第5 讲 溶液中粒子浓度的关系
考点一 溶液中粒子浓度的守恒关系
1.电荷守恒
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,即电荷守恒,溶液呈电中性。
小题对点过
Na2CO3溶液中存在离子有: ,根据电荷守恒有n(Na+)+n(H+)= 或
c(Na+)+c(H+)= 。
答案 Na+、CO3
2−、H +、OH −、HC O3
− n(OH-)+n(HCO3
−)+2n(CO3
2−) c(OH-)+c(HCO3
−)+2c(CO3
2−)
2.元素守恒
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。离子所含的某种元素
在变化前后是守恒的,即元素守恒。
小题对点过
在Na2CO3溶液中存在的粒子有: 。
(1)在Na2CO3 固体中n( N a
+)
n(C O3
2−)
= 2
1,Na2CO3 溶于水后,电离出的CO3
2−
H C
在水中部分会水解成O3
−、
H2CO3,共三种含碳元素的存在形式。
(2)c(Na+)= 。
答案 (1)Na+、CO3
2−、H +、OH -、HC O3
−、H2CO3和H2O (2)2[c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)]
3.质子守恒
质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H+总数等于粒子接受的H+总数。
方法一:可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如:Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH-)=c ( H + ) + c ( HC
O3
−) +2
c ( H 2CO3)。
方法二: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,不论溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
如:Na2CO3溶液中
即c(OH-)=2 c ( H 2CO3) + c ( HC
O3
−) + c ( H + ) 。
1.写出下列溶液的三个守恒关系。
(1)0.1 mol·L-1的碳酸氢钠溶液中的守恒关系:
①电荷守恒: ;
②元素守恒: ;
③质子守恒: 。
(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa 溶液中的守恒关系:
①电荷守恒:
②元素守恒:
③质子守恒:
(3)0.1 mol·L-1的Na2S 溶液中的守恒关系:
①电荷守恒: ;
②元素守恒: ;
③质子守恒: 。
(4)氯化铵溶液中的守恒关系:
①电荷守恒: ;
②元素守恒: ;
③质子守恒: 。
(5)等体积的0.1 mol·L-1氯化铵和0.1 mol·L-1氨水混合溶液中:
①电荷守恒: ;
②元素守恒: ;
③质子守恒: 。
答案 (1)①c(Na+)+c(H+)=2c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(OH-)
②c(Na+)=c(HCO3
−)+c(CO3
2−)+c(H2CO3)
③c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO3
2−)
(2)①c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
②c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
③c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)
(3)①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
②2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+)
③c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
(4)①c(NH 4
+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②c(Cl-)=c(NH 4
+)+c(NH3·H2O)
③c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
(5)①c(NH 4
+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②2c(Cl-)=c(NH 4
+)+c(NH3·H2O)
③c(NH 4
+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)
2.判断下列电解质溶液中的守恒关系是否正确。
(1)0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中:
c(Na+)=2c(SO3
2−)+c(HSO3
−)+c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L-1 Na2S 溶液中:
c(H+)=c(OH-)-2c(H2S)-c(HS-)。
(3)0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl 溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):
2c(C2O4
2−)+c(HC2O4
−)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
(4)pH=1 的NaHSO4溶液中:c(H+)=c(SO4
2−)+c(OH-)。
(5)0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中:c(Na+)=c(HC2O4
