3.3.4 溶液中的离子浓度比较(精品学案)-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练(人教版2019选择性必修1).docx
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- 3.3.4 溶液中的离子浓度比较精品学案-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练人教版2019选择性必修1 3.3 溶液 中的 离子 浓度 比较 精品 2022 2023 学年 化学
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1、2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练(精品学案)第三章 水溶液中的离子反应与平衡第三节 盐类的水解第4课时 溶液中的离子浓度比较课程学习目标能综合运用电离平衡和水解平衡原理,判断溶液中粒子浓度大小关系。学科核心素养运用化学平衡原理分析分析比较溶液中的离子浓度,培养宏观辨识与微观探析能力。【新知学习】一溶液中粒子浓度关系判断的理论基础1电离理论(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离。如氨水中NH3H2O、NH、OH浓度的大小关系是c(NH3H2O)c(OH)c(NH)。(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步
2、电离程度)。如H2S溶液中H2S、HS、S2、H浓度的大小关系是c(H2S)c(H)c(HS)c(S2)。2水解理论(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的离子除外),但由于水的电离,使水解后酸性溶液中c(H)或碱性溶液中c(OH)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中NH、Cl、NH3H2O、H浓度的大小关系是c(Cl)c(NH)c(H)c(NH3H2O)。(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。如Na2CO3溶液中CO、HCO、H2CO3浓度的大小关系是c(CO)c(HCO)c(H2CO3)。二把握三种守恒,明确等量关系1电荷守恒规律电解质溶
3、液中,无论存在多少种离子,溶液均呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中的离子有Na、H、HCO、CO、OH,其存在如下关系: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如图所示:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式:c(OH)c(H)2c(H2S)c(HS)。质子守恒式也
4、可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。Na2S水溶液中电荷守恒式为c(Na)c(H)c(OH)c(HS)2c(S2),物料守恒式为c(Na)2c(HS)c(S2)c(H2S),以上两式通过变换,消去没有参与变化的Na,即可得到质子守恒式。三溶液中离子浓度的比较应用【问题探究】1Na2S溶液中电荷守恒和物料守恒关系式分别是什么?电荷守恒:c(Na)c(H)c(OH)c(HS)2c(S2);物料守恒:c(Na)2c(H2S)2c(HS)2c(S2)。20.1 molL1NaCN和0.1 molL1 HCN的混合液显碱性,则c(Na)、c(CN)、c(OH)、c(H)、c(HCN)的大小顺序如何?若
5、不考虑HCN电离和CN水解,c(Na)c(CN)c(HCN),混合液显碱性,说明水解程度大于电离程度,故只考虑CN水解,则c(CN)减小,c(HCN)增大,顺序为c(HCN)c(Na)c(CN)c(OH)c(H)。【知识归纳总结】1判断粒子浓度关系的三个守恒规律:规律内容实例(Na2CO3和NaHCO3)物料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Na2CO3:c(Na)2c(HCO)c(CO)c(H2CO3)NaHCO3:c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)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
6、电中性Na2CO3:c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)NaHCO3:c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)质子守恒电解质溶液中,分子(或离子)得失质子(H)的物质的量应相等Na2CO3:c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)NaHCO3:c(OH)c(H)c(CO)c(H2CO3)2溶液中离子浓度的大小比较:(1)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。例如:在相同物质的量浓度的下列溶液中:a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺序:cab。(2)同一溶液中不同离子浓度的大小比较。(3)混合溶
7、液中各离子浓度的比较。根据电离程度、水解程度的相对大小分析。分子的电离大于相应离子的水解:例如:等物质的量浓度的NH4Cl与NH3H2O混合溶液中,c(NH)c(Cl)c(NH3H2O)c(OH)c(H)。分子的电离小于相应离子的水解:例如:在0.1 molL1的NaCN和0.1 molL1的HCN溶液的混合液中,各离子浓度的大小顺序为c(HCN)c(Na)c(CN)c(OH)c(H)。(4)抓“四点”,突破酸碱中和滴定曲线中的粒子浓度关系:抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。抓“恰好”反应点,生成的溶质是什么,判断溶液的酸碱性。抓溶液的“中性”点,生成什么溶质,哪种物质过量或不足。抓
8、反应的“过量”点,溶液中的溶质是什么,判断哪种物质过量。实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好完全反应,d点NaOH过量一倍)分析:a点,溶质为CH3COONaCH3COOH离子浓度关系:c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)b点,溶质为CH3COONaCH3COOH离子浓度关系:c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)c点,溶质为CH3COONa离子浓度关系:c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)d点,溶质为CH3COONaNaOH离子浓度关系:c(Na)c(OH)c(
