2024屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)講義第八章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第五講溶液中粒子濃度大小比較含答案

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考點(diǎn) 溶液中粒子濃度大小比較
1.單一溶液中粒子濃度關(guān)系
（1）NH4Cl溶液中的“四式”
電離方程式：NH4ClNH4＋＋Cl－，H2O?H＋＋OH－；水解方程式：NH4＋＋H2O?NH3·H2O＋H＋。
①電荷守恒式：c（H＋）＋c（NH4＋）＝c（Cl－）＋c（OH－）。
②物料守恒式：c（Cl－）＝c（NH4＋）＋c（NH3·H2O）。
③質(zhì)子守恒式：聯(lián)立①②兩式可得c（H＋）＝c（NH3·H2O）＋c（OH－）。
④離子濃度大小關(guān)系式：由電荷守恒式及NH4Cl溶液顯酸性可得
c（Cl－）＞c（NH4＋）＞c（H＋）＞c（OH－）。
注意 （1）電荷守恒：電解質(zhì)溶液都是呈電中性的，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)。（2）物料守恒：變化前后某種元素的原子總物質(zhì)的量守恒。（3）質(zhì)子守恒：電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子（H＋）的總物質(zhì)的量相等?？梢酝ㄟ^(guò)聯(lián)立電荷守恒式和物料守恒式得出，也可以直接寫出，如以Na2S溶液為例按如圖所示的方法進(jìn)行分析，可得質(zhì)子守恒式c（H＋）＋c（HS－）＋2c（H2S）＝c（OH－）。
（2）Na2CO3溶液中的“四式”
①電荷守恒式：[1] c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HCO3－）＋2c（CO32－） 。
②物料守恒式：[2] c（Na＋）＝2[c（CO32－）＋c（HCO3－）＋c（H2CO3）] 。
③質(zhì)子守恒式：[3] c（OH－）＝c（H＋）＋c（HCO3－）＋2c（H2CO3） 。
④離子濃度大小關(guān)系式：[4] c（Na＋）＞c（CO32－）＞c（OH－）＞c（HCO3－）＞c（H＋） 。
類似的還有Na2SO3、Na2S、Na2C2O4等鹽溶液。
2.混合溶液中粒子濃度關(guān)系
（1）常溫下，等濃度、等體積的NH3·H2O、NH4Cl混合溶液（pH＞7）中的“四式”
①電荷守恒式：[5] c（H＋）＋c（NH4＋）＝c（Cl－）＋c（OH－） 。
②物料守恒式：[6] c（NH4＋）＋c（NH3·H2O）＝2c（Cl－） 。
③質(zhì)子守恒式：[7] 2c（OH－）＋c（NH3·H2O）＝2c（H＋）＋c（NH4＋） 。
④粒子濃度大小關(guān)系式：[8] c（NH4＋）＞c（Cl－）＞c（NH3·H2O）＞c（OH－）＞c（H＋） 。
（2）常溫下，等濃度、等體積的CH3COOH、CH3COONa混合溶液（pH＜7）中的“四式”
①電荷守恒式：[9] c（H＋）＋c（Na＋）＝c（OH－）＋c（CH3COO－） 。
②物料守恒式：[10] c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）＝2c（Na＋） 。
③質(zhì)子守恒式：[11] 2c（H＋）＋c（CH3COOH）＝2c（OH－）＋c（CH3COO－） 。
④粒子濃度大小關(guān)系式：[12] c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）＞c（OH－） 。
3.不同鹽溶液中粒子濃度關(guān)系[難點(diǎn)]
（1）同溫度、同濃度的NaA與NaB（均為強(qiáng)堿弱酸鹽）溶液中，鹽水解能力弱的溶液中離子總濃度大。已知Ka（HA）＞Ka（HB），等濃度的NaA與NaB溶液中，離子總濃度較大的是[13] NaA 溶液。
c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（A－）c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（B－）NaB水解能力強(qiáng)，與等濃度的NaA溶液相比，NaB溶液中c（OH－）更大，c（H＋）更小NaA溶液中，離子總濃度較大
（2）等濃度的NaA與NaB（均為強(qiáng)堿弱酸鹽）的混合溶液中，c（HA）＋c（HB）＝c（OH－）－c（H＋）。