−)+c(C2O4
2−)。
(6)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:
2
3c(Na+)=c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)。
答案 正确的有(2)(4)(6),其余不正确。
解析 (1)不符合元素守恒,正确的关系式为c(Na+)=2c(SO3
2−)+2c(HSO3
−)+2c(H2SO3)。(2)符合质子守
恒,c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)移项即可。(3)不符合电荷守恒,漏写c(Cl-),正确的关系式是c(Cl-)
+2c(C2O4
2−)+c(HC2O4
−)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) 。(4) 符合电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(SO4
2−)+c(OH-), 因
c(Na+)=c(SO4
2−), 故关系式成立。(5) 不符合元素守恒, 正确的关系式为c(Na+)=c(HC2O4
−
)+c(H2C2O4)+c(C2O4
2−) 。(6) 符合元素守恒,c(Na+)=0.15 mol·L-1,c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)=0.1
mol·L-1,故2
3c(Na+)=c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)。
考点二 溶液中粒子浓度大小关系
一、掌握两大理论,建立思维基点
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,如氨水中:
NH3·H2O、NH 4
+、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH 4
+)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,以第一步电离为主(第一步电离程度远大于第二步电离),如H2S 溶
液中:H2S、HS-、S2-、H+浓度的大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解是微量的(相互促进的水解反应除外),但由于水的电离,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 4
+、Cl-、
NH3·H2O、H+浓度的大小关系是c(Cl-)>c(NH 4
+)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,以第一步水解为主,如Na2CO3溶液中:CO3
2−、HC O3
−、
H2CO3浓度的大小关系是c(CO3
2−)>c(HCO3
−)>c(H2CO3)。
二、熟悉两类溶液,构建思维模型
1.单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。
【例1 】 0.1 mol·L-1 H3PO4 溶液中离子浓度间的关系是c ( H + ) > c ( H 2PO4
−) > c ( HP
O4
2−) > c ( P O4
3−
) > c ( OH
- ) 。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
【例2】 0.1 mol·L-1Na2S 溶液中:
一级水解:S2-+H2O
HS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2O
H2S+OH-(次要)
故离子浓度间的关系为c ( Na
+ ) > c ( S 2- ) > c ( OH
- ) > c ( HS
- ) > c ( H + ) 。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。
【例3】 0.1 mol·L-1 NaHS 溶液中存在:
水解:HS-+H2O
H2S+OH-(主要)
电离:HS-
H++S2-(次要)
水的电离:H2O
H++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c ( Na
+ ) > c ( HS
- ) > c ( OH
- ) > c ( H 2S ) > c ( H + ) > c ( S 2- ) 。
②若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性。
【例4】 0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在:
电离:HSO3
−H ++ SO3
2−(主要)
水解:HSO3
−+H2O
H2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2O
H++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c ( Na
+ ) > c ( HS
O3
−) > c ( H + ) > c ( S O3
2−) > c ( OH
- ) > c ( H 2SO3)。
2.混合溶液中粒子浓度大小比较
混合溶液中各离子浓度大小比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
(1)分子的电离程度大于对应离子的水解程度
【例5】 在0.1 mol·L-1 NH4Cl 和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O 的电离程度大于N
H 4
+的水解程度, 导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c ( N H 4
