2020高考化学一轮复习 第八章 专题讲座（五） 粒子浓度大小比较的解题策略课件 新人教版

专题讲座(五)粒子浓度大小比较的解题策略一、“三个守恒”思想1．电荷守恒电荷守恒是指溶液必须保持电中性，即溶液中所有阳离子的正电荷总浓度等于所有阴离子的负电荷总浓度。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋2c(CO2－3)＋c(OH－)。2．物料守恒物料守恒也就是原子守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。如0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)＝0.1mol·L－1。3．质子守恒指由水电离产生的c(H＋)和c(OH－)始终相等，溶液中由水电离产生的H＋或OH－虽会被其他离子结合，以不同形式存在，但其总量始终相等。如：在Na2CO3溶液中，HCO－3、H2CO3为得到质子后的产物；OH－为H2O分子失去质子后的产物，推得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO－3)＋2c(H2CO3)。也可以通过电荷守恒和物料守恒关系式叠加得到质子守恒表达式。同理可知，在Na2S溶液中，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)。二、树立微弱意识、立足平衡观念1．树立微弱意识(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＋，H2OOH－＋H＋，在溶液中，粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞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于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，H2OH＋＋OH－，溶液中，c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)。2．解决混合溶液中粒子浓度问题的整体思路三、粒子浓度的分类比较1．单一溶液中各离子浓度的比较(1)多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H＋)c(H2PO－4)c(HPO2－4)＞c(PO3－4)。(2)多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na＋)c(CO2－3)c(OH－)c(HCO－3)。(3)多元弱酸的酸式盐溶液：取决于弱酸根离子水解和电离程度的比较。如NaHCO3溶液中：c(Na＋)c(HCO－3)＞c(OH－)c(H＋)c(CO2－3)。(4)弱电解质的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于一般弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OOH－＋H＋，溶液中粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)c(H＋)c(CH3COO－)c(OH－)[不考虑c(H2O)，下同]。(5)弱酸根或弱碱阳离子的水解一般是很微弱的。如在稀NH4Cl溶液中：NH4Cl===NH＋4＋Cl－，NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋，H2OOH－＋H＋，溶液中微粒浓度由大到小的顺序：c(Cl－)c(NH＋4)c(H＋)c(NH3·H2O)c(OH－)。2．不同溶液中同一离子浓度的比较该类情况要看溶液中其他离子对该离子的影响。如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：a．NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4、d．(NH4)2SO4、e.(NH4)2Fe(SO4)2，c(NH＋4)由大到小的顺序为edcab。先按化学式中NH＋4的数目分组：a、b、c为一组，d、e为一组。对于a、b、c组：b相当于在a的基础上加CH3COO－促进NH＋4水解，c相当于在a的基础上加入H＋抑制NH＋4水解；d、e组：e相当于在d的基础上加Fe2＋抑制NH＋4水解。3．混合溶液中各离子浓度的比较混合溶液中离子浓度的比较，要综合分析电离、水解等因素。如0.1mol·L－1NH4Cl溶液和0.1mol·L－1氨水的混合溶液呈碱性，各离子浓度大小的顺序为c(NH＋4)c(Cl－)c(OH－)c(H＋)。4．酸、碱中和型离子浓度的关系角度1单一溶液中粒子浓度大小的比较1．室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是()A．Na2S溶液：c(Na＋)c(HS－)c(OH－)c(H2S)B．Na2C2O4溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)C．Na2CO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(OH－)D．CH3COONa和CaCl2混合溶液：c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(Cl－)B解析：选B。A.Na2S溶液中微粒关系为：c(Na＋)c(S2－)c(OH－)c(HS－)c(H2S)，A错误。B．Na2C2O4溶液中，由电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(C2O2－4)＋c(HC2O－4)＋c(OH－)①由物料守恒得：c(Na＋)＝2c(C2O2－4)＋2c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)②由①－②得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HC2O－4)＋2c(H2C2O4)，B正确。C．Na2CO3溶液中，由电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO2－3)＋c(HCO－3)＋c(OH－)，C错误。D．CH3COONa和CaCl2混合溶液中由物料守恒得：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)①2c(Ca2＋)＝c(Cl－)②①＋②得：c(Na＋)＋2c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋c(Cl－)，D错误。