第37講 粒子濃度的大小比較
考點(diǎn) 粒子濃度的大小比較經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊(cè)
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考點(diǎn)　粒子濃度的大小比較
2. 混合溶液中各粒子濃度的比較
(2)混合反應(yīng)型①恰好反應(yīng)型: 如將氨水滴加到鹽酸中恰好反應(yīng)時(shí),按NH4Cl進(jìn)行分析。②過量型: 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,完全反應(yīng)后,溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液中各粒子濃度大小順序?yàn)?　 (比較的方法同①)。 ?
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
3. 不同溶液中同一離子濃度的比較
電解質(zhì)溶液中,由于某些離子能夠水解,粒子種類增多,但元素總是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故硫元素以S2-、HS-、H2S三種形式存在,它們之間有如下守恒關(guān)系:c(K+)=?　 　　　　　　　　　。?
2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
三、溶液中粒子濃度比較思維模型
[解析] (1)Na2S溶液中S2-水解,c(Na+)>2c(S2-),錯(cuò)誤。
[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+),則c(CH3COO-)=c(K+),正確。
[解析] (4)NH4NO3溶液因銨根離子水解呈酸性,c(OH-)①>③(　)
題組一　單一溶液中粒子濃度的比較
3.[2023·湖南岳陽一中模擬] t ℃時(shí),向蒸餾水中不斷加入NaA稀溶液,溶液中c2(OH-)與c(A-)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　 )A.當(dāng)溶液中c(A-)=2×10-4 ml·L-1,有c(H+)>5×10-8 ml·L-1B.該溫度下,HA的電離常數(shù)Ka(HA)=1×10-4C.溶液中:c(HA)+c(H+)=c(OH-)D.X點(diǎn)溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
題組二　混合溶液中粒子濃度大小比較
5.[2023·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)質(zhì)檢] 室溫下,通過下列實(shí)驗(yàn)探究NaHC2O4(Kh為NaHC2O4水解平衡常數(shù)、Ka1為H2C2O4電離平衡常數(shù))溶液的性質(zhì)。
6.[2023·重慶巴蜀中學(xué)模擬] 谷氨酸( ,用H2A表示)在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位,在水溶液中有4種分布形式(H3A+、H2A、HA-和A2-)。常溫下,用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 Na2A溶液。下列敘述正確的是(　 )A.Na2A溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)B.當(dāng)c(H2A)=c(HA-)時(shí)pH=a,c(H2A)=c(A2-)時(shí)pH=b,則H2A的Ka2=10a-bC.當(dāng)V(鹽酸)=10.00 mL時(shí),c(HA-)+2c(H2A)+3c(H3A+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)D.當(dāng)V(鹽酸)=30.00 mL時(shí),2c(HA-)+2c(H2A)+2c(H3A+)+2c(A2-)=3c(Cl-)
題組三　混合溶液中粒子濃度比較的綜合應(yīng)用
【思維模型】 巧妙利用“關(guān)鍵點(diǎn)”,突破粒子濃度比較(1)抓反應(yīng)“一半”點(diǎn),判斷是什么溶質(zhì)的等量混合。(2)抓溶液“中性”點(diǎn),生成什么溶質(zhì),哪種反應(yīng)物過量或不足。(3)抓“恰好”反應(yīng)點(diǎn),生成什么溶質(zhì),溶液呈什么性,是什么因素造成的。(4)抓反應(yīng)“過量”點(diǎn),溶質(zhì)是什么,判斷誰多、誰少還是等量。以室溫下,向20 mL 0.1 ml·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1 NaOH溶液為例,溶液pH的變化如圖甲所示,“關(guān)鍵點(diǎn)”分析如圖乙所示。
[解析] NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反應(yīng)時(shí),先與強(qiáng)酸反應(yīng),然后再與弱酸反應(yīng),由滴定曲線可知,a點(diǎn)時(shí)NaOH溶液和HCl恰好完全反應(yīng)生成NaCl和水,CH3COOH未發(fā)生反應(yīng),溶質(zhì)成分為NaCl和CH3COOH;b點(diǎn)時(shí)NaOH溶液反應(yīng)掉一半的CH3COOH,溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c點(diǎn)時(shí)NaOH溶液與CH3COOH恰好完全反應(yīng),溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COONa;d點(diǎn)時(shí)NaOH過量,溶質(zhì)成分為NaCl、CH3COONa和NaOH,據(jù)此解答。
a點(diǎn)溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒關(guān)系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正確;b點(diǎn)溶液中含有NaCl及等濃度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pHc(X-)>c(OH-)>c(H+)B.三種一元弱酸的電離常數(shù):Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)C.當(dāng)pH=7時(shí),三種溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)D.分別滴加20.00 mL鹽酸后,再將三種溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