+
) > c ( Cl
- ) > c ( NH
3·H2O ) > c ( OH
- ) > c ( H + ) 。
(2)分子的电离程度小于对应离子的水解程度
【例6】 在0.1 mol·L-1的HCN 和0.1 mol·L-1的NaCN 混合溶液中,由于HCN 的电离程度小于CN-
的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c ( Na
+ ) > c ( CN
- ) > c ( OH
- ) > c ( H + ) ,且
c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
(3)若溶液混合后发生反应,则先分析反应物的用量问题,依据反应后溶液中溶质的种类及浓度关系
再进行分析。
【例7】 0.1 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为NH4HSO4,其浓度为0.05 mol·L-1。
②溶液中含有的粒子有NH3·H2O 、
H 2O 、
H + 、
OH
- 、
N H 4
+、SO4
2−。
③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序:
c ( H + ) > c ( S O4
2−) > c ( N H 4
+) > c ( OH
- ) 。
1.室温时,下列溶液中微粒的浓度关系正确的是( )
A.0.05 mol·L-1 NaClO 溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=4 的KHC2O4溶液中:c(H2C2O4)>c(C2O4
2−)
C.pH=a 的氨水,稀释10 倍后,其pH=b,则a=b+1
D.一定浓度的Na2S 溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
答案 A
2.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的NaHA 溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO3
2−)>c(HC
O3
−)>c(OH-)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH 和CH3COONa 溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)
+c(CH3COOH)
D.pH 相等的CH3COONa、NaOH 和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
答案 C
解析 A.0.1 mol·L-1 的NaHA 溶液, 其pH=4, 则HA- 电离程度大于水解程度, 因此有
c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),故A 错误;B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH 溶液等体积
混合,所得溶液中溶质为碳酸钠,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,碳酸氢根离子水
解生成碳酸和氢氧根离子,则有c(Na+)>c(CO3
2−)>c(OH-)>c(HCO3
−),故B 错误;C.物质的量浓度相等的
CH3COOH 和CH3COONa 溶液等体积混合, 根据元素守恒和电荷守恒得到:c(CH3COO-)
+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),故C 正确;D.由于碳酸根水解程度大于醋酸根水解程度,pH 相等的
CH3COONa、NaOH 和Na2CO3三种溶液,水解程度越大,则浓度越小,氢氧化钠电离程度大,其物质的
量浓度应最小:c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa),故D 错误。
3.已知某溶液中存在OH-、H+、NH 4
+、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关
系:
①c(Cl-)>c(NH 4
+)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH 4
+)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH 4
+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH 4
+)>c(OH-)
填写下列空白:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是 ,上述四种离子浓度的大小顺序为 (填
序号)。
(2)若上述关系中③是正确的,则溶质为 ;若上述关系中④是正确的,则溶质为 。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl) (填
“大于”“小于”或“等于”,下同)c(NH3·H2O),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)
c(OH-)。
答案 (1)NH4Cl ①
(2)NH4Cl 和NH3·H2O NH4Cl 和HCl
(3)小于 大于
解析 (1)若溶液只有一种溶质,该溶质为NH4Cl,因NH 4
+水解,溶液呈酸性,离子浓度的大小关系为
c(Cl-)>c(NH 4
+)>c(H+)>c(OH-)。(2)因为c(OH-)>c(H+)、c(NH 4
+)>c(Cl-),所以溶液中除含有NH4Cl 外,还必
须含有NH3·H2O;若c(Cl-)>c(H+)>c(NH 4
+)>c(OH-),则说明溶液中含有NH4Cl 和HCl。(3)NH4Cl 水解使
溶液呈酸性,若等体积的稀盐酸与氨水混合后呈中性,说明氨水过量,故c(HCl)<c(NH3·H2O),混合前盐
