2019版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第8章 物質(zhì)在水溶液中的行為 學(xué)案七 電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系學(xué)案 魯科版.doc

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學(xué)案七電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)目標(biāo)：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(biāo)：能用電離平衡和水解平衡的觀點(diǎn)分析問題。3.情感目標(biāo)：體會(huì)微觀世界與宏觀世界的差異?！窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】反應(yīng)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(gè)角度進(jìn)行考查，其中反應(yīng)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(diǎn)和亮點(diǎn)。2017全國(guó)卷13題考查二元酸與NaOH溶液反應(yīng)過程中粒子關(guān)系；2017全國(guó)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(qiáng)、難度較大，能夠很好考查學(xué)生的分析推理能力，復(fù)習(xí)備考中應(yīng)特別關(guān)注。一、熟悉兩大理論構(gòu)建思維基點(diǎn)1.電離平衡建立電離過程是微弱的意識(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是微弱的，但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yáng)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(gè)單位負(fù)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(dǎo)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(zhǔn)五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)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(diǎn)”，即曲線的起點(diǎn)、恰好反應(yīng)點(diǎn)、中性點(diǎn)、反應(yīng)一半點(diǎn)和過量點(diǎn)，先判斷出各個(gè)點(diǎn)中的溶質(zhì)及溶液的酸堿性，下面以室溫時(shí)用0.1 molL1 NaOH溶液滴定0.1 molL1 HA溶液為例，總結(jié)如何抓住滴定曲線的5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：滴定曲線關(guān)鍵點(diǎn)離子濃度關(guān)系原點(diǎn)(點(diǎn)0)原點(diǎn)為HA的單一溶液，0.1 molL1 HA溶液pH1說明HA是弱酸；HAHAOH反應(yīng)一半點(diǎn)(點(diǎn))兩者反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的NaA和HA混合液，此時(shí)溶液pH7，說明HA的電離程度大于A的水解程度，ANaHAHOH中性點(diǎn)(點(diǎn))此時(shí)溶液pH7，溶液是中性，酸沒有完全被中和，NaAHAHOH恰好完全反應(yīng)點(diǎn)(點(diǎn))此時(shí)二者恰好完全反應(yīng)生成NaA，為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液是堿性，NaAOHHAH過量點(diǎn)(點(diǎn))此時(shí)，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(diǎn)指導(dǎo)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：NaHSOHH2SB.Na2C2O4溶液：OHHHC2O2H2C2O4C.Na2CO3溶液：NaH2COOHD.CH3COONa和CaCl2混合溶液：NaCa2CH3COOCH3COOH2Cl解析A項(xiàng)，由于S2H2OHSOH、HSH2OH2SOH、H2OHOH，故離子濃度關(guān)系應(yīng)為NaOHHSH2S，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，符合電解質(zhì)溶液中質(zhì)子守恒關(guān)系，正確；C項(xiàng)，根據(jù)電荷守恒有NaHHCO2COOH，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)物料守恒，離子濃度的關(guān)系應(yīng)為NaCa2CH3COOCH3COOHCl，錯(cuò)誤。答案B對(duì)點(diǎn)訓(xùn)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(xiàng)，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(cuò)；B項(xiàng)，根據(jù)電荷守恒得，NaHHRO2ROOH，B錯(cuò)；C項(xiàng)，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(xiàng)，根據(jù)物料守恒得NaROHROH2RO3，D錯(cuò)。答案C審題建模(1)在0.1 molL1 中：NaHCOH2CO3CO(2)在0.1 molL1 Na2CO3溶液中：考點(diǎn)指導(dǎo)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)編號(hào)起始濃度/molL1反應(yīng)后溶液的pHHAKOH0.10.19x0.27下列判斷不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中：KAOHHB.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中：OHKA mol/LC.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中：AHA0.1 mol/LD.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中：KAOHH解析實(shí)驗(yàn)反應(yīng)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(yīng)生成KA，A水解，A項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中，由電荷守恒式HKAOH知，KAOHH，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)镠A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(yīng)大于0.2 mol/L，所以實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中，AHA0.1 mol/L，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后溶液顯中性，根據(jù)電荷守恒式HKAOH，且HOH，則KA，即KAHOH，D項(xiàng)正確。答案B思維建模酸、堿中和型離子濃度的關(guān)系對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.(2018武漢重點(diǎn)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(cuò)、B錯(cuò)；根據(jù)物料守恒得：NaS2H2SHSSO，C對(duì)；根據(jù)電荷守恒得：KNaH2SO2S2HSOH，D錯(cuò)。答案C考點(diǎn)指導(dǎo)3不同溶液中同一粒子濃度關(guān)系典例325 時(shí)，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?yàn)開。分析流程：分組答案對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.有4種混合溶液，分別由下列等體積的0.1 molL1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(xiàng)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(qiáng)于，A錯(cuò)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(cuò)誤；中CH3COO濃度比中的大，中CH3COO的水解受到NaOH的強(qiáng)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(yīng)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(qiáng)，即中H最小，D錯(cuò)誤。答案C考點(diǎn)指導(dǎo)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 molL1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示，下列判斷錯(cuò)誤的是()A.