2022年高考化學大一輪復習 第8章 物質(zhì)在水溶液中的行為 學案七 電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系學案 魯科版

2022年高考化學大一輪復習 第8章 物質(zhì)在水溶液中的行為 學案七 電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系學案 魯科版【教學目標】1.知識目標：掌握鹽溶液中各組分之間的守恒關(guān)系與大小比較。2.能力目標：能用電離平衡和水解平衡的觀點分析問題。3.情感目標：體會微觀世界與宏觀世界的差異?！窘虒W重、難點】反應過程中粒子濃度大小變化?！究记榉治觥颗袛嚯娊赓|(zhì)溶液中粒子濃度的關(guān)系，是高考?？碱}型，一般從單一溶液、混合溶液和不同溶液三個角度進行考查，其中反應過程中不同階段粒子濃度關(guān)系的判斷是近幾年高考的熱點和亮點。2017全國卷13題考查二元酸與NaOH溶液反應過程中粒子關(guān)系；2017全國卷12題考查二元酸隨pH變化粒子關(guān)系等，該類題目的解題關(guān)鍵是正確判斷溶液中溶質(zhì)的成分及其量的關(guān)系，以及離子的電離程度和水解程度的大小。該題型一般綜合性強、難度較大，能夠很好考查學生的分析推理能力，復習備考中應特別關(guān)注。一、熟悉兩大理論構(gòu)建思維基點1.電離平衡建立電離過程是微弱的意識弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的，且水的電離能力遠遠小于弱酸和弱堿的電離能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，在溶液中，粒子濃度由大到小的順序：CH3COOHHCH3COOOH。2.水解平衡建立水解過程是微弱的意識弱酸根離子或弱堿陽離子的水解是微弱的，但水的電離程度遠遠小于鹽的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2OCH3COOHOH，H2OHOH，溶液中，NaCH3COOOHCH3COOHH。二、把握三大守恒，明確定量關(guān)系1.物料守恒(原子守恒)在電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，粒子種類增多，但這些粒子所含某些原子的總數(shù)始終不變，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電離：HCOHCO，C元素的存在形式有3種，即HCO、H2CO3、CO，由n(Na)n(C原子)11，得NaHCOCOH2CO3。2.電荷守恒在電解質(zhì)溶液中，陽離子的電荷總數(shù)與陰離子的電荷總數(shù)相等，即溶液呈電中性。如NaHCO3溶液中有Na、H、HCO、CO、OH，存在如下關(guān)系：n(Na)n(H)n(HCO)2n(CO)n(OH)，推出NaHHCO2COOH。(因CO帶2個單位負電荷，所以其所帶電荷數(shù)為其離子數(shù)的2倍)3.質(zhì)子守恒電解質(zhì)溶液中，電離、水解等過程中得到的質(zhì)子(H)數(shù)等于失去的質(zhì)子(H)數(shù)。如NaHCO3溶液中：即有HH2CO3OHCO另外，質(zhì)子守恒式可以由電荷守恒式和物料守恒式推導得出。以KHS溶液為例，電荷守恒式為KHOHHS2S2，物料守恒式為KHSS2H2S，由消去沒有變化的K得質(zhì)子守恒式：HH2SOHS2。三、抓準五個關(guān)鍵點速解滴定曲線解決酸堿中和滴定曲線類問題的關(guān)鍵是巧抓“5點”，即曲線的起點、恰好反應點、中性點、反應一半點和過量點，先判斷出各個點中的溶質(zhì)及溶液的酸堿性，下面以室溫時用0.1 mol·L1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L1 HA溶液為例，總結(jié)如何抓住滴定曲線的5個關(guān)鍵點：滴定曲線關(guān)鍵點離子濃度關(guān)系原點(點0)原點為HA的單一溶液，0.1 mol·L1 HA溶液pH1說明HA是弱酸；HAHAOH反應一半點(點)兩者反應生成等物質(zhì)的量的NaA和HA混合液，此時溶液pH7，說明HA的電離程度大于A的水解程度，ANaHAHOH中性點(點)此時溶液pH7，溶液是中性，酸沒有完全被中和，NaAHAHOH恰好完全反應點(點)此時二者恰好完全反應生成NaA，為強堿弱酸鹽，溶液是堿性，NaAOHHAH過量點(點)此時，NaOH溶液過量，得到NaA與NaOH等物質(zhì)的量的混合液，溶液顯堿性，NaOHAH考點指導1單一溶液中離子濃度關(guān)系典例1室溫下，下列溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()A.Na2S溶液：Na>HS>OH>H2SB.Na2C2O4溶液：OHHHC2O2H2C2O4C.Na2CO3溶液：NaH2COOHD.CH3COONa和CaCl2混合溶液：NaCa2CH3COOCH3COOH2Cl解析A項，由于S2H2OHSOH、HSH2OH2SOH、H2OHOH，故離子濃度關(guān)系應為Na>OH>HS>H2S，錯誤；B項，符合電解質(zhì)溶液中質(zhì)子守恒關(guān)系，正確；C項，根據(jù)電荷守恒有NaHHCO2COOH，錯誤；D項，根據(jù)物料守恒，離子濃度的關(guān)系應為NaCa2CH3COOCH3COOHCl，錯誤。