酸中c(H+)大于氨水中c(OH-)。
1.(2024·浙江1 月选考)常温下,将等体积、浓度均为0.40 mol·L-1 BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,
出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:H2SO3 K a1=1.4×10-2,K a2=6.0×10-8;
Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
下列说法不正确的是( )
A.H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HSO3
−)>c(SO3
2−)>c(OH-)
B.将0.40 mol·L-1 H2SO3溶液稀释到0.20 mol·L-1,c(SO3
2−)几乎不变
C.BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2===BaSO4↓+2H++H2O 是出现白色沉淀的主要原因
答案 C
解析 亚硫酸是二元弱酸,电离方程式为H2SO3
H++HSO3
−、HSO3
−H ++ SO3
2−,且以第一步电离为
主,则溶液中c(H+)>c(HSO3
−)>c(SO3
2−)>c(OH-),A 项正确;H2SO3的第二步电离很微弱,可近似认为溶液
中c(H+)≈c(HSO3
−),则K a2= c( H
+)·c(SO3
2−)
c( HSO3
−)
≈c(SO3
2−),温度不变,平衡常数不变,故稀释时亚硫酸根离子
浓度几乎不变,B 项正确;两溶液等体积混合后,溶液中c(Ba2+)=0.20 mol·L-1,根据B 项分析知,溶液中
c(SO3
2−)≈6.0×10-8 mol·L-1,则c(Ba2+)·c(SO3
2−)≈1.2×10-8(mol·L-1)2>Ksp(BaSO3),故BaCl2溶液与H2SO3溶液
混合后出现的白色浑浊含有BaSO3,C 项错误;结合上述分析知,溶液中大量存在的微粒是Ba2+、
H2SO3,加入H2O2溶液后,三者发生氧化还原反应生成BaSO4,故D 项正确。
2.(2021·天津卷)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4
−)>c(HPO4
2−)>c(PO4
3−)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4
−)+c(C2O4
2−)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO3
−)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl 溶液混合,形成pH=9 的溶液中c(Cl-)>c(NH 4
+)>c(OH-)>c(H+)
答案 A
解析 H3PO4是三元弱酸,其各步电离依次变难,电离出的酸根离子浓度依次减小,A 项正确;根据电荷
守恒,Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4
−)+2c(C2O4
2−),B 项错误;0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中
c(H2CO3)+c(HCO3
−)+c(CO3
2−)=0.1 mol·L-1,C 项错误;氨水和NH4Cl 的混合溶液pH=9,说明氨水的电离
程度大于NH 4
+的水解程度,故c(NH 4
+)>c(Cl-),D 项错误。
3.(2023·湖南卷改编)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH 标准溶液滴定浓度均为0.020 0
mol·L-1 的HCl 和CH3COOH 的混合溶液,滴定过程中溶液的pH 随η[η=V (标准溶液)
V (待测溶液)]的变化曲线
如图所示。
(1)Ka(CH3COOH)= 。
(2) 点a 溶液中,c(Na+) 、c(Cl-) 、c(CH3COOH) 、c(CH3COO-) 四种粒子浓度关系
。
(3)点b 溶液中,c(CH3COOH) (填“>”“=”或“<”)c(CH3COO-)。
答案 (1)10-4.76 (2)c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-) (3)<
解析 NaOH 溶液和HCl、CH3COOH 混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可
知,a 点时NaOH 溶液和HCl 恰好完全反应生成NaCl 和水,CH3COOH 未发生反应,溶质成分为NaCl
和CH3COOH;b 点时CH3COOH 反应掉一半,溶质成分为NaCl、CH3COOH 和CH3COONa;c 点时
NaOH 溶液与CH3COOH 恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d 点时NaOH 过量,溶质成分
为NaCl 、CH3COONa 和NaOH 。(1) 由分析可知,a 点时溶质成分为NaCl 和
CH3COOH,c(CH3COOH)=0.010
0
mol·L-1,c(H+)=10-3.38
mol·L-1,Ka(CH3COOH)=
c( H
+)·c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )
≈10
−3.38×10
−3.38
0.010 0
=10-4.76。(2)a 点溶液为等浓度的NaCl 和CH3COOH 混合溶液,
存在元素守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)。(3)点b 溶液中含有NaCl 及等浓度的
CH3COOH 和CH3COONa,由于pH<7 溶液显酸性,说明CH3COOH 的电离程度大于CH3COO-的水解
程度,c(CH3COOH)<c(CH3COO-)。
