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1、学案七电解质溶液中粒子浓度关系 【教学目标】 1知识目标：掌握盐溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。 2能力目标：能用电离平衡和水解平衡的观点分析问题。 3情感目标：体会微观世界与宏观世界的差异。 【教学重、难点】反应过程中粒子浓度大小变化。 【考情分析】 判断电解质溶液中粒子浓度的关系，是高考常考题型， 一般从单一溶液、 混合溶 液和不同溶液三个角度进行考查， 其中反应过程中不同阶段粒子浓度关系的判断 是近几年高考的热点和亮点。 2017 全国卷 13 题考查二元酸与 NaOH 溶液反应 过程中粒子关系； 2017 全国卷 12 题考查二元酸随pH 变化粒子关系等，该类 题目的解题关键是正
2、确判断溶液中溶质的成分及其量的关系，以及离子的电离程 度和水解程度的大小。 该题型一般综合性强、 难度较大， 能够很好考查学生的分 析推理能力，复习备考中应特别关注。 一、熟悉两大理论构建思维基点 1电离平衡 建立电离过程是微弱的意识 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， H 2OOH H，在溶液中，粒子浓度由大到小的顺序： c(CH 3COOH)c(H )c(CH 3COO )c(OH)。 2水解平衡 建立水解过程是微弱的意识 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
3、于盐的水解程 度。如稀的 CH3COONa 溶液中， CH3COONa=CH3COO Na，CH 3COO H2OCH3COOHOH ，H 2OH OH，溶液中， c(Na)c(CH 3COO ) c(OH )c(CH 3COOH)c(H )。 二、把握三大守恒，明确定量关系 1物料守恒 (原子守恒 ) 在电解质溶液中， 由于某些离子能够水解， 粒子种类增多， 但这些粒子所含某些 原子的总数始终不变，符合原子守恒。如NaHCO3溶液中， n(Na )n(C 原子) 11，因 HCO 3水解： HCO 3H2OH2CO3OH 以及 HCO 3电离： HCO 3 H CO2 3，C 元素的存在形式
4、有3 种，即 HCO 3、H2CO3、CO 2 3，由 n(Na )n(C 原子)11，得 c(Na )c(HCO 3)c(CO 2 3)c(H2CO3)。 2电荷守恒 在电解质溶液中，阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等，即溶液呈电中性。 如 NaHCO3溶液中有Na 、H、HCO 3、CO2 3、OH ，存在如下关系： n(Na) n(H ) n(HCO 3)2n(CO 2 3)n(OH )，推出c(Na )c(H )c(HCO 3) 2c(CO 2 3)c(OH )。(因 CO2 3带 2个单位负电荷，所以其所带电荷数为其离子数 的 2 倍) 3质子守恒 电解质溶液中，电离、水解等过程
5、中得到的质子(H )数等于失去的质子 (H)数。 如 NaHCO3溶液中： 即有 c(H )c(H 2CO3)c(OH )c(CO2 3) 另外，质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。 以 KHS 溶液为例，电荷守恒式为c(K )c(H )c(OH)c(HS)2c(S2)， 物料守恒式为c(K )c(HS)c(S2)c(H 2S)，由 消去没有变化的K 得质子守恒式： c(H )c(H 2S)c(OH )c(S2)。 考点指导1单一溶液中离子浓度关系 【典例 1】(安徽理综 )室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是() ANa2S 溶液： c(Na )c(HS)c(OH)c(H 2S
6、) BNa2C2O4溶液： c(OH )c(H)c(HC 2O 4)2c(H2C2O4) CNa2CO3溶液： c(Na )c(H)2c(CO2 3)c(OH ) D CH3COONa和 CaCl2混合溶液：c(Na )c(Ca 2)c(CH3COO)c(CH3COOH) 2c(Cl ) 解析A 项，由于S 2 H2OHSOH 、HSH2O H2SOH、 H2OHOH，故离子浓度关系应为c(Na)c(OH )c(HS)c(H2S)，错 误；B 项，符合电解质溶液中质子守恒关系，正确；C 项，根据电荷守恒有c(Na )c(H)c(HCO 3)2c(CO 2 3)c(OH)，错误； D 项，根据物
