届高三化学一轮复习 两大理论三种守恒判断微粒浓度大小知识梳理与训练Word格式文档下载.docx

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如NaHCO3溶液中存在Na＋、H＋、HCO

、CO

、OH－，存在如下关系：

c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HCO

）＋c（OH－）＋2c（CO

2．物料守恒规律

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．质子守恒规律

如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下：

由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示：

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。

三、典例导悟，分类突破

（一）粒子种类的判断

例1　

（1）NaHCO3溶液中：

________________________________________________________。

（2）Na2CO3溶液中：

_______________________________________________________________。

（3）NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中：

_______________________________________________。

（4）向NaOH溶液中通入CO2气体（任意量）：

__________________________________________。

答案　

（1）

（2）（3）（4）粒子种类都是离子：

Na＋、CO

、OH－、H＋；

分子：

H2CO3、H2O

判断盐溶液中粒子种类时，首先要清楚盐溶液中的电离、水解情况，特别是多步电离和多步水解。

如：

NaHCO3溶液中，因NaHCO3===Na＋＋HCO

，HCO

CO

＋H＋，HCO

＋H2OH2CO3＋OH－，H2OH＋＋OH－。

故溶液中的离子有：

分子有：

H2CO3、H2O。

（二）单一溶液中离子浓度的关系

例2　0.1mol·

L－1的NH4Cl溶液

（1）粒子种类：

___________________________________________________________________。

（2）离子浓度大小关系：

___________________________________________________________。

（3）物料守恒：

答案　

（1）Cl－、NH

、H＋、OH－、NH3·

H2O、H2O

（2）c（Cl－）>

c（OH－）

（3）c（Cl－）＝c（NH

）＋c（NH3·

H2O）

解析　NH4Cl===NH

＋Cl－（完全电离）

＋H2ONH3·

H2O＋H＋（微弱）

H2OH＋＋OH－（极微弱）

例3　0.1mol·

L－1的NaHCO3溶液中各离子浓度的关系

（1）大小关系：

（2）物料守恒：

（3）电荷守恒：

（4）质子守恒：

答案　

（1）c（Na＋）>

c（CO

）

（2）c（Na＋）＝c（HCO

）＋c（CO

）＋c（H2CO3）

（3）c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HCO

）＋2c（CO

）＋c（OH－）

（4）c（OH－）＝c（H2CO3）＋c（H＋）－c（CO

解析　NaHCO3===Na＋＋HCO

（完全电离），

HCO

＋H2OH2CO3＋OH－（主要），

H＋＋CO

（次要），

H2OH＋＋OH－（极微弱）。

例4　0.1mol·

L－1的Na2CO3溶液中各离子浓度的关系

c（H＋）

（2）c（Na＋）＝2[c（CO

）＋c（HCO

）＋c（H2CO3）]

（4）c（OH－）＝c（H＋）＋2c（H2CO3）＋c（HCO

解析　Na2CO3===2Na＋＋CO

＋H2OHCO

＋OH－（主要），

＋H2OH2CO3＋OH－（次要），

1．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，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。

如在稀醋酸溶液中：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OOH－＋H＋，在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：

c（CH3COOH）>

c（CH3COO－）>

c（OH－）。

（2）弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。

如稀的CH3COONa溶液中：

CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，H2OH＋＋OH－，所以CH3COONa溶液中：

c（Na＋）>

c（CH3COOH）>

c（H＋）。

2．酸式盐与多元弱酸的强碱正盐溶液酸碱性比较

（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哪一个更强，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：

多元弱酸根离子水解以第一步为主。

例如，Na2S溶液中：

c（S2－）>

3．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得质子守恒式，消去没有参与变化的K＋等。

4．规避等量关系中的2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2c（CO

）的化学计量数2代表一个CO

带2个单位负电荷，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。

（三）酸、碱中和型离子浓度的关系

例5　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，离子浓度大小顺序为________________________。

（2）NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH＜7

①离子浓度大小顺序为___________________________________________________________。

②电荷守恒式：

__________________________________________________________________。

③物料守恒式：

（3）pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合

②电荷守恒式与

（2）中的电荷守恒式________（填“相同”或“不同”）。

③能否写出物料守恒式________（填“能”或“否”）。

（2）①c（CH3COO－）>

②c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋）

③2c（Na＋）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）

（3）①c（CH3COO－）>

②相同　③否

解析　

（2）中和反应后，溶质为等量的CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，c（CH3COO－）与c（CH3COOH）浓度之和等于c（Na＋）的2倍。

（3）由于CH3COOH是弱酸，题中c（CH3COOH）要远大于c（NaOH），反应后溶质为CH3COOH、CH3COONa，且n（CH3COOH）要远大于n（CH3COONa），溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，溶液呈酸性。

