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第23 讲 电解质溶液中粒子浓度大小比较(原卷板)
目录:
【内容1 单一物质电荷守恒】
【内容2 单一物质物料守恒(也叫原子守恒)】
【内容3 单一物质质子守恒】
【内容4 单一物质离子(粒子)浓度比较】
【内容5 混合物质电荷守恒】
【内容6 混合物质物料守恒(也叫原子守恒)】
【内容7 混合物质质子守恒】
一、单一电解质溶液中“三大守恒和浓度比较”
1、电荷守恒:电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即电解质溶
液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等
以常见Na2S 溶液为例
解题思路
第一步:写出Na2S 溶液中电离和水解过程
Na2S===2Na++S2-(设定有1 万个)
S2-+H2O
HS-+OH-(第一步水解10 个)
HS-+H2O
H2S+OH-(第二步水解1 个)
H2O
H++OH-(+ +)
第二步:分析溶液中所有的阴、阳离子
Na+、H+、S2-、HS-、OH-
第三步:阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式
1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(S2-)+1×c(HS-)+1×c(OH-)化简得:
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
2、物料守恒(也叫原子守恒):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,变成了其它离子或分子,使离子的种类增多,但却不能使
离子或分子中某种特定元素的原子的数目发生变化,其质量在反应前后是守恒的,
始终遵循原子守恒
以常见Na2S 溶液为例
解题思路:
第一步:分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的定量关系(特定元素除H、O 元素
外)
通过分子式可以明确
,即n(Na+)=2n(S2-),S2-在水中部分会水解成HS
-、H2S,共三种含硫元素的存在形式
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第二步:找出特征元素在水溶液中的所有存在形式
c(Na+)=2(c(S2-)+c(HS-)+c(H2S))=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
3、质子守恒——以Na2S 溶液为例
(1)妙解1:可以由电荷守恒与物料守恒推导出来,将两个守恒中不水解的Na+消掉
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
物料守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
将Na+消掉得:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-),即为质子守恒
(2)妙解2:质子守恒是依据水的电离平衡:H2O
H++OH-,水电离产生的H+和
OH-的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存
在。可用下列图示进行快速求解
Na2S 水溶液中的质子转移作用图
由图可得质子守恒
c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
注意:得、失几个质子,微粒前面系数就乘以几
4、离子(粒子)浓度比较——以Na2S 溶液为例
存在的平衡过程
Na2S===2Na++S2-(设定有1 万个)
S2-+H2O
HS-+OH- (第一步水解10 个)
HS-+H2O
H2S+OH- (第二步水解1 个)
H2O
H++OH-(+ +)
抓住电离和水解都是微弱的,分清主次关系
粒子浓度顺序:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H2S)>c(H+)
5.常见物质浓度比较
(1)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
②物料守恒:c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3)
③质子守恒:c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)=c(OH-)
④大小关系:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(H+)
(2)0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
②物料守恒:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
③质子守恒:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO)
④大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(H+)>c(CO)
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(3)0.1 mol·L-1 KHS 溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
②物料守恒:c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)
③质子守恒:c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)
④大小关系:c(K+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)>c(H+)>c(S2-)
(4)0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)
②物料守恒:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3)
③质子守恒:c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO)=c(OH-)
④大小关系:c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H2SO3)>c(H+)
(5)0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)
②物料守恒:c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)
③质子守恒:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO)
④大小关系:c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3)
(6)0.1 mol·L-1 CH3COONa 溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
②物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
③质子守恒:c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)
④大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
(7)0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
③质子守恒:c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
④大小关系:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(8)0.1 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
②物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(SO)
③质子守恒:c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
④大小关系:c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(9)0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中各粒子浓度的关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O)
②物料守恒:c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)
