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第3讲 三大守恒
1.学会电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
2.学会离子浓度大小的比较方法。
3.学会运用三大守恒解决实际问题。
重点:电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
难点:电荷守恒、物料守恒、质子守恒。
一、三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中阴离子所带的电荷总数与阳离子所带的电荷总数相等。即电荷守恒。
溶液呈中性。
2.元素质量守恒(物料守恒)
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,就该
离子所含的某种元素来说,其质量在反应前后是守恒的,即元素质量守恒(物料守恒)。
3.质子守恒
电解质溶液中分子或离子得到或失去 质子( H + ) 的物质的量浓度应相等。
考点1三大守恒
1.电荷守恒
(1)解题方法
①分析溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。
(2)举例
Eg1:NH Cl 溶液中 c ( NH + ) + c ( H + ) == c ( Cl – ) + c ( OH – )
4 4
Eg2:CHCOONa溶液中 c ( Na + ) + c ( H + ) == c ( CH COO – ) + c ( OH – )
3 3
Eg3: NaCO 溶液中 c ( Na + ) + c ( H + ) == 2c ( CO 2 – ) + c ( OH – )+c (
2 3 3
HCO – )
3
2.物料守恒(1)解题方法
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。就该
离子所含的某种元素来说,其质量在变化前后是守恒的。
(2)举例
Eg1:NH Cl 溶液中 c ( NH + ) + c ( NH ·H O ) = c ( Cl – )
4 4 3 2
Eg2:NaCO 溶液中 c (Na + ) = 2 [c (CO 2– ) + c (HCO – ) + c (H CO) ]
2 3 3 3 2 3
Eg3: NaHCO 溶液中 c (Na + ) = c (CO 2– ) + c (HCO – ) + c (H CO)
3 3 3 2 3
3.质子守恒
(1)解题方法
水电离出的c(H+)与c(OH-)始终相等,溶液中的H+或OH-虽与其他离子结合而以不同
形式存在,但其总量相等。
(2)举例
Eg1:CHCOONa溶液中c(CH COOH ) + c(H + ) = c(OH - )
3 3
Eg2: NaS溶液中 c(HS - ) + c(H + ) + 2c(H S) = c(OH - )
2 2
Eg3: NaHS溶液中c(H+) +c(H S) = c(OH - )+c(S 2 - )
2
考点2离子浓度大小的比较
1.明确两个“微弱”
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的离子的浓度小于弱电解质分子的浓度。如弱
酸HA溶液中c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)。
(2)单一的弱酸根阴离子和弱碱阳离子的水解是微弱的,水解生成的粒子的浓度小于盐
电离产生的离子的浓度。
2.熟知“三个”守恒
(1)电荷守恒:电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都呈电中性,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。如NaHCO 溶液中存在着Na+、H+、HCO- 、
3 3
CO2- 、OH-,必存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO- )+c(OH-)+2c(CO2- )。
3 3 3
(2)元素质量守恒:电解质溶液中,由于某些离子能够水解或电离,离子的存在形式发
生了变化,就该离子所含的某种元素来说,其质量在反应前后是守恒的。如KS溶液中S2
2
-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、HS三种形式存在,它们之间有如下守恒关
2
系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H S)。
2
(3)质子守恒:质子即H+,酸碱反应的本质是质子转移,能失去质子的酸失去的质子
数 和 能 得 到 质 子 的 碱 得 到 的 质 子 数 相 等 。 如 NaHCO 溶 液 中 ,
3
,所以 c(H CO)+c(H O+)=
2 3 3
c(CO)+c(OH-),即c(H CO)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)。
2 3(1)一元酸HA、一元碱BOH的混合溶液中只含有H+、A-、B+、OH- 4种离子,
