2022年高考化学大一轮复习 第8章 物质在水溶液中的行为 学案七 电解质溶液中粒子浓度关系学案 鲁科版

2022年高考化学大一轮复习 第8章 物质在水溶液中的行为 学案七 电解质溶液中粒子浓度关系学案 鲁科版【教学目标】1.知识目标：掌握盐溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。2.能力目标：能用电离平衡和水解平衡的观点分析问题。3.情感目标：体会微观世界与宏观世界的差异。【教学重、难点】反应过程中粒子浓度大小变化。【考情分析】判断电解质溶液中粒子浓度的关系，是高考常考题型，一般从单一溶液、混合溶液和不同溶液三个角度进行考查，其中反应过程中不同阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的热点和亮点。2017全国卷13题考查二元酸与NaOH溶液反应过程中粒子关系；2017全国卷12题考查二元酸随pH变化粒子关系等，该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及其量的关系，以及离子的电离程度和水解程度的大小。该题型一般综合性强、难度较大，能够很好考查学生的分析推理能力，复习备考中应特别关注。一、熟悉两大理论构建思维基点1.电离平衡建立电离过程是微弱的意识弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，在溶液中，粒子浓度由大到小的顺序：CH3COOHHCH3COOOH。2.水解平衡建立水解过程是微弱的意识弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2OCH3COOHOH，H2OHOH，溶液中，NaCH3COOOHCH3COOHH。二、把握三大守恒，明确定量关系1.物料守恒(原子守恒)在电解质溶液中，由于某些离子能够水解，粒子种类增多，但这些粒子所含某些原子的总数始终不变，符合原子守恒。如NaHCO3溶液中，n(Na)n(C原子)11，因HCO水解：HCOH2OH2CO3OH以及HCO电离：HCOHCO，C元素的存在形式有3种，即HCO、H2CO3、CO，由n(Na)n(C原子)11，得NaHCOCOH2CO3。2.电荷守恒在电解质溶液中，阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等，即溶液呈电中性。如NaHCO3溶液中有Na、H、HCO、CO、OH，存在如下关系：n(Na)n(H)n(HCO)2n(CO)n(OH)，推出NaHHCO2COOH。(因CO带2个单位负电荷，所以其所带电荷数为其离子数的2倍)3.质子守恒电解质溶液中，电离、水解等过程中得到的质子(H)数等于失去的质子(H)数。如NaHCO3溶液中：即有HH2CO3OHCO另外，质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。以KHS溶液为例，电荷守恒式为KHOHHS2S2，物料守恒式为KHSS2H2S，由消去没有变化的K得质子守恒式：HH2SOHS2。三、抓准五个关键点速解滴定曲线解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”，即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点，先判断出各个点中的溶质及溶液的酸碱性，下面以室温时用0.1 molL1 NaOH溶液滴定0.1 molL1 HA溶液为例，总结如何抓住滴定曲线的5个关键点：滴定曲线关键点离子浓度关系原点(点0)原点为HA的单一溶液，0.1 molL1 HA溶液pH1说明HA是弱酸；HAHAOH反应一半点(点)两者反应生成等物质的量的NaA和HA混合液，此时溶液pH7，说明HA的电离程度大于A的水解程度，ANaHAHOH中性点(点)此时溶液pH7，溶液是中性，酸没有完全被中和，NaAHAHOH恰好完全反应点(点)此时二者恰好完全反应生成NaA，为强碱弱酸盐，溶液是碱性，NaAOHHAH过量点(点)此时，NaOH溶液过量，得到NaA与NaOH等物质的量的混合液，溶液显碱性，NaOHAH考点指导1单一溶液中离子浓度关系典例1室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是()A.Na2S溶液：NaHSOHH2SB.Na2C2O4溶液：OHHHC2O2H2C2O4C.Na2CO3溶液：NaH2COOHD.CH3COONa和CaCl2混合溶液：NaCa2CH3COOCH3COOH2Cl解析A项，由于S2H2OHSOH、HSH2OH2SOH、H2OHOH，故离子浓度关系应为NaOHHSH2S，错误；B项，符合电解质溶液中质子守恒关系，正确；C项，根据电荷守恒有NaHHCO2COOH，错误；D项，根据物料守恒，离子浓度的关系应为NaCa2CH3COOCH3COOHCl，错误。