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.25 ℃时,某一元酸HB 对应的盐NaB 的水溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )
A.HB 的电离方程式为HB===H++B-
B.NaB 溶液中:c(Na+)>c(B-)>c(H+)>c(OH-)
C.NaB 溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HB)+c(B-)
D.0.1 mol·L-1 NaB 溶液中水电离出的OH-浓度大于10-7 mol·L-1
答案 D
解析 NaB 的水溶液呈碱性,说明HB 是弱酸,A 项中的电离方程式中应用“
”;B 项应为
c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+);C 项应为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-):D 项中B-水解促进了水的电离,故水电
离出的OH-浓度大干10-7 mol·L-1。
2.50 ℃时,下列各溶液中,离子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=4 的CH3COOH 溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)=1.0×10-4 mol·L-1
B.CH3COOH 和CH3COONa 的酸性混合溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)
C.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO3
2−)+c(HSO3
−)+c(H2SO3)
D.pH=12 的NaOH 溶液中:c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
答案 B
解析 根据电荷守恒可知,pH=4 的CH3COOH 溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)=10-4 mol·L-1,A 错误;
CH3COOH 和CH3COONa 的混合溶液显酸性, 说明c(H+)>c(OH-), 根据电荷守恒可知,c(H+)
+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-), 则c(CH3COO-)>c(Na+),B 正确; 根据元素守恒可知,Na2SO3 溶液中
c(Na+)=2[c(SO3
2−)+c(HSO3
−)+c(H2SO3)],C 错误;温度为50 ℃时,Kw≠10-14,则pH=12 的NaOH 溶液中:
c(OH-)≠1.0×10-2 mol·L-1,D 错误。
3.一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.Na2S 溶液中:2c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
B.Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3
−)+2c(H2CO3)
C.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3
−)+c(CO3
2−)+c(OH-)
D.pH 相同的①CH3COONa、②NaOH、③NaClO 三种溶液的c(Na+):③>①>②
答案 B
解析 Na2S 溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),A 错误;Na2CO3溶液中存在质子守
恒,水电离出的氢氧根离子浓度等于所有氢离子存在形式总和,c(OH-)=c(H+)+c(HCO3
−)+2c(H2CO3),B
正确;0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HCO3
−)+2c(CO3
2−)+c(OH-),C 错误;相同浓
度时碱性NaOH>NaClO>CH3COONa,所以pH 相同的①CH3COONa、②NaOH、③NaClO 三种溶
液的c(Na+):①>③>②,D 错误。
4.25 ℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)-c(CO3
2−)
B.0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液呈酸性:c(Na+)>c(HC2O4
−)>c(H2C2O4)>c(C2O4
2−)
C.20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COONa 溶液与10 mL 0.10 mol·L-1 HCl 溶液混合得到的酸性溶液:
c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
D. 向0.1 mol·L-1 NH4HSO4 溶液中滴加NaOH 溶液至恰好呈中性:c(Na+)>c(NH 4
+)>c(SO4
2−
)>c(OH-)=c(H+)
答案 C
解析 根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3
−)+2c(CO3
2−)+c(OH-),元素守恒得c(Na+)=c(HCO3
−)+c(C
O3
2−)+c(H2CO3),得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO3
2−),A 错误;HC2O4
−的电离程度大于其水解程度,则c(C2
O4
2−)>c(H2C2O4), 正确的浓度大小为c(Na+)>c(HC2O4
−)>c(C2O4
2−)>c(H2C2O4),B 错误; 混合得到