不可能出现两种阳(阴)离子浓度同时大于两种阴(阳)离子浓度的情况。如c(B+)>c(A-)>c(H
+)>c(OH-)等肯定错误。
(2)将元素质量守恒式代入电荷守恒式中,即可得出质子守恒式。
3.掌握“四个”步骤
(1)判断反应产物:判断两种溶液混合时生成了什么物质,是否有物质过量,再确定反
应后溶液的组成。
(2)写出反应后溶液中存在的平衡:根据溶液的组成,写出溶液中存在的所有平衡(水解
平衡、电离平衡),尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的
主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系,在具体
应用时要注意防止遗漏。
(3)列出溶液中存在的等式:根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理,列出两个重要
的等式,即电荷守恒式和元素质量守恒式,据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系
式。
(4)比大小:根据溶液中存在的平衡和题给条件,结合平衡的有关知识,分析哪些平衡
进行的程度相对大一些,哪些平衡进行的程度相对小一些,再依此比较溶液中各粒子浓度
的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较中最重要的一步,关键是要把握好电离平衡和
水解平衡两大理论,树立“主次”意识。
4.分析两种溶液
(1)单一溶液中不同离子浓度的大小比较
①正盐溶液
基本遵循c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子),当离子外有角标时,顺序提前,
如醋酸钠溶液中有c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH-)>c(H+)。
3
在浓度为c mol·L-1(NH )SO 溶液中,c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)。
4 2 4
②酸式盐溶液
a.以电离为主的酸式盐,遵循c(自身)>c(电离产物)>c(水解产物)。如NaHSO 溶液
3
中,c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)。
b.以水解为主的酸式盐,遵循c(自身)>c(水解产物)>c(电离产物)。如NaHCO 溶液
3
中,c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)。
(2)混合溶液中各离子浓度的比较
要综合分析水解因素、电离因素。
①如相同浓度的NH Cl和氨水混合液中,NH ·H O的电离程度大于NH的水解程度。
4 3 2
则c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
②又如相同浓度的CHCOOH和CHCOONa混合溶液中,因CHCOOH的电离程度大
3 3 3
于CHCOONa的水解程度,则c(CHCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
3 3
多元弱酸要考虑分步电离(K ≫K ≫K ), 多元弱酸的正盐要依据分步水解分析离
a1 a2 a3
子浓度,如NaCO 溶液中,c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)。
2 3在室温下,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.NaSO 溶液中:c(OH-)=c(HSO- )+c(H SO )+c(H+)
2 3 3 2 3
B.NaHA溶液的pH<7,则溶液中的粒子有:c(HA)>c(A2-)
2
C.向某稀NaHCO 溶液中通入CO 至pH=7:c(Na+)=c(HCO- )+2c(CO2- )
3 2 3 3
D.浓度均为0.1mol·L-1 CHCOOH与NaOH按体积2∶1混合:c(CHCOO-)c(Na+),故D错误;
3 3
故选C 。
下列有关25℃时1mol/L NaHSO 溶液(H SO 的K =10-2、K =10-8)的说法正确
3 2 3 a1 a2
的是
A.NaHSO=Na++H++SO2-
3 3
B.c(HSO- )>c(SO2- )
3 3
C.c(OH-)=c(H+)+c(HSO- )+2c(H SO )
3 2 3
D.n(SO2- )+n(HSO- )+n(HSO )=1mol
3 3 2 3
【答案】B
【解析】A.NaHSO 为弱酸的酸式盐,NaHSO 的电离方程式为NaHSO=Na++HSO- ,
3 3 3 3
故A错误;
B.HSO- 的电离平衡常数为1×10-8,所以NaHSO 溶液中c(HSO- )>c(SO2- ),故B正确;
3 3 3 3
C.根据质子守恒,NaHSO 溶液中c(OH-)+c(SO2- )=c(H+)+c(H SO ),故C错误;
3 3 2 3
D.根据物料守恒,c(SO2- )+c(HSO- )+c(H SO )=1mol,没有溶液体积,n(SO2- )+n(HSO-
