2021届高考化学大一轮核心突破：溶液中粒子浓度关系【核心透析、核心训练】

1 水溶液中的离子平衡 ——溶液中粒子浓度关系 【核心训练】 1．25 ℃时，在 10 mL 浓度均为 0.1 mol·L－1 NaOH 和 NH3·H2O 混合溶液中，滴加 0.1mol·L－1 的盐酸。下列有关溶液中粒子浓度关 系正确的是(　　) A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)＝c(NH3·H2O) B．加入 10 mL 盐酸时：c(NH＋4 )＋c(H＋)＝c(OH－) C．加入盐酸至溶液 pH＝7 时：c(Cl－)＝c(Na＋) D．加入 20 mL 盐酸时：c(Cl－)＝c(NH＋4 )＋c(Na＋) 解析：选 B　未加盐酸时，NaOH 和 NH3·H2O 混合溶液中，NaOH 完全电离，NH3·H2O 部分电离，则离子浓度关系为 c(OH－)＞c(Na＋)＞ c(NH3·H2O)，A 错误。加入 10mL 盐酸时，盐酸与 NaOH 恰好完全反应 生成 NaCl，此时为 NaCl 和 NH3·H2O 混合溶液，根据电荷守恒可得 c(NH＋4 )＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，由于 NaCl 不发生水解， 则有 c(Cl－)＝c(Na＋)，从而可得 c(NH＋4 )＋c(H＋)＝c(OH－)，B 正确。 加入盐酸至溶液 pH＝7 时，溶液呈中性，则有 c(H＋)＝c(OH－)；根据 电荷守恒可得 c(NH＋4 )＋c(Na＋)＝c(Cl－)，C 错误。加入 20mL 盐酸时， 恰好完全反应生成 NaCl 和 NH4Cl，由于 NH ＋4 发生水解而使溶液呈酸性， 则有 c(H＋)＞c(OH－)；根据电荷守恒可得 c(NH＋4 )＋c(H＋)＋c(Na＋) ＝c(OH－)＋c(Cl－)，从而可得 c(Cl－)＞c(NH＋4 )＋c(Na＋)，D 错误。 2．常温下，浓度均为 0.1 mol·L－1 的下列溶液中，粒子的物质 的量浓度关系正确的是(　　)2 A．氨水中，c(NH＋4 )＝c(OH－)＝0.1 mol·L－1 B．NH4Cl 溶液中，c(NH＋4 )＞c(Cl－) C．Na2SO4 溶液中，c(Na＋)＞c(SO2－4 )＞c(OH－)＝c(H＋) D．Na2SO3 溶液中，c(Na＋)＝2c(SO2－3 )＋c(HSO－3 )＋c(H2SO3) 解析：选 C　氨水为弱碱溶液，NH3·H2O 只能部分电离出 OH－， 结合电荷守恒 c(NH＋4 )＋c(H＋)＝c(OH－)可得：c(NH＋4 )＜c(OH－)＜0.1 mol·L－1，A 错误；NH4Cl 溶液中，NH ＋4 部分水解，Cl－浓度不变，则 溶液中 c(NH＋4 )＜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(SO2－4 )，溶液中离子浓度大小为 c(Na＋)＞c(SO2－4 )＞c(OH－)＝c(H＋)，C 正确；根据 Na2SO3 溶液中的物 料守恒可得：c(Na＋)＝2c(SO2－3 )＋2c(HSO－3 )＋2c(H2SO3)，D 错误。 3．室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是(　　) A．Na2S 溶液：c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S) B．Na2C2O4 溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4 )＋2c(H2C2O4) C．Na2CO3 溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3 )＋c(OH－) D．