2022年中考点11溶液中微粒的守恒关系和大小比较新人教版选修

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1、2022年中考点11溶液中微粒的守恒关系和大小比较新人教版选修有关电解质溶液的知识内容是高中化学的重要基础理论之一,也是高中化学中的一个重点、难点，尤其是涉及微粒的守恒关系和浓度大小比较。由于影响溶液中微粒浓度大小的因素很多（电离程度、水解程度、化学反应等），试题涉及电离理论、水解理论、守恒思想、平衡思想、元素观、微粒观、定量观等理论知识，同时结合图表信息进行综合分析能力考查，考查的知识点多,灵活性、综合性强，对思维能力的要求高，有较好的区分度，能有效地考查学生对强弱电解质、电离平衡、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及综合运用能力，是学习“水溶液中的离子平衡”的难点。因此微粒的守

2、恒关系和浓度大小比较的试题就成为一类难度大、综合性强的题型。解决电解质溶液中微粒的守恒关系和浓度大小比较问题,需要联动强弱电解质、电离平衡、盐类水解、水的电离、pH计算等多重知识，解决这类难题的关键是关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论，树立“主次”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，如在稀醋酸溶液中存在两个电离平衡：CH3COOHCH3COOH，H2OOHH，则溶液中微粒浓度由大到小的顺序为：c(CH3COOH)c(H)c(CH3COO)c(OH)。单一的弱酸根阴离子和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

3、稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa=CH3COONa，CH3COOH2OCH3COOHOH，H2OHOH，所以CH3COONa溶液中微粒浓度由大到小的顺序为：c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)c(H)。多元弱酸溶液中，多元弱酸分步电离(Ka1Ka2Ka3)，逐级减弱，如H3PO4溶液中微粒浓度由大到小的顺序为：c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。多元弱酸的正盐溶液中，多元弱酸的酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱，如在Na2CO3溶液中微粒浓度由大到小的顺序为：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)。多元弱酸的酸式盐溶液要考虑酸式酸根离子的电离程度

4、与水解程度的相对大小,如HCO3以水解为主,则NaHCO3溶液中微粒浓度由大到小的顺序为:c(Na+)c(HCO3)c(OH-)c(H+)C（CO32），而HSO3以电离为主,则NaHSO3溶液中微粒浓度由大到小的顺序为:c(Na+)c(HS)c(H+)c(S2)c(OH-)。【例题1】常温下，下列有关各溶液的叙述正确的是()A.pH7的溶液中不可能存在醋酸分子B.20 mL 0.1 molL1的醋酸钠溶液与10 mL 0.1 molL1的盐酸混合后溶液显酸性：c(CH3COO)c(Cl)c(H)c(CH3COOH)C.0.1 molL1醋酸的pHa,0.01 molL1的醋酸的pHb，则a1

5、bD.已知酸性HFCH3COOH，pH相等的NaF与CH3COOK溶液中：c(Na)c(F)c(K)c(CH3COO)在电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，即阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等。如NaHCO3溶液中有Na、H、HCO、CO、OH，存在如下电荷守恒关系：n(Na)n(H)n(HCO)2n(CO)n(OH)，推出浓度守恒关系为：c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO) ，因CO带2个单位负电荷，所以其所带电荷数为其离子数的2倍。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，

6、n(Na)n(C元素)11，因HCO水解：HCOH2OH2CO3OH，以及HCO电离：HCOHCO，C的存在HCO、H2CO3、CO3种形式，由n(Na)n(C元素)11，得物料守恒关系为：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)。酸碱反应的本质是质子转移，能失去质子的酸失去的质子数和能得到质子的碱得到的质子数相等。如NaHCO3溶液中，所以质子守恒关系为：c(H2CO3)c(H3O)c(CO)c(OH)，即c(H2CO3)c(H)c(CO)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，如Na2S水溶液中电荷守恒式为：c(Na)c(H)c(OH)c(HS)2c(S