3 3 2 3 3
3)+n(HSO )不一定为1mol,故D错误;
2 3
选B。室温下,将两种浓度均为0.10mol·L-1的溶液等体积混合,若溶液混合引起的体
积变化可忽略,下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是
A.NaHCO -Na CO 混合溶液:3c(Na+)=2c(HCO- )+2c(CO2- )+2c(H CO)
3 2 3 3 3 2 3
B.氨水—NH Cl混合溶液(K(NH ·H O)=1.8×10-5) :c(NH+ )>
4 b 3 2 4
c(Cl-)>c(NH·H O)>c(OH-)>c(H+)
3 2
C.CHCOOH-CH COONa混合溶液:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH COOH)
3 3 3
D.HC O-NaHC O 混合溶液:2c(H+)+c(H C O)=c(C O2- )+2c(OH-)
2 2 4 2 4 2 2 4 2 4
【答案】B
【解析】A.根据物料守恒,NaHCO -Na CO 等物质的量的混合溶液中存在:
3 2 3
2c(Na+)=3c(HCO- )+3c(CO2- )+3c(H CO),A错误;
3 3 2 3
1×10−14
B.由K(NH ·H O)=1.8×10-5可知NH+ 水解常数为 <K(NH ·H O),NH+ 水解
b 3 2 4 1.8×10−5 b 3 2 4
程度小于NH ·H O的电离程度,则氨水—NH Cl混合溶液呈碱性,溶液中c(NH
3 2 4
+ )>c(Cl-)>c(NH·H O)>c(OH-)>c(H+),B正确;
4 3 2
C.CHCOOH-CH COONa混合溶液中,根据电荷守恒存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)
3 3
+c(CH COO-),C错误;
3
D.HC O-NaHC O 混合溶液,根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=2c(C O2- )+c(OH-)
2 2 4 2 4 2 4
+c(HC O- ),和物料守恒:
2 4
c(HC O- )+c(C O2- )+c(H C O)=2C(Na+) , 可 得 2c(H+)+c(H C O)=3c(C O2- )+2c(OH-)
2 4 2 4 2 2 4 2 2 4 2 4
+c(HC O- ),D错误;
2 4
故选B。
一、单选题
1.下列有关说法正确的是
A.0.1 mol·L-1(NH )Fe(SO ) 溶液中:c(SO2- )>c(NH+ )>c(Fe2+)>c(H+)
4 2 4 2 4 4
B.pH=2的盐酸和pH=2的醋酸溶液等体积混合后,溶液的pH>2
C.向稀氨水中滴加稀盐酸至恰好完全反应:c(NH )=c(Cl-)D.25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CHCOOH溶液等体积混合后,溶液
3
中:c(Na+)>c(CH COO-)>c(OH-)>c(H+)
3
【答案】A
【解析】A. 0.1 mol·L-1(NH )Fe(SO ) 溶液中,硫酸根离子和铵根离子系数相同,但
4 2 4 2
硫酸根离子不水解,铵根离子和亚铁离子都水解,且铵根离子和亚铁离子相互抑制水解,
所以离子浓度大小顺序是:c(SO2- )>c(NH+ )>c(Fe2+)>c(H+),故A正确;
4 4
B. pH=2的盐酸和pH=2的醋酸溶液等体积混合后,由于两溶液中氢离子浓度相等,
则混合液中氢离子浓度不变,所以混合液的pH仍然为2,故B错误;
C. 向稀氨水中滴加稀盐酸至恰好完全反应生成氯化铵溶液,铵根离子水解:c(NH
+ )c(Na+),溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-)溶液中:
3
c(CHCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故D错误;
3
故选A。
2.下列说法错误的是
A.向KHCO 溶液中加入CHCOONa固体,则c(HCO- )增大
3 3 3
B.向NH Cl溶液中加入少量Al (SO ) 固体,则水的电离程度增大
4 2 4 3
C.向HS 溶液中滴加 KOH 溶液至中性,则c(K+)=2c(S2-)+c(HS-)
2
D.已知NaHC O 溶液呈酸性,向 NaC O 溶液中滴加HSO 溶液至c(Na+)=4c(SO2- ),
2 4 2 2 4 2 4 4
则c(C O2- )c(H C O),D错误;
2 4 2 2 4
故选D。3.常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为
0.10mol·L-1CHCOOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是
3
A.点①和点②所示溶液中:c(CHCOO-)>c(CN-)
3
