2019秋 金版学案 化学·选修4化学反应原理(鲁科版)演练：第3章 专题讲座(六) Word版含解析

专题讲座(六)溶液中粒子浓度的大小比较
1．守恒关系。

(1)电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等。

如Na2CO3溶液中：[Na＋]＋[H＋]＝[HCO－3]＋2[CO2－3]＋[OH－]。

(2)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他离子或分子，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Na2CO3溶液中：[Na＋]＝2[HCO－3]＋2[CO2－3]＋2[H2CO3]。

(3)质子守恒(即水电离出的H＋和OH－数目相等)。

如在Na2CO3溶液中：[H＋]＋[HCO－3]＋2[H2CO3]＝[OH－]。

2．比较依据。

(1)弱电解质电离理论：发生电离的粒子浓度大于电离生成的粒子浓度。

例如H2CO3溶液中：[H2CO3]>[HCO－3]≫[CO2－3](多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。

(2)水解理论：发生水解的粒子浓度大于水解生成的粒子浓度。

例如Na2CO3溶液中：[CO2－3]>[HCO－3]≫[H2CO3](多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主)。

3．比较规律。

(1)单一溶液中离子浓度的比较。

①多元弱酸溶液中，根据多步电离分析。

如在H3PO4溶液中：
[H＋]>[H2PO－4]>[HPO2－4]>[PO3－4]。

②多元弱酸的正盐溶液根据酸根离子的分步水解分析。

如Na2CO3溶液中：[Na＋]>[CO2－3]>[OH－]>[HCO－3]>[H＋]。

(2)混合溶液中各离子浓度的比较。

①酸碱混合型。

a．恰好中和型。

给定的酸碱是等物质的量的反应(注意与H＋和OH－物质的量相等的情况区别)，反应结束后一定是生成正盐和水，故可把此类问题转化成是正盐溶液中离子浓度的比较问题。

如在10 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反应后溶液中各离子的浓度关系是
[Na＋]>[CH3COO－]>[OH－]>[H＋]。

b．反应过量型。

先判断反应前后谁过量，及反应后各物质的量，再考虑电离或水解的情况。

当酸(碱)的电离程度大于盐溶液中弱离子的水解程度时，可认为盐中的弱离子不水解(但实际有水解，程度很小)，此时主要考虑电离对离子浓度造成的影响；反之可认为酸(碱)不电离(但实际有电离，程度很小)，此时主要考虑弱离子水解对离子浓度造成的影响。

如将0.2 mol·L－1HCN溶液和0.1 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为：[Na＋]> [CN－]>[OH－]>[H＋]。

②盐与酸(碱)反应型。

此类问题与酸碱混合过量型相似，反应后的溶液一般为盐和酸(碱)的混合溶液，分析时同样从盐溶液中弱离子水解和酸(碱)的电离相对强弱入手。

如将0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液20 mL与0.1 mol·L－1盐酸10 mL 混合后，溶液显酸性，醋酸的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则溶液中有关粒子的浓度关系是[Na＋]>[CH3COO－]>
[Cl－]>[CH3COOH]>[H＋]>[OH－]。

(3)不同溶液中同一离子浓度的比较。

要看溶液中其他离子对其影响。

如在相同物质的量浓度的以下五种溶液中，①NH4Cl；②HCOONH4；③NH4HSO4；④(NH4)2SO4；
⑤(NH4)2CO3，[NH＋4]由大到小的顺序为：④>⑤>③>①>②。

[练习]________________________________________
1．已知常温下：某NaHSO3溶液的pH＝5，则在NaHSO3溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是()
A．c(Na＋)＞c(HSO－3)＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(SO2－3)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO2－3)＋c(HSO－3)
C．c(Na＋)＝c(SO2－3)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)
D．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)
解析：根据pH＝5溶液呈酸性可知：c(OH－)＜c(H＋)，A错误；电荷守恒的正确关系式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2(SO2－3)＋c(HSO－3)，B错误；C为物料守恒的正确关系式；将电荷守恒和物料守恒关系式结合起来可得：c(OH－)＋c(SO2－3)＝c(H＋)＋c(H2SO3)，D错误。

答案：C
2．常温下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液发生中和反应。

下列说法正确的是()
A．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，醋酸与氢氧化钠恰好完全反应
B．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，一定是氢氧化钠过量
C．当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]＞[H＋]＝[OH－]时，一定是醋酸过量
D．当溶液中[Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[H＋]时，一定是氢氧
化钠过量
解析：当溶液中[CH3COO－]＝[Na＋]时，一定是醋酸过量，A、B 项错，C项正确；D项，当氢氧化钠与醋酸恰好完全反应时，也符合。

答案：C
3．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3，②Na2CO3，③NaHCO3，④NH4HCO3，⑤(NH4)2CO3，[CO2－3]的大小关系为
______________________________________________________。

答案：②>⑤>③>④>①
4．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()
A．在0.1 mol·L－1NaHCO3溶液中：[Na＋]＞[HCO－3]＞[CO2－3]＞[H2CO3]
B．在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中：[OH－]－[H＋]＝[HCO－3]＋[H2CO3]
C．向0.2 mol·L－1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1NaOH 溶液：[CO2－3]>[HCO－3]>[OH－]>[H＋]
D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液(pH＝7，
[Na＋]＝0.1 mol·L－1)：[Na＋]＝[CH3COO－]>[CH3COOH]>[H＋]＝[OH－]
答案：D
5．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H2CO3，②Na2CO3，③NaHCO3，④NH4HCO3，⑤(NH4)2CO3，[CO2－3]的大小关系为
_____________________________________________________。

答案：②>⑤>③>④>①
6．请回答下列问题：
(1)25 ℃时，现有下列四种液体：
①纯水②pH＝11的氨水③pH＝4的盐酸
④pH＝4的AlCl3溶液
试比较四种液体中水的电离程度的大小关系(由大到小排列，用序号表示)________________。

(2)常温下，在25 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L －1的醋酸，滴定曲线如图所示。

请根据图示，回答下列有关问题：
①在A点，溶液的pH＝________。

②在B点，a________12.5(填“＞”“＝”或“＜”)。

③有的同学认为，在A、B两点间，反应后溶液中各离子浓度的大小关系只能是[Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[H＋]，你是否同意这种说法________(填“同意”或“不同意”)，若不同意，请写出其他的可能性__________________________________________________ ______________________________________________________。

④在C点：[CH3COO－]与[CH3COOH]之和与[Na＋]的关系为(用关系式表示)____________________________________________ ______________________________________________________。

解析：pH＝11的氨水中，由水电离产生的H＋浓度为10－11 mol·L－1，pH＝4的盐酸中由水电离产生的H＋浓度为10－10 mol·L－1，即水电离程度③＞②，而pH＝4的AlCl3溶液中AlCl3对水的电离起促进作用。

0.1 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝13，A点时还没有发生中和反应。

B点时pH＝7，说明CH3COOH过量，所以a＞12.5。

A、B之间当醋
酸加入的量很少时，会出现[OH－]＞[CH3COO－]的情况，C点时溶液中的溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa，根据物料守恒(即元素守恒)可列出关系式。

答案：(1)④＞①＞③＞②(2)①13②＞③不同意
[Na＋]＞[OH－]＞[CH3COO－]＞[H＋]
④[CH3COO－]＋[CH3COOH]＝[Na＋]。