7、2)，物料守恒式为：c(Na)2c(HS)c(S2)c(H2S)，由即可得质子守恒式，消去没有参与变化的Na等，得质子守恒关系为：c(H)2c(H2S)c(HS)c(OH)。【例题2】常温下，将a L 0.1 molL1的NaOH溶液与 b L 0.1 molL1的CH3COOH溶液混合。下列有关混合溶液的说法一定不正确是()A.ac(Na)c(H)c(OH)B.ab时，c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)C.ab时，c(CH3COOH)c(H)c(OH)D.无论a、b有何关系，均有c(H)c(Na)c(CH3COO)c(OH)【解析】由电荷守恒得c(H)c(Na)c(CH3COO)

8、c(OH)，故D正确；若ba，醋酸过量，溶液为CH3COONa与CH3COOH的混合溶液，当溶液呈酸性时A正确；若ab，反应后的溶液为CH3COONa溶液，由于CH3COO水解而显碱性，根据质子守恒可知，C正确；若ab，说明碱过量，溶液为CH3COONa与NaOH的混合溶液，存在c(Na)c(CH3COO)，B错误。【答案】B溶液中粒子浓度大小比较方法的四个步骤：(1)判断反应产物：判断两种溶液混合时生成了什么物质，是否有物质过量，再确定反应后溶液的组成；(2)写出反应后溶液中存在的平衡：根据溶液的组成，写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡)，尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水

9、的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系，在具体应用时要注意防止遗漏；(3)列出溶液中存在的等式：根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理，列出两个重要的等式，即电荷守恒式和物料守恒式，据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式；(4)比大小：根据溶液中存在的平衡和题给条件，结合平衡的有关知识，分析哪些平衡进行的程度相对大一些，哪些平衡进行的程度相对小一些，再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响，如在0.10 molL-1的NH4HSO4、NH4Cl、CH3COONH4、(NH4)2SO

10、4溶液中,c(NH4+)的大小顺序为。分子的电离大于相应离子的水解，如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3H2O混合溶液中离子浓度大小顺序为：c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+)，等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液中离子浓度大小顺序为：c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)；分子的电离小于相应离子的水解，如在0.1 molL-1的NaCN和0.1 molL-1的HCN的混合溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)c(CN-)c(OH-)c(H+)。【例题3】改变0.1二元弱酸溶液的pH，溶液中的、的物质的量分数随pH的变化如图所示已知。下列叙述错

11、误的是ApH=1.2时，BCPh=2.7时，DpH=4.2时，【解析】A、根据图像，pH=1.2时，H2A和HA相交，则有c(H2A)=c(HA)，故A说法正确；B、pH=4.2时，c(A2)=c(HA)，根据第二步电离HAHA2，得出：K2(H2A)=c(H+)c(A2)/c(HA)= c(H+)=104.2，故B说法正确；C、根据图像，pH=2.7时，H2A和A2相交，则有，故C说法正确；D、由图知，pH=4.2时，c(HA)=c(A2)，H2A电离出一个HA时释放出一个H+，电离出一个A2时，释放出2个H+，同时水也会电离出H+，因此c(H+)c(HA)=c(A2)，错误。【答案】D【考

12、点练习】1.下列浓度关系正确的是()A氯水中：c(Cl2)2c(ClO)c(Cl)c(HClO)B. 氯水中：c(Cl)c(H)c(OH)c(ClO)C等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na)c(CH3COO)DNa2CO3溶液中：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H) 2.草酸是二元中强酸，草酸氢钠溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 molL1NaHC2O4溶液中滴加0.01 molL1 NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，溶液中离子浓度关系正确的是()AV(NaOH)0时，c(H)1102 molL1BV(NaOH)10 mL时，c(Na)c(C2O)c(HC

13、2O)3.25 时，将0.1 molL1 NaOH溶液加入20 mL 0.1 molL1 CH3COOH溶液中，所加入溶液的体积(V)和混合液的pH的关系曲线如图所示。下列结论正确的是()A点时，c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Na)B对曲线上、任何一点，溶液中都有：c(Na)c(H)c(OH)c(CH3COO)C点时，醋酸恰好反应完，溶液中有：c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)D滴定过程中可能出现：c(H)c(Na)c(CH3COO)c(OH)4.室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定的曲线如图所示，下列