B.点③和点④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH COO-)>c(H+)
3
C.点①和点③所示溶液中:c(CHCOO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH COOH)
3 3
D.点②和点③所示溶液中都有:c(CHCOO-)+c(OH-)=c(CH COOH)+c(H+)
3 3
【答案】A
【分析】由图可知点①所示溶液为等浓度的NaCN、HCN混合溶液,点②所示溶液为
等浓度的CHCOONa、CHCOOH混合溶液,点③所示溶液呈中性为CHCOONa、
3 3 3
CHCOOH混合溶液,点④恰好生成醋酸钠,据此分析解答。
3
【解析】A.未加NaOH时HCN的pH大,可知HCN的酸性比醋酸弱,点①和点②含
等量的NaCN、CHCOONa,CN-水解程度大,则c(CHCOO-)>c(CN-),故A正确;
3 3
B.点③中pH=7,则c(OH-)=c(H+),则点③中c(Na+)=c(CH COO-)>c(H+)=c(OH-),点
3
④恰好生成醋酸钠,水解显碱性,存在c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH-)>c(H+),故B错误;
3
C.点①的溶液中存在物料守恒为c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),点②所示溶液中的物料守
恒为c(CHCOOH)+c(CH COO-)=2c(Na+),二者中钠离子浓度相同,则c(HCN)
3 3
+c(CN-)=c(CH COOH)+c(CH COO-),即c(CHCOO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH COOH),由点②
3 3 3 3
到点③,继续加入NaOH,CHCOO-、CHCOOH浓度发生改变,故C错误;
3 3
D.点②和点③所示溶液中存在电荷守恒c(OH-)+c(CH COO-)=c(Na+)+c(H+),但两溶液
3
中都不存在c(CHCOOH)=c(Na+)的关系,故D错误;
3
故选:A。
4.向NaCO 溶液中通入SO 可以制备NaHSO 溶液,水溶液中HSO 、HSO 、SO
2 3 2 3 2 3的分布系数δ随pH的变化关系如图所示。[比如HSO 的分布系数: δ (H SO ) =
2 3 2 3
],下列有关叙述错误的是
A.当溶液pH范围为4~5时,停止通入SO
2
B.根据曲线数据计算可知K (H SO )=10-7.2
a2 2 3
C.a点的溶液中c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c( )+2c( )+c( ) +2c( )
D.pH=3的溶液中,c(Na+)>c( )+c(H SO )
2 3
【答案】D
【解析】A.由图可知,当溶液pH范围为4~5时,二氧化硫与碳酸钠恰好反应生成亚
硫酸氢钠,则当溶液pH范围为4~5时,停止通入二氧化硫,选项A正确;
B.由图可知,当溶液中c(HSO- )=c(SO2- )时,溶液pH为7.2,则K (H SO )=
3 3 a2 2 3
c(SO2− )c(H+
)
3 = c(H+)=10—7.2,选项B正确;
c(HSO−
)
3
C.由图可知,a点为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液,溶液中存在电荷守恒关
系c(H+)+c(Na+)=c(OH—)+c(HSO- )+2c(SO2- )+c(HCO- ) +2c(CO2- ),选项C正确;
3 3 3 3
D.由图可知,pH=3的溶液为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液,由物料守恒可
知,溶液中c(Na+)<c(HSO- )+c(H SO ),选项D错误;
3 2 3
答案选D。
5.25℃时,下列对 混合溶液中的微粒浓度关系的说法正确的是A.一定存在3c(Na+)=c(HSO- )+c(SO2- )+c(H SO )
3 3 2 3
B.一定存在c(Na+)+c(H+)=c(HSO- )+c(SO2- )+c(OH-)
3 3
C.若混合溶液中n(Na SO )=n(NaHSO )时,溶液呈酸性,则有
2 3 3
c(Na+)>c(HSO- )>c(H+)>c(SO2- )>c(OH-)
3 3
D.若混合溶液中n(Na SO )=2n(NaHSO )时,溶液呈碱性,则有
2 3 3
c(Na+)>c(SO2- )>c(SO2- )>c(OH-)>c(H+)
3 3
【答案】D
【解析】A.由于溶液为NaSO 和NaHSO 的混合溶液,所以溶液中的钠元素总量一
2 3 3
定大于硫元素总量,所以一定不存在3c(Na+)=c(HSO- )+c(SO2- )+c(H SO ),A项错误;
3 3 2 3
B.混合溶液无论NaSO 和NaHSO 比例是什么,均有电荷守恒式:c(Na+)
2 3 3
+c(H+)=c(HSO- )+2c(SO2- )+c(OH-)成立,所以选项中的等式一定不成立,B项错误;
3 3
C.由于n(Na SO )=n(NaHSO ),并且混合溶液呈酸性,所以HSO- 的电离程度大于SO
