课件 高考化学一轮复习第九单元 水溶液中的离子反应和平衡 第37讲　粒子浓度的大小比较

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第37讲 粒子浓度的大小比较
考点 粒子浓度的大小比较经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点　粒子浓度的大小比较
2. 混合溶液中各粒子浓度的比较
(2)混合反应型①恰好反应型: 如将氨水滴加到盐酸中恰好反应时,按NH4Cl进行分析。②过量型: 如向10 mL 0.2 ml·L-1 CH3COOH溶液中加入10 mL 0.1 ml·L-1 的NaOH溶液,完全反应后,溶液中的溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液中各粒子浓度大小顺序为 　 (比较的方法同①)。  
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
3. 不同溶液中同一离子浓度的比较
电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故硫元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)= 　 　　　　　　　　　。 
2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
三、溶液中粒子浓度比较思维模型
[解析] (1)Na2S溶液中S2-水解,c(Na+)>2c(S2-),错误。
[解析] (5)CH3COOH和KOH的混合溶液呈中性,存在 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),c(OH-)= c(H+),则c(CH3COO-)=c(K+),正确。
[解析] (4)NH4NO3溶液因铵根离子水解呈酸性,c(OH-)[解析] (7)0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液和0.1 ml·L-1的CH3COONa溶液等体积混合后存在元素守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+), 混合后c(Na+)=0.05 ml·L-1, 则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 ml·L-1, 正确。
(9)常温下, pH相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4Cl溶液、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液,物质的量浓度由大到小的顺序为②>①>③(　)
题组一　单一溶液中粒子浓度的比较
3.[2023·湖南岳阳一中模拟] t ℃时,向蒸馏水中不断加入NaA稀溶液,溶液中c2(OH-)与c(A-)的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(　 )A.当溶液中c(A-)=2×10-4 ml·L-1,有c(H+)>5×10-8 ml·L-1B.该温度下,HA的电离常数Ka(HA)=1×10-4C.溶液中:c(HA)+c(H+)=c(OH-)D.X点溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
题组二　混合溶液中粒子浓度大小比较
5.[2023·湖北部分重点中学质检] 室温下,通过下列实验探究NaHC2O4(Kh为NaHC2O4水解平衡常数、Ka1为H2C2O4电离平衡常数)溶液的性质。
6.[2023·重庆巴蜀中学模拟] 谷氨酸( ,用H2A表示)在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位,在水溶液中有4种分布形式(H3A+、H2A、HA-和A2-)。常温下,用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 Na2A溶液。下列叙述正确的是(　 )A.Na2A溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)B.当c(H2A)=c(HA-)时pH=a,c(H2A)=c(A2-)时pH=b,则H2A的Ka2=10a-bC.当V(盐酸)=10.00 mL时,c(HA-)+2c(H2A)+3c(H3A+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)D.当V(盐酸)=30.00 mL时,2c(HA-)+2c(H2A)+2c(H3A+)+2c(A2-)=3c(Cl-)
题组三　混合溶液中粒子浓度比较的综合应用
【思维模型】 巧妙利用“关键点”,突破粒子浓度比较(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。(2)抓溶液“中性”点,生成什么溶质,哪种反应物过量或不足。(3)抓“恰好”反应点,生成什么溶质,溶液呈什么性,是什么因素造成的。(4)抓反应“过量”点,溶质是什么,判断谁多、谁少还是等量。以室温下,向20 mL 0.1 ml·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1 NaOH溶液为例,溶液pH的变化如图甲所示,“关键点”分析如图乙所示。
[解析] NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,据此解答。
a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;b点溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)d,故D错误。
4. [2021·湖南卷] 常温下,用0.100 0 ml·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 ml·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是 (　 )A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
[解析] NaX为一元弱酸的钠盐,NaX溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),因c(X-)发生水解,所以c(Na+)>c(X-),由于c(X-)的水解程度是微弱的,所以c(X-)>c(OH-),故c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A正确;室温下,相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH越大,阴离子对应的一元酸的酸性越弱,其电离常数越小,根据图可知Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B正确;
