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溶液中粒子浓度大小的比较

2014-5-11 0:32:35下载本试卷

溶液中粒子浓度大小的比较

考试大纲要求

1．理解电解质的电离平衡概念以及电离度的概念。

2．理解水的电离、盐类水解的原理。了解盐溶液的酸碱性。

知识规律总结

一、电解质的电离

电解质溶解于水或受热熔化时，离解成能自由移动的离子的过程叫做电离。

强电解质如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全电离的，在溶液中不存在电解质分子。弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的。25℃0.1mol/L的如CH3COOH溶液中，CH3COOH的电离度只有1.32%，溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子，少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-离子。多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离：

H2CO3H++HCO3-；HCO3-H++CO32-。

二、水的电离

水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH-，H2OH++OH-。在25℃（常温）时，纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L。

在一定温度下，c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数：水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)，在25℃时，KW=1×10-14。

在纯水中加入酸或碱，抑制了水的电离，使水的电离度变小，水电离出的c(H+)水和c(OH-)水均小于10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐，促进了水的电离，使水的电离度变大，水电离出的c(H+) 或c(OH-)均大于10-7mol/L。

　　

三、盐类水解

　　在溶解中盐的离子跟水所电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。

　　强酸弱碱盐如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性；强碱弱酸盐如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解，如CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-。

　　四、电解质溶液中的守恒关系

　　电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中：n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出：c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

　　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它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+)∶n(C)=1∶1，推出：c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)

　　质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。

思维技巧点拨

　　电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷年年涉及这种题型。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握及对这些知识的综合运用能力。

　　其次要掌握解此类题的三个思维基点：电离、水解和守恒（电荷守恒、物料守恒及质子守恒）。对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结，形成技能。

　

第三，要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。

　　【例1】  在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是（　　）

　　A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)　　　　  B.c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)

　　C.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)　　　　  D.c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)

　　【解析】　NH4Cl是可溶性的盐，属于强电解质，在溶液中完全电离NH4ClNH4++Cl-。因为NH4Cl是强酸弱碱所生成的盐，在水中要发生水解；NH4++H2ONH3·H2O+H+,所以c(NH4+)比c(H+)及c(OH-)大得多；溶液因水解而呈酸性，所以c(H+)>c(OH-)。综合起来，不难得出：c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。答案为A。

　　【例2】　在0.1 mol/L的NH3·H2O溶液中，下列关系正确的是（　　）

　　A.c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)

　　B.c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)

　　C.c(NH3·H2O)>c(NH4+)=c(OH-)>c(H+)

　　D.c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)

　　【解析】　NH3·H2O是一元弱酸，属于弱电解质，在水溶液中少部分发生电离（NH3·H2ONH4++OH-），所以c(NH3·H2O)必大于c(NH4+)及c(OH-)。因为c(OH-)=c(NH4+)+C(H+)，所以c(OH-)>c(NH4+)。综合起来，c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)c(H+)。答案为A。

　　【例3】　用1L 10mol/L NaOH溶液吸收0.8mol CO2，所得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量浓度之比是

　　A.1∶3　　　　  B.2∶1　　　　  C.2∶3　　　　  D.3∶2

　　【解析】　设反应生成的Na2CO3的物质的量为x，生成的NaHCO3的物质的量为y。

2x+y=10mol/L×1L(Na+守恒)

x+y=0.8mol(C守恒)

求出：x=0.2mol, y=0.6mol。

则c(CO32-)∶c(HCO3-)=1∶3，选A。

【例4】　把0.02mol/L HAc溶液和0.01mol/L NaOH溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系正确的是（　　）

A.c(Ac-)>c(Na+)　　　　　　　　 B.c(HAc)>c(Ac-)

C.2c(H+)=c(Ac-)-c(HAc)　　　　  D.c(HAc)+c(Ac-)=0.01mol/L

【解析】　此题实质上是0.05mol/L的HAc溶液和0.05mol/L的NaAc溶液的混合溶液。由电荷守恒关系可得：

　　c(H+)+c(Na+)=c(Ac-)+c(OH-)　(1)

　　由物料守恒关系可得：

　　c(HAc)+c(Ac-)=c(Na+)×2=0.01mol/L　(2)

由（2）可知D正确。

　　将（1）×2+（2）可得：

　　2c(H+)=c(Ac-)+2c(OH-)-c(HAc)　(3)

　　C选项错误。

　　

【例5】　用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中c(CH3COO-)>c(Na+)，对该混合溶液的下列判断正确的是

　　A.c(H+)>c(OH-)　　　　　　　　  B.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol//L

　　C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)　　　 D.c(CH3COO-)+c(OH‑)=0.2mol/L

　　【解析】　CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在。已知c(CH3COO-)>c(Na+)，根据电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+C(H+)，可得出c(OH-)<c(H+)。说明混合溶液呈酸性，进一步推测出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol//l的CH3COONa溶液中，电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离，即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势。根据物质守恒，可推出B是正确的。