答案B对点训练1.(2018郴州质检)已知NaHSO3溶液显酸性，NaHCO3溶液显碱性，现有浓度均为0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3两种溶液，两种溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S元素或C元素)，其中正确的一组是()A.NaHROHROOHB.NaHHROROOHC.HH2RO3ROOHD.NaHROH2RO32RO解析A项，NaHCO3溶液显碱性，说明HCO的水解程度大于电离程度，离子浓度大小为NaHCOOHHCO，A错；B项，根据电荷守恒得，NaHHRO2ROOH，B错；C项，根据质子守恒得(可联合电荷守恒和物料守恒得到)，HH2RO3OHRO，C正确；D项，根据物料守恒得NaROHROH2RO3，D错。答案C审题建模(1)在0.1 molL1 中：NaHCOH2CO3CO(2)在0.1 molL1 Na2CO3溶液中：考点指导2混合溶液中离子浓度关系典例2室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，实验数据如下表：实验编号起始浓度/molL1反应后溶液的pHHAKOH0.10.19x0.27下列判断不正确的是()A.实验反应后的溶液中：KAOHHB.实验反应后的溶液中：OHKA mol/LC.实验反应后的溶液中：AHA0.1 mol/LD.实验反应后的溶液中：KAOHH解析实验反应后溶液的pH9，即溶液显碱性，说明HA为弱酸，二者等浓度等体积混合恰好反应生成KA，A水解，A项正确；实验反应后的溶液中，由电荷守恒式HKAOH知，KAOHH，B项错误；因为HA为弱酸，如果与等体积等浓度的KOH溶液混合，溶液显碱性，若溶液显中性，则在两溶液体积相等的条件下，HA溶液的浓度应大于0.2 mol/L，所以实验反应后的溶液中，AHA0.1 mol/L，C项正确；实验反应后溶液显中性，根据电荷守恒式HKAOH，且HOH，则KA，即KAHOH，D项正确。答案B思维建模酸、碱中和型离子浓度的关系对点训练2.(2018武汉重点高中调研)在V mL 0.1 mol/L Na2S溶液中逐滴加入V mL 0.1 mol/L KHSO4溶液，所得溶液中粒子浓度关系正确的是()A.SOHSKOHHB.NaKS2HOHC.NaS2H2SHSSOD.KNaHSOS2HSOH解析Na2S电离出的S2与KHSO4电离出的H结合为HS，由于HS的水解程度大于电离程度，所得溶液显碱性，SOKHSOHH，A错、B错；根据物料守恒得：NaS2H2SHSSO，C对；根据电荷守恒得：KNaH2SO2S2HSOH，D错。答案C考点指导3不同溶液中同一粒子浓度关系典例325 时，相同物质的量浓度的下列溶液中：NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2，NH由大到小的顺序为_。分析流程：分组答案对点训练3.有4种混合溶液，分别由下列等体积的0.1 molL1的两种溶液混合而成：CH3COONa与HCl；CH3COONa与NaOH；CH3COONa与NaCl；CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序中正确的是()A.pH：B.CH3COOH：C.CH3COO：D.溶液中H：解析中还存在能水解的HCO，故的碱性强于，A错误；由于中两种阴离子水解相互抑制，故水解生成的醋酸分子比中的少，B错误；中CH3COO浓度比中的大，中CH3COO的水解受到NaOH的强烈抑制，使得溶液中CH3COO的浓度最大，中两种溶液混合后恰好反应生成醋酸，醋酸为弱电解质，故其电离程度较小，溶液中CH3COO的浓度最小，C正确；的溶液碱性最强，即中H最小，D错误。答案C考点指导4滴定曲线分析典例4室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1 molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误的是()A.三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHDB.滴定至P点时，溶液中：BNaHBHOHC.pH7时，三种溶液中：ABDD.