7、料守恒，离子 浓度的关系应为c(Na)c(Ca 2 )c(CH3COO)c(CH3COOH) 1 2c(Cl )，错 误。 答案B 【对点训练】 1(2018 郴州质检 )已知 NaHSO3溶液显酸性， NaHCO3溶液显碱性，现有浓度 均为 0.1 mol/L 的 NaHSO3和 NaHCO3两种溶液，两种溶液中各粒子的物质的量 浓度存在下列关系 (R 表示 S元素或 C 元素)，其中正确的一组是 () Ac(Na )c(HRO 3)c(H )c(RO2 3)c(OH ) Bc(Na )c(H)c(HRO 3)c(RO2 3)c(OH ) Cc(H )c(H 2RO3)c(RO 2 3)c(
8、OH ) Dc(Na )c(HRO 3)c(H2RO3)2c(RO2 3) 解析A 项，NaHCO3溶液显碱性，说明 HCO3的水解程度大于电离程度，离子 浓度大小为 c(Na)c(HCO 3)c(OH )c(H)c(CO2 3)，A 错；B 项，根据 电荷守恒得， c(Na)c(H)c(HRO 3)2c(RO 2 3)c(OH )，B 错；C 项，根 据质子守恒得 (可联合电荷守恒和物料守恒得到)，c(H)c(H2RO3)c(OH) c(RO 2 3)， C正确； D 项， 根据物料守恒得 c(Na)c(RO 2 3)c(HRO 3)c(H2RO3)， D 错。 答案C 审题建模 考点指导2
9、混合溶液中离子浓度关系 【典例 2】 (四川理综 )室温下，将一元酸 HA 的溶液和 KOH 溶液等体积混合 (忽 略体积变化 )，实验数据如下表： 实验编号 起始浓度 /mol L 1 反应后溶 液的 pH c(HA) c(KOH) 0.1 0.1 9 x0.2 7 下列判断不正确的是 () A实验反应后的溶液中：c(K )c(A)c(OH)c(H) B实验反应后的溶液中：c(OH )c(K )c(A ) Kw 110 9mol/L C实验反应后的溶液中：c(A )c(HA) 0.1 mol/L D实验反应后的溶液中：c(K )c(A)c(OH)c(H) 解析实验反应后溶液的 pH9，即溶液
10、显碱性，说明 HA 为弱酸，二者等浓 度等体积混合恰好反应生成KA ，A水解， A 项正确；实验 反应后的溶液中， 由电荷守恒式 c(H)c(K )c(A)c(OH)知，c(K)c(A)c(OH)c(H )，B 项错误；因为 HA 为弱酸，如果与等体积等浓度的 KOH 溶液混合，溶液 显碱性，若溶液显中性，则在两溶液体积相等的条件下，HA 溶液的浓度应大于 0.2 mol/L，所以实验 反应后的溶液中， c(A )c(HA) 0.1 mol/L，C 项正确； 实验反应后溶液显中性， 根据电荷守恒式 c(H)c(K )c(A)c(OH)，且 c(H)c(OH )，则 c(K)c(A)，即 c(K
11、)c(A)c(H)c(OH)，D 项正 确。 答案B 【思维建模】 酸、碱中和型离子浓度的关系 【对点训练】 2(2018 武汉重点高中调研 )在 V mL 0.1 mol/L Na2S 溶液中逐滴加入 V mL 0.1 mol/L KHSO4溶液，所得溶液中粒子浓度关系正确的是() Ac(SO 2 4)c(HS )c(K)c(OH)c(H) Bc(Na )c(K)c(S2)c(H)c(OH) Cc(Na )c(S2)c(H 2S)c(HS )c(SO2 4) Dc(K )c(Na)c(H)c(SO2 4)c(S2 )c(HS)c(OH) 解析Na2S电离出的 S2与 KHSO4电离出的 H结
12、合为 HS，由于 HS的水解 程度大于电离程度，所得溶液显碱性c(SO 2 4)c(K )c(HS)c(OH)c(H )，A 错、B 错；根据物料守恒得： c(Na)c(S2)c(H2S)c(HS)c(SO2 4)， C 对；根据电荷守恒得：c(K )c(Na)c(H)2c(SO2 4)2c(S 2 )c(HS) c(OH)，D 错。 答案C 考点指导 3不同溶液中同一粒子浓度关系 【典例 3】25 时，相同物质的量浓度的下列溶液中： NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4、(NH4)2SO4、 (NH4)2Fe(SO4)2，c(NH 4)由大到小的顺序为 _ 。 分析流程： 答案 【