[解析] NaX為一元弱酸的鈉鹽,NaX溶液呈堿性,c(OH-)>c(H+),因c(X-)發(fā)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正確;室溫下,相同濃度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH越大,陰離子對(duì)應(yīng)的一元酸的酸性越弱,其電離常數(shù)越小,根據(jù)圖可知Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B正確;
這三種鹽都是強(qiáng)堿弱酸鹽,其水溶液都呈堿性,加鹽酸使三種溶液呈中性,則鹽酸應(yīng)少量,弱酸的酸性越弱,其酸根離子水解程度越大,其鈉鹽溶液pH越大,要使混合溶液呈中性,則加入鹽酸體積越大,其混合溶液中相應(yīng)弱酸的生成量應(yīng)該越多,酸性HX>HY>HZ,則溶液呈中性時(shí)生成酸的量n(HX)n(Z-),又由于加入鹽酸體積NaXc(Z-),C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)子守恒可知D正確。
考點(diǎn)一 單一溶液中粒子濃度的大小比較
[解析] 實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后溶液的pH為9,即溶液顯堿性,說明HA為弱酸,二者等濃度等體積恰好反應(yīng)生成KA,A-水解,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中,由電荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-)知,c(K+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+),B項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)镠A為弱酸,如果與等體積等濃度的KOH溶液混合,溶液顯堿性,若溶液顯中性,則在兩溶液體積相等的條件下,加入的HA溶液的濃度應(yīng)大于0.2 ml·L-1,所以實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的溶液中,c(A-)+c(HA)>0.1 ml·L-1,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液顯中性,根據(jù)電荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),則c(K+)=c(A-),即c(K+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),D項(xiàng)正確。
4. [2023·江西贛州二模] MOH為一元弱堿,向MCl的溶液中不斷加入蒸餾水,c(H+)隨c(M+)而變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某溫度下c2(H+)與c(M+)為線性關(guān)系,如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　 )A.當(dāng)c(M+)=2×10-4 ml·L-1時(shí),c(OH-)=1×10-7 ml·L-1B.溶液中存在:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)C.該溫度下,M+的水解平衡常數(shù)Kh=1×10-10D.a點(diǎn)溶液中:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(MOH)>c(OH-)
[解析] 由圖可知,當(dāng)c(M+)=0時(shí),即純水,c2(H+)=2×10-14 ml2·L-2,該溫度下純水中c(H+)=c(OH-), KW=c(H+)×c(OH-)=c2(H+)=2×10-14,當(dāng)c(M+)=2×10-4 ml·L-1時(shí),c2(H+)=4×10-14ml2·L-2,故 c(OH-)=1×10-7 ml·L-1,A正確;溶液呈電中性,故MCl的稀溶液中始終存在:c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),B正確;
5. [2023·廣東梅州三模] 25 ℃時(shí),Ka(HCOOH)=1.8×10-4,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列說法正確的是( 　)A.25 ℃時(shí),往pH=3的HClO溶液中加少量NaClO固體,HClO的電離程度和水電離出的c水(H+)均減小B.將濃度均為0.1 ml·L-1的NaClO和NaOH溶液加熱,兩種溶液的pH均變大C.相同溫度下,等pH的HCOONa和NaClO溶液中存在:c(HCOO-)>c(ClO-)D.25 ℃時(shí),pH=7的NaClO和HClO混合溶液中存在:c(HClO)次氯酸,水解程度:ClO->HCOO-,相同溫度下,等pH的HCOONa和NaClO溶液中,前者濃度大,由兩溶液電荷守恒可知,c(HCOO-)>c(ClO-),C正確。25 ℃時(shí),Ka(HClO)=4.0×10-8,則水解平衡常數(shù)Kh=2.5×10-7,ClO-水解能力強(qiáng)于HClO電離能力,混合溶液中有電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(ClO-),pH=7,c(H+)=c(OH-),則c(Na+)=c(ClO-),為使ClO-的水解程度與HClO的電離程度相當(dāng),c(HClO)>c(ClO-),D錯(cuò)誤。
8. 向1 L含0.01 ml Na[Al(OH)4]和0.02 ml NaOH的溶液中緩慢通入CO2, 隨n(CO2)增大,先后發(fā)生三個(gè)不同的反應(yīng), 當(dāng)0.01 ml < n(CO2)≤0.015 ml時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是2Na[Al(OH)4]+CO2 = 2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。下列對(duì)應(yīng)的關(guān)系式正確的是(　 )
[解析] 含0.01 ml Na[Al(OH)4]和0.02 ml NaOH的溶液中緩慢通入CO2,依次發(fā)生反應(yīng)①CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O,此時(shí)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,此時(shí)共消耗n(CO2)=0.015 ml, 產(chǎn)生總n(Na2CO3)=0.015 ml;③CO2+Na2CO3+H2O = 2NaHCO3,此時(shí)共消耗n(CO2)=0.03 ml, 產(chǎn)生n(NaHCO3)=0.03 ml。未通入CO2時(shí),混合溶液中存在電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c([Al(OH)4]-)+c(OH-),c(Na+)

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