NaA溶液：c（OH－）＝c（H＋）＋c（HA）NaB溶液：c（OH－）＝c（H＋）＋c（HB）c（HA）＋c（HB）＝c（OH－）－c（H＋）
1.[單一溶液中]易錯(cuò)辨析。
（1）常溫下，0.1 ml·L－1的NaHA溶液，其pH＝4：c（HA－）＞c（H＋）＞c（H2A）＞c（A2－）。（ ? ）
（2）0.1 ml·L－1氨水中，c（NH4＋）＝c（OH－）＝ 0.1 ml·L－1 。（ ? ）
2.[混合溶液中]易錯(cuò)辨析。
（1）0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液與0.1 ml·L－1 NaOH溶液等體積混合，所得溶液中：c（Na＋）＞c（CO32－）＞c（HCO3－）＞c（OH－）。（ ? ）
（2）20 mL 0.1 ml·L－1 CH3COONa溶液與10 mL 0.1 ml·L－1 HCl溶液混合后呈酸性，所得溶液中：c（CH3COO－）＞c（Cl－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）。（ √ ）
（3）室溫下，pH＝2的鹽酸與pH＝12的氨水等體積混合，所得溶液中：c（Cl－）＞c（H＋）＞c（NH4＋）＞c（OH－）。（ ? ）
（4）0.1 ml· L－1 CH3COOH溶液與 0.1 ml·L－1 NaOH溶液等體積混合，所得溶液中c（OH－）＞c（H＋）＋c（CH3COOH）。（ ? ）
3.請(qǐng)寫出NaHCO3溶液中的“四式”。
（1）電荷守恒式： c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HCO3－）＋2c（CO32－） 。
（2）物料守恒式： c（Na＋）＝c（CO32－）＋c（HCO3－）＋c（H2CO3） 。
（3）質(zhì)子守恒式： c（H2CO3）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（CO32－） 。
（4）離子濃度大小關(guān)系式：c（Na＋）＞c（HCO3－）＞c（OH－）＞c（CO32－）＞
c（H＋） 。
4.[不同溶液中]（1）濃度均為0.1ml·L－1的①H2S溶液、②NaHS溶液、③Na2S溶液、④H2S和NaHS的混合溶液，溶液pH由大到小的順序是 ③＞②＞④＞① 。
（2）相同濃度的①CH3COONH4溶液、②CH3COONa溶液、③CH3COOH溶液，c（CH3COO－）由大到小的順序是 ②＞①＞③ 。
（3）c（NH4＋）相等的①（NH4）2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③（NH4）2CO3溶液、④NH4Cl溶液，其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?④＞②＞③＞① 。
研透高考 明確方向
命題點(diǎn)1 混合溶液中粒子濃度大小比較
1.[江蘇高考改編]室溫下，將兩種濃度均為 0.10 ml·L－1的溶液等體積混合，若溶液混合引起的體積變化可忽略，下列各混合溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是（ D ）
A.NaHCO3－Na2CO3混合溶液（pH＝10.30）：c（Na＋）＞c（CO32－）＞c（HCO3－）＞c（OH－）
B.氨水－NH4Cl混合溶液（pH＝9.25）：c（NH4＋）＋c（H＋）＝c（NH3·H2O）＋c（OH－）
C.CH3COOH－CH3COONa混合溶液（pH＝4.76）：c（Na＋）＞c（CH3COOH）＞c（CH3COO－）＞c（H＋）
D.H2C2O4－NaHC2O4混合溶液（pH＝1.68，H2C2O4為二元弱酸）：c（H＋）＋c（H2C2O4）＝c（Na＋）＋c（C2O42－）＋c（OH－）
解析 濃度均為0.10 ml·L－1的NaHCO3－Na2CO3的混合溶液中，CO32－的水解程度大于HCO3－的水解程度，HCO3－的水解程度大于其電離程度，所以混合溶液中c（Na＋）＞c（HCO3－）＞c（CO32－）＞c（OH－），A項(xiàng)錯(cuò)誤；濃度均為0.10 ml·L－1的氨水－NH4Cl混合溶液的pH＝9.25，說(shuō)明NH3·H2O的電離程度大于NH4＋的水解程度，溶液中c（NH3·H2O）＜c（Cl－），根據(jù)電荷守恒，溶液中c（NH4＋）＋c（H＋）＝c（Cl－）＋c（OH－），可知c（NH4＋）＋c（H＋）＞c（NH3·H2O）＋c（OH－），B項(xiàng)錯(cuò)誤；濃度均為0.10 