三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHAKHBKHDB.滴定至P點(diǎn)時(shí)，溶液中：BNaHBHOHC.pH7時(shí)，三種溶液中：ABDD.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí)，將三種溶液混合后：HAHBHDOHH解析A項(xiàng)，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時(shí)，0.1 molL1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(qiáng)，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強(qiáng)，電離常數(shù)越大，故KHAKHBKHD，正確； B項(xiàng)，滴定至P點(diǎn)時(shí)，溶液中未反應(yīng)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BNaHBHOH，正確；C項(xiàng)，pH7時(shí)，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(cuò)誤；D項(xiàng)，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(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.(2018安徽省“江淮十?！备呷谝淮温?lián)考)25 時(shí)，向100 mL 1 molL1 H2SO3溶液中逐滴加入1 mol/L的NaOH溶液，溶液中含硫物質(zhì)的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)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(shí)，2Na3H2SO33HSO 3SOC.pH7.19時(shí)，NaH3SOOHD.pH7時(shí)，NaHSOSO解析A.由圖可知，H2SO3的Ka1H，pKa1pH1.85，故A正確；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正確；C.電荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7.19時(shí)，SOHSO，所以NaH3SOOH，故C正確；D.電荷守恒：NaH2SOHSOOH，pH7時(shí)，HOH，Na2SOHSO，所以NaHSOSO，故D錯(cuò)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pH7。下列關(guān)于濾液中的離子濃度關(guān)系不正確的是()A.NHHCOCO解析A項(xiàng)，由于常溫下濾液的pH7，故OHKw/Hn(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(xiàng)，根據(jù)電荷守恒有：HNaNHOHHCO2COCl，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于NH4ClNaHCO3，NH發(fā)生水解，HCO發(fā)生微弱的電離，故離子濃度關(guān)系為ClNHHCOCO，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 molL1 CH3COONa溶液與0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7：NaClOHHD.0.1 molL1 Na2CO3溶液與0.1 molL1 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(shí)，CH3COOH過量很多，溶液呈酸性，HOH，故A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；0.1 molL1 CH3COONa溶液與0.1 molL1 HCl溶液混合至pH7時(shí)，由電荷守恒有NaHClCH3COOOH，由于HOH，所以NaClCH3COO，C項(xiàng)錯(cuò)誤；0.1 molL1 Na2CO3溶液與0.1 molL1 NaHCO3溶液等體積混合后，Na2CO30.05 molL1，NaHCO30.05 molL1，Na0.15 molL1，由物料守恒有COHCOH2CO30.1 molL1，所以2Na3COHCOH2CO3，D項(xiàng)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(xiàng)，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(xiàng)，pH2的H2C2O4溶液與pH12的NaOH溶液等體積混合時(shí)，草酸過量，反應(yīng)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(cuò)誤；C項(xiàng)，向0.2 mol/L NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol/L NaOH溶液，反應(yīng)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(cuò)誤；D項(xiàng)，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(cuò)誤。答案A4.(2018東營(yíng)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(cè)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 molL1B.在pH7時(shí)，NaClC.在pH6時(shí)，NaHCOCOD.ef發(fā)生的主要離子反應(yīng)為COH=HCO解析A項(xiàng)，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 molL1，該Na2CO3溶液的濃度大于0.001 molL1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在pH7時(shí)，溶液顯示中性，氫離子和氫氧根離子濃度相等，此時(shí)溶液中還含有碳酸根離子和碳酸氫根離子，NaCl，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在pH6時(shí)，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(shí)NaHCOCO，正確；D項(xiàng)，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(cuò)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(gè)不同的反應(yīng)，當(dāng)0.01 molAlOOHB0.01NaAlOOHCOC0.015NaHCOCOOHD0.03NaHCOOHH解析A項(xiàng)，NaAlO2與NaOH的混合溶液，由電荷守恒有：NaHAlOOH，有NaAlO，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，繼續(xù)通CO2，發(fā)生題給反應(yīng)：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，當(dāng)n(CO2)0.015 mol，此時(shí)為Na2CO3溶液，有COHCO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，繼續(xù)通CO2發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，當(dāng)n(CO2)0.03 mol，此時(shí)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(biāo)全國(guó)，12)改變0.1 molL1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA、A2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(X)隨pH的變化如圖所示已知(X)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.pH1.2時(shí)，c(H2A)c(HA)B.lgK2(H2A)4.2C.pH2.7時(shí)，c(HA)c(H2A)c(A2)D.pH4.2時(shí)，c(HA)c(A2)c(H)解析A項(xiàng)，根據(jù)圖像，pH1.2時(shí)，H2A和HA物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)圖像相交，則有c(H2A)c(HA)，正確；B項(xiàng)，根據(jù)pH4.2點(diǎn)，K2(H2A)c(H)c(A2)/c(HA)c(H)104.2 molL1，lgK2(H2A)4.2，正確；C項(xiàng)，根據(jù)圖像，pH2.7時(shí)，H2A和A2物質(zhì)的量分?jǐn)?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(xiàng)，根據(jù)pH4.2時(shí)，c(HA)c(A2)，且物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為0.48，而c(H)104.2 molL1，可知c(HA)c(A2)c(H)，錯(cuò)誤。答案D