2 3 3 3
2- 的水解程度,即相比于SO2- ,HSO- 消耗的更多溶液中剩余的更少;又因为弱电解质的电离
3 3 3
和盐类的水解平衡进行的程度都十分微弱,所以有:c(Na+)>c(SO2- )>c(HSO-
3
3)>c(H+)>c(OH-), C项错误;
D.由于n(Na SO )=2n(NaHSO ),所以溶液中钠离子浓度最大,由于弱电解质的电离
2 3 3
和盐类的水解平衡进行的程度都十分微弱,所以SO2- 和HSO- 的浓度依次排在第二和第三,
3 3
由于溶液显碱性,所以OH-浓度大于H+浓度, D项正确;
答案选D。
6.25℃时,下列对于NaSO 与NaHSO 的混合溶液中微粒浓度关系的说法正确的是
2 3 3
A.一定存在3c(Na+)=c(HSO- )+c(SO2- )+c(H SO )
3 3 2 3
B.一定存在c(Na+)+c(H+)=c(HSO- )+c(SO2- )+c(OH﹣)
3 3
C.若混合溶液中n(Na SO )=2n(NaHSO )时,溶液呈碱性,则有c(Na+)>c(SO2- )>c(HSO-
2 3 3 3
3)>c(OH﹣)>c(H+)
E.若混合溶液中n(Na SO )=n(NaHSO )时,溶液呈酸性,则有c(Na+)>c(HSO-
2 3 3
3)>c(H+)>c(SO2- )>c(OH﹣)
3
【答案】C
【解析】A. 不知道NaSO 与NaHSO 的物质的量关系,不能根据物料守恒判断,选
2 3 3
项A错误;
B.根据电荷守恒,溶液中一定存在c(Na+)+c(H+)=c(HSO- )+2c(SO2- )+c(OH﹣),选项B
3 3
错误;C.若混合溶液中n(Na SO )=2n(NaHSO )时,溶液呈碱性,盐的水解是微弱的,且SO2- 的
2 3 3 3
浓度接近于HSO- 的2倍,则有c(Na+)>c(SO2- 3)>c(HSO- )>c(OH﹣)>c(H+),选项C正确;
3 3
D.若混合溶液中n(Na SO )=n(NaHSO )时,溶液呈酸性,则HSO- 的电离大于水解,c(SO
2 3 3 3
2- )> c(HSO- ),故有c(Na+)>c(SO2- ) >c(HSO- ) >c(H+)> c(OH﹣),选项D错误;
3 3 3 3
答案选C。
7.25℃时,将amol mol/L、pH=m的一元酸HX溶液与b mol/L、pH=n的一元碱YOH
溶液等体积混合,下列说法正确的是
A.混合溶液中一定有:c(X-)=c(Y+)=c(H+)-c(OH-)
B.若m+n=14,则混合后溶液一定显中性
C.若混合后溶液中c(X-)<c(Y+),则该混合溶液一定显碱性
D.若a=b,混合后溶液pH<7,则混合溶液中一定存在:c(Y+)=c(X-)+c(HX)
【答案】C
【解析】试题分析:A.HX与YOH等物质的量反应生成盐YX,若为强碱弱酸盐则
显碱性,若为强酸弱碱盐则显酸性,由于不知道酸与碱的相对强弱,及二者的物质的量的
相对多少,所以不能判断溶液的酸碱性,则不能判断氢离子与氢氧根离子浓度的相对大
小,错误;B.若m+n=14,则氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同,若酸为弱酸,则酸过
量,混合后显酸性,若碱为弱碱,则碱过量,混合后溶液显碱性,所以不能判断溶液的酸
碱性,错误;C.混合后溶液存在电荷守恒:c(X-)+ c(OH-)= c(Y+)+ c(H+),若混合后溶液中
c(X-)<c(Y+),则c(OH-)>c(H+),即该混合溶液一定显碱性,正确;D.若a=b,混合后溶液
pH<7,则YX为强酸弱碱盐,即HX为强酸,所以溶液中c(X-)= c(Y+)+c(YOH),错误。
8.将一定量的醋酸与一定量的NaOH溶液混合,下列说法中不正确的是
A.若混合后呈中性,则混合后的溶液中一定存在:c(Na+)=c(CH COO
3
-)>c(CH COOH)>c(OH-)=c(H+)
3
B.若混合后呈酸性,则混合后的溶液中可能存在:c(CHCOO-)>c(Na
3
+)>c(CH COOH)>c(H+)>c(OH-)
3
C.若混合后呈碱性,则混合后的溶液中可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(CH COO
3
-)>c(CH COOH)>c(H+)
3
D.若混合后的溶液中存在c(CHCOO-)+c(CH COOH)=2c(Na+)等式,则也一定存在
3 3
c(OH-)+c(CH COO-)=c(CH COOH)+c(H+)等式
3 3
【答案】D
【解析】试题分析:A.在溶液中符合电荷守恒,所以c(Na+)+ c(H+)=c(CH COO-)
3+c(OH-)。由于溶液显中性,所以c(H+)= c(OH-),所以c(Na+) =c(CHCOO-).盐电离产生
3
的离子浓度远大于水的电离,所以c(CHCOO-)> c(OH-);由于溶液显中性,所以醋酸稍
3
微过量,浓度小于盐的浓度,因此混合后的溶液中一定存在: c(Na+)=c(CH COO
3
-)>c(CH COOH)>c(OH-)=c(H+),正确;B.反应后的溶液是醋酸钠溶液,由于混合后呈酸
3
