2020版新一線高考化學（魯科版）一輪復(fù)習教學案：專項突破23　溶液中粒子濃度的大小比較

專項突破(二十三)　溶液中粒子濃度的大小比較1．理解“兩大理論”，構(gòu)建思維基點(1)電離理論——弱電解質(zhì)的電離是微弱的①弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時還要考慮水的電離。如氨水中：NH3·H2O、NH、OH－、H＋濃度的大小關(guān)系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NH)>c(H＋)。②多元弱酸的電離是分步進行的，其主要是第一步電離(第一步電離程度遠大于第二步電離)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理論——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(水解相互促進的除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H＋)或堿性溶液中c(OH－)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)溶液的濃度。如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的濃度大小關(guān)系是c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根離子的水解是分步進行的，其主要是第一步水解。如在Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。2．理解“三個守恒”，明確濃度關(guān)系(1)電荷守恒電荷守恒是指溶液必須保持電中性，即溶液中所有陽離子的電荷總濃度等于所有陰離子的電荷總濃度。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，變化前后某種元素的原子個數(shù)守恒。①單一元素守恒，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。②兩元素守恒，如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)，即鈉元素與碳元素守恒。(3)質(zhì)子守恒(了解)：電解質(zhì)溶液中，由于電離、水解等過程的發(fā)生，往往存在質(zhì)子(H＋)的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移過程中質(zhì)子數(shù)量保持不變，稱為質(zhì)子守恒。如NaHCO3溶液中：c(H2CO3)＋c(H＋)＝c(CO)＋c(OH－)。注：質(zhì)子守恒可以通過電荷守恒與物料守恒加減得到。同溶液中不同粒子濃度的比較角度1　單一溶液中粒子濃度比較1．(1)(NH4)2SO4溶液中各粒子濃度關(guān)系①大小關(guān)系(離子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③電荷守恒：________________________________________________。④質(zhì)子守恒：________________________________________________。(2)0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液中各粒子濃度的關(guān)系①大小關(guān)系(離子)：___________________________________________。②物料守恒：________________________________________________。③電荷守恒：________________________________________________。④質(zhì)子守恒：_______________________________________________。(3)0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液中各粒子濃度的關(guān)系①大小關(guān)系(離子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③電荷守恒：_______________________________________________。④質(zhì)子守恒：______________________________________________。(4)0.1 mol·L－1的NaHSO3溶液(pH<7)中各粒子濃度關(guān)系①大小關(guān)系(離子)：__________________________________________。②物料守恒：_______________________________________________。③電荷守恒：_______________________________________________。④質(zhì)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?酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式鹽中酸式酸根離子的電離能力和水解能力哪一個更強。已知H2A為弱酸。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?多元弱酸的強堿正鹽溶液：弱酸根離子水解以第一步為主。如Na2A溶液：c?Na＋?>c?A2－?>c?OH－?>c?HA－?>c?H2A?>c?H＋?。角度2　混合液中粒子濃度的比較2．比較下列幾種溶液混合后各離子濃度的大小。(1)CH3COOH和NaOH等濃度等體積混合，離子濃度大小順序為___________________________________________________________。