CH3COONa 与CH3COOH 物质的量之比为1∶1 的混合物,CH3COOH 电离程度大于CH3COO-的水
解程度, 由电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) 和元素守恒:c(CH3COO-)
+c(CH3COOH)=2c(Na+), 可得
c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),C
正确;0.1
mol·L-1
NH4HSO4溶液中滴加NaOH 至溶液恰好呈中性,则NH 4
+水解会减少,SO4
2−无变化,所以离子浓度关系
是c(Na+)>c(SO4
2−)>c(NH 4
+)>c(OH-)=c(H+),D 错误。
5.等物质的量浓度、等体积的下列溶液中:①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④NH4HCO3、
⑤(NH4)2CO3,下列关系或者说法不正确的是( )
A.③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH 溶液反应
B.将溶液蒸干灼烧只有②能得到对应的固体物质
C.c(HCO3
−)的大小关系为④>③>②>⑤>①
D.c(CO3
2−)的大小关系为②>⑤>③>④>①
答案 C
解析 碳酸氢钠为弱酸的酸式盐、碳酸氢铵为弱酸的酸式盐、碳酸铵为弱酸的铵盐,都既能与盐酸
反应,又能与NaOH 溶液反应,故A 正确;①③④⑤性质都不稳定,受热都容易分解,将溶液蒸干灼烧得
不到对应的固体物质,②性质稳定,将溶液蒸干灼烧得到对应的固体物质,故B 正确;③④相比较,④水
解相互促进,c(HCO3
−):③>④,故C 错误;②⑤相比较,由于⑤水解相互促进。水解程度较大,则c(CO3
2−)
的大小为②>⑤。③④相比较,④水解相互促进,c(CO3
2−)的大小为③>④,①为二元弱酸,c(CO3
2−)最小,
则c(CO3
2−)的大小关系为②>⑤>③>④>①,故D 正确。
6.25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.物质的量浓度相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4Al(SO4)2三种溶液中,c(NH 4
+)由大到小的顺
序为③>②>①
B.0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)
C.0.1 mol·L-1
的
CH3COOH
与
0.05 mol·L-1
的
NaOH
溶
液
等
体
积
混
合
(pH<7):c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1 的Na2CO3 与0.05 mol·L-1 的NaHCO3 溶液等体积混合:c(Na+)=3c(CO3
2−)+3c(HCO3
−)
+3c(H2CO3)
答案 C
解析 铵根离子系数越大,溶液中c(NH 4
+)越大,②中铵根离子系数最大,则②中铵根离子浓度最大,系
数相同时,水解程度越大,溶液中c(NH 4
+)越小,铝离子抑制铵根离子水解,所以c(NH 4
+)由大到小的顺序
为②>③>①,A 错误;任何电解质溶液中都存在质子守恒,根据质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HCO3
−)
+2c(H2CO3),B 错误;混合溶液中溶质为等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠,混合溶液pH<7,溶液呈酸性,
说明醋酸电离程度大于醋酸钠水解程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),醋酸电离程度和醋酸钠水解
程度都较小,所以存在c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),C 正确;溶液中存在元素守恒
3n(Na)=5n(C),根据元素守恒得3c(Na+)=5c(CO3
2−)+5c(HCO3
−)+5c(H2CO3),D 错误。
7.含SO2的烟气会形成酸雨,工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液脱除烟气中的SO2,随着SO2的吸
收,吸收液的pH 不断变化。下列粒子浓度关系一定正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在:c(Na+)>c(SO3
2−)>c(H2SO3)>c(HSO3
−)
B.已知NaHSO3溶液pH<7,该溶液中:c(Na+)>c(HSO3
−)>c(H2SO3)>c(SO3
2−)
C.当吸收液呈酸性时:c(Na+)=c(SO3
2−)+c(HSO3
−)+c(H2SO3)
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(SO3
2−)+c(HSO3
−)
答案 D
解析 Na2SO3 溶液呈碱性,溶液中粒子浓度关系为c(Na+)>c(SO3
2−)>c(HSO3
−)>c(H2SO3),A 项错误;
NaHSO3 溶液pH<7,则该溶液中HSO3
−的电离程度大于水解程度,溶液中粒子浓度大小关系为
c(Na+)>c(HSO3
−)>c(H+)>c(SO3
2−)>c(OH-)>c(H2SO3),B 项错误;当吸收液呈酸性时可以是NaHSO3 溶液,
溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(H2SO3)+c(SO3
2−)+c(HSO3
−),也可以是NaHSO3和Na2SO3的混合溶液。
则选项中的元素守恒关系式不再适用,C 项错误;当吸收液呈中性时c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守
恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO3
