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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第45 讲 溶液中微粒浓度的大小比较
本讲复习目标
1.理解电解质溶液中的电离平衡和水解平衡。
2.掌握溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。
夯基·知识精讲
一、熟悉两大理论,构建思维基点
1.电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:
NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是各粒子浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在
H2S 溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中
c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
如NH4Cl 溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。
如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握三种守恒,明确等量关系
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都必须保持电中性,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NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+
1
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c(OH-)+2c(CO)。
注意易失分点:
①电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2 代表一个
CO 带2 个负电荷,不可漏掉。
②电荷守恒式的特点:一边全为阴离子,另一边全为阳离子。
2.物料守恒(元素质量守恒)
元素质量守恒是指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,但该离子所含某种元
素的质量在变化前后守恒。
(1)单一元素守恒,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)两元素守恒,如K2S 溶液中S2-、HS-都能水解,故S 元素以S2-、HS-、H2S 三种形式存在,它们之
间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S);NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+
c(CO)。
注意易失分点:
①元素质量守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S 溶液中的元素质量
守恒式c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]中,“2”表示c(Na+)是溶液中硫原子浓度
的2 倍,不能写成2c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)。
②元素质量守恒式的特点:式子中有弱电解质分子和对应的离子,一般一边含一种
元素,另一边含另一种元素的离子和分子。
3.质子守恒
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持
不变,称为质子守恒。
如NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)。
注意:质子守恒可以通过电荷守恒与元素质量守恒加减得到。
注意易失分点:
①质子守恒式的特点:一边某微粒能电离出H+,另一边微粒能结合H+。
2
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②等式两边没有明显特征:三个守恒结合。
三、理顺解答思路,构建思维模型
【例题1】现有4 种混合溶液分别由等体积0.1 mol·L-1的两种溶液混合而成:①NH4Cl 与CH3COONa;
②NH4Cl 与HCl;③NH4Cl 与NaCl;④NH4Cl 与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)。下列各项排序正确的是(
)
A.pH:②<
<
<
①③④
B.溶液中c(H+):①<
<
<
③②④
C.溶液中c(NH):①<
<
<
③②④
D.溶液中c(NH3·H2O):①<
<
<
③④②
【例题2】次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH 完全反应后生成NaH2PO2,下列叙述
错误的是( )
A.NaH2PO2的水溶液加水稀释,增大
B.H3PO2溶液中存在电离平衡:H3PO2
H2PO+H+
C.NaH2PO2溶液中:c(Na+)>c(H2PO)>c(OH-)>c(H+)
D.NaH2PO2溶液中存在:c(H2PO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
【例题3】常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl 溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
【例题4】比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
3
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(1)浓度均为0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S 和NaHS 混合液,溶液pH 从大到小的顺序是
______________。
(2)相同浓度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH,c(CH3COO-)由大到小的顺序
是___________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl 溶液,其物质的量浓度
由大到小的顺序为______________________。
【例题5】
常温下,NaOH 和CH3COOH 等浓度按1 2∶体积比混合后pH<7
(1)溶液中粒子浓度的大小关系:________________________________________________(水分子除外)。
(2)电荷守恒:________________________________________________________________。
(3)元素质量守恒:_______________________________________________________________。
(4)质子守恒:________________________________________________________________。
提能·课后精练
1.(2023·湖北黄冈·模拟预测)25 ℃时,用0.1 mol·L-1 NaOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 HX 溶液,溶
液的pH 随加入的NaOH 溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.HX 为弱酸
B.V1<20
C.M 点溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(X-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 NaOH 溶液和0.1 mol·L-1 HX 溶液等体积混合后,溶液中c(Na+)=c(X-)+c
4
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(OH-)
2.(2023·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第六中学校校考阶段练习)室温下,有下列四种溶液:①
氨水②
溶液③
盐酸与
溶液等体积混合④
NaOH 溶液与
氨水等体积混合,四种溶液中
由大到小排列正确的是
A.②③④①
B.④①②③
C.①④②③
D.③②①④
3.(2023·广东·统考二模)联氨
有弱碱性,与盐酸反应生成盐(
、
),下列叙述正
确的是
A.
的
的水溶液的
B.
的
的水溶液加水稀释,
值降低
C.
在水溶液中的电离方程式:
D.
水溶液中:
4.(2023·全国·高三专题练习)常温下,向
的
溶液中滴入NaOH 溶液,随着pH 变化溶
液中浓度最大的含磷微粒如图所示。下列说法正确的是
A.
时,
B.
时,
C.
时,
D.若用
的
溶液进行实验,
将向左移动
5.(2023·全国·高三专题练习)将
溶液和
溶液等体积混合,下列对
该混合溶液的判断正确的是
A.