性,则说明混合溶液中CHCOOH的电离作用大于CHCOO-的水解作用,所以c(CHCOO
3 3 3
-)>c(Na+);c(H+)>c(OH-);由于醋酸的电离作用强于水,若盐的浓度大于酸的浓度,所以
混合后的溶液中可能存在: c(CHCOO-)>c(Na+)>c(CH COOH)>c(H+)>c(OH-),正确;
3 3
C.若大量的NaOH溶液中滴入少量的醋酸,则n(NaOH)>n(CH COONa)。则混合后的溶液
3
中可能存在: c(Na+)>c(OH-)>c(CH COO-)>c(CH COOH)>c(H+),正确;D.若混合后的
3 3
溶液中存在c(CHCOO-)+c(CH COOH)=2c(Na+)等式,则是CHCOOH、CHCOONa等浓
3 3 3 3
度、等体积的混合溶液。根据电荷守恒可得:c(OH-)+c(CH COO-)=c(Na+)+c(H+)。第二个
3
式子扩大2倍与第一个式子相加,整理可得则也一定存在2c(OH-)+c(CH COO
3
-)=c(CH COOH)+2c(H+),错误。
3
9.次氯酸可用于杀菌消毒,已知 时:
①HClO(aq)+OH-(aq)=ClO-(aq)+H O(l)VH=-Q kJ·mol-1、
2 1
②H+(aq)+OH-(aq)=H O(l)VH=-57.3kJ·mol-1,下列说法正确的是
2
A.在 时,次氯酸的电离方程式及热效应可表示为:HClO(aq)=H+(aq)+ClO-
(aq)VH=-(57.3+Q )kJ·mol-1
1
B.将 与 混合后的溶液,一定存在:
2c(H+)-2c(OH-)=c(ClO-)-c(HClO)
C.将 与0.1mol/L HCl等体积混合后的溶液,溶液显碱性,则存在:
c(ClO-)>c(Cl-)>c(HClO)HClO,则等浓度CHCOONa和NaClO的混合液中:
3 3
C(Na+)>c(ClO-)>c(CH COO-)>c(OH-)>c(H+)
3
【答案】B
【解析】A.根据盖斯定律①-②得HClO(aq)=H+(aq)+ClO-(aq)VH=-(Q -57.3)kJ·mol-1,
1
故A错误;
B.二者完全反应后,溶液中溶质为等物质的量浓度的HClO和NaClO,根据电荷守恒
和物料守恒可知2c(H+)+c(HClO)=c(ClO-)+2c(OH-),因此2c(H+)-2c(OH-)=c(ClO-)-c(HClO),
故B正确;
C.二者完全反应后,溶液中溶质为等物质的量浓度的NaClO、HClO和NaCl,溶液呈碱性,说明HClO的电离程度小于NaClO水解程度,则微粒浓度大小顺序是
c(HClO)>c(Cl-)>c(ClO-)HClO,则酸根离子水解程度ClO->CH COO-,酸根离子水解程度
3 3
越大,则该酸根离子在水溶液中浓度越小,这两种酸根离子都水解导致溶液呈碱性,离子
浓度大小顺序是C(Na+)>c(CH COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),故D错误;
3
故答案为B。
二、多选题
10.25℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. ,浓度均为0.1mol/L的NH Cl和NH ·H O的混合溶液:
4 3 2
c(NH+ )+c(H+)>c(NH·H O)+c(OH-)
4 3 2
B.向澄清石灰水中通入Cl 至Ca(OH) 恰好完全反应:C(OH-)=c(H+)2c(HClo)+2c(ClO-)
2 2
C.向0.1mol/L NaHSO 溶液中通入NH 至pH=7的溶液:c(Na+)>c(SO2- )>c(NH+ )
3 3 3 4
D. 通入KOH溶液,当由水电离的c(H+)=10-7mol/L,一定存在:c(K+)=c(CO
2- )+c(HCO- )+c(H CO)
3 3 2 3
【答案】AC
【解析】A.浓度均为0.1mol/L的NH Cl和NH ·H O的混合溶液显碱性,说明铵根的
4 3 2
水解程度小于一水合氨的电离程度,所以c(NH+ )+c(Cl-)>c(NH·H O),电荷守恒式为
4 3 2
c(NH+ )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(NH+ )+c(H+)>c(NH·H O)+c(OH-),故A正确;
4 4 3 2
B.向澄清石灰水中通入Cl 至Ca(OH) 恰好完全反应,溶液中的溶质为等物质的量的
2 2
CaCl 和Ca(ClO) ,溶液中存在电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),存在物料守
2 2
恒
2c(Ca2+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO),联立可得c(OH-)=c(H+)-c(HClO),故B错误;
C.0.1mol·L-1的NaHSO 溶液中通NH 至pH=7,溶液中存在物料守恒:
3 3
c(Na+)=c(SO2- )+c(HSO- )+c(H SO )①,溶液中存在电荷守恒:
3 3 2 3
c(Na+)+c(H+)+c(NH+ )=2c(SO2- )+c(HSO- )+c(OH-),因为pH=7,所以c(Na+)+c(NH+ )=2c(SO