2−)+c(HSO3
−),故c(Na+)=2c(SO3
2−)+c(HSO3
−),D 项正确。
8.用0.100 0 mol·L-1的盐酸标准液分别滴定20.00 mL 浓度均为0.100 0 mol·L-1的氨水和NaOH 溶液,
滴定曲线如图。下列说法错误的是( )
A.滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)
B.分别滴加20.00 mL 盐酸时,NaOH 溶液中水的电离程度大于氨水
C.若用甲基橙作指示剂,滴定终点时NaOH 溶液消耗盐酸的量略大于氨水
D.滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在c(NH 4
+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
答案 B
解析 滴加10.00 mL 盐酸时,溶质为NH4Cl 和NH3·H2O,且物质的量相等,利用电荷守恒和元素守恒,
氨水中存在c(NH 4
+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) 和c(NH 4
+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-), 所以有c(NH3·H2O)
+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+),故A 说法正确;分别滴加20.00 mL 盐酸时,恰好反应生成氯化钠和氯化铵,铵根
离子能够水解,所以NaOH 溶液中水的电离程度小于氨水,故B 说法错误;若用甲基橙作指示剂,滴定
终点时pH 为3.1~4.4,若不考虑铵根离子水解,两份溶液消耗盐酸的量相等,铵根离子水解呈酸性,所
以NaOH 溶液消耗盐酸的量略大于氨水,故C 说法正确;滴加10.00 mL 盐酸时,氨水中存在等量的
NH3·H2O 和NH4Cl,溶液呈碱性,此时NH3·H2O 电离程度强于NH 4
+水解程度,所以存在c(NH 4
+
)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故D 说法正确。
9.某二元酸(化学式用H2B 表示)在水中的电离方程式是H2B===H++HB-;HB-
H++B2-。回答下列
问题。
(1)Na2B 溶液显 ( 填“ 酸性” “ 中性” 或“ 碱性” ), 理由是
(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2B 溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 (填字母)。
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-)
D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
(3)已知0.1 mol·L-1 NaHB 溶液的pH=2,0.1 mol·L-1 NaHB 溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是
。
答案 (1)碱性 B2-+H2O
HB-+OH- (2)CD
(3)c(Na+)>c(HB-)>c(H+)>c(B2-)>c(OH-)
解析 (1)由H2B===H++HB-(完全电离),HB-
H++B2-(部分电离),知Na2B 溶液中B2-会发生水解反
应:B2-+H2O
HB-+OH-,故Na2B 溶液显碱性。(2)在Na2B 溶液中存在:Na2B===2Na++B2-,B2-+H2O
HB-+OH-,H2O
H++OH-。由电荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=2c(B2-)+c(OH-)+c(HB-),C 正确;由元素守
恒知,c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)=0.2 mol·L-1,D 正确;在Na2B 溶液中不存在H2B,A 错误;由元素守恒和电
荷守恒知,B 错误。(3)在NaHB 溶液中,NaHB===Na++HB-,HB-
H++B2-,H2O
H++OH-。溶液中
各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HB-)>c(H+)>c(B2-)>c(OH-)。
能力提升
10.(2022·浙江6 月选考)25 ℃时,向20 mL 浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加
入0.1 mol·L-1的NaOH 溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 mol·L-1的NaOH 溶液滴定20 mL 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,溶液呈碱性
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(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7 时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
答案 B
解析 恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中醋酸根离子会水解,溶液显碱性,A 正确;若只
发生H++OH-===H2O,则滴加NaOH 溶液的体积为20 mL,则根据电离常数,0.1 mol·L-1 的醋酸中,
c(H+)≈c(CH3COO-)=❑√K ac(C H 3COOH )=
❑√0.05×1.8×10
−5
mol·L-1=3×10-3.5
mol·L-1>1.0×10-4.3
mol·L-1,故用氢氧化钠滴定至pH=4.3 的过程中,醋酸也参加了反应,B 错误;滴定前盐酸和醋酸的浓度