9、CH3COO)c(H)【典例1】在0.1 molL1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)B0.1 molL1盐酸;c(Na)c(Cl)c(H)c(CH3COO)c(OH)C0.1 molL1醋酸;c(Na)c(CH3COO)c(H)c(OH)D0.1 molL1氢氧化钠;c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)【答案】B【解析】A项,正确的离子浓度关系为c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H);B项,加入0.1 molL1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
10、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)。【典例2】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 molL1 Na2CO3溶液中:c(Na)c(HCO)c(CO)c(OH)c(H)B某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(OH)2c(A2)c(H)c(H2A)C向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性:c(Na)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)D常温下,将50 mL 0.1 molL1
11、的盐酸与100 mL 0.1 molL1的氨水混合,所得溶液中:c(NH)c(Cl)c(NH3H2O)c(OH)c(H)【答案】D【解析】在Na2CO3溶液中,c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H),A项错误;根据质子守恒可知:c(OH)c(A2)c(H)c(H2A),B项错误;NH与SO均来自NH4HSO4溶液,NH部分水解,所以c(SO)c(NH),C项错误;混合溶液中NH4Cl和NH3H2O的物质的量相等,NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液显碱性,D项正确。【效果检测】1(2021云南省楚雄天人中学高二阶段练习)4种混合溶液:分别由等体积0.1mol/L的两溶液混
12、合而成:NH4Cl与CH3COONa NH4Cl与HClNH4Cl与NaClNH4Cl与NH3H2O(混合液呈碱性),下列各项排序正确的是Ac(NH):B溶液中c(H+):CpH:Dc(NH3H2O):【答案】A【详解】A四种溶液中,NH4Cl与NH3H2O的混合液显碱性,说明NH3H2O的电离大于NH4Cl中的的水解,c()0.1molL-1;NH4Cl与HCl的混合液中,由于HCl电离产生的H+抑制的水解,所以c()接近0.1molL-1;NH4Cl与CH3COONa,发生了双水解,铵根离子浓度最小,所以正确排序为:,故A正确;B四种混合物中,NH4Cl与HCl的混合溶液中HCl完全电离,
13、c(H+)最大;NH4Cl与NH3H2O的混合溶液显碱性,c(H+)最小;NH4Cl与CH3COONa 的混合溶液显中性;NH4Cl与NaCl 的混合溶液由于的水解显酸性,c(H+)没有大,故正确c(H+)关系应该为:,故B错误;C酸性越强,pH越小。c(H+)=10-pH,溶液中c(H+)越大,pH越小,借助上一选项可知,pH正确顺序为:,故C错误; D由于NH4Cl与NH3H2O混合溶液中,NH3H2O是弱电解质,部分电离,c(NH3H2O)最大,其次是NH4Cl与CH3COONa的混合溶液,发生了双水解,的水解程度稍大;NH3H2O浓度最小的是NH4Cl与HCl的混合溶液,几乎没有NH3
14、H2O存在,所以NH3H2O浓度大小顺序为:,故D错误;故选A。2(2021湖南汨罗市楚雄中学高二期中)常温下向20mL0.1molL-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1molL-1NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中错误的是Aa点表示的溶液中c(CH3COO-)略小于10-3molL-1Bb、d点表示的溶液的值b=dCc点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全Db点表示的溶液中c(CH3COO)c(Na+)c(H+)c(OH-)【答案】C【详解】Aa点表示的溶液中,依据质子守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)=10-3molL-1,则c(CH3C
15、OO-)略小于10-3molL-1,A正确;BKa(CH3COOH)=,b、d点溶液的温度相同,Ka(CH3COOH)相同,则表示的溶液的值b=d,B正确;C若CH3COOH和NaOH恰好反应完全,则生成CH3COONa溶液呈碱性,而c点表示溶液的pH=7,则应为CH3COOH有剩余,C错误;Db点溶液pH7,溶液中的溶质为CH3COOH和CH3COONa,且以CH3COOH的电离为主,所以溶液中c(CH3COO)c(Na+)c(H+)c(OH-),D正确;故选C。3(2021吉林江城中学高二期中)某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液,若pHc(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)Bc(Na+
16、)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)Cc(H+)+c(A2-)=c(OH-)+c(H2A)Dc(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+2c(A2-)【答案】D【分析】二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中既存在电离平衡HA-H+A2-,又存在水解平衡HA-+H2OH2A+OH-,因为溶液pHc(HA)c(H)c(A2)c(OH)。A项正确;B根据电荷守恒有:c(H)+c(Na+)=c(OH)+2c(A2)+c(HA-),B项正确;C根据电荷守恒有:c(H)+c(Na+)=c(OH)+2c(A2)+c(HA-),根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)
17、。消去两式中c(Na+)项,得c(H)+c(H2A)=c(OH)+c(A2-)。C项正确;D根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。D项错误;答案选D。4(2021广东华中师大龙岗附中高二期中)现有常温下的四份溶液:0.01mol/L CH3COOH 0.01mol/L HCl pH=12的氨水pH=12的NaOH溶液。下列说法正确的是A中水的电离程度最小,中水的电离程度最大B将、混合,若pH=7,则消耗溶液的体积:=C将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH,D将、混合,若有c(CH3COO-)c(Na+),则合液一定呈碱性【答案】C【分析】0.01mol/LCH
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