4 3 3 4
2- )+c(HSO- )②,由①得c(Na+)>c(SO2- );将①式左右两边都加上c(NH+ )得
3 3 3 4
c(Na+)+c(NH+ )=c(SO2- )+c(HSO- )+c(H SO )+c(NH+ )③,结合②③得c(SO2- )=c(NH+ )+c(H SO ),
4 3 3 2 3 4 3 4 2 3
故c(SO2- )>c(NH+ ),故c(Na+)>c(SO2- )>c(NH+ ),故C正确;
3 4 3 4
C.若溶液中存在c(K+)=c(CO2- )+c(HCO- )+c(H CO),对应的溶液溶质应为KHCO ,而
3 3 2 3 3
碳酸氢钾溶液显碱性,溶液中水电离的c(H+)>10-7mol/L,故D错误。故选AC。
11.25℃时,将amol mol/L、pH=m的一元酸HX溶液与ba mol/L、pH=n的一元碱
YOH溶液等体积混合,下列说法正确的是
A.混合溶液中一定有:c(X-)-c(Y+)=c(H+)-c(OH-)
B.若m+n=14,则混合后溶液一定显中性
C.若混合后溶液中c(X-)<c(Y+),则该混合溶液一定显碱性
D.若a=b,混合后溶液pH<7,则混合溶液中一定存在:c(Y-)=c(X-)+c(HX)
【答案】AC
【解析】试题分析:A、将c(X-)-c(Y+)=c(H+)-c(OH-)变换一下,得到c(X-)+c(OH-)=c(Y+)
+c(H+),就是电荷守恒,故A正确;B、若m+n=14,则氢离子浓度与氢氧根离子浓度相
同,若酸为弱酸,则酸过量,混合后显酸性,若碱为弱碱,则碱过量,混合后溶液显碱
性,所以不能判断溶液的酸碱性,故B错误;C、混合后溶液存在电荷守恒:c(X-)
+c(OH-)=c(Y+)+c(H+),若混合后溶液中c(X-)<c(Y+),则c(OH-)>c(H+),即该混合溶液一定
显碱性,故C正确;D、若a=b,混合后溶液pH<7,则YX为强酸弱碱盐,即HX为强
酸,所以溶液中c(X-)=c(Y-)+c(YOH),故D错误;故选AC。
三、填空题
12.某二元酸 ,在溶液中发生电离的方程式为: 、
,请回答下列问题。
(1)则下列四种溶液中 最大的是_______。
A. 的 溶液
B. 的NaHA溶液
C. 的盐酸与 的 溶液等体积混合液
D. 的NaOH与 的 溶液等体积混合液
(2)若将 溶液与 溶液混合,则所得溶液中离子浓
度由大到小顺序为 。(3)在 的 溶液中,下列微粒浓度关系式正确的是_______。
A.
B.
C.
D.
(4)常温下,已知 溶液的 ,则当 溶液中 为
时, 溶液的物质的量浓度应 0.1mol/L(填“>”或“<”或“=”),理由
是 。
【答案】(1)A
(2)c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)
(3)AC
(4) > HA一级电离出H+,对HA-电离起抑制作用,而NaHA中不存在抑制
2
【解析】(1)A.HA第一步完全电离,第二步部分电离,第一步电离出的H+对第二
2
步电离起抑制作用,c(HA-)接近0.01mol/L;
B.NaHA属于强电解质,完全电离出Na+和HA-,HA-部分电离,对HA-的电离无抑制
作用,所以c(HA-)接近0.01mol/L但小于A中c(HA-);
C.0.03mol·L-1的盐酸与0.02mol·L-1的NaA溶液等体积混合,n(HCl):n(Na A)=3:2,根
2 2
据强酸制弱酸原理,发生反应:HCl+Na2A=NaCl+NaHA,盐酸剩余浓度:c(HCl)=
0.03−0.02 0.02
mol·L-1=0.005mol·L-1,溶液中c(HA-)= mol·L-1=0.0.1mol·L-1,A中c(H+)大于
2 2
C中c(H+),对HA-的电离抑制程度更大;
D.0.03mol·L-1的NaOH与0.02mol·L-1的HA溶液等体积混合,n(NaOH):n(HA)=3:2,
2 2
发生反应:3NaOH+2H A=Na A+NaHA+3H O,一半的HA反应生成NaHA,其浓度:
2 2 2 2
0.01
c(NaHA)= mol·L-1=0.005mol·L-1;
2综上,c(HA-)最大的是A;
(2)将10mL 2mol/L NaHA溶液与10mL 2mol/L NaOH溶液混合,二者恰好完全反
应,溶液中溶质为NaA,NaA完全电离:NaA=2Na++A2-,溶液中A2-水解导致溶液呈碱
2 2 2
性,A2-+H O⇌HA-+OH-,因为溶液中水也存在电离,电离出OH-,所以
2
C(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+);
(3)在0.1mol ·L-1的NaA溶液中:
2
A.根据物料守恒:c(A2-)+c(HA-)=0.1mol·L-1,A正确;
B.HA-不水解,根据质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HA-),B错误;
C.根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),C正确;
D.HA-不水解,根据物料守恒:c(Na+)2[c(A2-)+c(HA-)],D错误;
