2018届高考一轮复习人教版水溶液中的离子平衡溶液中粒子浓度的比较学案(6)

2018届高考一轮复习人教版水溶液中的离子平衡溶液中粒子浓度的比较学案(6)

专题讲座(七)　溶液中粒子浓度的比较 ‎[学生用书P197]‎ 一、熟悉两大理论，构建思维基点 ‎1．电离理论 ‎(1)弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离，如氨水溶液中：NH3·H2O、NH、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(NH)。‎ ‎(2)多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)，如H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)＞c(H＋)＞c(HS－)＞c(S2－)。‎ ‎2．水解理论 ‎(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外)，但由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度，如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(NH3·H2O)。‎ ‎(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解，如Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)＞c(HCO)＞c(H2CO3)。‎ 二、把握三种守恒，明确等量关系 ‎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＋、HCO、CO、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋‎2c(CO)。‎ ‎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)。‎ ‎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。‎ ‎1．思路引导 ‎2．比较时紧扣两个“微弱”‎ ‎(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且弱酸和弱碱的电离能力远远大于水的电离能力，如稀醋酸溶液中：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。‎ ‎(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但仍远远大于水的电离程度，如稀的CH3COONa溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。‎ ‎3．规避等量关系中的两个易失分点 ‎(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加，如Na2CO3溶液中电荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋‎2c(CO)＋c(OH－)中，‎2c(CO)的系数2代表一个CO带2个负电荷，不可漏掉。‎ ‎(2)物料守恒式中，离子浓度系数不能漏写或颠倒，如Na2S溶液中的物料守恒式c(Na＋)＝2[c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)]中，“‎2”‎表示c(Na＋)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。‎ ‎4．(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力的相对强弱，如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力，故溶液显碱性。‎ ‎(2)多元弱酸的强碱正盐溶液：弱酸根离子水解以第一步为主，如硫化钠溶液中：c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)。‎ ‎5．质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导出来。以KHS溶液为例，电荷守恒式为c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋‎2c(S2－)①，物料守恒式为c(K＋)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)②，由①－②可得质子守恒式。‎ ‎1．填写下列空白：‎ ‎(1)0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液 ‎①粒子种类 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②离子浓度大小关系 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③物料守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④电荷守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑤质子守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液 ‎①粒子种类 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②离子浓度大小关系 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③物料守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④电荷守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎⑤质子守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)①Na＋、HCO、OH－、CO、H＋、H2O、H2CO3‎ ‎②c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO)‎ ‎③c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)‎ ‎④c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋‎2c(CO)＋c(OH－)‎ ‎⑤c(OH－)＝c(H2CO3)＋c(H＋)－c(CO)‎ ‎(2)①Na＋、CO、HCO、OH－、H＋、H2O、H2CO3‎ ‎②c(Na＋)>c(CO)>c(OH－)>c(HCO)>c(H＋)‎ ‎③c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]‎ ‎④c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋‎2c(CO)‎ ‎⑤c(OH－)＝c(H＋)＋‎2c(H2CO3)＋c(HCO)‎ ‎2．