当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：HAHBHDOHH解析A项，根据图像知，在未滴加NaOH溶液时，0.1 molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH，说明三种酸均为弱酸，且HA的pH最小、酸性最强，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越强，电离常数越大，故KHAKHBKHD，正确； B项，滴定至P点时，溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等，且溶液呈酸性，说明HB的电离程度大于B水解程度，故BNaHBHOH，正确；C项，pH7时，三种离子的浓度分别等于Na，然而三种溶液中阴离子水解程度不同，加入的NaOH的体积不同，故三种阴离子的浓度也不同，错误；D项，根据质子守恒即可得出，三种溶液混合后溶液的质子守恒关系：HAHBHDOHH，正确。答案C对点训练4.(2018安徽省“江淮十校”高三第一次联考)25 时，向100 mL 1 molL1 H2SO3溶液中逐滴加入1 mol/L的NaOH溶液，溶液中含硫物质的分布分数(平衡时某物质的浓度与各物质浓度之和的比)与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.由图可知：H2SO3的pKa11.85(已知：pKalg Ka)B.加入150 mL NaOH溶液时，2Na3H2SO33HSO 3SOC.pH7.19时，NaH3SOOHD.pH7时，NaHSOSO解析A.由图可知，H2SO3的Ka1H，pKa1pH1.85，故A正确；B.100 mL 1 molL1 H2SO3溶液含有0.1 mol H2SO3，150 mL NaOH溶液含有0.15 mol NaOH，2H2SO33NaOH=Na2SO33H2ONaHSO3，Na(H2SO3HSOSO)32，即2Na3H2SO33HSO3SO，故B正确；C.电荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7.19时，SOHSO，所以NaH3SOOH，故C正确；D.电荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7时，HOH，Na2SOHSO，所以NaHSOSO，故D错误。答案D课堂小结分析溶液中微粒浓度关系的思维流程1.常温下，将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是()A.NHHCOCO解析A项，由于常温下滤液的pH7，故OHKw/Hn(NaHCO3)，HCO发生电离生成CO，发生水解生成H2CO3，根据NaHCO3的物料守恒可知：NaHCOCOH2CO3，正确；C项，根据电荷守恒有：HNaNHOHHCO2COCl，错误；D项，由于NH4ClNaHCO3，NH发生水解，HCO发生微弱的电离，故离子浓度关系为ClNHHCOCO，正确。答案C2.(2017河南郑州、平顶山二市质考)下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是()A.pH2的CH3COOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合：NaCH3COOOHHB.含等物质的量的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中：NaCH3COOHCH3COOHOHC.0.1 molL1 CH3COONa溶液与0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7：NaClOHHD.0.1 molL1 Na2CO3溶液与0.1 molL1 NaHCO3溶液等体积混合：2Na3COHCOH2CO3解析pH2的CH3COOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合时，CH3COOH过量很多，溶液呈酸性，HOH，故A项错误；含等物质的量的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液中，CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，因此CH3COONa，B项错误；0.1 molL1 CH3COONa溶液与0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7时，由电荷守恒有NaHClCH3COOOH，由于HOH，所以NaClCH3COO，C项错误；0.1 molL1 Na2CO3溶液与0.1 molL1 NaHCO3溶液等体积混合后，Na2CO30.05 molL1，NaHCO30.05 molL1，Na0.15 molL1，由物料守恒有COHCOH2CO30.1 molL1，所以2Na3COHCOH2CO3，D项正确。答案D3.(2018湖南、湖北八市十二校第一次联考)下列有关电解质溶液中粒子的物质的量浓度大小关系正确的是()A.