答案B對點訓練1.(2018·郴州質(zhì)檢)已知NaHSO3溶液顯酸性，NaHCO3溶液顯堿性，現(xiàn)有濃度均為0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3兩種溶液，兩種溶液中各粒子的物質(zhì)的量濃度存在下列關(guān)系(R表示S元素或C元素)，其中正確的一組是()A.NaHROHROOHB.NaHHROROOHC.HH2RO3ROOHD.NaHROH2RO32RO解析A項，NaHCO3溶液顯堿性，說明HCO的水解程度大于電離程度，離子濃度大小為NaHCOOHHCO，A錯；B項，根據(jù)電荷守恒得，NaHHRO2ROOH，B錯；C項，根據(jù)質(zhì)子守恒得(可聯(lián)合電荷守恒和物料守恒得到)，HH2RO3OHRO，C正確；D項，根據(jù)物料守恒得NaROHROH2RO3，D錯。答案C審題建模(1)在0.1 mol·L1 中：NaHCOH2CO3CO(2)在0.1 mol·L1 Na2CO3溶液中：考點指導2混合溶液中離子濃度關(guān)系典例2室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略體積變化)，實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗編號起始濃度/mol·L1反應后溶液的pHHAKOH0.10.19x0.27下列判斷不正確的是()A.實驗反應后的溶液中：KAOHHB.實驗反應后的溶液中：OHKA mol/LC.實驗反應后的溶液中：AHA0.1 mol/LD.實驗反應后的溶液中：KAOHH解析實驗反應后溶液的pH9，即溶液顯堿性，說明HA為弱酸，二者等濃度等體積混合恰好反應生成KA，A水解，A項正確；實驗反應后的溶液中，由電荷守恒式HKAOH知，KAOHH，B項錯誤；因為HA為弱酸，如果與等體積等濃度的KOH溶液混合，溶液顯堿性，若溶液顯中性，則在兩溶液體積相等的條件下，HA溶液的濃度應大于0.2 mol/L，所以實驗反應后的溶液中，AHA0.1 mol/L，C項正確；實驗反應后溶液顯中性，根據(jù)電荷守恒式HKAOH，且HOH，則KA，即KAHOH，D項正確。答案B思維建模酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系對點訓練2.(2018·武漢重點高中調(diào)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，所得溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是()A.SOHSKOHHB.NaKS2HOHC.NaS2H2SHSSOD.KNaHSOS2HSOH解析Na2S電離出的S2與KHSO4電離出的H結(jié)合為HS，由于HS的水解程度大于電離程度，所得溶液顯堿性，SOKHSOHH，A錯、B錯；根據(jù)物料守恒得：NaS2H2SHSSO，C對；根據(jù)電荷守恒得：KNaH2SO2S2HSOH，D錯。答案C考點指導3不同溶液中同一粒子濃度關(guān)系典例325 時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2，NH由大到小的順序為_。分析流程：分組答案>>>>對點訓練3.有4種混合溶液，分別由下列等體積的0.1 mol·L1的兩種溶液混合而成：CH3COONa與HCl；CH3COONa與NaOH；CH3COONa與NaCl；CH3COONa與NaHCO3。下列各項排序中正確的是()A.pH：>>>B.CH3COOH：>>>C.CH3COO：>>>D.溶液中H：>>>解析中還存在能水解的HCO，故的堿性強于，A錯誤；由于中兩種陰離子水解相互抑制，故水解生成的醋酸分子比中的少，B錯誤；中CH3COO濃度比中的大，中CH3COO的水解受到NaOH的強烈抑制，使得溶液中CH3COO的濃度最大，中兩種溶液混合后恰好反應生成醋酸，醋酸為弱電解質(zhì)，故其電離程度較小，溶液中CH3COO的濃度最小，C正確；的溶液堿性最強，即中H最小，D錯誤。答案C考點指導4滴定曲線分析典例4室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1 mol·L1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示，下列判斷錯誤的是()A.三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHA>KHB>KHDB.滴定至P點時，溶液中：B>Na>HB>H>OHC.pH7時，三種溶液中：ABDD.