ml·L－1的CH3COOH－CH3COONa混合溶液的pH＝4.76，說(shuō)明CH3COOH的電離程度大于CH3COO－的水解程度，則溶液中c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（CH3COOH）＞c（H＋），C項(xiàng)錯(cuò)誤；濃度均為0.10 ml·L－1的H2C2O4－NaHC2O4混合溶液的pH＝1.68，根據(jù)電荷守恒有c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（HC2O4－）＋2c（C2O42－），根據(jù)物料守恒有2c（Na＋）＝c（C2O42－）＋c（H2C2O4）＋c（HC2O4－），聯(lián)立上述兩式得c（H＋）＋c（H2C2O4）＝c（Na＋）＋c（C2O42－）＋c（OH－），D項(xiàng)正確。
2.[2022江蘇改編]一種捕集煙氣中CO2的過(guò)程如圖所示。室溫下以0.1 ml·L－1 KOH溶液吸收CO2，若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略，溶液中含碳物種的濃度c總＝c（H2CO3）＋c（HCO3－）＋c（CO32－）。H2CO3電離常數(shù)分別為Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.4×10－11。下列說(shuō)法正確的是（ C ）
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中：c（H2CO3）＞c（HCO3－）
B.KOH完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí)，溶液中：c（OH－）＝c（H＋）＋c（HCO3－）＋c（H2CO3）
C.KOH溶液吸收CO2，c總＝0.1 ml·L－1溶液中：c（H2CO3）＞c（CO32－）
D.題圖所示“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中，溶液的溫度下降
解析 A項(xiàng)，KOH吸收CO2可能生成K2CO3，此時(shí)由于CO32－以第一步水解為主，故溶液中c（HCO3－）＞c（H2CO3），也可能生成KHCO3，由于HCO3－的水解很微弱，故此時(shí)溶液中c（HCO3－）＞c（H2CO3），還可能生成K2CO3和KHCO3的混合物，同理，溶液中亦存在c（HCO3－）＞c（H2CO3），錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K2CO3溶液中存在質(zhì)子守恒c（OH－）＝c（H＋）＋c（HCO3－）＋2c（H2CO3），錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于KOH溶液的濃度為0.1 ml·L－1，c總＝0.1 ml·L－1，即c（K＋）＝c（H2CO3）＋c（HCO3－）＋c（CO32－），此等式為KHCO3溶液的物料守恒式，故此時(shí)所得溶液為KHCO3溶液，HCO3－存在水解平衡HCO3－＋H2O?H2CO3＋OH－、電離平衡HCO3－?CO32－＋H＋，由Kh（HCO3－）＝KwKa1＞Ka2可知，HCO3－的水解程度大于電離程度，故c（H2CO3）＞c（CO32－），正確；D項(xiàng)，“轉(zhuǎn)化”時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故溶液的溫度升高，錯(cuò)誤。
技巧點(diǎn)撥
以強(qiáng)堿弱酸鹽Na2A為例
鹽的水解→Ka1（H2A）Ka2（H2A）Kh1＝KwKa2Kh2＝KwKa1→電荷守恒式：c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HA－）+2c（A2－）＋c（OH－）物料守恒式：c（Na＋）=2[c（HA－）＋c（A2－）＋c（H2A)]質(zhì)子守恒式：c（OH－）＝c（HA－）+2c（H2A）＋c（H＋）根據(jù)Ka2與Kh1的相對(duì)大小及Ka1與Kh2的相對(duì)大小確定c（H2A）、c（HA－）、c（A2－）之間的大小關(guān)系
命題點(diǎn)2 鹽與酸或堿反應(yīng)體系中的粒子濃度關(guān)系
3.[2021浙江]取兩份10 mL 0.05 ml·L－1的NaHCO3溶液，一份滴加0.05 ml·L－1的鹽酸，另一份滴加 0.05 ml·L－1 NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸（或堿）體積的變化如圖。下列說(shuō)法不正確的是（ C ）