(2)25 ℃時，NaOH和CH3COOH等濃度按1∶2體積比混合后pH<7，離子濃度大小順序為___________________________________________________；物料守恒式為_________________________________________________，電荷守恒式為_________________________________________________。(3)0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液與0.1 mol·L－1的氨水等體積混合，溶液呈堿性。①混合液中離子濃度大小順序為________，②c(NH)＋c(NH3·H2O)＝________ mol·L－1。(4)25 ℃時，pH＝2的CH3COOH與pH＝12的NaOH等體積混合，其離子濃度大小順序為__________________________________________________。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·唐山模擬)HR是一元酸。室溫時，用0.250 mol·L－1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液時，溶液的pH變化情況如圖所示。其中，b點表示兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)。下列敘述正確的是(　　)A．HR的電離常數(shù)Ka＝5×10－6B．圖中X<7C．a點溶液中粒子濃度大小關(guān)系是：c(Na＋)>c(R－)>c(HR)>c(H＋)>c(OH－)D．b點溶液中粒子濃度大小關(guān)系是：c(Na＋)>c(OH－)>c(R－)>c(H＋)A　[根據(jù)題意，b點時酸堿恰好完全反應(yīng)，則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，則HR是弱酸，c(H＋)＝10－3 mol·L－1，故HR的電離常數(shù)Ka＝≈≈5×10－6，A項正確；b點酸堿恰好完全反應(yīng)，為NaR溶液，由于R－水解溶液呈堿性，故X>7，B項錯誤；a點時加入的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點得到的是等物質(zhì)的量的HR和NaR的混合溶液，溶液呈酸性，則HR的電離程度大于R－的水解程度，粒子濃度大小為c(R－)>c(Na＋)>c(HR)>c(H＋)>c(OH－)，C項錯誤；b點為NaR溶液，由于R－水解溶液呈堿性，故離子濃度大小為c(Na＋)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋)，D項錯誤。]4．(2019·黃岡模擬)室溫時，配制一組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質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)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)的數(shù)量級為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－)和電荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，得c(A2－)－c(H＋)＝c(H2A)－c(OH－)，A項正確；結(jié)合圖像可知pH＝4的溶液中c(HA－)>0.05 mol·L－1，再結(jié)合c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.10 mol·L－1可知c(HA－)>c(H2A)＋c(A2－)，B項錯誤；溶液中電荷守恒式為c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，pH＝7的溶液中c(H＋)＝c(OH－)，則c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)，C項錯誤；K1(H2A)＝，圖示中c(H2A)＝c(HA－)時，溶液的pH在3～4之間，故K1(H2A)應(yīng)大于10－4，D項錯誤。]酸＋堿—　　　　性質(zhì)定水解與電離程度大小注意：一般而言，等濃度的弱酸與弱酸鹽混合，電離程度大于水解程度，溶液呈酸性；HCN、NaCN混合液除外，它們的混合溶液呈堿性，水解程度大于電離程度。 不同溶液中同一粒子濃度比較5．等物質(zhì)的量濃度、等體積的下列溶液中：①H2CO3　②Na2CO3　③NaHCO3　④NH4HCO3⑤(NH4)2CO3。下列關(guān)系或者說法正確的是  (　　)A．c(CO)的大小關(guān)系：②>⑤>③>④>①B．c(HCO)的大小關(guān)系：④>③>⑤>②>①C．將溶液蒸干灼燒只有①不能得到對應(yīng)的原有物質(zhì)D．②③④⑤既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)A　[由于④中NH與HCO水解相互促進，故c(HCO)大小為③>④，c(CO)大小也是③>④，B錯誤；將各溶液蒸干后①③④⑤都分解，得不到原來的物質(zhì)，C錯誤；Na2CO3只能與鹽酸反應(yīng)，而與NaOH溶液不反應(yīng)，D錯誤；NH與CO水解相互促進，c(CO)大小為②>⑤，HCO既水解又電離，水解程度大于電離程度，c(CO)大小為③、④<②、⑤，H2CO3是弱酸，二級電離Ka2很小，H2CO3中的c(CO)最小，A正確。]6．有4種混合溶液，分別由等體積 0.1 mol·L－1的兩種溶液混合而成：①NH4Cl與CH3COONa(混合溶液呈中性)　②NH4Cl與HCl　③NH4Cl與NaCl　④NH4Cl與NH3·H2O(混合溶液呈堿性)。下列各項排序正確的是(　　)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項，④呈堿性，①呈中性，③呈弱酸性，②呈強酸性，pH：②<③<①<④，錯誤；B項，溶液中c(H＋)：④<①<③<②，錯誤；D項，c(NH3·H2O)：②<③<①<④，錯誤。]