當中和百分數(shù)達100%時，將三種溶液混合后：HAHBHDOHH解析A項，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時，0.1 mol·L1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH，說明三種酸均為弱酸，且HA的pH最小、酸性最強，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強，電離常數(shù)越大，故KHA>KHB>KHD，正確； B項，滴定至P點時，溶液中未反應的HB與生成的NaB的濃度相等，且溶液呈酸性，說明HB的電離程度大于B水解程度，故B>Na>HB>H>OH，正確；C項，pH7時，三種離子的濃度分別等于Na，然而三種溶液中陰離子水解程度不同，加入的NaOH的體積不同，故三種陰離子的濃度也不同，錯誤；D項，根據(jù)質(zhì)子守恒即可得出，三種溶液混合后溶液的質(zhì)子守恒關(guān)系：HAHBHDOHH，正確。答案C對點訓練4.(2018·安徽省“江淮十?！备呷谝淮温?lián)考)25 時，向100 mL 1 mol·L1 H2SO3溶液中逐滴加入1 mol/L的NaOH溶液，溶液中含硫物質(zhì)的分布分數(shù)(平衡時某物質(zhì)的濃度與各物質(zhì)濃度之和的比)與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()A.由圖可知：H2SO3的pKa11.85(已知：pKalg Ka)B.加入150 mL NaOH溶液時，2Na3H2SO33HSO 3SOC.pH7.19時，NaH3SOOHD.pH7時，Na<HSOSO解析A.由圖可知，H2SO3的Ka1H，pKa1pH1.85，故A正確；B.100 mL 1 mol·L1 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正確；C.電荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7.19時，SOHSO，所以NaH3SOOH，故C正確；D.電荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7時，HOH，Na2SOHSO，所以NaHSOSO，故D錯誤。答案D課堂小結(jié)分析溶液中微粒濃度關(guān)系的思維流程1.常溫下，將等體積、等物質(zhì)的量濃度的NH4HCO3與NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶體，過濾，所得濾液pH<7。下列關(guān)于濾液中的離子濃度關(guān)系不正確的是()A.<1.0×107 mol/LB.NaHCOCOH2CO3C.HNHOHHCO2COD.Cl>NH>HCO>CO解析A項，由于常溫下濾液的pH<7，故OHKw/H<1×107 mol/L，正確；B項，等體積、等物質(zhì)的量濃度的NH4HCO3與NaCl溶液混合析出部分NaHCO3晶體后，溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3和NH4Cl，且n(NH4Cl)>n(NaHCO3)，HCO發(fā)生電離生成CO，發(fā)生水解生成H2CO3，根據(jù)NaHCO3的物料守恒可知：NaHCOCOH2CO3，正確；C項，根據(jù)電荷守恒有：HNaNHOHHCO2COCl，錯誤；D項，由于NH4Cl>NaHCO3，NH發(fā)生水解，HCO發(fā)生微弱的電離，故離子濃度關(guān)系為Cl>NH>HCO>CO，正確。答案C2.(2017·河南鄭州、平頂山二市質(zhì)考)下列溶液中各微粒的濃度關(guān)系正確的是()A.pH2的CH3COOH溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合：NaCH3COOOHHB.含等物質(zhì)的量的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中：NaCH3COOHCH3COOHOHC.0.1 mol·L1 CH3COONa溶液與0.1 mol·L1 HCl溶液混合至pH7：NaClOHHD.0.1 mol·L1 Na2CO3溶液與0.1 mol·L1 NaHCO3溶液等體積混合：2Na3COHCOH2CO3解析pH2的CH3COOH溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合時，CH3COOH過量很多，溶液呈酸性，HOH，故A項錯誤；含等物質(zhì)的量的CH3COONa與CH3COOH的混合溶液中，CH3COOH的電離程度大于CH3COO的水解程度，因此CH3COONa，B項錯誤；0.1 mol·L1 CH3COONa溶液與0.1 mol·L1 HCl溶液混合至pH7時，由電荷守恒有NaHClCH3COOOH，由于HOH，所以NaClCH3COO，C項錯誤；0.1 mol·L1 Na2CO3溶液與0.1 mol·L1 NaHCO3溶液等體積混合后，Na2CO30.05 mol·L1，NaHCO30.05 mol·L1，Na0.15 mol·L1，由物料守恒有COHCOH2CO30.1 mol·L1，所以2Na3COHCOH2CO3，D項正確。答案D3.(2018·湖南、湖北八市十二校第一次聯(lián)考)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系正確的是()A.等物質(zhì)的量濃度的下列物質(zhì)的溶液：H2CO3Na2CO3NaHCO3(NH4)2CO3，其中CO的大小關(guān)系為：B.pH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合：NaHOHHC2OC2OC.