通用版2020高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡8.5专题研究溶液中粒子浓度关系学案含解析.doc

第5课时专题研究溶液中粒子浓度关系判断电解质溶液中的粒子浓度关系是近几年高考的必考题型，一般在选择题中作为压轴题呈现。因综合性强、难度大且常考常新，成为考生失分的重灾区。要想攻克此难关，需巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系，进行分析，比较即可。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。如在稀醋酸溶液中存在：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，溶液中粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)c(OH)。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溶液中存在：CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2OCH3COOHOH，H2OHOH，溶液中，c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)c(H)。1等式关系(1)电荷守恒电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。如：NaHCO3溶液中电荷守恒： c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)。(2)物料守恒电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其他离子或分子，但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。如：在NaHCO3溶液中，n(Na)n(C)11，推出c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)。(3)质子守恒质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联合求出。如：NH4HCO3溶液中H3O、H2CO3为得到质子后的产物；NH3H2O、OH、CO为失去质子后的产物，故有c(H3O)c(H2CO3)c(NH3H2O)c(OH)c(CO)。提醒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带有2个负电荷，不可漏掉。2不等式关系溶液类型典型实例离子浓度大小规律多元弱酸溶液0.1 molL1的H2S溶液中：c(H)c(HS)c(S2)显性离子一级电离离子二级电离离子一元弱酸的正盐溶液0.1 molL1的CH3COONa溶液中：c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)不水解离子水解离子显性离子水电离出的另一离子二元弱酸的正盐溶液0.1 molL1的Na2CO3溶液中：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)不水解离子水解离子显性离子二级水解离子水电离出的另一离子二元弱酸的酸式盐溶液0.1 molL1的NaHCO3溶液中：c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)c(CO)不水解离子水解离子显性离子水电离出的另一离子电离得到的酸根离子1比较溶液中粒子浓度关系的三大类型类型一：单一溶液中各离子浓度的比较多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸的酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)。类型二：混合溶液中各离子浓度的比较混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 molL1 NH4Cl溶液和0.1 molL1的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)。类型三：不同溶液中同一离子浓度的比较不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同物质的量浓度的下列溶液中：NH4Cl；CH3COONH4；NH4HSO4，c(NH)由大到小的顺序为。2比较溶液中粒子浓度关系的解题流程考法精析考法一单一溶液中粒子浓度关系1常温下，浓度均为0.1 molL1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 molL1BNH4Cl溶液中，c(NH)c(Cl)CNa2SO4溶液中，c(Na)c(SO)c(OH)c(H)DNa2SO3溶液中，c(Na)2c(SO)c(HSO)c(H2SO3)解析：选C氨水为弱碱溶液，NH3H2O只能部分电离出OH，结合电荷守恒c(NH)c(H)c(OH)可得：c(NH)c(OH)0.1 molL1，A错误；NH4Cl溶液中，NH部分水解，Cl浓度不变，则溶液中c(NH)c(Cl)，B错误；Na2SO4溶液显中性，c(OH)c(H)，结合电荷守恒可得：c(Na)2c(SO)，溶液中离子浓度大小为c(Na)c(SO)c(OH)c(H)，C正确；根据Na2SO3溶液中的物料守恒可得：c(Na)2c(SO)2c(HSO)2c(H2SO3)，D错误。2室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是()ANa2S溶液：c(Na)c(HS)c(OH)c(H2S)BNa2C2O4溶液：c(OH)c(H)c(HC2O)2c(H2C2O4)CNa2CO3溶液：c(Na)c(H)2c(CO)c(OH)DCH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na)c(Ca2)c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Cl)解析：选B由质子守恒可知，Na2S溶液中c(OH)c(H)c(HS)2c(H2S)，c(OH)c(HS)，A错误；同理，Na2C2O4溶液中c(OH)c(H)c(HC2O)2c(H2C2O4)，B正确；Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na)c(H)c(OH)c(HCO)2c(CO)，C错误；CH3COONa和CaCl2混合溶液，根据物料守恒关系：c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Na)，c(Cl)2c(Ca2)，即正确的关系式为c(Na)2c(Ca2)c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Cl)，D错误。归纳总结(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根离子的电离能力和水解能力的相对强弱，如NaHCO3溶液中，HCO的水解能力强于其电离能力，溶液显碱性；而NaHSO3溶液中，HSO的水解能力弱于其电离能力，溶液显酸性。(2)多元弱酸的强碱正盐溶液：弱酸根离子水解以第一步为主。如硫化钠溶液中，c(Na)c(S2)c(OH)c(HS)c(H)。考法二混合溶液中粒子浓度关系3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()A1.0107 molL1Bc(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)Cc(H)c(NH)c(OH)c(HCO)2c(CO)Dc(Cl)c(NH)c(HCO)c(CO)解析：选C滤液中溶质的主要成分为NH4Cl和NaHCO3的混合物。滤液pH7，则c(H)1.0107 molL1，常温下KW1.01014，所以1.0107 molL1，A项正确；由于开始加入等物质的量的NH4HCO3与NaCl，根据物料守恒可知，B项正确；析出NaHCO3后，在滤液中根据电荷守恒得c(H)c(NH)c(Na)c(OH)c(HCO)2c(CO)c(Cl)，因c(Na)c(OH)D当混合溶液呈中性时，c(Na)c(HX)c(X2)c(OH)c(H)解析：选DH2X的电离方程式为H2XHHX，HXHX2。当1时，即横坐标为0时，Ka1c(H)，Ka2c(H)，因为Ka1Ka2，故c(H)c(H)，即pHpH，结合图知，曲线N代表第一步电离，曲线M代表第二步电离。Ka2105.4，A项正确；由上述分析知，曲线N表示pH与lg的变化关系，曲线M表示pH与lg的变化关系，B项正确；选择曲线M分析，NaHX溶液中1则lg0，此时溶液pHc(OH)，C项正确；电荷守恒式为c(Na)c(H)c(OH)c(HX)2c(X2)，中性溶液中存在c(H)c(OH)，故有c(Na)c(HX)2c(X2)，由C项分析知，c(HX)c(X2)或c(HX)c(X2)时溶液一定呈酸性，故中性溶液中c(HX)c(X2)，D项错误。8(2016天津高考)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：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH)CpH7时，三种溶液中：c(A)c(B)c(D)D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)解析：选C根据起点pH：HAHBHD知酸性：HAHBHD，根据酸性越强，酸的电离常数越大，则KHAKHBKHD，故A项正确；P点时根据横坐标中和百分数为50%知c(HB)c(NaB)11，根据纵坐标pH7知酸的电离程度大于盐的水解程度，故B项正确；根据电荷守恒c(Na)c(H)c(A)c(OH)和pH7知c(Na)c(A)，同理c(Na)c(B)、c(Na)c(D)，根据中和原理知溶液显中性时需要的NaOH的量不同，故c(Na)不相同，则c(A)、c(B)、c(D)三者不相同，C项错误；当中和百分数都达到100%时，溶液为NaA、NaB、NaD的混合物，则c(OH)c(HA)c(HB)c(HD)c(H)，即c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H)，D项正确。