例6　常温下，用0.1000mol·

L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·

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：

D．滴定过程中可能出现：

答案　D

解析　点①溶液中的溶质为0.001molCH3COOH和0.001molCH3COONa，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0.002molCH3COONa，离子浓度大小关系为c（Na＋）＞c（CH3COO－）＞c（OH－）＞c（H＋）。

（四）盐与酸（碱）混合型

首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸（碱）的电离程度的大小；

若能反应，则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。

例7　用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配成1L混合溶液，已知其中c（CH3COO－）>

c（Na＋），对该溶液的下列判断正确的是（　　）

A．c（H＋）>

B．c（CH3COO－）＝0.1mol·

L－1

C．c（CH3COOH）>

c（CH3COO－）

D．c（CH3COO－）＋c（OH－）＝0.1mol·

答案　A

解析　电荷守恒：

c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋），因c（CH3COO－）>

c（Na＋），则c（H＋）>

c（OH－）；

物料守恒：

c（CH3COOH）＋c（CH3COO－）＝0.2mol·

L－1，因c（CH3COO－）＞c（Na＋）＝0.1mol·

L－1，则c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）。

（五）不同溶液中同一离子浓度的大小比较

选好参照物，分组比较各个击破：

如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：

①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④（NH4）2SO4、⑤（NH4）2Fe（SO4）2，c（NH

）由大到小的顺序为⑤>

④>

③>

①>

②。

分析流程为

分组

例8　比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。

（1）浓度均为0.1mol·

L－1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液，溶液pH从大到小的顺序是______________。

（2）相同浓度的下列溶液中：

①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中，c（CH3COO－）由大到小的顺序是_______________________________________________________________。

（3）c（NH

）相等的①（NH4）2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③（NH4）2CO3溶液、④NH4Cl溶液，其溶质物质的量浓度由大到小的顺序为____________________________________________。

答案　

（1）③>

②>

①　

（2）②>

③　（3）④>

①

强化训练

1．（2019·

江苏，14改编）室温下，反应HCO

＋H2OH2CO3＋OH－的平衡常数K＝2.2×

10－8。

将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合，可用于浸取废渣中的ZnO。

若溶液混合引起的体积变化可忽略，室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是（　　）

A．0.2mol·

L－1氨水：

H2O）＞c（NH

）＞c（OH－）＞c（H＋）

B．0.2mol·

L－1NH4HCO3溶液（pH＞7）：

）＞c（HCO

）＞c（NH3·

H2O）＞c（H2CO3）

C．0.2mol·

L－1氨水和0.2mol·

L－1NH4HCO3溶液等体积混合：

H2O）＝c（H2CO3）＋c（HCO

D．0.6mol·

H2O）＋c（CO

）＋c（OH－）＝0.3mol·

L－1＋c（H2CO3）＋c（H＋）

案　D

解析　A项，氨水中存在NH3·

H2ONH

＋OH－，H2OH＋＋OH－，氨水中NH3·

H2O部分电离，所以主要以NH3·

H2O分子形式存在，两个电离方程式均电离出OH－，所以c（OH－）＞c（NH

），错误；

B项，NH4HCO3溶液显碱性，说明HCO

的水解程度大于NH

的水解程度，所以c（NH

）＞c（H2CO3）＞c（NH3·

H2O），错误；

C项，由物料守恒可知，n（N）∶n（C）＝2∶1，则有c（NH

H2O）＝2[c（H2CO3）＋c（HCO

）]，错误；

D项，由物料守恒可知，n（N）∶n（C）＝4∶1，则有c（NH

H2O）＝4[c（H2CO3）＋c（HCO

）]①，电荷守恒式为c（NH

）＋c（H＋）＝c（HCO

）＋c（OH－）②，结合①②消去c（NH

），得：

H2O）＋c（OH－）＝c（H＋）＋4c（H2CO3）＋3c（HCO

）③，0.2mol·

L－1NH4HCO3溶液与0.6mol·

L－1氨水等体积混合后，c（NH4HCO3）＝0.1mol·

L－1，由碳元素守恒可知，c（H2CO3）＋c（HCO

）＝0.1mol·

L－1④，将③等式两边各加一个c（CO

），则有c（NH3·

H2O）＋c（OH－）＋c（CO

）＝c（H＋）＋c（H2CO3）＋3c（H2CO3）＋3c（HCO

）＋3c（CO

）⑤，将④代入⑤中得，c（NH3·

）＝c（H＋）＋c（H2CO3）＋0.3mol·

L－1，正确。

2．（2019·

浙江4月选考，21）室温下，取20mL0.1mol·

L－1某二元酸H2A，滴加0.2mol·

L－1NaOH溶液。

已知：

H2A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。

下列说法不正确的是（　　）

A．0.1mol·

L－1H2A溶液中有c（H＋）－c（OH－）－c（A2－）＝0.1mol·

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10mL时，溶液的pH＜7，此时溶液中有c（A2－）＝c（H＋）－c（OH－）

