2024年高考化学一轮复习　第52讲　溶液中“粒子”浓度关系 学案（含答案）

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(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、NHeq \\al(＋,4)、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__________________________________
_______________________________________________________________________________。
2．水解平衡
(1)水解过程是微弱的。如NH4Cl溶液中：NHeq \\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是_________
_______________________________________________________________________________。
(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：COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、H2CO3的浓度大小关系应是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(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物料守恒：____________________________________________________________________。
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物料守恒：____________________________________________________________________。
(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物料守恒：____________________________________________________________________。
(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)物料守恒
变化前后某种元素的质量守恒。
①单一元素守恒，如1 ml NH3通入水中形成氨水，就有n(NH3)＋n(NH3·H2O)＋n(NHeq \\al(＋,4))＝1 ml，即氮元素质量守恒。
②两元素守恒，如NaHCO3溶液中，c(Na＋)＝c(H2CO3)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(COeq \\al(2－,3))，即钠元素与碳元素质量守恒。
(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下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式：c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)
②酸式盐溶液及混合缓冲溶液，可以通过物料守恒和电荷守恒推出质子守恒表达式。如NaHCO3溶液中物料守恒：c(Na＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)＋c(COeq \\al(2－,3))①，
电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq \\al(2－,3))②，
将①代入②中，整理得质子守恒：c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(OH－)＋c(COeq \\al(2－,3))
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)物料守恒：___________________________________________________________________。
2．判断正误，错误的写出正确的关系式。
(1)0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋c(COeq \\al(2－,3))＋c(OH－)
________________________________________________________________________________
(2)在Na2SO3溶液中：c(Na＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)
________________________________________________________________________________
(3)0.1 ml·L－1 NH4HS溶液中：c(NHeq \\al(＋,4))＜c(HS－)＋c(H2S)＋c(S2－)
________________________________________________________________________________
(4)0.2 ml·L－1 NH4HCO3溶液(pH＞7)：c(NHeq \\al(＋,4))＞c(H2CO3)＞c(HCOeq \\al(－,3))＞c(NH3·H2O)
________________________________________________________________________________
(5)室温下，0.1 ml·L－1 NH4Fe(SO4)2溶液中存在：c(NHeq \\al(＋,4))＋3c(Fe3＋)>2c(SOeq \\al(2－,4))
________________________________________________________________________________
3．(2023·苏州模拟)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( )
A．NaH2PO2的水溶液加水稀释，eq \f(cH3PO2,cH＋)增大
B．H3PO2溶液中存在电离平衡：H3PO2H2POeq \\al(－,2)＋H＋
C．NaH2PO2溶液中：c(Na＋)>c(H2POeq \\al(－,2))>c(OH－)>c(H＋)
D．NaH2PO2溶液中存在：c(H2POeq \\al(－,2))＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)
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)物料守恒：___________________________________________________________________。
(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)物料守恒：___________________________________________________________________。
(4)质子守恒：___________________________________________________________________。
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＋)
________________________________________________________________________________
(2)pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合：c(Cl－)>c(NHeq \\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)
________________________________________________________________________________
(3)室温下，将浓度均为0.1 ml·L－1的氨水和NH4Cl溶液等体积混合(pH＝9.25)：c(NHeq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)
________________________________________________________________________________
(4)室温下，将浓度均为0.10 ml·L－1的H2C2O4和NaHC2O4溶液等体积混合(pH＝1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(OH－)
________________________________________________________________________________
(5)0.1 ml·L－1Na2C2O4溶液与0.1 ml·L－1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸)：2c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(HC2Oeq \\al(－,4))＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
________________________________________________________________________________
(6)向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到恰好呈中性：c(Na＋)>c(SOeq \\al(2－,4))>c(NHeq \\al(＋,4))>c(OH－)＝c(H＋)
________________________________________________________________________________
7．(2022·广东深圳七中月考)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12
B．pH＝8的NaHCO3溶液中，水电离产生的c(OH－)＝10－6 ml·L－1
C．0.1 ml·L－1的NaHCO3溶液中存在c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)>c(COeq \\al(2－,3))