向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol/L NaOH溶液：COHCOOHHD.常溫下，同濃度的CH3COONa與CH3COOH溶液等體積混合，溶液的pH7：CH3COOHOHNaH解析A項，相比較，由于發(fā)生互促水解，水解程度較大，則CO：，為二元弱酸，CO最小，則CO的大小關(guān)系為：，故A正確；B項，pH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合時，草酸過量，反應后的溶液中含有草酸和草酸氫鈉，溶液顯酸性，根據(jù)電荷守恒有NaHOHHC2O2C2O，故B錯誤；C項，向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol/L NaOH溶液，反應后溶液中含有等濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉，溶液顯堿性，CO的水解程度大于HCO，因此HCOCO，故C錯誤；D項，常溫下，同濃度的CH3COONa與CH3COOH溶液等體積混合，溶液的pH7，說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO的水解程度，根據(jù)電荷守恒有CH3COOOHNaH，由于CH3COOHCH3COO，因此CH3COOHOHNaH，故D錯誤。答案A4.(2018·東營模擬)常溫下，用已知濃度的鹽酸滴定未知濃度的Na2CO3溶液，用pH傳感器測得混合溶液的pH變化曲線如下圖(已知：飽和CO2溶液的pH為5.6)，下列說法正確的是()A.該Na2CO3溶液的濃度為0.001 mol·L1B.在pH7時，NaClC.在pH6時，NaHCOCOD.ef發(fā)生的主要離子反應為COH=HCO解析A項，滴定之前碳酸鈉溶液的pH11，所以溶液中氫氧根離子的濃度為0.001 mol·L1，該Na2CO3溶液的濃度大于0.001 mol·L1，錯誤；B項，在pH7時，溶液顯示中性，氫離子和氫氧根離子濃度相等，此時溶液中還含有碳酸根離子和碳酸氫根離子，NaCl，錯誤；C項，在pH6時，溶液顯酸性，溶液的組成可能是碳酸氫鈉和飽和二氧化碳溶液的混合物，此時NaHCOCO，正確；D項，根據(jù)pH變化曲線，可以看出e到f階段，隨著鹽酸的加入，pH幾乎不再變化，所以該階段鹽酸剩余，碳酸鈉和碳酸氫鈉完全消耗，錯誤。答案C5.向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中緩慢通入CO2，隨n(CO2)增大，先后發(fā)生三個不同的反應，當0.01 mol<n(CO2)0.015 mol時發(fā)生的反應是：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3。下列對應關(guān)系正確的是()選項n(CO2)/mol溶液中離子的物質(zhì)的量濃度A0Na>AlOOHB0.01Na>AlO>OH>COC0.015Na>HCO>CO>OHD0.03Na>HCO>OH>H解析A項，NaAlO2與NaOH的混合溶液，由電荷守恒有：NaHAlOOH，有Na<AlOOH，錯誤；B項，通入CO2，先與NaOH反應：2NaOHCO2=Na2CO3H2O若NaAlO2先反應生成Al(OH)3溶于NaOH，此時為NaAlO2與Na2CO3的混合溶液，因AlO水解程度大由題給反應可知AlO結(jié)合H能力強于CO，有CO>AlO，錯誤；C項，繼續(xù)通CO2，發(fā)生題給反應：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，當n(CO2)0.015 mol，此時為Na2CO3溶液，有CO>HCO，錯誤；D項，繼續(xù)通CO2發(fā)生反應：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，當n(CO2)0.03 mol，此時為NaHCO3 溶液，因HCO水解程度大于電離程度，溶液呈堿性，正確。答案D6.(2017·課標全國，12)改變0.1 mol·L1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA、A2的物質(zhì)的量分數(shù)(X)隨pH的變化如圖所示已知(X)。下列敘述錯誤的是()A.pH1.2時，c(H2A)c(HA)B.lgK2(H2A)4.2C.pH2.7時，c(HA)>c(H2A)c(A2)D.pH4.2時，c(HA)c(A2)c(H)解析A項，根據(jù)圖像，pH1.2時，H2A和HA物質(zhì)的量分數(shù)圖像相交，則有c(H2A)c(HA)，正確；B項，根據(jù)pH4.2點，K2(H2A)c(H)·c(A2)/c(HA)c(H)104.2 mol·L1，lgK2(H2A)4.2，正確；C項，根據(jù)圖像，pH2.7時，H2A和A2物質(zhì)的量分數(shù)圖像相交，則有c(H2A)c(A2)，HA曲線位于上方，則有c(HA)c(H2A)c(A2)，正確；D項，根據(jù)pH4.2時，c(HA)c(A2)，且物質(zhì)的量分數(shù)約為0.48，而c(H)104.2 mol·L1，可知c(HA)c(A2)c(H)，錯誤。答案D