A.由a點(diǎn)可知：NaHCO3溶液中HCO3－的水解程度大于電離程度
B.a→b→c過(guò)程中：c（HCO3－）＋2c（CO32－）＋c（OH－）逐漸減小
C.a→d→e過(guò)程中：c（Na＋）＜c（HCO3－）＋c（CO32－）＋c（H2CO3）
D.令c點(diǎn)的c（Na＋）＋c（H＋）＝x，e點(diǎn)的c（Na＋）＋c（H＋）＝y(tǒng)，則x＞y
解析 圖像分析：a點(diǎn)pH＝8.3，即NaHCO3溶液呈堿性，說(shuō)明HCO3－的電離程度小于其水解程度；a→b→c點(diǎn)溶液pH逐漸增大，即該曲線表示的是滴入NaOH溶液的pH變化，該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O；a→d→e點(diǎn)溶液pH逐漸減小，即該曲線表示的是滴入鹽酸的pH變化，該過(guò)程發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O。根據(jù)a點(diǎn)pH＝8.3，可判斷HCO3－的水解程度大于其電離程度，A項(xiàng)正確；a→b→c過(guò)程中，由電荷守恒得c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HCO3－）＋2c（CO32－）＋c（OH－），該過(guò)程中c（Na＋）不變，而隨著pH逐漸增大，c（H＋）減小，故c（HCO3－）＋2c（CO32－）＋c（OH－）逐漸減小，B項(xiàng)正確；a→d→e過(guò)程中，由物料守恒知，n（HCO3－）＋n（CO32－）＋n（H2CO3）逐漸減小，而溶液中n（Na＋）不變，故n（Na＋）＞n（HCO3－）＋n（CO32－）＋n（H2CO3），即c（Na＋）＞c（HCO3－）＋c（CO32－）＋c（H2CO3），C項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)c（Na＋）＋c（H＋）＝（0.05＋10－11.3） ml·L－1，e點(diǎn)c（Na＋）＋c（H＋）＝（0.025＋10－4.0） ml·L－1，故x＞y，D項(xiàng)正確。課標(biāo)要求
核心考點(diǎn)
五年考情
核心素養(yǎng)對(duì)接
能從電離、離子反應(yīng)、化學(xué)平衡的角度分析溶液的性質(zhì)
溶液中粒子濃度大小比較
2023湖南，T12；2023湖北，T14；2023上海，T19；2023年6月浙江，T15；2023江蘇，T12；2022年1月浙江，T23；2022湖北，T15；2021山東，T15；2021海南，T13；2021湖南，T9；2021遼寧，T15；2021年6月浙江，T23；2021天津，T10；2021重慶，T14；2021湖北，T14；2020全國(guó)Ⅰ，T13；2020江蘇，T14；2020年7月浙江，T23；2019江蘇，T14
1.變化觀念與平衡思想：將弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡、弱堿陽(yáng)離子或弱酸陰離子的水解平衡聯(lián)立，綜合分析溶液中的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒關(guān)系式。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立滴定過(guò)程中的微粒濃度比較模型，能分析酸堿中和滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定模型中的粒子濃度變化；建立溶液稀釋過(guò)程中微粒濃度比較模型
命題分析預(yù)測(cè)
1.高考中常在選擇題中以圖像的形式考查鹽類水解平衡、酸堿中和滴定、弱電解質(zhì)溶液稀釋過(guò)程中的微粒關(guān)系式的正誤判斷，具有難度大、靈活性強(qiáng)、知識(shí)瑣碎等特點(diǎn)，目的在于考查考生分析化學(xué)平衡與微粒的量的關(guān)系，即根據(jù)電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒等判斷或計(jì)算溶液中的微粒濃度大小的關(guān)系。
2.預(yù)計(jì)2025年高考仍可能結(jié)合酸堿中和滴定曲線考查溶液中粒子濃度大小比較，微粒對(duì)數(shù)圖像中的粒子濃度關(guān)系是近年高考考查的熱點(diǎn)，考生要引起重視