含物质的量相同的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中：‎ ‎(1)所有电离、水解离子方程式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)粒子浓度由大到小顺序(除H2O外)‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)电荷守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)物料守恒式 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)CH3COONa===CH3COO－＋Na＋、‎ CH3COOHCH3COO－＋H＋、‎ H2OH＋＋OH－、‎ CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－‎ ‎(2)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)‎ ‎(3)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)‎ ‎(4)c(Na＋)＝[c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)]‎ ‎3．比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。‎ ‎(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合：________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)‎ ‎(2)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)‎ ‎(3)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)‎ ‎4．(2015·高考安徽卷)‎25 ℃‎时，在10 mL浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L－1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)＋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)＋c(Na＋)‎ 解析：选B。A.NH3·H2O是弱电解质，能微弱电离，溶液中 c(Na＋)＞c(NH3·H2O)。B.当加入10 mL盐酸时，恰好将NaOH中和完全，溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)，根据电荷守恒式c(Na＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)可知 c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)。C.溶液pH＝7时，溶液中c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒式可知c(Na＋)＋c(NH)＝c(Cl－)。D.加入20 mL盐酸时，恰好将NaOH和NH3·H2O中和完全，根据物料守恒有c(Na＋)＋c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl－)。‎ ‎5．(2014·高考江苏卷改编)‎25 ℃‎时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(　　)‎ A．0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L－1 HCl溶液等体积混合：‎ c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)‎ B．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L－1氨水等体积混合(pH＞7)：‎ c(NH3·H2O)＞c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)‎ C．0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液等体积混合：‎ ‎3c‎(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]‎ D．0.1 mol·L－1 Na‎2C2O4溶液与0.1 mol·L－1 HCl溶液等体积混合(H‎2C2O4为二元弱酸)：‎ ‎2c‎(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)‎ 解析：选A。A.二者恰好反应生成CH3COOH和NaCl，CH3COOH发生电离CH3COOHCH3COO－＋H＋，溶液显酸性，故A选项正确。‎ B．NH4Cl与NH3·H2O等浓度混合显碱性，说明NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，故c(NH)>c(NH3·H2O)，故B选项错误。‎ C．等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，根据物料守恒，可知‎2c(Na＋)＝3[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]，故C选项错误。‎ D．根据电荷守恒，该选项缺少了c(Cl－)，故D选项错误。‎ 排查落实练七　水溶液中的离子平衡[学生用书单独成册]‎ 一、正误判断·辨析概念 ‎1．弱电解质的电离平衡 ‎(1)0.1 mol·L－1氨水中加入CH3COONH4固体，c(OH－)/c(NH3·H2O)变大。(　　)‎ ‎(2)强电解质溶液中一定不存在电离平衡。(　　)‎ ‎(3)改变条件使电离平衡正向移动，溶液的导电能力一定增强。(　　)‎ ‎(4)CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值减小。(　　)‎ ‎(5)0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入冰醋酸，醋酸的电离程度变小。(　　)‎ ‎(6)在室温下，CH3COOH分子可以完全以分子的形式存在于pH＝8的溶液中。(　　)‎ ‎(7)中和pH和体积均相同的盐酸和醋酸，消耗NaOH的体积相同。(　　)‎ ‎(8)0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释，CH3COOH的电离平衡向正方向移动，n(H＋)增大。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×‎ ‎(7)×　(8)√‎ ‎2．