2．25℃时，下列有关溶液中各微粒的物质的量浓度关系正确的是()A．0.1mol/L的NH4Cl溶液：c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(OH－)＞c(H＋)B．0.1mol/L的CH3COOH溶液：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)C．pH＝4的FeCl3溶液：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(Fe3＋)＞c(OH－)D．pH＝11的CH3COONa溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)B解析：选B。NH4Cl发生水解使溶液呈酸性，c(Cl－)＞c(NH＋4)＞c(H＋)＞c(OH－)，A项错误；弱酸CH3COOH的电离程度远大于水的微弱电离，c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)，B项正确；FeCl3发生水解使溶液呈酸性，c(Cl－)＞c(Fe3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，C项错误；CH3COONa溶液遵循物料守恒，c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，D项错误。1．酸式盐溶液的酸碱性主要取决于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－3的水解能力强于其电离能力，溶液显碱性；而NaHSO3溶液中，HSO－3的水解能力弱于其电离能力，溶液显酸性。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＋)。角度2不同溶液中同一粒子浓度大小的比较3．某二元弱酸(简写为H2R)溶液，按下式发生一级电离和二级电离：H2RHR－＋H＋；HR－R2－＋H＋。已知在相同浓度时H2R的电离程度大于HR－的电离程度，设有下列四种溶液：A.0.01mol·L－1的H2R溶液；B.0.01mol·L－1的NaHR溶液；C.0.02mol·L－1的HCl与0.04mol·L－1的NaHR溶液等体积混合液；D.0.02mol·L－1的NaOH与0.02mol·L－1的NaHR溶液等体积混合液。据此，用字母序号填写下列空白。(1)c(H＋)最大的是________，最小的是________；(2)c(H2R)最大的是________，最小的是________；(3)c(R2－)最大的是________，最小的是________。解析：(1)A为0.01mol·L－1的H2R溶液，B为0.01mol·L－1的NaHR溶液，C为0.01mol·L－1的H2R和0.01mol·L－1的NaHR混合溶液，D为0.01mol·L－1的Na2R溶液。H2R的电离受到HR－的抑制，故c(H＋)C＜c(H＋)A，因此c(H＋)最大的是A，最小的是D(D中H＋只来自水的电离)。(2)A、C本身含有H2R，B、D靠水解生成H2R，而水解、电离的程度都很小，故c(H2R)最大的为C(H2R的电离受HR－的抑制，电离程度更小，c(H2R)最大)，最小的为D(水解第二步才产生H2R)。(3)D本身含有R2－，故浓度最大。A中c(HR－)最小(B、C中约为0.01mol·L－1，而A中远小于0.01mol·L－1)，A中c(H＋)最大，对HR－的电离抑制作用最大，故c(R2－)最小。答案：(1)AD(2)CD(3)DA不同溶液中同种粒子浓度大小的比较角度3混合溶液中粒子浓度的比较4．室温下，某实验小组的同学将0.1mol·L－1的一元酸HA溶液和0.1mol·L－1的KOH溶液混合(忽略体积变化)，实验数据如下表所示：溶液体积(mL)实验编号HAKOH混合后溶液的pH①10109②10a7下列判断一定正确的是()BA．实验①所得的混合溶液中：c(K＋)＞c(A－)＞c(H＋)＞c(OH－)B．实验①所得的混合溶液中：c(OH－)＋c(A－)＝c(K＋)＋c(H＋)C．实验②所得的混合溶液中：c(A－)＋c(HA)＝0.1mol·L－1D．实验②所得的混合溶液中：c(K＋)＞c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)解析：选B。由题给条件可知，等体积等浓度的HA溶液与KOH溶液混合后溶液呈碱性，则HA为弱酸，KA为强碱弱酸盐，离子浓度关系为c(K＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋)，A项错误；根据电荷守恒可得：c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，B项正确；混合前HA溶液中有c(A－)＋c(HA)＝0.1mol·L－1，根据物料守恒可知，混合过程相当于对HA溶液进行稀释，故实验②所得的混合溶液中c(A－)＋c(HA)＜0.1mol·L－1，C项错误；根据电荷守恒可得，c(K＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，因为c(H＋)＝c(OH－)，所以c(K＋)＝c(A－)，D项错误。5．在0.1mol/L的醋酸钠溶液中加入等体积的下列物质，溶液中离子浓度大小关系正确的是()A．水；c(CH3COO－)c(Na＋)c(OH－)c(H＋)B．0.1mol/L盐酸；c(Na＋)＝c(Cl－)c(H＋)c(CH3COO－)c(OH－)C．0.1mol/L醋酸；c(Na＋)c(CH3COO－)c(H＋)c(OH－)D．0.1mol/L氢氧化钠；c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(H＋)B解析：选B。A项，正确的离子浓度关系为c(Na＋)c(CH3COO－)c(OH－)c(H＋)；B项，加入0.1mol/L盐酸后，生成等浓度的NaCl和醋酸混合液，故有c(Na＋)＝c(Cl－)，考虑水的电离，故有c(H＋)c(CH3COO－)，B正确；C项，电离程度大于水解程度，正确的离子浓度关系为c(CH3COO－)c(Na＋)c(H＋)c(OH－)；D项，正确的离子浓度关系为c(Na＋)c(OH－)c(CH3COO－)c(H＋)。6．常温下，将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是()A.KwcH＋1.0×10－7mol/LB．c(Na＋)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)C．c(H＋)＋c(NH＋4)＝c(OH－)＋c(HCO－3)＋2c(CO2－3)D．c(Cl－)