等物质的量浓度的下列物质的溶液：H2CO3Na2CO3NaHCO3(NH4)2CO3，其中CO的大小关系为：B.pH2的H2C2O4溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合：NaHOHHC2OC2OC.向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol/L NaOH溶液：COHCOOHHD.常温下，同浓度的CH3COONa与CH3COOH溶液等体积混合，溶液的pH7：CH3COOHOHNaH解析A项，相比较，由于发生互促水解，水解程度较大，则CO：，为二元弱酸，CO最小，则CO的大小关系为：，故A正确；B项，pH2的H2C2O4溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合时，草酸过量，反应后的溶液中含有草酸和草酸氢钠，溶液显酸性，根据电荷守恒有NaHOHHC2O2C2O，故B错误；C项，向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol/L NaOH溶液，反应后溶液中含有等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠，溶液显碱性，CO的水解程度大于HCO，因此HCOCO，故C错误；D项，常温下，同浓度的CH3COONa与CH3COOH溶液等体积混合，溶液的pH7，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，根据电荷守恒有CH3COOOHNaH，由于CH3COOHCH3COO，因此CH3COOHOHNaH，故D错误。答案A4.(2018东营模拟)常温下，用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的Na2CO3溶液，用pH传感器测得混合溶液的pH变化曲线如下图(已知：饱和CO2溶液的pH为5.6)，下列说法正确的是()A.该Na2CO3溶液的浓度为0.001 molL1B.在pH7时，NaClC.在pH6时，NaHCOCOD.ef发生的主要离子反应为COH=HCO解析A项，滴定之前碳酸钠溶液的pH11，所以溶液中氢氧根离子的浓度为0.001 molL1，该Na2CO3溶液的浓度大于0.001 molL1，错误；B项，在pH7时，溶液显示中性，氢离子和氢氧根离子浓度相等，此时溶液中还含有碳酸根离子和碳酸氢根离子，NaCl，错误；C项，在pH6时，溶液显酸性，溶液的组成可能是碳酸氢钠和饱和二氧化碳溶液的混合物，此时NaHCOCO，正确；D项，根据pH变化曲线，可以看出e到f阶段，随着盐酸的加入，pH几乎不再变化，所以该阶段盐酸剩余，碳酸钠和碳酸氢钠完全消耗，错误。答案C5.向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2，随n(CO2)增大，先后发生三个不同的反应，当0.01 molAlOOHB0.01NaAlOOHCOC0.015NaHCOCOOHD0.03NaHCOOHH解析A项，NaAlO2与NaOH的混合溶液，由电荷守恒有：NaHAlOOH，有NaAlO，错误；C项，继续通CO2，发生题给反应：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，当n(CO2)0.015 mol，此时为Na2CO3溶液，有COHCO，错误；D项，继续通CO2发生反应：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，当n(CO2)0.03 mol，此时为NaHCO3 溶液，因HCO水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，正确。答案D6.(2017课标全国，12)改变0.1 molL1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA、A2的物质的量分数(X)随pH的变化如图所示已知(X)。下列叙述错误的是()A.pH1.2时，c(H2A)c(HA)B.lgK2(H2A)4.2C.pH2.7时，c(HA)c(H2A)c(A2)D.pH4.2时，c(HA)c(A2)c(H)解析A项，根据图像，pH1.2时，H2A和HA物质的量分数图像相交，则有c(H2A)c(HA)，正确；B项，根据pH4.2点，K2(H2A)c(H)c(A2)/c(HA)c(H)104.2 molL1，lgK2(H2A)4.2，正确；C项，根据图像，pH2.7时，H2A和A2物质的量分数图像相交，则有c(H2A)c(A2)，HA曲线位于上方，则有c(HA)c(H2A)c(A2)，正确；D项，根据pH4.2时，c(HA)c(A2)，且物质的量分数约为0.48，而c(H)104.2 molL1，可知c(HA)c(A2)c(H)，错误。答案D