2020版新一线高考化学（鲁科版）一轮复习教学案：专项突破23　溶液中粒子浓度的大小比较

专项突破(二十三)　溶液中粒子浓度的大小比较1．理解“两大理论”，构建思维基点(1)电离理论——弱电解质的电离是微弱的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、NH、OH－、H＋浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)>c(H＋)。②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离(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——弱电解质离子的水解是微弱的①弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外)，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：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是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：CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。2．理解“三个守恒”，明确浓度关系(1)电荷守恒电荷守恒是指溶液必须保持电中性，即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)。(2)物料守恒：物料守恒也就是元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。①单一元素守恒，如1 mol NH3通入水中形成氨水，就有n(NH3)＋n(NH3·H2O)＋n(NH)＝1 mol，即氮元素守恒。②两元素守恒，如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)，即钠元素与碳元素守恒。(3)质子守恒(了解)：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。如NaHCO3溶液中：c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(OH－)。注：质子守恒可以通过电荷守恒与物料守恒加减得到。同溶液中不同粒子浓度的比较角度1　单一溶液中粒子浓度比较1．(1)(NH4)2SO4溶液中各粒子浓度关系①大小关系(离子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③电荷守恒：________________________________________________。④质子守恒：________________________________________________。(2)0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中各粒子浓度的关系①大小关系(离子)：___________________________________________。②物料守恒：________________________________________________。③电荷守恒：________________________________________________。④质子守恒：_______________________________________________。(3)0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中各粒子浓度的关系①大小关系(离子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③电荷守恒：_______________________________________________。④质子守恒：______________________________________________。(4)0.1 mol·L－1的NaHSO3溶液(pH<7)中各粒子浓度关系①大小关系(离子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③电荷守恒：_______________________________________________。④质子守恒：_______________________________________________。答案：(1)①c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)②c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2c(SO)③c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)④c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)(2)①c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]③c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)④c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)(3)①c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO)②c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)③c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)④c(OH－)＋c(CO)＝c(H2CO3)＋c(H＋)(4)①c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)②c(Na＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(H2SO3)③c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)④c(H＋)＝c(SO)－c(H2SO3)＋c(OH－)1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。已知H2A为弱酸。①如NaHA溶液pH<7：cNa＋>cHA－>cH＋>cA2－>cOH－>cH2A。②如NaHA溶液pH>7：cNa＋>cHA－>cOH－>cH2A>cH＋>cA2－。2多元弱酸的强碱正盐溶液：弱酸根离子水解以第一步为主。如Na2A溶液：cNa＋>cA2－>cOH－>cHA－>cH2A>cH＋。角度2　混合液中粒子浓度的比较2．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)25 ℃时，NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7，离子浓度大小顺序为___________________________________________________；物料守恒式为_________________________________________________，电荷守恒式为_________________________________________________。(3)0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合，溶液呈碱性。①混合液中离子浓度大小顺序为________，②c(NH)＋c(NH3·H2O)＝________ mol·L－1。(4)25 ℃时，pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合，其离子浓度大小顺序为__________________________________________________。答案：(1)c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)(2)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)(3)①c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)②0.1(4)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)3．(2019·唐山模拟)HR是一元酸。室温时，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时，溶液的pH变化情况如图所示。其中，b点表示两种物质恰好完全反应。下列叙述正确的是(　　)A．HR的电离常数Ka＝5×10－6B．图中X<7C．a点溶液中粒子浓度大小关系是：c(Na＋)>c(R－)>c(HR)>c(H＋)>c(OH－)D．b点溶液中粒子浓度大小关系是：c(Na＋)>c(OH－)>c(R－)>c(H＋)A　[根据题意，b点时酸碱恰好完全反应，则c(HR)＝0.250 mo1·L－1×0.02 L÷0.025 L＝0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1的HR溶液的pH＝3，则HR是弱酸，c(H＋)＝10－3 mol·L－1，故HR的电离常数Ka＝≈≈5×10－6，A项正确；b点酸碱恰好完全反应，为NaR溶液，由于R－水解溶液呈碱性，故X>7，B项错误；a点时加入的n(NaOH)＝0.250 mol·L－1×0.01 L＝0.002 5 mol，n(HR)＝0.2 mol·L－1×0.025 L＝0.005 mol，故a点得到的是等物质的量的HR和NaR的混合溶液，溶液呈酸性，则HR的电离程度大于R－的水解程度，粒子浓度大小为c(R－)>c(Na＋)>c(HR)>c(H＋)>c(OH－)，C项错误；b点为NaR溶液，由于R－水解溶液呈碱性，故离子浓度大小为c(Na＋)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋)，D项错误。]4．(2019·黄冈模拟)室温时，配制一组c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.10 mol·L－1的H2A和NaOH混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．c(Na＋)＝0.10 mol·L－1的溶液中，c(A2－)－c(H＋)＝c(H2A)－c(OH－)B．pH＝4的溶液中，c(HA－)＝c(H2A)＋c(A2－)C．pH＝7的溶液中，c(Na＋)＝c(A2－)＋c(HA－)D．K1(H2A)的数量级为10－5A　[c(Na＋)＝0.10 mol·L－1的溶液中，溶液中存在c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.10 mol·L－1，溶液中存在物料守恒：c(Na＋)＝c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)和电荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，得c(A2－)－c(H＋)＝c(H2A)－c(OH－)，A项正确；结合图像可知pH＝4的溶液中c(HA－)>0.05 mol·L－1，再结合c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.10 mol·L－1可知c(HA－)>c(H2A)＋c(A2－)，B项错误；溶液中电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，pH＝7的溶液中c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)，C项错误；K1(H2A)＝，图示中c(H2A)＝c(HA－)时，溶液的pH在3～4之间，故K1(H2A)应大于10－4，D项错误。]酸＋碱—　　　　性质定水解与电离程度大小注意：一般而言，等浓度的弱酸与弱酸盐混合，电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；HCN、NaCN混合液除外，它们的混合溶液呈碱性，水解程度大于电离程度。 不同溶液中同一粒子浓度比较5．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3　②Na2CO3　③NaHCO3　④NH4HCO3⑤(NH4)2CO3。下列关系或者说法正确的是  (　　)A．c(CO)的大小关系：②>⑤>③>④>①B．c(HCO)的大小关系：④>③>⑤>②>①C．将溶液蒸干灼烧只有①不能得到对应的原有物质D．②③④⑤既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应A　[由于④中NH与HCO水解相互促进，故c(HCO)大小为③>④，c(CO)大小也是③>④，B错误；将各溶液蒸干后①③④⑤都分解，得不到原来的物质，C错误；Na2CO3只能与盐酸反应，而与NaOH溶液不反应，D错误；NH与CO水解相互促进，c(CO)大小为②>⑤，HCO既水解又电离，水解程度大于电离程度，c(CO)大小为③、④<②、⑤，H2CO3是弱酸，二级电离Ka2很小，H2CO3中的c(CO)最小，A正确。]6．有4种混合溶液，分别由等体积 0.1 mol·L－1的两种溶液混合而成：①NH4Cl与CH3COONa(混合溶液呈中性)　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＜④B．溶液中c(H＋)：①＜③＜②＜④C．c(NH)：①＜③＜②＜④D．c(NH3·H2O)：①＜③＜④＜②C　[A项，④呈碱性，①呈中性，③呈弱酸性，②呈强酸性，pH：②<③<①<④，错误；B项，溶液中c(H＋)：④<①<③<②，错误；D项，c(NH3·H2O)：②<③<①<④，错误。]