CH3COONa 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－4 )＋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－3 )＋2c(CO2－3 )，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。3 4．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 pHc(HX－)>c(X2－)>c(OH－)＝c(H ＋) 解析：选 D　H2X 的电离方程式为 H2X H＋＋HX－，HX H＋＋ X2－。当cHX－ cH2X ＝cX2－ cHX－＝1 时，即横坐标为 0 时，Ka1＝c(H＋)， Ka2＝c′(H＋)，因为 Ka1>Ka2，故 c(H＋)>c′(H＋)，即 pHc(HSO－3 ) B ． 已 知 NaHSO3 溶 液 pHc(HSO－3 )>c(H2SO3)>c(SO2－3 ) C．当吸收液呈酸性时：c(Na＋)＝c(SO2－3 )＋c(HSO－3 )＋c(H2SO3) D．当吸收液呈中性时：c(Na＋)＝2c(SO2－3 )＋c(HSO－3 ) 解析：选 D　Na 2SO3 溶液呈碱性，溶液中粒子浓度关系为 c(Na ＋ )>c(SO2－3 )>c(OH － )>c(HSO－3 )>c(H2SO3) ， A 项 错 误 ； NaHSO3 溶 液 pHc(HSO－3 )>c(H＋)>c(SO2－3 )>c(OH－)>c(H2SO3)，B 项 错误；当吸收液呈酸性时可以是 NaHSO3 溶液，溶液中存在物料守恒： c(Na＋)＝c(H2SO3)＋c(SO2－3 )＋c(HSO－3 )，也可以是 NaHSO3 和亚硫酸钠 的混合溶液，则选项中的物料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(SO2－3 )＋c(HSO－3 )，故 c(Na＋)＝2c(SO2－3 )＋c(HSO－3 )， D 项正确。 10．向 20 mL 0.5 mol·L－1 的醋酸溶液中逐滴加8 入等物质的量浓度的烧碱溶液，测定混合溶液的温度变化如图所示。 下列关于混合溶液的相关说法中错误的是(　　) A．醋酸的电离常数：B 点＞A 点 B．由水电离出的 c(OH－)：B 点＞C 点 C．从 A 点到 B 点，混合溶液中可能存在： c(CH3COO－)＝c(Na＋) D．从 B 点到 C 点，混合溶液中一直存在： c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋) 解析：选 D　醋酸是弱电解质，在水溶液里存在电离平衡，且其 电离过程吸热，温度越高，醋酸的电离程度越大，其电离常数越大， 故 A 正确；B 点酸碱恰好反应生成醋酸钠，C 点 NaOH 过量，NaOH 抑制 水的电离，醋酸钠促进水的电离，所以由水电离出的 c(OH－)：B 点＞ C 点，故 B 正确；如果 c(CH3COO－)＝c(Na＋)，根据电荷守恒知，溶液 中 c(OH－)＝c(H＋)，B 点为醋酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，A 点为等物质的量的醋酸和醋酸钠混合溶液，呈酸性，所以从 A 点到 B 点，混合溶液中可能存在：c(CH3COO－)＝c(Na＋)，故 C 正确；在 C 点 时为醋酸钠、NaOH 等物质的量的混合溶液，因为 CH3COO－发生水解反 应，则混合溶液中 c(CH3COO－)＜c(OH－)，故 D 错误。 11．(2019·青岛模拟)室温下，0.1 mol·L－ 1 的某二元酸 H2A 溶液中，可能存在的含 A 粒子 (H2A、HA－、A2－)的物质的量分数随 pH 变化的关 系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．H2A 的电离方程式：H2A H＋＋HA－9 B．pH＝5 时，在 NaHA 和 Na2A 的混合溶液中： c(HA－)∶c(A2－)＝1∶100 C．