13、对点训练】 3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： CH3COONa 与 HCl ； CH3COONa 与 NaOH； CH3COONa 与 NaCl； CH3COONa与 NaHCO3。下列各项排序中正确的是() ApH： Bc(CH3COOH)： Cc(CH3COO )： D溶液中 c(H )： 解析中还存在能水解的 HCO3，故的碱性强于 ，A 错误；由于中两种 阴离子水解相互抑制， 故水解生成的醋酸分子比 中的少， B 错误； 中 CH3COO 浓度比 中的大， 中 CH3COO的水解受到 NaOH 的强烈抑制，使得溶液中 CH3COO的浓
14、度最大， 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； 的溶液碱性 最强，即 中 c(H)最小， D 错误。 答案C 【思维模型】 分析溶液中微粒浓度关系的思维流程 考点指导 4滴定曲线分析 【典例 4】(天津理综 )室温下，用相同浓度的NaOH 溶液，分别滴定浓度均为 0.1 mol L 1 的三种酸 (HA 、HB 和 HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误 的是() A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHD B滴定至 P 点时，溶液中： c(B )c(Na )c(HB)c(H )c(OH) CpH7 时，三种溶液中
15、： c(A )c(B)c(D) D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后： c(HA) c(HB)c(HD)c(OH )c(H) 解析A 项，根据图像知，在未滴加NaOH 溶液时， 0.1 mol L 1 的三种酸 (HA、 HB 和 HD)溶液的 pH，说明三种酸均为弱酸， 且 HA 的 pH 最小、酸性最强， HD 的 pH 最大、酸性最弱，因酸性越强，电离常数越大，故KHAKHBKHD，正确； B 项，滴定至 P 点时，溶液中未反应的HB 与生成的 NaB 的浓度相等，且溶液 呈酸性，说明HB 的电离程度大于B水解程度，故c(B)c(Na)c(HB)c(H )c(OH)，正确；C 项
16、，pH7 时，三种离子的浓度分别等于 c(Na)，然而三 种溶液中阴离子水解程度不同，加入的NaOH 的体积不同，故三种阴离子的浓 度也不同，错误； D 项，根据质子守恒即可得出，三种溶液混合后溶液的质子守 恒关系： c(HA) c(HB)c(HD)c(OH)c(H)，正确。 答案C 【对点训练】 4已知草酸为二元弱酸： H2C2O4HC2O 4H Ka1、HC2O 4C2O 2 4H Ka2，常温下，向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定量浓度的KOH 溶液，所得溶 液中 H2C2O4、HC2O 4、C2O2 4三种微粒的物质的量分数 ()与溶液 pH 的关系如图 所示，下列说法不正确的是() A
17、pH1.2 溶液中， c(K )c(H)c(OH)c(H 2C2O4) BpH4.2 溶液中 c 2(HC 2O 4)/c(H2C2O4)c(C2O 2 4)1000 C将相同物质的是KHC2O4和 K2C2O4固体完全溶于水所得溶液的pH 为 4.2 D向 pH1.2 的溶液中加 KOH 溶液将 pH 增大至 4.2 的过程中水的电离程度一 直增大 解析pH1.2 时，H2C2O4、HC2O4的物质的量分数相等，均为0.5，且 c(K ) c(H )c(OH)c(HC 2O4)，则 c(K )c(H)c(OH)c(H2C2O4)， A 正确； 由图象可知 pH1.2 时，c(HC2O4)c(
18、H2C2O4)， 则 Ka1c(H)10 1.2 mol L 1， pH4.2 时，HC2O4和 C2O 2 4的物质的量分数相等，均为0.5，Ka2c(H )10 4.2 mol L 1，由电离常数可知 Ka1 Ka2 c 2（HC 2O4） c（H2C2O4）c（C2O 2 4）1 000，故 B 正确； 将相同物质的量的KHC2O4和 K2C2O4固体完全溶于水， 可配成不同浓度的溶液， 溶液浓度不同， pH 不一定为定值，即不一定为4.2，故 C 错误；向 pH1.2 的 溶液中加 KOH 溶液使 pH 增大至 4.2，溶液中由酸电离的氢离子浓度减小，则对 水的电离的抑制程度减小，水的