③质子守恒:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O)
④大小关系:c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)>c(H2C2O4)
二、四类缓冲液中“三大守恒和浓度比较”
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1.以“常温下,浓度均为0.1 mol·L-1 HA(弱酸)溶液和NaA 溶液等体积混合,溶液
呈酸性”为例
实例:常温下,0.1 mol·L-1 HA 溶液和NaA 溶液等体积混合,溶液呈酸性(需要记住
一些常考的,如HCO3
-水解大于电离,HSO3
-电离大于水解)
写出缓冲液中存在的平衡过程
盐类完全电离NaA===Na++A-(设有10000 个NaA 完全电离)
HA(弱电解质)自身电离(微弱):HA
H++A- ①(呈酸性,相当于电离10
个)
NaA 中A-中水解(微弱):A-+H2O
HA+OH- ②(水解呈碱性,相当于水解1
个)
H2O
H++OH(微小)
①电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
②物料守恒 由分子式可知n(Na+):n(A)=2:1,则2c(Na+)=c(A-)+c(HA)
③质子守恒 将Na+消掉得:c(HA)+2c(H+)=c(A-)+2c(OH-)(可加性)
也可采用c(H+)+电离=c(OH-)+水解
④离子(粒子)浓度比较
确定水解与电离的大小关系(记忆与题干信息)
在没有电离和水解之前c(Na+)、c(A-)、c(HA)均为0.1 mol·L-1,
但由于溶液呈酸性,只有HA 的电离才为酸,即电离程度大于水解程度
c(HA)=0.1-电离消耗+水解生成<0.1(电离程度大于水解程度)
c(A-)=0.1+电离生成-水解消耗>0.1(电离程度大于水解程度)
c(Na+)=0.1,H+是由HA 电离出来的,电离程度很微弱,故浓度大小为:c(A-)>c(Na
+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),可以设定数字更易比较
2.常见的四类缓冲液
(1)浓度均为0.1 mol·L-1 CH3COONa 和CH3COOH 的混合溶液(呈酸性)中粒子浓度关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
②物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
③质子守恒:c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
④大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(2)浓度均为0.1 mol·L-1 NH4Cl 和氨水的混合溶液(呈碱性)中粒子浓度关系
①电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
③质子守恒:c(NH)+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH-)
④大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
(3)浓度均为0.1 mol·L-1 Na2CO3和NaHCO3的混合溶液(呈碱性)中粒子浓度关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
②物料守恒:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
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③质子守恒:2c(OH-)+c(CO)=2c(H+)+c(HCO)+3c(H2CO3)
④大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
(4)浓度均为0.1 mol·L-1 NaCN 和HCN 的混合溶液(呈碱性)中粒子浓度关系
①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)
②物料守恒:c(CN-)+c(HCN)=2c(Na+)
③质子守恒:c(HCN)+2c(H+)=c(CN-)+2c(OH-)
④大小关系:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
例1.某澄清透明溶液中可能含有①Na+②
Cl
③
-④
⑤
H
⑥
+
OH
⑦
-
Ba
⑧
2+中
的几种,且每种离子的个数均相等,依次进行下列实验,每步所加试剂均过量,观察
到的现象如下:
步
骤
操作
现象
(1)
向溶液中滴加2~3 滴紫色石蕊溶液
溶液变红
(2)
向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸
有白色沉淀生
成
(3)
将(2)中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀生
成
下列结论不正确的是
A.由操作(1)可知溶液中一定不含OH-、
、
B.肯定含有的离子是Na+、
、Cl-、H+
C.操作(2)和操作(3)中的白色沉淀分别为BaSO4和AgCl
D.肯定不含有的离子是Cl-、
、
、OH-、Ba2+
例2.
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.
溶液水解生成的
胶体粒子数少于
B.
溶液中,
数目为
C.
的原子总数为
D.25℃,
溶液由水电离出的
为
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例3.25℃时,向20mL 浓度均为0.1mol•L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入
0.1mol•L-1的NaOH 溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1mol•L-1的NaOH 溶液滴定20mL 等
浓度的盐酸,滴定终点的pH 突跃范围4.3~9.7)。下列说法不正确的是
A.恰好中和时,溶液中醋酸根离子浓度为a,向其中加入0.002mol 的醋酸钠固
体,醋酸根离子浓度大于2a
B.滴加NaOH 溶液至pH=4.3 的过程中,发生反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(Ac-)+c(HAc)
D.pH=7 时,c(Na+)>c(Cl-)>c(Ac-)>c(HAc)
例4.25℃时,用一定浓度NaOH 溶液滴定某醋酸溶液,混合溶液的导电能力变化曲
线如图所示,其中b 点为恰好反应点。下列说法不正确的是
A.溶液的导电能力与离子种类和浓度有关
B.已知a 点溶液的
,则
C.b 点的混合溶液中,
D.b→c 过程中,
不断增大
例5.苯甲酸钠(
,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸
(HA)的抑菌能力显著高于
。已知25℃时,HA 的
,H2CO3的
,
。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA 外,还
需加压充入CO2气体。下列说法正确的是
注:温度为25℃,不考虑饮料中其他成分
A.充CO2的饮料比不充的抑菌能力高
B.提高 CO2充气压力,饮料中
不变
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C.当pH 为5.0 时,饮料中
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:
例6.
代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.向2L0.5mol/L 的HCOOH 溶液中滴加氨水至中性,铵根离子数为
B.5.6g 铁粉与标况下2.24L 的Cl2充分反应,转移的电子数目为
C.密闭容器中通入1molN2与足量H2充分反应,生成的NH3分子数目为
D.4.5g CH3CH2NH2中sp3杂化的原子数为
例7.常温下,向20mL0.1mol/LH2S 溶液中缓慢加入少量MSO4粉末(已知MS 难溶,
忽略溶液体积变化),溶液中
与
的变化关系如图所示(坐标未按比例画
出),已知:
。下列有关说法正确的是
( )
A.a 点溶液叫
约为
B.a、b、c 三点中由水电离的
最
大的点是点
C.b 点溶液中
D.c 点溶液中
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例8.常温下,部分弱电解质的电离平衡常数如表:
弱电解质
HCOOH
HCN
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡
常数
下列说法错误的是
A.结合OH-的能力:
B.0.1mol·L-1的NH4HCO3溶液中存在关系:
C.等体积、等浓度的HCN 溶液与氨水混合,充分反应后溶液呈碱性
D.25℃时,pH=7 的HCOONa 与HCOOH 的混合溶液中存在关系:
例9.