答案选AC;
(4)常温下,已知0.1mol·L-1 NaHA溶液的pH=2,溶液中c(H+)=0.001mol/L,HA的
2
第一步电离抑制第二步电离,所以同浓度的NaHA、HA中HA-的电离程度应为前者大于
2
后者,所以 HA溶液的物质的量浓度应大于0.01mol/L;
2
13.与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数叫做电离常数(用K 表示)。下表是常温下
a
几种常见弱酸的电离平衡常数:
酸 电离方程式 电离平衡常数K
a
CHCOOH⇌CHCOO-
CHCOOH 3 3 1.96×10-5
3 +H+
HClO HClO⇌ClO-+H+ 3.0×10-8
H 2 CO 3 ⇌H++HCO Ka=4.4×10-7
1
HCO
2 3
HCO ⇌H++CO Ka 2 =5.6×10-11
HPO⇌H++H PO
3 4 2 Ka=7.1×10-3
1
HPO HPO ⇌H++HPO Ka=6.3×10-8
3 4 2 2
Ka=4.2×10-13
HPO ⇌H++PO 3
回答下列问题:
(1)若把CHCOOH、HClO、HCO、HCO 、HPO 、HPO 、HPO 都看作是酸,则
3 2 3 3 4 2
它们酸性最强的是 (填化学式)
(2)向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,发生的离子方程式为 。(3)计算该温度下0.1mol/L的CHCOOH溶液中c(H+)= mol/L
3
(4)取等体积的pH均为a的醋酸和次氯酸两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液恰好
中和,消耗的NaOH溶液的体积分别为V,V,则大小关系为:V V(填
1 2 1 2
“>”、“<”或“=”)
(5)已知100℃时,水的离子积常数K =1.0×10-12,pH=3的CHCOOH和pH=9的NaOH
w 3
溶液等体积混合,混合溶液呈 性;
(6)等浓度的①(NH )SO 、②NH HSO 、③NH HCO 、④NH Cl、⑤NH ·H O溶液
4 2 4 4 4 4 3 4 3 2
中,NH 浓度由大到小的顺序是: 。
(7)0.1mol/L的NaCO 溶液中,下列关系式正确的是___________。
2 3
A.c (CO ) + c (HCO ) + c (H CO) + c (Na+) = 0.3mol/L
2 3
B.2 c (Na+) + c (H+) = c (OH-) + c (CO ) + c (HCO )
C.c (Na+) > c (CO ) > c (HCO ) > c (OH-) > c (H+)
D.c (HCO ) + c (H CO) + c (H+) = c (OH-)
2 3
【答案】(1)H PO
3 4
(2)ClO- + CO + H O = HClO + HCO-
2 2 3
(3)1.4×10-3
(4)<
(5)酸
(6)①>②>④>③>⑤
(7)A
【解析】(1)酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,反之酸的电离平衡常数越小,
酸的酸性越弱,电离平衡常数:HPO >CH COOH>H CO>H PO- >HClO>HCO- >HPO2- ,则
3 4 3 2 3 2 4 3 4
酸性:
HPO >CH COOH>H CO>H PO- >HClO>HCO- >HPO2- ,所以最强酸是HPO ;
3 4 3 2 3 2 4 3 4 3 4
(2)酸的电离平衡常数:HCO>HClO>HCO- ,酸性:HCO>HClO>HCO- ,强酸能
2 3 3 2 3 3
和弱酸盐反应生成弱酸,离子方程式为ClO- + CO + H O = HClO + HCO- ;
2 2 3
(3)该温度下,0.1mol/L的CHCOOH溶液中c(H+)≈❑√c·K =❑√0.10×1.96×10−5
3 amol/L=1.4×10-3mol/L;
(4)pH相同的醋酸和HClO,酸浓度:CHCOOH②③④>⑤,②中H+抑制NH+ 的水解,③中HCO- 促进NH+ 水解,
4 3 4
④Cl-对NH+ 水解无影响,故NH+ 浓度由大到小的顺序是:①>②>④>③>⑤;
4 4
(7)A.由元素守恒可得:c(Na)+c(C)=0.3mol/L,故c (CO2- ) + c (HCO- ) + c (H CO) +
3 3 2 3
c (Na+) = 0.3mol/L,A正确;
B.由电荷守恒可得:c (Na+) + c (H+) = c (OH-) +2c (CO2- ) + c (HCO- ),B错误;
3 3
C.由CO2- 的水解:CO2- +H O⇌HCO- +OH-,HCO- +H O⇌HCO+OH-可知,
3 3 2 3 3 2 2 3
c(OH-)>c(HCO- ),c (Na+) > c (CO2- ) > c (OH-) >c (HCO- )> c (H+),C错误;
3 3 3
D.由水电离的氢离子浓度等于水电离的氢氧根浓度可知,c (HCO- ) + 2c (H CO) + c
3 2 3
(H+) = c (OH-),D错误;
答案选A。