水的电离和溶液的pH ‎(1)‎25 ℃‎时NH4Cl溶液的Kw大于‎100 ℃‎时NaCl溶液的Kw。(　　)‎ ‎(2)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同。(　　)‎ ‎(3)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变。(　　)‎ ‎(4)无论在酸溶液中还是碱溶液中，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)。(　　)‎ ‎(5)pH＝0，溶液中c(H＋)＝0 mol·L－1。(　　)‎ ‎(6)某溶液中滴入酚酚呈无色，溶液呈酸性。(　　)‎ ‎(7)用pH试纸测定溶液的pH，不能用水浸湿，否则一定会产生误差。(　　)‎ ‎(8)两种醋酸的物质的量浓度分别为c1和c2，pH分别为a和a＋1，则c1＝‎10c2。(　　)‎ ‎(9)将Ca(OH)2的饱和溶液加热，pH和Kw均增大。(　　)‎ ‎(10)1.0×10－3 mol·L－1盐酸的pH＝3.0，1.0×10－8 mol·L－1盐酸的pH＝8.0。(　　)‎ ‎(11)分别和pH相等的盐酸和硫酸反应时，消耗NaOH的物质的量相同。(　　)‎ ‎(12)将纯水加热，Kw变大，pH变小，酸性变强。(　　)‎ ‎(13)只有pH＝7的溶液中才存在c(H＋)＝c(OH－)。(　　)‎ ‎(14)常温下，等体积的盐酸和CH3COOH的pH相同，由水电离出的c(H＋)相同。(　　)‎ ‎(15)一定温度下，pH相同的溶液，由水电离产生的c(H＋)相同。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×‎ ‎(7)×　(8)×　(9)×　(10)×　(11)×　(12)×　(13)×‎ ‎(14)√　(15)×‎ ‎3．盐类水解 ‎(1)NaHS水溶液中只存在HS－的电离和水解两种平衡。(　　)‎ ‎(2)加热0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大。(　　)‎ ‎(3)HA比HB更难电离，则NaA比NaB的水解能力更强。(　　)‎ ‎(4)将NH4Cl溶于D2O中，生成物是NH3·D2O和H＋。(　　)‎ ‎(5)常温下，pH＝7的氯化铵和氨水的混合溶液中，离子浓度顺序为c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。(　　)‎ ‎(6)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成。(　　)‎ ‎(7)‎25 ℃‎时，将pH＝3的HA和pH＝11的BOH等体积混合，所得溶液的pH＜7，则NaA溶液的pH＞7。(　　)‎ ‎(8)将AlCl3溶液和Na2SO3溶液分别蒸干并灼烧，得到Al2O3和Na2SO3。(　　)‎ ‎(9)在NaHSO4溶液中，c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO)。(　　)‎ ‎(10)常温下，向10 mL pH＝12的氢氧化钠溶液中加入pH＝2的HA溶液至pH＝7，所得溶液的总体积≤20 mL。(　　)‎ ‎(11)用标准NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH到终点时，c(Na＋)＝c(CH3COO－)。(　　)‎ ‎(12)酸性溶液中不可能存在NH3·H2O分子。(　　)‎ ‎(13)NH4HSO4溶液中各离子浓度的大小关系是c(H＋)＞c(SO)＞c(NH)＞c(OH－)。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎(7)√　(8)×　(9)√　(10)√　(11)×　(12)×　(13)√‎ 二、简答专练·规范语言 ‎1．为什么在‎80 ℃‎时，纯水的pH小于7？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：室温时，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，又因水的电离(H2OH＋＋OH－)是吸热过程，故温度升高到‎80 ℃‎，电离程度增大，致使c(H＋)＝c(OH－)>10－7 mol·L－1，即pH<7‎ ‎2．甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol·L－1和0.1 mol·L－1，则甲、乙两瓶氨水中c(OH－)之比________(填“大于”“等于”或“小于”)10。请说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：小于　甲瓶氨水的浓度是乙瓶氨水的浓度的10倍，故甲瓶氨水的电离程度比乙瓶氨水的电离程度小，所以甲、乙两瓶氨水中c(OH－)之比小于10‎ ‎3．为了除CuSO4溶液中的FeSO4，其操作是滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋完全转化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：使Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不会转化为Cu(OH)2沉淀 ‎4．电解饱和食盐水实验中，为了获得更多的Cl2，要用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的逸出 ‎5．利用浓氨水制备NH3，应加入NaOH固体，试用化学平衡原理分析NaOH的作用：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：NaOH溶于氨水后放热，且OH－浓度增大，使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出 ‎ ‎6．某工艺流程通过将AgCl沉淀溶于NH3的水溶液，从含金、银、铜的金属废料中来提取银。已知在溶解后的溶液中测出含有[Ag(NH3)2]＋，试从沉淀溶解平衡移动的角度解释AgCl沉淀溶解的原因： _________________________________________________。‎ 答案：AgCl固体在溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于Ag＋和NH3·H2O结合成[Ag(NH3)2]＋使Ag＋浓度降低，导致AgCl的沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动 三、滴定实验问题再思考 ‎1．酸式滴定管怎样查漏？‎ 答案：将旋塞关闭，向滴定管里注入一定量的水，把它固定在滴定管夹上，再将旋塞旋转180°，观察滴定管口及旋塞两端是否有水渗出，旋塞不渗水才可使用。‎ ‎2．在酸碱中和滴定时，盛放标准液的滴定管或盛放待测液的锥形瓶未润洗，对滴定结果有何影响？‎ 答案：滴定管未润洗，所测结果偏高；锥形瓶未润洗无影响。‎ ‎3．滴定前读数正确，滴定完毕俯视或仰视读数对测定结果有何影响？(注：用标准液滴定未知液)‎ 答案：俯视读数，结果偏低；仰视读数，结果偏高。‎