D．当用去NaOH溶液体积20mL时，此时溶液中有c（Na＋）＝2c（HA－）＋2c（A2－）

答案　B

解析　0.1mol·

L－1H2A溶液存在电荷守恒，其关系为c（H＋）＝c（OH－）＋2c（A2－）＋c（HA－），因而c（H＋）－c（OH－）－c（A2－）＝c（A2－）＋c（HA－）＝0.1mol·

L－1，A项正确；

若NaOH用去10mL，反应得到NaHA溶液，由于HA－H＋＋A2－，溶液显酸性，因而滴加至中性时，需要加入超过10mL的NaOH溶液，B项错误；

当用去NaOH溶液体积10mL时，得到NaHA溶液，溶液的pH<

7，存在质子守恒，其关系为c（A2－）＝c（H＋）－c（OH－），C项正确；

当用去NaOH溶液体积20mL时，得到Na2A溶液，根据物料守恒有：

c（Na＋）＝2c（HA－）＋2c（A2－），D项正确。

3．下列物质的量浓度关系错误的是（　　）

A．等物质的量浓度的HA溶液与MOH溶液等体积混合：

c（H＋）＋c（M＋）＝c（OH－）＋c（A－）

B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液：

c（NaOH）<

c（Na2CO3）<

c（CH3COONa）

C．物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：

c（CH3COO－）＋2c（OH－）＝2c（H＋）＋c（CH3COOH）

D．0.1mol·

L－1的NaHCO3溶液：

解析　利用电荷守恒即可得出A项正确；

由于HCO

的酸性比CH3COOH的酸性弱，所以CO

水解的程度大，则c（Na2CO3）<

c（CH3COONa），而NaOH是强碱，电离出OH－，故B项正确；

利用原子守恒2c（Na＋）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）和电荷守恒c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋）乘以2联立，消去c（Na＋）即可得出c（CH3COO－）＋2c（OH－）＝2c（H＋）＋c（CH3COOH），C项正确；

水解微弱，其浓度应该大于OH－的浓度，D项不正确。

4．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）

L－1（NH4）2Fe（SO4）2溶液中：

c（SO

）＞c（NH

）＞c（Fe2＋）＞c（H＋）

B．pH＝11的氨水和pH＝3的盐酸等体积混合，所得溶液中：

c（Cl－）＞c（NH

C．在0.1mol·

L－1Na2CO3溶液中：

2c（Na＋）＝c（CO

L－1的醋酸钠溶液20mL与0.1mol·

L－1盐酸10mL混合后溶液显酸性：

c（CH3COOH）＞c（Cl－）＞c（CH3COO－）＞c（H＋）

解析　（NH4）2Fe（SO4）2溶液中亚铁离子及铵根离子都水解，但是水解程度较小，根据物料守恒得：

）＞c（Fe2＋）＞c（H＋），A项正确；

一水合氨是弱碱，pH＝11的氨水的浓度大于pH＝3的盐酸浓度，二者等体积混合，氨水有剩余，溶液显碱性，溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒分析，离子浓度关系为c（NH

）＞c（Cl－）＞c（OH－）＞c（H＋），B项错误；

在0.1mol·

L－1Na2CO3溶液中根据物料守恒有：

c（Na＋）＝2c（CO

）＋2c（HCO

）＋2c（H2CO3），C项错误；

0.1mol·

L－1盐酸10mL混合后溶液中的溶质是等物质的量浓度的氯化钠、醋酸和醋酸钠，混合溶液显酸性，说明醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度，氯离子不水解，醋酸电离程度较小，所以离子浓度大小关系为：

c（CH3COO－）＞c（Cl－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋），D项错误。

5．已知0.1mol·

L－1的三元酸H3A溶液的pH＝4.0，则下列说法中正确的是（　　）

A．在Na3A、Na2HA、NaH2A三种溶液中，离子种类不相同

B．在溶质物质的量相等的Na3A、Na2HA、NaH2A三种溶液中阴离子总数相等

C．在NaH2A溶液中一定有c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（H2A－）＋c（HA2－）＋c（A3－）

D．在Na3A溶液中一定有：

c（H＋）＝c（OH－）－c（HA2－）－2c（H2A－）－3c（H3A）

解析　在Na3A、Na2HA、NaH2A溶液中，A3－水解，H2A－、HA2－存在电离和水解，所以溶液中离子种类相同，故A项错误；

在溶质物质的量相等的Na3A、Na2HA、NaH2A三种溶液中阳离子Na＋的物质的量不同，所以阴离子总数不相同，故B项错误；

在NaH