2022届高考化学一轮复习微专题16溶液中离子浓度大小判断学案

考试 - 1 - / 14 溶液中离子浓度大小判断 【知识基础】 判断溶液中离子浓度大小关系，必须掌握溶液中的各种电离过程、反应过程、平衡过程， 透彻理解三个基本平衡常数，准确把握三个守恒关系。 一、三个基本平衡常数 电离常数（Ka、Kb） 水的离子积常数（Kw） 盐类的水解常数（Kh） 概 念 在一定条件下达到电 离平衡时，弱电解质 电离形成的各种离子 的浓度的乘积与溶液 中未电离的分子的浓 度之比是一个常数， 这个常数称为电离常 数 一定温度下，水或稀 的水溶液中 c（OH－） 与 c（H＋）的乘积 在一定温度下，当盐 类水解反应达到化学 平衡时，生成物浓度 幂之积与反应物浓度 幂之积的比值是一个 常数，这个常数就是 该反应的盐类水解平 衡常数 表 达 式 （1）对于一元弱酸 HA： HA⇌H＋＋A－，电离 Kw＝c（OH－）·c（H＋） 以 N H ＋H2O⇌ NH3·H2O＋H＋为例 Kh＝ · c （ NH3 · H2O ） NH 考试 - 2 - / 14 常数 Ka＝ · cA − ܪ （2）对于一元弱碱 BOH： BOH⇌B＋＋OH－，电 离常数 Kb＝ · cOH − 影响 因素 只与温度有关，升高 温度，K 值增大 只与温度有关，升高 温度，Kw 增大 盐的水解程度随温度 的升高而增大，Kh 随 温度的升高而增大 二、三个守恒关系 1.电荷守恒 电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一 定等于阳离子所带正电荷总数，如 NaHCO3 溶液中存在着 Na＋、H＋、HC O3 、C O3 2 、OH－， 存在如下关系：c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HC O3 ）＋c（OH－）＋2c（C O3 2 ）。 2.物料守恒 电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但元素总是守恒的，如 K2S 溶液中 S2－、HS－都能水解，故 S 元素以 S2－、HS－、H2S 三种形式存在，它们之间有如下守 恒关系：c（K＋）＝2c（S2－）＋2c（HS－）＋2c（H2S）。 考试 - 3 - / 14 3.质子守恒 如 Na2S 水溶液中的质子转移图示如下： 由图可得 Na2S 水溶液中质子守恒式可表示如下：c（H3O＋）＋2c（H2S）＋c（HS－） ＝c（OH－）或 c（H＋）＋2c（H2S）＋c（HS－）＝c（OH－）。质子守恒的关系式也可以由 电荷守恒式与物料守恒式推导得到。 4.溶液中离子浓度大小实例分析 溶液类型 典型实例 离子浓度大小规律 多元弱 酸溶液 0.1 mol·L－1 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 mol·L－1 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 0.1 mol·L－1 的 Na2CO3 溶液 不水解离子＞水解离子＞显 考试 - 4 - / 14 的正盐溶 液 中：c（Na＋）＞c（C O3 2 ） ＞c（OH－）＞c（HC O3 ）＞ c（H＋） 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 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液 中：c（Na＋）＞c（HC O3 ） ＞c（OH－）＞c（H＋）＞c （C O3 2 ） 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 【素养专练】 一、常规判断 1.下列各溶液中，粒子的物质的量浓度关系表述正确的是（ ） A．（NH4）2SO4 溶液中：c（S O 2 ）>c（N H ）>c（H＋）>c（OH－） B．NaHCO3 溶液中：c（Na＋）＝c（HC O3 ）＋c（H2CO3）＋2c（C O3 2 ） C．氨水中，c（OH－）＝c（N H ） D．NH4Cl 溶液中：c（Cl－）＝c（N H ）＋c（NH3·H2O） 2.有 4 种混合溶液，分别由下列等体积的 0.1 mol·L－1 的两种溶液混合而成：① CH3COONa 与 HCl；②CH3COONa 与 NaOH；③CH3COONa 与 NaCl；④CH3COONa 与 NaHCO3。下列各项排序中正确的是（ ） A．pH：②>③>④>① 考试 - 5 - / 14 B．c（CH3COOH）：①>④>③>② C．c（CH3COO－）：②>④>③>① D．