaOH溶液,反应的离子方程式为
H2SO3+OH-===HSOeq \\al(-,3)+H2O
C.当溶液的pH=7时,溶液中存在:c(Na+)=c(HSOeq \\al(-,3))+2c(SOeq \\al(2-,3))
D.当滴加NaOH溶液的体积为10mL时,所得溶液呈酸性
【课后作业】答案
1.C 2.A 3.C 4.D 5.B 6.C 7.D 8.D 9.A 10.C 11.C 12.B原物质
蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2
CaCO3或CaO
NaHCO3
Na2CO3
KMnO4
K2MnO4和MnO2
NH4Cl
分解为NH3和HCl
无固体物质存在
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 ml·L-1 Na2S溶液的pH,测得pH约为13
2
向0.1 ml·L-1 Na2S溶液中加入过量0.2 ml/L AgNO3溶液,产生黑色沉淀
3
向0.1 ml·L-1Na2S溶液中通入过量H2S,测得溶液pH约为9
4
向0.1 ml·L-1 Na2S溶液中滴加几滴0.05 ml·L-1盐酸,观察不到明显现象
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1ml·L-1 Na2CO3溶液的pH,测得pH约为12
2
向0.1ml·L-1 Na2CO3溶液中加入过量0.2ml·L-1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
3
向0.1ml·L-1 Na2CO3溶液中通入过量CO2,测得溶液pH约为8
4
向0.1ml·L-1 Na2CO3溶液中滴加几滴0.05ml·L-1 HCl溶液,观察不到实验现象
实验
实验操作和现象
1
测定0.10 ml·L-1 NaHC2O4溶液的pH=a
2
配制pH相等的(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4HSO4三种溶液
3
向0.10 ml·L-1Na2C2O4溶液中滴加等浓度盐酸后,混合溶液的pH=7
4
向0.10 ml·L-1 NaHC2O4溶液加入一定体积的等浓度CaCl2溶液产生白色沉淀,测得上层清液pH=4,c(Ca2+)=10-4 ml·L-1
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 ml·L-1 Na2SO3溶液的pH,测得pH约为10
2
向0.1 ml·L-1 Na2SO3溶液中通入少量SO2,测得溶液pH约为8
3
用pH试纸测定0.1 ml·L-1 NaHSO3溶液的pH,测得pH约为5
4
向0.1 ml·L-1 NaHSO3溶液中通入少量Cl2,无明显现象
选项
加入的物质
对所得溶液的分析
A
90 mL H2O
水电离的c (OH-)<10-9 ml·L-1
B
0.1 ml NH4Cl固体
溶液中的c (OH-)比原氨水溶液中的小
C
10 mLpH=10的NaOH溶液
c (Na+)+ c (NHeq \\al(+,4))+ c (H+)= c (OH-)
D
10 mL pH=4的HCl溶液
c (NHeq \\al(+,4))>c (Cl-)>c (H+)>c (OH-)
实验
实验操作和现象
1
用pH计测定0.05 ml·L-1NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8.3
2
向10 mL 0.05 ml·L-1 NaHCO3溶液中滴加10 mL 0.05 ml·L-1NaOH溶液,反应结束,测得pH约为11.3
3
向10 mL 0.05 ml·L-1NaHCO3溶液中滴加10 mL 0.05 ml·L-1盐酸,反应结束,测得pH约为4.3
4
向0.05 ml·L-1NaHCO3溶液中滴加过量0.1 ml·L-1Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1ml·L-1NaHSO3溶液的pH,测得pH约为5
2
向0.1ml·L-1NaHSO3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
3
将浓度均为0.01ml·L-1的NaHSO3和Ba(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀
4
向0.1ml·L-1NaHSO3溶液中滴加稀盐酸,有刺激性气体产生
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