等物质的量浓度的 NaHA 和 Na2A 溶液等体积混合，离子浓度大 小关系为 c(Na＋)＞c(HA－)＞c(A2－) D．Na2A 溶液必存在 c(OH－)＝c(H＋)＋c(HA－)＋2c(H2A)，各粒子 浓度均大于 0 解析：选 B　由图知，在 pH＝0～6 范围内，不存在 H2A 分子，说 明 H2A 的第一步电离是完全的，H2A 的电离方程式为 H2A===H＋＋HA－， HA－ H＋＋A2－，A 项错误；由 pH＝3 时的数据可求得 HA－的电离常 数 Ka＝cH＋·cA2－ cHA－ ＝1×10－3，温度不变，电离常数不变， 故 pH ＝ 5 时 电 离 常 数 Ka ＝ cH＋·cA2－ cHA－ ＝ 1 × 10－5 × cA2－ cHA－ ＝1×10－3，解得cA2－ cHA－＝100，故 B 项正 确；在等物质的量浓度的 NaHA 和 Na2A 混合溶液中，pHc(OH－)>c(H ＋)，B 正确。pH＝7 时，三种溶液中均存在 c(OH－)＝c(H＋)，且存在 电荷守恒关系：c(X＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)(X＋＝A＋、B＋或 D ＋)，则有 c(X＋)＝c(Cl－)，由于三种碱的碱性不同，则 pH＝7 时加入 盐酸的体积不同，c(Cl－)不同，故 pH＝7 时，三种溶液中 c(A＋)≠c(B ＋)≠c(D＋)，C 错误。当盐酸体积为 50mL 时，三种碱溶液均恰好与盐 酸反应生成相应的盐，将三种溶液混合，据质子守恒可得 c(H＋)＝ c(AOH)＋c(BOH)＋c(DOH)＋c(OH－)，D 正确。 16．常温下，含碳微粒(H2C2O4、HC2O－4 、C2O2－4 )存在于 0.1mol·L －1 草酸溶液与等浓度 NaOH 溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分 数 w(某微粒物质的量浓度与三种微粒物质的量浓度和比值)与溶液 pH 的关系如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．向 pH＝1.2 的溶液中加 NaOH 溶液将 pH 增大至 4.2 的过程中 水的电离度一直增大13 B．pH＝4.2 时，溶液中 c(Na＋)＞c(HC2O－4 )＋c(C2O2－4 ) C．若草酸的第二级电离常数为 K2，则 lg K2＝－4.2 D．将 0.1 mol·L－1 相同物质的量浓度 NaHC2O4 和 Na2C2O4 的两份 溶液等体积混合，可配得图 a 点所示混合液 解析：选 D　pH＝1.2 的溶液中加 NaOH 溶液将 pH 增大至 4.2，草 酸逐渐减少，草酸钠增多，溶液中由酸电离的氢离子浓度减小，则对 水的电离抑制的程度减小，水的电离度一直增大，故 A 正确；pH＝4.2 时，c(HC2O－4 )＝c(C2O2－4 )，根据电荷守恒 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HC2O－4 )＋ 2c(C2O2－4 )＋c(OH－)，c(H＋)和 c(OH－)忽略，所以 c(Na＋)＞c(HC2O－4 ) ＋c(C2O2－4 )，故 B 正确；pH＝4.2 时， c(HC2O－4 )＝ c(C2O2－4 )， Ka2＝ cC2O2－4 ·cH＋ cHC2O－4  ＝c(H＋)＝10 － 4.2，则 lg K2＝lg 10 － 4.2＝－ 4.2，故 C 正确；HC2O －4 的电离常数是 10－4.2，C2O 2－4 的水解常数是 Kh＝ KW Ka2＝ 10－14 10－4.2＝10－9.8c(H＋) C．0.1 mol·L－1NaHCO3 溶液与 0.1 mol·L－1NaOH 溶液等体积混 合，所得溶液中：c(Na＋)>c(CO2－3 )>c(HCO－3 )>c(OH－)15 D．