溶液中 c（H＋）：①>③>②>④ 3.常温下，下列说法不正确的是（ ） A．0.2 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液中：c（Na＋）＞c（HC O3 ）＞c（OH－）＞c（H＋） B．0.02 mol·L－1 的 NaOH 溶液与 0.04 mol·L－1 的 NaHC2O4 溶液等体积混合：2c（OH －）＋c（C2 O 2 ）＝c（HC2 O ）＋2c（H＋） C．叠氮酸（HN3）与醋酸酸性相近，0.1 mol·L－1NaN3 水溶液中离子浓度大小顺序为 c（Na＋）＞c（N 3 ）＞c（OH－）＞c（H＋） D．向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的 pH＝7，则混合液中 c（N H ）＝c（Cl－） 4.室温下，取 20 mL 0.1 mol·L－1 某二元酸 H2A，滴加 0.2 mol·L－1NaOH 溶液。 已知：H2A===H＋＋HA－，HA－⇌H＋＋A2－。下列说法不正确的是（ ） A．0.1 mol·L－1H2A 溶液中有 c（H＋）－c（OH－）－c（A2－）＝0.1 mol·L－1 B．当滴加至中性时，溶液中 c（Na＋）＝c（HA－）＋2c（A2－），用去 NaOH 溶液的 体积小于 10mL C．当用去 NaOH 溶液体积 10 mL 时，溶液的 pHc（H＋）>c（Na＋）>c（ 3 ） C．在 C 点，滴加的 V（HN3）＝12.5 mL 考试 - 7 - / 14 D．在 D 点，c（Na＋）＝2c（HN3）＋2c（ 3 ） 7.常温下，用 0.100 0 mol·L－1NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol·L－1CH3COOH 溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是（ ） A．点①所示溶液中： c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（CH3COOH）＋c（H＋） B．点②所示溶液中： c（Na＋）＝c（CH3COOH）＋c（CH3COO－） C．点③所示溶液中： c（Na＋）＞c（OH－）＞c（CH3COO－）＞c（H＋） D．滴定过程中可能出现： c（CH3COOH）＞c（CH3COO－）＞c（H＋）＞c（Na＋）＞c（OH－） 8.已知 H2A 为二元弱酸。室温时，配制一组 c（H2A）＋c（HA－）＋c（A2－）＝0.10 mol·L－1 的 H2A 和 NaOH 混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随 pH 的变化曲线如下 图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是（ ） 考试 - 8 - / 14 A．pH＝7 的溶液中：c（Na＋）＞2c（A2－） B．E 点溶液中：c（Na＋）－c（HA－）＜0.10 mol·L－1 C．c（Na＋）＝0.10 mol·L－1 的溶液中：c（H＋）＋c（H2A）＝c（OH－）＋c（A2－） D．pH＝2 的溶液中 c（H2A）＋c（A2－）＞c（HA－） 9.已知：H2A 为二元弱酸，25 ℃时，在 0.1 mol·L－150 mL 的 H2A 溶液中，H2A、HA －、A2－的物质的量浓度随溶液 pH 变化的关系如图所示（注：溶液的 pH 用 NaOH 固体调节， 体积变化忽略不计）。 下列说法不正确的是（ ） A．在 pH＝3 时，c（HA－）＞c（A2－）＞c（H2A） B．pH 在 0～7 中，c（HA－）＋c（A2－）＋c（H2A）＝0.1 mol·L－1 考试 - 9 - / 14 C.在 pH 3→6 的过程中，主要发生反应 HA－＋OH－===A2－＋H2O D．在 pH＝4.3 时，c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋2c（HA－） 10.25 ℃时，改变 0.1 mol·L－1RCOOH 溶液的 pH，溶液中 RCOOH、RCOO－的微粒 分布分数 a（X）＝c（X）/[c（RCOOH）＋c（RCOO－）]；甲酸（HCOOH）与丙酸（CH3CH2COOH） 中酸分子的分布分数与 pH 的关系如图所示。 下列说法正确的是（ ） A．丙酸的酸性比甲酸强 B．CH3CH2COOH⇌CH3CH2COO－＋H＋的 lg K＝－4.88 C．若 0.1 mol·L－1 甲酸溶液的 pH ＝2.33，则 0.01 mol·L－1 甲酸溶液的 pH＝3.33 D．