5
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B.
C.
D.
6.(2023·广东惠州·统考模拟预测)
是一种弱碱,可与盐酸反应生成
。下列叙述正确的
是
A.常温时,0.1mol/L
水溶液的
B.0.1mol/L
水溶液加水稀释,
升高
C.0.1mol/L
水溶液中:
D.
水溶液中:
7.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考一模)在常温下,下列说法正确的是
A.
溶液中商加稀盐酸至溶液呈中性时:
B.
的氨水与
的盐酸等体积互混,
,则
的电离常数为
C.等浓度的
与
溶液,前者
大于后者(已知,
的
,
的
,
)
D.浓度均为
的
和
混合溶液,滴加
的
溶液,最先产
生的沉淀为
(
,
)
8.(2023 秋·天津红桥·高三统考期末)下列判断不正确的是
A.在
的
溶液中
B.
溶液和
溶液中所含微粒种类相同
C.氨水和
溶液混合,形成
的溶液中
6
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D.
的
溶液中
9.(2023·广西南宁·南宁二中校考模拟预测)常温下,用0.2 mol·L-1NaOH 溶液滴定20.00mL 一定浓度的
一元酸HR 溶液时,混合溶液的pH 变化情况如图所示,图中a 点为滴定终点。下列有关说法正确的是
A.图中x=7
B.常温下,HR 的电离常数Ka=5.0×10-5
C.a 点溶液中: c(R-)+ c(OH-)- c(H+)=0.1 mol·L-1
D.b 点溶液中: c(Na+)> c(R-)> c(OH-)> c(H+)
10.(2023·江苏南通·校考模拟预测)室温下,通过下列实验探究
的性质。已知:25℃时,
的
、
的
。
实验1:配制
溶液,测得溶液
约为12;
实验2:取
溶液,向其中加入少量
固体充分搅拌,一段时间后过滤。向滤渣
中加入足量稀盐酸,固体完全溶解;
实验3:取
溶液,向其中缓慢滴入等体积
稀盐酸。
下列说法正确的是
A.实验1 所得溶液中,
B.根据实验2,可推测
C.实验3 反应后溶液中存在:
D.25℃时,反应
的平衡常数
11.(2023·江苏·高三统考专题练习)室温下,用含少量
的
溶液制备
的过程如题图所
7
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示。已知
,
。下列说法正确的是
A.
溶液中:
B.“除镁”得到的上层清液中:
C.
溶液中:
D.“沉锰”后的滤液中:
12.(2023·陕西宝鸡·统考二模)室温下,滴加NaOH 溶液改变0.1
RCOOH 溶液的pH,溶液中
RCOOH、
的微粒分布分数
,甲酸(HCOOH)与乙酸(
)中酸分子的分布分数与pH 的关系如图所示。下列说法正确的是
A.酸性强弱:
B.pH=3 的
溶液中:
C.室温下
D.将1L 浓度均为1
的
和HCOOH 溶液混合后,加入80g NaOH 固体充分反应并恢
复至室温后,所得混合溶液中:
8
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13.(2023·湖南株洲·统考一模)草酸(H2C2O4)为二元弱酸,其电离过程为:
,
。常温下向
溶液中逐滴加入
溶液,混合溶液
中H2C2O4、
和
的物质的量分数(δ)随pH 变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.草酸的一级电离平衡常数的数量级为
B.曲线I 表示
的物质的量分数
C.当加入NaOH 溶液的体积为20mL 时,溶液中存在如下关系:
D.a 点对应的溶液中存在关系:
14.(2023 秋·全国·高三校联考开学考试)常温下,向
(一元弱酸)溶液中滴加
氨水,溶液
与
的关系如图所示:
下列叙述正确的是
9
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A.a→e 变化中,水的电离程度一直增大
B.b 点溶液中:
C.与选择酚酞作指示剂相比,本实验选择甲基橙溶液作指示剂更合适
D.常温下,
的数量级为
15.(2023 春·湖北武汉·高三华中师大一附中校考阶段练习)常温下,向
溶液中滴
加
溶液,忽略溶液混合引起的体积变化,溶液中
与
或
与
的关系如图所示。下列说法错误的是
A.L1表示
与
的关系
B.当
时,溶液显酸性
C.pH=7 时,反应的离子方程式为:
D.滴定过程中有:
16.(2023·全国·高三专题练习)已知
分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水
的离子积常数、难溶电解质的溶度积常数。
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(1)已知
时
溶液呈中性,则该温度下
溶液中水电离的
浓度为
,溶液中离子浓度大小关系为 。
(2)
溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,其原因是 。(用离子方程式表示)。
溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(3)常温下,
和
的
分别为
、
,向浓度均为
的
和
的混合溶液中加入碱液,要使
完全沉淀而
不沉淀,应该调节溶液
的范围是
(已知
,离子浓度低于
时认为沉淀完全)。
17.(2022·全国·高三专题练习)醋酸溶液与氨水溶液都是高中化学中常见的电解质溶液。