相同,故滴定过程中,氯离子等于醋酸分子的浓度和醋酸根离子的浓度和,C 正确;向20 mL 浓度均为
0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH 溶液,当NaOH 溶液的体积为
20 mL 时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠,当加入的NaOH 溶
液的体积为30 mL 时,溶液中含有NaCl 和等浓度的CH3COONa、CH3COOH,根据Ka=1.8×10-5>Kh=
K w
K a
=
10
−14
1.8×10
−5可知, 此时溶液仍然呈酸性, 需要再继续滴加NaOH 溶液, 故
c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D 正确。
11.已知常温下浓度均为0.1 mol·L-1的溶液的pH 如下表所示:
溶液
NaF
NaClO
Na2CO3
pH
7.5
9.7
11.6
下列有关说法不正确的是( )
A.根据上表得出三种酸的电离平衡常数:HF>HClO>H2CO3(一级电离平衡常数)
B.加热0.1 mol·L-1 NaClO 溶液,其pH 将大于9.7
C.pH=2 的HF 溶液与pH=12 的NaOH 溶液以等体积混合,则有c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3
−)+2c(H2CO3)
答案 A
解析 根据表中数据可知,离子水解程度F-<ClO-<CO3
2−,则酸的电离平衡常数:HF>HClO>HCO3
−,A 项
错误;盐类水解是吸热反应,升高温度促进盐类水解,故加热NaClO 溶液,ClO-水解程度增大,溶液的碱
性增强,pH 增大,B 项正确;常温下,NaF 溶液的pH=7.5>7,说明NaF 是强碱弱酸盐,则HF 是弱酸,pH=2
的HF 浓度大于pH=12 的NaOH 溶液浓度,二者等体积混合,HF 有剩余,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),
结合电荷守恒得c(Na+)<c(F-),酸的电离程度较小,则溶液中离子浓度c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C 项
正确;根据元素守恒得2[c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)]=c(Na+),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)
+c(HCO3
−)+2c(CO3
2−),故c(OH-)-c(H+)=c(HCO3
−)+2c(H2CO3),D 项正确。
12.常温下,向0.1 mol·L-1的H3PO4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.pH=pK a2+1 时,10c(H2PO4
−)=c(HPO4
2−)
B.2pH=pK a1+ p K a2时,c(H2PO4
−)>c(H3PO4)>c(HPO4
2−)
C.pH=pK a1时,c(H+)+c(Na+)=c(H2PO4
−)+2c(HPO4
2−)+3c(PO4
3−)+c(OH-)
D.若用0.5 mol·L-1的H3PO4溶液进行实验,pK a1将向左移动
答案 AC
解析 10c(H2PO4
−)=c(HPO4
2−)时,K a2= c( HPO4
2−)·c( H
+)
c( H 2 PO4
−)
= 10c( H 2 PO4
−)·c( H
+)
c( H 2 PO4
−)
=10c(H+),则pH=pK a2
+1,A 正确;2pH=pK a1+ p K a2时,pH= p K a1+ p K a2
2
,此时溶液中主要含有H2PO4
−,溶液显酸性,其电离程度
大于水解程度, 故c(H2PO4
−)>c(HPO4
2−)>c(H3PO4),B 错误;pH=pK a1时, 根据电荷守恒可知,c(H+)
+c(Na+)=c(H2PO4
−)+2c(HPO4
2−)+3c(PO4
3−)+c(OH-),C 正确;平衡常数只受温度的影响,故pK a1不移动,D 错
误。
13.比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(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 4
+)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 。
答案 (1)③>②>④>① (2)②>①>③
(3)④>②>③>①
14.(1)常温下有NH4Cl 和NH3·H2O 组成的混合液。
若其pH=7,则该溶液中c(NH 4
+) (填“>”“<”或“=”,下同)c(Cl-)。
若pH>7,则该溶液中c(NH 4
+) c(Cl-)。
(2)0.1 mol·L-1
的
NaHSO3
溶
液
中
各
离
子
浓
度
关
系
为
c(Na+)+c(H+)=
,
c(HSO3
−)+c(SO3
2−)+c(H2SO3)= (计算出具体数据)。
答案 (1)= > (2)c(HSO3
−)+2c(SO3
2−)+c(OH-) 0.1 mol·L-1
解析 (1)常温下由NH4Cl 和NH3·H2O 组成的混合液:根据电荷守恒可知,c(NH 4
+)+c(H+)=c(OH-)
+c(Cl-);若其pH=7,c(H+)=c(OH-),则该溶液中c(NH 4
+)=c(Cl-);若pH>7,c(H+)<c(OH-),则该溶液中c(NH 4
+
)>c(Cl-)。(2)0.1 mol·L-1的NaHSO3,根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HSO3
−)+2c(SO3
2−)+c(OH-),根据
元素守恒可知,c(HSO3
−)+c(SO3
2−)+c(H2SO3)=c(Na+)=0.1 mol·L-1。