常温下，pH＝7 的 NH4Cl 与氨水的混合溶液中： c(Cl－)>c(NH＋4 )>c(H＋)＝c(OH－) 解析：选 B　溶液物质的量浓度相同时，三种溶液中的 c(H＋)：③ >②>①， c(NH＋4 )：③>②>①，故 c(H ＋ )相同时，三种溶液中的 c(NH＋4 )：③c(CH3COOH)>c(H＋)， B 项正确；混合后得到 Na2CO3 溶液，由于 CO 2－3 两步水解都生成 OH－， CO 2－3 只 有 第 一 步 水 解 生 成 HCO－3 ， 故 c(Na ＋ )>c(CO2－3 )>c(OH －)>c(HCO－3 )，C 项错误；该混合溶液中，根据电荷守恒有：c(NH＋4 )＋ c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，溶液呈中性，则 c(H＋)＝c(OH－)，故 c(Cl －)＝c(NH＋4 )，D 项错误。 19．常温下，向 25 mL 0.1 mol·L－1NaOH 溶液中逐滴滴加 0.2 mol·L－1 的 HN3(叠氮酸)溶液，pH 的变化曲线如图所示(溶液混合时 体积的变化忽略不计，叠氮酸的 K＝10－4.7)。 下列说法正确的是(　　) A．水电离出的 c(H＋)：A 点小于 B 点 B．在 B 点，离子浓度大小为 c(OH－)＞c(H＋)＞c(Na＋)＞c(N－3 ) C．在 C 点，滴加的 V(HN3 溶液)＝12.5 mL D．在 D 点，c(Na＋)＝2c(HN3)＋2c(N－3 ) 解析：选 A　由图可知，A 点 pH＝13，B 点 pH＝8，A 点比 B 点的16 碱性强，A 点 NaOH 溶液对水的电离抑制程度大于 B 点，故 A 点水电离 出的 c(H＋)小于 B 点，A 正确；B 点溶液呈碱性，显然 c(OH－)＞c(H ＋)，但溶液中 c(Na＋)＞c(OH－)，B 错误；当 V(HN3 溶液)＝12.5 mL 时， NaOH 与 HN3 恰好完全反应，由于 N －3 发生水解反应而使溶液显碱性， 而 C 点溶液的 pH＝7，溶液呈中性，说明 V(HN3 溶液)＞12.5 mL，C 错 误；D 点溶液是等浓度 NaN3 和 HN3 的混合液，根据物料守恒可得 2c(Na ＋)＝c(N－3 )＋c(HN3)，D 错误。 20．室温下，用 0.100 mol·L －1 NaOH 溶液分 别滴定 20.00 mL 0.100 mol·L－1 的盐酸和醋酸， 滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线 B．pH＝7 时，滴定醋酸消耗的 V(NaOH)小于 20.00 mL C．V(NaOH)＝20.00 mL 时，两份溶液中:c(Cl－)＝c(CH3COO－) D．V(NaOH)＝10.00 mL 时，醋酸溶液中:c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞ c(H＋)＞c(OH－) 解析：选 B　A 项，滴定开始时 0.100 mol·L－1 盐酸 pH＝1,0.100 mol·L－1 醋酸 pH＞1，所以滴定盐酸的曲线是Ⅱ，滴定醋酸的曲线是 Ⅰ，错误；B 项，醋酸钠水解呈碱性，氯化钠不水解，pH＝7 时，醋 酸所用 NaOH 溶液的体积小，正确；C 项，V(NaOH)＝20.00 mL 时，二 者反应生成氯化钠和醋酸钠，醋酸根发生水解，c(CH3COO－)c(H2PO－4 )>c(HPO2－4 )>c(PO3－4 )。 ②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(CO2－3 )>c(OH－)>c(HCO－3 )。23 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 mol·L－1 NH4Cl 溶液和 0.1 mol·L－1 的氨水混合溶液中，各离子浓度大小的顺序为 c(NH＋4 )>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：①NH4Cl；②CH3COONH4；③ NH4HSO4，c(NH＋4 )由大到小的顺序为③＞①＞②。 2．比较溶液中粒子浓度关系的解题流程