这三种盐都是强碱弱酸盐,其水溶液都呈碱性,加盐酸使三种溶液呈中性,则盐酸应少量,弱酸的酸性越弱,其酸根离子水解程度越大,其钠盐溶液pH越大,要使混合溶液呈中性,则加入盐酸体积越大,其混合溶液中相应弱酸的生成量应该越多,酸性HX>HY>HZ,则溶液呈中性时生成酸的量n(HX)n(Y-)>n(Z-),又由于加入盐酸体积NaXc(Y-)>c(Z-),C错误;根据质子守恒可知D正确。
考点一 单一溶液中粒子浓度的大小比较
[解析] 实验①反应后溶液的pH为9,即溶液显碱性,说明HA为弱酸,二者等浓度等体积恰好反应生成KA,A-水解,A项正确;实验①反应后的溶液中,由电荷守恒式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,加入的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,根据电荷守恒式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。
4. [2023·江西赣州二模] MOH为一元弱碱,向MCl的溶液中不断加入蒸馏水,c(H+)随c(M+)而变化。实验发现某温度下c2(H+)与c(M+)为线性关系,如图所示。下列叙述错误的是(　 )A.当c(M+)=2×10-4 ml·L-1时,c(OH-)=1×10-7 ml·L-1B.溶液中存在:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)C.该温度下,M+的水解平衡常数Kh=1×10-10D.a点溶液中:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(MOH)>c(OH-)
[解析] 由图可知,当c(M+)=0时,即纯水,c2(H+)=2×10-14 ml2·L-2,该温度下纯水中c(H+)=c(OH-), KW=c(H+)×c(OH-)=c2(H+)=2×10-14,当c(M+)=2×10-4 ml·L-1时,c2(H+)=4×10-14ml2·L-2,故 c(OH-)=1×10-7 ml·L-1,A正确;溶液呈电中性,故MCl的稀溶液中始终存在:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),B正确;
5. [2023·广东梅州三模] 25 ℃时,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列说法正确的是( 　)A.25 ℃时,往pH=3的HClO溶液中加少量NaClO固体,HClO的电离程度和水电离出的c水(H+)均减小B.将浓度均为0.1 ml·L-1的NaClO和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大C.相同温度下,等pH的HCOONa和NaClO溶液中存在:c(HCOO-)>c(ClO-)D.25 ℃时,pH=7的NaClO和HClO混合溶液中存在:c(HClO)考点二　混合溶液中粒子浓度的大小比较
[解析] HClO为弱酸,在水溶液中存在HClO ⇌ H++ClO-,当向HClO溶液加入少量NaClO固体后,溶液中c(ClO-)增加,平衡逆向移动,即HClO的电离程度减小,但水的电离平衡正向移动,则水电离出的c水(H+)增大,A错误。NaClO为强碱弱酸盐,其水溶液中ClO-会水解且ClO-的水解为吸热反应,但升高温度后KW也增大,则溶液的pH受两种因素的影响;NaOH为强碱,在水溶液中完全电离,加热水的电离程度增大,KW增大,即NaOH溶液加热,其pH略微降低,B错误。
酸性:甲酸>次氯酸,水解程度:ClO->HCOO-,相同温度下,等pH的HCOONa和NaClO溶液中,前者浓度大,由两溶液电荷守恒可知,c(HCOO-)>c(ClO-),C正确。25 ℃时,Ka(HClO)=4.0×10-8,则水解平衡常数Kh=2.5×10-7,ClO-水解能力强于HClO电离能力,混合溶液中有电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(ClO-),pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(ClO-),为使ClO-的水解程度与HClO的电离程度相当,c(HClO)>c(ClO-),D错误。
8. 向1 L含0.01 ml Na[Al(OH)4]和0.02 ml NaOH的溶液中缓慢通入CO2, 随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应, 当0.01 ml < n(CO2)≤0.015 ml时发生的反应是2Na[Al(OH)4]+CO2 = 2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。下列对应的关系式正确的是(　 )
[解析] 含0.01 ml Na[Al(OH)4]和0.02 ml NaOH的溶液中缓慢通入CO2,依次发生反应①CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O,此时共消耗n(CO2)=0.01 ml, 生成n(Na2CO3)=0.01 ml; ②CO2+2Na[Al(OH)4] = Na2CO3+2Al(OH)3↓+H2O,此时共消耗n(CO2)=0.015 ml, 产生总n(Na2CO3)=0.015 ml;③CO2+Na2CO3+H2O = 2NaHCO3,此时共消耗n(CO2)=0.03 ml, 产生n(NaHCO3)=0.03 ml。未通入CO2时,混合溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c([Al(OH)4]-)+c(OH-),c(Na+)考点三　粒子浓度大小比较的综合应用
d点时 -lg c水(H+)最小,则此时为Na2R溶液,促进水的电离,a→d过程中,溶液由酸性转变为碱性,而c点时-lg c水(H+)=7,则c点溶液呈中性,有c(H+)=c(OH-),则由电荷守恒得,c(Na+)=2c(R2-)+c(HR-),故c(R2-)+c(HR-)11. [2023·河北衡水中学测评] 25 ℃时,用NaOH调节0.10 ml·L-1二元弱酸(H2R)溶液的pH,假设不同pH下均有c(H2R)+c(HR-)+c(R2-)=0.10 ml·L-1。使用数字传感器测得溶液中含R微粒的物质的量浓度随pH的变化如图所示。下列分析不正确的是(　 )A.25 ℃时,H2R溶液的Ka2=1.0×10- ml·L-1 H2R溶液和0.10 ml·L-1 Na2R溶液中c(HR-):前者大于后者C.c(Na+)=0.10 ml·L-1的溶液中,c(H+)+c(H2R)=c(R2-)+c(OH-)D.25 ℃时HClO的Ka=4.0×10-8,在足量的0.10 ml·L-1 NaClO溶液中滴加少量0.10 ml·L-1 H2R溶液,发生反应:ClO-+H2R = HClO+HR-