为二元弱酸。常温下,配制一组
的
和NaOH 混合溶液,溶液
中部分微粒的物质的量浓度随pH 的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的
量浓度关系错误的是
A.
的溶液中:
B.
的溶液中:
C.
的溶液中:
D.
的溶液中:
例10.在100mL 烧杯中加入50mL0.1mol·L-1的Na2SO3溶液,插入pH 传感器、温度传
感器,加热并收集数据,得到升温过程中温度-pH 变化关系如图1,然后将该溶液冷却
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至常温,得到降温过程中温度-pH 变化关系如图2,下列说法错误的是
A.温度升高,Na2SO3溶液pH 下降的原因之一是水的电离程度增大
B.恢复到室温时,pH 比原溶液小的原因是部分Na2SO3被氧化
C.a 点溶液中存在关系:
D.降温至25℃的过程中,溶液中始终存在:
1.某溶液可能含有下列离子中的某几种:
、
、
、
、
、
、
和
,且所含离子的浓度均相等。某同学为了确认其成分,取部分溶液,设计
并完成了如图所示实验。
下列推断不正确的是
A.气体A 为NH3,溶液中一定存在
B.溶液C 进行焰色试验,火焰呈黄色,可以判断原溶液中一定含有Na+
C.溶液中一定含有
且
D.溶液中
、
、
、
一定存在
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2.H2C2O4为二元弱酸.常温下,配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O )+c(C2O
)=0.100mol•L-1
的H2C2O4和NaOH 混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH 的变化曲线如图
所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系错误的是
A.pH=2.5 的溶液中:c(H2C2O4) +c(C2O
)<c(HC2O )
B.c(Na+)=0.100mol•L-1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O
)
C.pH=7 的溶液中:c(Na+)>2c(C2O
)
D.c(HC2O )=c(C2O
)的溶液中:c(Na+)>0.100mol•L-1+c(HC2O )
3.常温下,用浓度为0.0200mol•L-1的NaOH 标准溶液滴定100mL 浓度均为
0.0200mol•L-1的HCl 和CH3COOH 的混合溶液,滴定过程中溶液的pH 随NaOH 加入体
积(V)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.水的电离程度:a<b<c<d
C.a 点:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.b 点:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
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4.常温下,将
通入2LpH=12 的NaOH 溶液中,溶液中由水电离出的
浓度与
通入的
的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.M 点溶液中:水电离出的
B.N 点溶液中:
C.P 点溶液中:
D.R 点溶液中:
5.常温下,在
溶液中滴加pH=1 的盐酸,溶液中AG(
)与盐酸体积(V)之间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.常温下,
的电离常数约为
B.F 点溶液中:
C.水的电离程度:
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D.Q 点溶液中:
6.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是
A.
的NaHA 溶液,其
:
B.
溶液与
溶液等体积混合,所得溶液中:
C.物质的量浓度相等CH3COOH 和CH3COONa 溶液等体积混合:
D.pH 相等的CH3COONa、NaOH 和Na2CO3三种溶液:
7.常温下,电解质溶液中的下列关系式不正确的是
A.已知
,则结合H+的能力:HB-<A-<B2-
B.在0.1 mol·L﹣1的氨水中滴加0.1 mol·L-1盐酸,恰好完全中和时溶液的pH=a,
则由水电离产生的c(OH-)=10-a mol·L﹣1
C.将c mol·L﹣1的醋酸溶液与0.02 mol·L﹣1 NaOH 溶液等体积混合后溶液恰好呈中
性,用含c 的代数式表示CH3COOH 的电离常数
D.氨水与SO2反应生成等物质的量NH4HSO3和(NH4)2SO3时:
8.室温下
的
、
,实验室模拟以
和纯碱为原
料制备无水
的实验步骤如下:
①边搅拌边向
溶液中通入
至溶液
为4,停止通
,得
溶液
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②边搅拌边向
溶液中滴加
溶液,至溶液
为10 时,停止滴加
溶液
③加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34℃条件下趁热过滤,得无水
下列说法正确的是
水溶液中
、
、
随
的分布图
A.原
溶液中:
B.步骤①通入
至溶液
为9 时,溶液中:
C.所得
溶液中:
D.步骤②所得溶液:
9.常温下,下列溶液中各粒子的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol/L
溶液中:
B.等物质的量浓度的HCN 溶液与NaCN 溶液等体积混合溶液显碱性,则溶液
中:
C.将等体积等物质的量浓度的
和NaF 溶液混合:
D.将
和
的稀溶液混合恰好至溶液中
:
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10.下列说法不正确的是
A.
的
溶液中,水电离产生的
B.
的
和
混合溶液中,
C.
的
溶液中,
D.
的
溶液中,水电离产生的
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