19、电离度一直增大，故D 正确。 答案C 【课堂小结】 抓准五个关键点速解滴定曲线 解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5 点”，即曲线的起点、恰好反应 点、中性点、反应一半点和过量点，先判断出各个点中的溶质及溶液的酸碱性， 下面以室温时用 0.1 mol L 1 NaOH 溶液滴定 0.1 mol L 1 HA 溶液为例，总结如 何抓住滴定曲线的5 个关键点： 滴定曲线关键点离子浓度关系 原点(点 0) 原点为 HA 的单一溶液， 0.1 mol L 1 HA 溶液 pH1 说明 HA 是弱酸；c(HA) c(H )c(A) c(OH ) 反应一半点 (点) 两者反应生成等物质的量的NaA
20、和 HA 混合 液，此时溶液 pH7，说明 HA 的电离程度大 于 A 的水解程度， c(A)c(Na)c(HA) c(H )c(OH) 中性点 (点 ) 此时溶液 pH7，溶液是中性，酸没有完全被 中和，c(Na )c(A)c(HA) c(H)c(OH) 恰好完全反 应点(点) 此时二者恰好完全反应生成NaA， 为强碱弱酸 盐，溶液是碱性， c(Na )c(A)c(OH) c(HA)c(H ) 过量点 (点 ) 此时， NaOH 溶液过量，得到 NaA 与 NaOH 等物质的量的混合液，溶液显碱性，c(Na ) c(OH )c(A)c(H) 1常温下，将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3
21、与 NaCl 溶液混合，析出部 分 NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pHc(NH 4)c(HCO 3)c(CO2 3) 解析A 项，由于常温下滤液的pHn(NaHCO3)， HCO3发生电离生成 CO 2 3，发生水解生成H2CO3，根据 NaHCO3的物料守恒可 知：c(Na)c(HCO 3)c(CO 2 3)c(H2CO3)，正确；C 项，根据电荷守恒有： c(H )c(Na)c(NH 4)c(OH)c(HCO 3)2c(CO 2 3)c(Cl)，错误；D 项，由 于 c(NH4Cl)c(NaHCO3)，NH4发生水解， HCO 3发生微弱的电离，故离子浓度 关系为 c(Cl )c(NH
22、4)c(HCO 3)c(CO 2 3)，正确。 答案C 2(2017 河南郑州、平顶山二市质考)下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 () ApH2 的 CH3COOH 溶液与 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合： c(Na ) c(CH3COO )c(OH)c(H) B含等 物质的 量 的 CH3COONa 和 CH3COOH 的混合溶液中：c(Na ) c(CH3COOH)c(CH3COO )c(H)c(OH) C0.1 mol L 1 CH3COONa溶液与 0.1 mol L 1 HCl 溶液混合至 pH7：c(Na ) c(Cl )c(OH)c(H) D0.1 mol L 1 Na
23、 2CO3溶液与 0.1 mol L 1 NaHCO 3溶液等体积混合： 2c(Na ) 3c(CO 2 3)c(HCO 3)c(H2CO3) 解析pH2 的 CH3COOH 溶液与pH12 的 NaOH 溶液等体积混合时， CH3COOH 过量很多，溶液呈酸性， c(H)c(OH)，故 A 项错误；含等物质的 量的 CH3COONa 与 CH3COOH 的混合溶液中，CH3COOH 的电离程度大于 CH3COO的水解程度，因此c(CH3COO)c(Na)，B 项错误； 0.1 mol L 1 CH3COONa溶液与 0.1 mol L 1 HCl 溶液混合至 pH7 时， 由电荷守恒有 c(Na ) c(H )c(Cl)c(CH3COO)c(OH)，由于 c(H)c(OH)，所以 c(Na) c(Cl )c(CH3COO)，C 项错误； 0.1 mol L1 Na2CO3溶液与 0.1 mol L 1 NaHCO3溶液等体积混合后， c(Na2CO3)0.05 mol L 1，c(NaHCO 3)0.05 mol L 1，c(Na)0.15 mol L1，由物料守恒有 c(CO 2 3)c(HCO3)c(H2CO3)0.1