本周强化练习：

一、选择题

　　1．实验室中配制一种混合溶液，要使溶液中c(K+)=c(Cl-)==c(SO42-)，可选用的溶质可能是（　　）

  　A.KCl、Na2SO4　　　　　　　　　　  B.NaCl、K2SO4

C.NaCl、Na2SO4、K2SO4　　　　　　  D.KCl、Na2SO4、K2SO4

2．某二元酸H2A在水中发生电离：H2AH++HA-，HA-H++A2-。下列叙述中不正确的是（　　）

A.在NaHA溶液中c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)

B.在Na2A溶液中c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)

C.在NaHA溶液中c(Na+)>c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)>c(OH-)

D.在H2A溶液中c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)

3．某酸的酸式盐NaHY在水溶液中，HY-的电离度小于HY-的水解程度。有关叙述中正确的是（　　）

A.H2Y在电离时为：H2Y+H2OHY-+H3O+

B.在该盐的溶液中，离子浓度为：c(Na+)>c(Y2-)>c(HY-)>c(OH-)>c(H+)

C.在该盐的溶液中，离子浓度为：c(Na+)>c(HY-)>c(Y2-)>c(OH-)>c(H+)

D.HY-水解方程式为：HY-+H2OY2-+H3O+

4．用物质的量都是0.1mol的CH3COOH与CH3COONa配制成1L溶液，已知其中c(CH3COO-)>c(Na+)，有关该混合液的下列判断正确的是（　　）

A.c(H+)>c(OH-)　　　　　　　　　　　  B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)

C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.2mol/L 　 D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1mol/L

5．等物质的量浓度的下列溶液中，c(NH4+)最大的是（　　）

A.NH4HSO4　　　　B.NH4HCO3　　　　 C.NH4Cl　　　　 D.NH4NO3

6．把0.2mol/L的NaAlO2溶液和0.4mol/L的盐酸等体积混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序排列正确的是（　　）

A.c(Cl-)>c(Al3+)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)　　　B.c(Cl-)>c(Na+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)

C.c(Na+)>c(Cl-)>c(Al3+)>c(OH-)>c(H+)　　　D.c(Cl-)>c(Al3+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

　　

　　7．在NaHS溶液中，存在多种分子和离子，下列关系中不正确的是（　　）

　　A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)　　　B.c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)

　　C.c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)　　 　　　　D.c(OH-)-c(HS-)=c(H+)+c(H2S)

　　8．一元酸HA溶液中，加入一定量强碱MOH溶液后，恰好完全反应，反应后的溶液中，下列判断正确的是（　　）

　　A.c(A-)≥c(M+)　　　　　　　　　　　　  B.c(A-)≤c(M+)

　　C.若MA不水解，则c(OH-)<c(H+)　　　　 D.若MA水解，则c(OH-)>c(H+)

　

　  9．将0.2mol/L的NH4NO3溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合，下列有关混合溶液中微粒的浓度关系正确的（　　）

　　A.c(NH4+)=c(Na+)>c(OH-)>c(NH3·H2O)　　　B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)

　　C.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)　　　D.c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-)

二、非选择题

　　

10．在一元强碱MOH溶液中加入一元酸HA溶液，充分反应后，溶液呈中性。甲同学认为溶液中c(A-)=c(M+)，而乙同学认为c(A-)与c(M+)是否相等，要看一元酸HA是强酸还是弱酸。你认为_______同学的说法正确，理由是__________________________________。

　　11．2mol/L 50mL的盐酸中含苯酚9.4g，加入4mol/L 50mL氢氧化钠溶液后（若混合后溶液体积为100mL），则溶液中离子浓度的大小顺序是______________________________。

　　

12．0.1mol/L Na2CO3溶液中，三种阴离子物质的量浓度由大到小的顺序为：____>____>____。

　　13．（1）0.02mol/L的HCN溶液与0.02mol/L NaCN溶液等体积混合，已知该混合溶液中，c(Na+)>c(CN-)用“>、<、=”符号填空

　　①溶液中c(OH-)_______c(H+)　　　　　  ②c(HCN)_______c(CN-)

③c(HCN)+c(CN-)_______0.02mol/L

　　（2）①向明矾溶液中逐滴滴入氢氧化钡溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时，溶液的pH______7（填>、<、=），离子反应总方程式为___________________________；

②向明矾溶液中逐滴加氢氧化钡溶液至铝离子刚好沉淀完全时，溶液的pH______7（填>、<、=），离子反应总方程式为_____________________________。

参考答案:

1.AC　2.A　3.A  4.AC　5.A　6.B  7.D　8.BD　9.CD

10.甲同学正确，根据电荷守恒原理，[M+]+[H+]=[A-]+[OH-]，因溶液呈中性，即[H+]=[OH-]，所以[M+]=[A-]。

11.[Na+]>[Cl-]>[C6H5O]>[OH-]>[H+]因为最终为NaCl和C6H5ONa各0.1mol的混合液。

12.[CO32-]　[OH-]　[HCO3-]

13.(1)①>　②>　③=

(2) ①>;Al3-+2SO42-+2Ba2-+4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O

②=;2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