14、判断错误的是( ) A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHDB滴定至P点时，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH) CpH=7时，三种溶液中：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)5.室温下向10mL0.1molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）Aa点所示溶液中c(Na+)c(A)c(H+)c(HA)Ba、b两点所示溶液中水的电离程度相同CpH=7时，c(Na+)= c(A)+ c(HA)Db点所示溶液中c(A) c(HA)

15、6()某二元酸(H2A)在水中的电离方程式是：H2A=HHA，HAHA2。(1)Na2A溶液显_(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。理由是_(用离子方程式表示)。(2)已知0.1 mol/L NaHA溶液的pH2，则0.1 mol/L H2A溶液中氢离子的物质的量浓度应_0.11 mol/L(填“”或“”)，理由是_。()25时，A酸溶液的pHa，B碱溶液的pHb。(1)若A为强酸，B为强碱，且ab14，若两者等体积混合后，溶液的pH_，此时溶液中金属阳离子浓度大于酸根阴离子浓度，其原因可能是_。(2)若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且ab14，两者等体积混合后溶液显酸性，则混合溶液中

16、必定有一种离子能发生水解，该离子为_(填离子符号)；混合后的溶液中，下列微粒浓度大小关系一定正确的是_(填序号)。c(MOH)c(M)c(R)c(H)c(OH)c(HR)c(M)c(R)c(OH)c(H)c(R)c(M)c(H)c(OH)c(M)c(R)c(OH)c(H)c(M)c(H)c(R)c(OH)7常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表，请回答：编号HA物质的量浓度(molL1)NaOH物质的量浓度(molL1)混合溶液的pH甲0.20.2a乙c10.27丙0.20.17丁0.10.19 (1)不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析

17、，如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_。(2)不考虑其他组的实验结果，单从乙组情况分析，c1是否一定等于0.2 molL1_(选填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A)与c(Na)的大小关系是_。A前者大 B后者大C二者相等 D无法判断(3)从丙组实验结果分析，HA是_酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_。(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH)_molL1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不用做近似计算)：c(Na)c(A)_molL1，c(OH)c(HA)_molL18(1)等物质的量浓度、等体积的NaI与NaF溶液中，前者溶

18、液中离子数目_(填“大于”、“小于”或“等于”)后者溶液中离子数目；等物质的量浓度、等体积的K2CO3与K2SO4溶液中，前者溶液中离子数目_(填“大于”、“小于”或“等于”)后者溶液中离子数目。(2)已知：6C6H5OHFe3 Fe(C6H5O)636H；CH3COOHSO=CH3COOHSO；CO2HSO=CO2H2O2SO。现有下列电解质溶液：Na2SO3、NaOH、CH3COONa、C6H5ONa、Na2CO3、NaHCO3。向六种溶液中分别逐渐加入氯化铁溶液时，溶液中先产生红褐色沉淀，后沉淀完全消失的是_；将物质的量浓度均为0.5 molL1的上述六种溶液稀释相同的倍数，其pH变化最

19、大的是_；露置于空气中相当一段时间后(不考虑水分的蒸发)，溶液的pH近似为7，这种电解质为_；当六种溶液的pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序是_ 。参考答案1.【解析】A项，氯水中只有部分Cl2与水作用，生成HCl和HClO，Cl2的浓度与其他粒子浓度的关系无法确定，A错误；B项应为：c(H)c(Cl)c(ClO)c(OH)；C项，氢氧化钠与醋酸恰好完全中和，生成的醋酸钠水解呈碱性，c(OH)c(H)，根据电荷守恒，c(Na)c(CH3COO)。【答案】D2.【解析】0.01 molL1 NaHC2O4溶液中，HC2O不能完全电离，则c(H)应小于1102 molL1；当V(NaOH)1