D．pH＝10的该缓冲溶液中存在：c(Na＋)＝c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)
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：
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NHeq \\al(＋,4))由大到小的顺序为
_______________________________________________________________________________。
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(NHeq \\al(＋,4))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( )
A．在0.1 ml·L－1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2POeq \\al(－,4))>c(HPOeq \\al(2－,4))>c(POeq \\al(3－,4))
B．在0.1 ml·L－1 Na2C2O4溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2Oeq \\al(－,4))＋c(C2Oeq \\al(2－,4))
C．在0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)＋c(HCOeq \\al(－,3))＝0.1 ml·L－1
D．氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液中c(Cl－)>c(NHeq \\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)
2．(2022·江苏，12)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1 ml·L－1 KOH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＝0.1 ml·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
第52讲 溶液中“粒子”浓度关系
归纳整合
(一)
1．(1)c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq \\al(＋,4)) (2)c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)
2．(1)c(Cl－)＞c(NHeq \\al(＋,4))＞c(H＋)＞c(NH3·H2O)
(2)c(COeq \\al(2－,3))>c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)
(二)
(1)①c(Na＋)＝2[c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)]
②c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq \\al(2－,3))
③c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2CO3)＋c(HCOeq \\al(－,3))
(2)①c(NHeq \\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
②2c(Cl－)＝c(NHeq \\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)
(3)①c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)
②c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝c(Cl－)
专项突破
1．(1)Cl－、NHeq \\al(＋,4)、H＋、OH－、NH3·H2O、H2O
(2)c(Cl－)>c(NHeq \\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)
(3)c(Cl－)＝c(NHeq \\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)
解析 NH4Cl===NHeq \\al(＋,4)＋Cl－(完全电离)
NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋(微弱)
H2OH＋＋OH－(极微弱)
2．(1)× c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(COeq \\al(2－,3))＋c(OH－)
(2)× c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)
(3)√
(4)× c(NHeq \\al(＋,4))>c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
(5)× c(NHeq \\al(＋,4))＋3c(Fe3＋)<2c(SOeq \\al(2－,4))
3．A
4．(1)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))
(2)2c(Na＋)＝3c(COeq \\al(2－,3))＋3c(HCOeq \\al(－,3))＋3c(H2CO3)
(3)c(Na＋)＞c(HCOeq \\al(－,3))＞c(COeq \\al(2－,3))＞c(OH－)＞c(H＋)
5．(1)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)
(2)c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
(3)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
(4)c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)
解析 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。
6．(1)√ (2)× c(NHeq \\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋) (3)× c(NHeq \\al(＋,4))＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)
(4)√
(5)× 2c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(HC2Oeq \\al(－,4))＋c(OH－)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
(6)√
7．D [由Kh(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(cHCO\\al(－,3)·cOH－,cCO\\al(2－,3))可得0.5 ml·L－1的Na2CO3溶液中c(OH－)≈eq \r(cCO\\al(2－,3)×\f(Kw,Ka2))＝eq \r(\f(10－14,5×10－11)×0.5) ml·L－1＝1×10－2 ml·L－1，pH约为12，A正确；NaHCO3在溶液中水解程度大于电离程度，溶液中存在：c(HCOeq \\al(－,3))>c(H2CO3)>c(COeq \\al(2－,3))，C正确；由物料守恒可知，NaHCO3溶液中c(Na＋)＝c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)，Na2CO3溶液中c(Na＋)＝2c(COeq \\al(2－,3))＋2c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(H2CO3)，则Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中c(Na＋)>c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)，D不正确。]
8．⑤>④>③>①>②
解析 分析流程为
9．(1)③>②>④>① (2)②>①>③ (3)④>②>③>①
真题演练 明确考向
1．A [磷酸分步电离且电离程度逐渐减小，所以在0.1 ml·L－1 H3PO4溶液中，离子浓度大小顺序为c(H3PO4)＞c(H2POeq \\al(－,4))＞c(HPOeq \\al(2－,4))＞c(POeq \\al(3－,4))，故A项正确；在0.1 ml·L－1 Na2C2O4溶液中，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2Oeq \\al(－,4))＋2c(C2Oeq \\al(2－,4))，故B项错误；在0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液中，根据物料守恒得c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)＝0.1 ml·L－1，故C项错误；氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液，则c(Cl－)＜c(NHeq \\al(＋,4))，故D项错误。]
2．C [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))，A不正确；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，溶液中：c(K＋)＝2[c(COeq \\al(2－,3))＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(H2CO3)]，则c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋2c(H2CO3)，B不正确；KOH溶液吸收CO2，c(KOH)＝0.1 ml·L－1，c总＝0.1 ml·L－1，则溶液为KHCO3溶液，Kh(HCOeq \\al(－,3))＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(1×10－14,4.4×10－7)≈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))，C正确；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。]