将 0.1 mol·L－1 的 HCOOH 溶液与 0.1 mol·L－1 的 HCOONa 溶液等体积混合，所 得溶液中：c（Na＋）>c（HCOOH）＞c（HCOO－）>c（OH－）>c（H＋） 方法总结 分布曲线图像的解读方法 考试 - 10 - / 14 分布曲线是指以 pH 为横坐标、分布系数（即组分的平衡浓度占总浓度的分数）为纵坐 标的关系曲线。 一元弱酸（以 CH3COOH 为 例） 二元弱酸（以草酸 H2C2O4 为例） 注：pKa 为电离常数的负对数 δ0 为 CH3COOH 分布系数，δ1 为 CH3COO－ 分布系数 δ0 为 H2C2O4 分布系数、δ1 为 HC2O － 4 分布 系数、δ2 为 C2O 2－ 4 分布系数 随着 pH 增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根据分布系数 可以书写一定 pH 时所发生反应的离子方程式 同一 pH 条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定 pH 的微粒分布系数和酸的分析浓度， 就可以计算各成分在该 pH 时的平衡浓度 温馨提示：请完成课时作业 26 微专题·大素养⑯ 【素养专练】 考试 - 11 - / 14 1 ． 解 析 ： A 项 ， 根 据 (NH4)2SO4 的 组 成 和 水 解 是 微 弱 的 ， 溶 液 中应 有 c(N H )>c(S O 2 )>c(H＋)>c(OH－)；B 项，根据物料守恒可知：c(Na＋)＝c(HC O3 )＋c(H2CO3) ＋c(C O3 2 )；C 项，氨水中的电荷守恒式为 c(OH－)＝c(N H )＋c(H＋)，故 c(OH－)>c(N H )； D 项中等式为物料守恒式，正确。 答案：D 2．解析：④中还存在能水解的 HC O3 ，故④的碱性强于③，A 错误；由于④中两种阴 离子水解相互抑制，故水解生成的醋酸分子比③中的少，B 错误；④中 CH3COO－浓度比③中 的大，②中 CH3COO－的水解受到 NaOH 的强烈抑制，使得溶液中 CH3COO－的浓度最大， ①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；②的溶液碱性最强，即②中 c(H＋)最小，D 错误。 答案：C 3．解析：NaHCO3 溶液呈碱性，溶液中离子浓度关系为 c(Na＋)＞c(HC O3 )＞c(OH－) ＞c(H＋)，A 项正确；混合后得到等物质的量浓度的 Na2C2O4、NaHC2O4 的混合溶液，根据 电荷守恒得：c(OH－)＋2c(C2 O 2 )＋c(HC2 O )＝c(Na＋)＋c(H＋)，根据物料守恒得：2c(Na＋) ＝3[c(C2 O 2 )＋c(HC2 O )＋c(H2C2O4)]，消去 c(Na＋)，得：2c(OH－)＋c(C2 O 2 )＝c(HC2 O ) ＋3c(H2C2O4)＋2c(H＋)，B 项错误；NaN3 为强碱弱酸盐， 3 水解使溶液呈碱性，c(Na＋)＞ c( 3 )＞c(OH－)＞c(H＋)，C 项正确；根据电荷守恒得：c(N H )＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)， pH＝7，则 c(OH－)＝c(H＋)，故 c(N H )＝c(Cl－)，D 项正确。 答案：B 4．解析：对于 0.1 mol·L－1H2A 溶液而言，根据电荷守恒可知 c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA －)＋ 2c(A2－)，根据物料守恒可知 c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1，又 H2A 第一步 完全电离，故 c(H2A)＝0，将 c(HA－)＋c(A2－)＝0.1 mol·L－1 代入 c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－) ＋2c(A2－)可得 c(H＋)＝c(OH－)＋c(A2－)＋0.1 mol·L－1，故 c(H＋)－c(OH－)－c(A2－)＝0.1 考试 - 12 - / 14 mol·L－1，A 项正确；当溶液呈中性时 c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒可得 c(Na＋)＝c(HA－)＋ 2c(A2－)，若用去的 NaOH 溶液体积为 10 mL，此时溶液的溶质为 NaHA，由于 HA－只电离， 不水解，故此时溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则 NaOH 溶液的体积必须大于 10 mL，B 项 错误；当用去 NaOH 溶液体积 10 mL 时，溶液中的溶质为 NaHA，HA－只电离，不水解， 此时溶液呈酸性，pHc( 3 )>c(OH－)>c(H＋)，B 项错误；NaN3 属于强碱弱酸盐，NaN3 溶 液因 3 发生水解而呈碱性，C 点溶液呈中性，说明此时 HN3 过量，V(HN3)>12.5 mL，C 项 错误；D 点溶液中，c(NaN3)＝c(HN3)，根据物料守恒，2c(Na＋)＝c(HN3)＋c( 3 )，D 项错 误。 