20、0 mL时，溶液存在呈中性的可能，即c(H)c(OH)，并存在电荷守恒关系：c(H)c(Na)2c(C2O)c(HC2O)c(OH)；当V(NaOH)10 mL时，NaHC2O4与NaOH恰好完全反应，生成Na2C2O4，发生水解而使溶液呈碱性，故c(H)10 mL时，NaHC2O4与NaOH反应生成Na2C2O4，NaOH剩余，极少量的C2O发生水解生成HC2O，故c(Na)c(C2O)c(HC2O)。【答案】D4.【解析】A根据图像，0.1molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液中HA的起始pH最小，酸性最强，HD的pH最大，酸性最弱，酸性越强，电离平衡常数越大，三种酸的电离常数关系：K

21、HAKHBKHD，正确；B滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB，溶液显酸性，HB的电离为主，但电离程度较小，因此c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH) ，正确；CpH=7时，三种溶液中阴离子的水解程度不同，加入的氢氧化钠的体积不同，三种离子浓度分别与钠离子浓度相等，但三种溶液中钠离子浓度不等，错误；D此为混合溶液的质子守恒关系式，c(HA)c(HB)c(HD)=c(OH)c(H)，正确。【答案】C5.【解析】A、a点NaOH与HA物质的量相等，则二者恰好完全反应，生成NaA，反应后溶液的pH为8.7，呈碱性，说明HA为弱酸，NaA发生水解反应，则c(Na+)c(A-)c(HA

22、)c(H+)，错误；B、a点NaA发生水解反应，促进了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点，错误；C、根据电荷守恒，c（H+）+c（Na+）=c（OH）+c（A-），则pH=7时，c（H+）=c（OH），带入电荷守恒表达式可得：c（Na+）= c（A-），错误；D、根据图像可知b点HA过量，因为b点溶液pH=4.7，则溶液呈酸性，故HA的电离程度大于NaA的水解程度，所以c（A-）c(HA)，正确。【答案】D6.【解析】()注意H2A第一级电离完全电离，而第二级电离是可逆的，因此Na2A溶液水解显碱性；H2A第一级电离产生的氢离子对第二级电离产生抑制作用，所以0.1 mol/L H2A溶液中

23、氢离子的物质的量浓度小于0.11 mol/L。()(1)抓住强酸强碱中的氢离子和氢氧根离子物质的量相等来计算。(2)中混合后溶液呈酸性说明酸为弱酸，弱酸的阴离子R发生水解，混合溶液中以酸的电离为主，因此酸根离子最多，其次是盐电离出的阳离子，再根据电荷守恒判断等式是否成立。【答案】()(1)碱性A2H2OHAOH(2)7，NaA水解，则HA为弱酸。(2)HA的强弱不确定，c1就不确定，但pH7，根据电荷守恒，c(Na)c(H)c(A)c(OH)，推出c(Na)c(A)。(3)丙组反应后为等浓度的HA与NaA混合溶液，pH7，说明HA的电离与NaA的水解相等，溶液呈中性，则HA为弱酸。(4)由电荷

24、守恒和物料守恒可推导出来。电荷守恒：c(Na)c(A)c(OH)c(H)，物料守恒：c(HA)c(A)c(Na)c(OH)c(A)c(H)，因此c(OH)c(HA)c(H)。【答案】(1)若a7，HA为强酸；若a7，则为弱酸(2)否C(3)弱c(Na)c(A)c(OH)c(H)(4)105105109109由于NaOH溶液在稀释时，OH总数基本保持不变，而其他几种在稀释的过程中，都会促进水解，使得OH的总数增加，所以NaOH溶液的pH变化最大。因为Na2SO3容易被空气氧化成Na2SO4，Na2SO4溶液呈中性。题目信息告诉我们：几种分子与离子电离能力强弱为H2SO3CH3COOHHSOH2CO3C6H5OHHCO，电离能力越弱的，相应离子的水解能力就越强。在pH相同时，水解能力越强的，其离子浓度越小。【答案】(1)大于小于(2)C6H5ONaNaOHNa2SO3CH3COONa、Na2SO3、NaHCO3、C6H5ONa、Na2CO3、NaOH