(1)向0.1mol/L 的醋酸溶液中逐滴加入氨水至过量时,溶液的导电能力将发生相应的变化,其电流强(I)随加
入氨水的体积(V)变化的曲线关系是图中的 。
(2)往醋酸钠溶液中滴加几滴酚酞试液,然后将溶液加热片刻,整个过程中可观察到 ,产生该现
象的原因是 (用必要的文字和离子方程式加以解释)。
(3)现有常温下浓度均为0.1mol/L 的3 种溶液:①HCl;②氨水;③NH4Cl。
a.上述三种溶液的pH 值由小到大的顺序是 (用编号表示)。
b.上述三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是 (用编号表示)。
c.将①②混合后,溶液中的c(NH )=c(Cl-),则盐酸的体积 氨水的体积(填 “>”、“<”或
“=”)。
(4)下列有关(NH4)2SO4溶液的说法正确的是____。
A.电离方程式:(NH4)2SO4=2NH +SO
B.水解离子方程式:NH +H2O=NH3·H2O+H+
C.离子浓度关系:c(NH )+c(H+)=c(SO
)+c(OH-)
D.微粒浓度大小:c(NH )>c(SO
)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
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18.(2023·全国·高三专题练习)
I.现有常温下浓度均为
的下列四种溶液:
溶液
溶液
溶液
溶液
溶液。
(1)这5 种溶液pH 由大到小的顺序是 ,其中由水电离的H+浓度最小的是
。(填序号)
(2)②中各离子浓度由大到小的顺序是 ,
的水解平衡常数
。已知碳
酸的电离常数
,
(3)向③中通入少量氨气,此时
的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若将③和④混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积 ④的体积(填“大于”、“小于”或“等
于”)。
(5)将②③④的溶液分别蒸干并灼烧,最终可得原溶质的是 (填序号)。
(6)100mL3mol/LH2SO4溶液与足量的Zn 反应,为减缓产生的H2速率但又不影响H2的总量,可采取的措施
是 (填字母)。
A.加
固体
B.加
固体
C.加
溶液
D.加氨水E.加
溶液
II.常温下,向
溶液中加入
溶液,可观察到的现象是 ,发生反应的离子方程式为
,若将所得悬浊液的pH 值调整为4,则溶液中
的溶液为 mol/L (已知常温下
。
19.(2023·全国·高三专题练习)某温度下,部分酸的电离平衡常数如下表:
酸
HCOOH
HClO
H2CO3
H2SO3
电离平衡常
数
Ka=1.77×10-4
Ka=4.0×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)在温度相同时,各酸的Ka值与酸性的相对强弱的关系为 。
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(2)室温下①0.1 mol·L-1 HCOONa、②0.1 mol·L-1 NaClO、③0.1 mol·L-1 Na2CO3、④0.1 mol·L-1 NaHCO3
溶液中pH 由大到小的顺序为 。
(3)浓度均为0.1 mol·L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO
、CO
、HSO 、HCO 浓度由大到小的
顺序为 。
(4)下列离子方程式正确的是 (填字母)。
a.2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO
b.2HCOOH+CO
=2HCOO-+H2O+CO2↑
c.H2SO3+2HCOO-=2HCOOH+SO
(5)常温下,pH=3 的HCOOH 溶液与pH=11 的NaOH 溶液等体积混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序
为 。
20.(2022·全国·高三专题练习)磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)等多种含氧酸。
(1)次磷酸(H3PO2)属于元酸,是一种精细化工产品。设计一种实验方案,证明H3PO2是弱酸:
。(可选择的试剂为:0.1mol·L-1NaH2PO2溶液、0.1mol·L-1的H3PO2溶液、0.1ml·L-1的盐酸)
(2)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,常温下向1L0.5mol·LH3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH 溶液,混合溶液中含
磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH 的关系如图所示:
①当溶液pH 从6.54 变为7 时发生反应的离子方程式为 。
Na
②
2HPO3溶液显碱性,原因是(用离子方程式表示) 。
③室温下,H3PO3的电离平衡常数为Ka1和Ka2,则pKa2= (pKa2=lgKa2)。
0.1mol·L
④
-1NaH2PO3溶液中各离子浓度由大到小顺序为 。
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