答案：A 考试 - 13 - / 14 7．解析：点①溶液中的溶质为 0.001 mol CH3COOH 和 0.001 mol CH3COONa，据 物料守恒：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝ c(CH3COO－)＋c(OH－)，整理后得 c(CH3COOH)＋2c(H＋)＝c(CH3COO－)＋2c(OH－)；点② 溶液的 pH＝7，据电荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，又 c(H＋)＝c(OH －)，则 c(Na＋)＝c(CH3COO－)；点③溶液中的溶质为 0.002 mol CH3COONa，离子浓度大 小关系为 c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)。 答案：D 8．解析：根据电荷守恒，pH＝7 的溶液中，c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)，故 A 正确； 根据电荷守恒 c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝2c(A2－)＋c(HA－)＋ c(OH－)－c(H＋)，E 点溶液中 c(A2－)＝c(HA－)，c(OH－)＜c(H＋)，所以 c(Na＋)－c(HA－)＝c(HA －)＋c(A2－)＋c(OH－)－c(H＋)＜0.10 mol·L－1，故 B 正确；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋) ＝2c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)，c(Na＋)＝0.10 mol·L－1，即 c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝c(Na ＋)，所以 c(H＋)＋c(H2A)＝c(OH－)＋c(A2－)，故 C 正确；根据图像 pH＝2 的溶液中，c(H2A) ＋c(A2－)＜c(HA－)，故 D 错误。 答案：D 9．解析：H2A 属于二元弱酸，加入 NaOH 固体调节 pH，反应的先后顺序是 H2A＋ NaOH===NaHA＋H2O，NaHA＋NaOH===Na2A＋H2O，①代表的 H2A，②代表的是 HA －，③代表的是 A2－。A 项，根据图像，pH＝3 时，浓度大小顺序是 c(HA－)＞c(A2－)＞c(H2A)， 正确；B 项，根据物料守恒，有 c(HA－)＋c(A2－)＋c(H2A)＝0.1 mol·L－1，正确；C 项，pH 在 3→6 的过程中，HA－浓度降低，A2－浓度升高，即发生反应 HA－＋OH－===A2－＋H2O， 正确；D 项，根据电荷守恒，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)，错误。 答案：D 10．解析：A.根据图像中酸分子的分布分数大小进行判断，酸分子的分布分数越大，酸 考试 - 14 - / 14 性越弱；B.根据图像中给定的信息 pH＝4.88 时，c(CH3CH2COOH)＝c(CH3CH2COO－)，并 结合电离方程式进行解析；C.弱酸溶液加水稀释，促进弱酸的电离；D.根据图示信息，甲酸的 电离平衡常数 10－3. 75，电离程度大于 HCOO－水解程度，所以 HCOOH 与 HCOONa(1:1)的 混合液显酸性。据此解答问题。由图某某息可知，相同 pH 时，丙酸的酸分子的分布分数大， 说明电离程度小，故其酸性比甲酸弱，A 错误；pH＝4.88 时，丙酸的酸分子的分布分数为 50%， 即 c(CH3CH2COOH)＝c(CH3CH2COO－)， 针对 CH3CH2COOH⇌CH3CH2COO－＋H＋电 离过程可知，lg K＝lg c(H＋)＝－4.88，B 正确；稀释弱酸，电离程度增大，故 0.1 mol·L－1 甲酸溶液的 pH＝2.33，则 0.01 mol·L－1 甲酸溶液的 pH