【升级版】微专题41水溶液中的三大守恒和浓度大小比较-备战2024年高考化学考点微专题(解析版)(全国版).docx
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- 升级版 【升级版】微专题41 水溶液中的三大守恒和浓度大小比较-备战2024年高考化学考点微专题解析版全国版 升级 专题 41 水溶液 中的 守恒 浓度 大小 比较 备战 2024 年高 化学
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1、微专题41 水溶液中的三大守恒和浓度大小比较1(2023湖南统考高考真题)常温下,用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液,滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A约为B点a:C点b:D水的电离程度:【答案】D【解析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全
2、反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH,据此解答。A由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,=10-4.76,故A正确;Ba点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;C点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(
3、CH3COOH)d,故D错误;答案选D。2(2023浙江统考高考真题)草酸()是二元弱酸。某小组做如下两组实验:实验I:往溶液中滴加溶液。实验:往溶液中滴加溶液。已知:的电离常数,溶液混合后体积变化忽略不计,下列说法正确的是A实验I可选用甲基橙作指示剂,指示反应终点B实验I中时,存在C实验中发生反应D实验中时,溶液中【答案】D【解析】A溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液,为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂,因此,实验I可选用酚酞作指示剂,指示反应终点,故A错误;B实验I中时,溶质是、且两者物质的量浓度相等,则草酸氢根的电离程度大于草酸根的水解程度,因此存在,故B
4、错误;C实验中,由于开始滴加的氯化钙量较少而过量,因此该反应在初始阶段发生的是,该反应的平衡常数为,因为平衡常数很大,说明反应能够完全进行,当完全消耗后,再和发生反应,故C错误;D实验中时,溶液中的钙离子浓度为,溶液中,故D正确。综上所述,答案为D。掌握微粒浓度大小比较的常见类型及分析方法一、微粒浓度的大小比较理论依据(1)电离理论弱电解质的电离是微弱的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)。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电离)。如
5、在H2S溶液中:H2S、HS、S2、H的浓度大小关系是c(H2S)c(H)c(HS)c(S2)。(2)水解理论弱电解质离子的水解过程一般是微弱的弱电解质离子的水解是微弱的(水解相互促进的除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中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的浓度大小关系是c(Cl)c(NH)c(H)c(NH3H2O)。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。如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)c(HCO)c(H2CO3)。二、溶液中微粒种类的判断我们在判断
6、溶液中微粒浓度大小时,首先要判断溶液中微粒的种类,然后再进行比较。判断溶液中微粒种类的方法是正确写出溶液中所有的电离方程式、水解方程式,然后结合溶液中的溶质即可判断溶液中的微粒种类。注意:在书写电离方程式时,不要丢掉水的电离方程式。如:NaHCO3溶液中存在三种电离:NaHCO3=NaHCO、HCOHCO、H2OHOH;一种水解:HCOH2OH2CO3OH所以溶液中的离子为Na、CO、HCO、OH、H,分子为H2CO3、H2O。三、离子浓度大小比较的方法(1)考虑水解因素:如Na2CO3溶液。COH2OHCOOHHCOH2OH2CO3OH所以c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)。(2)不
7、同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。如相同浓度的a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4三种溶液中c(NH)由大到小的顺序是cab。(3)混合液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素,如相同浓度的NH4Cl和氨水混合液中,因NH3H2O的电离NH的水解,故离子浓度顺序为c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)。四、三个守恒1电荷守恒规律电解质溶液中,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)2
8、c(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质子守恒规律电解质溶液中,电离、水解等过程中得到的质子(H)数等于失去的质子(H)数。如NaHCO3溶液中:即c(H2CO3)c(H)=c(CO)c(OH)。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
9、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),由式式,消去没有参与变化的Na,即可得到质子守恒式:c(OH)c(H)2c(H2S)c(HS)。五、常见几种物质的微粒浓度比较(溶液中水分子除外)。项目0.1 molL-1CH3COOH溶液0.1 molL-1CH3COONa溶液粒子种类CH3COO-、CH3COOH 、OH-、H+Na+、CH3COO-、CH3COOH 、OH-、H+离子浓度比较c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(CH3COOH)c
10、(H+)电荷守恒c(H+)c(CH3COO-)c(OH-)c(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-)物料守恒c(CH3COO-)c(CH3COOH)01 molL-1c(CH3COO-)c(CH3COOH)c(Na+)0.1 molL-1项目0.1 molL1的NaHCO3溶液0.1 molL1的Na2CO3溶液粒子种类Na、CO、HCO、H2CO3、OH、HNa、CO、HCO、H2CO3、OH、H离子浓度比较c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)c(CO)c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)电荷守恒c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)c(Na)2c
11、(CO)c(HCO)c(H2CO3)物料守恒c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)质子守恒c(OH)c(H2CO3)c(H)c(CO)c(OH)c(H)2c(H2CO3)c(HCO)易错提醒:选好参照物不同溶液中同一离子浓度的大小比较要选好参照物,分组比较各个击破。如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)由大到小的顺序为。分析流程为:分组中c(NH)要大于1(2022全国统考高考真题)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能
12、穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是A溶液中B溶液中的HA的电离度为C溶液和中的不相等D溶液和中的之比为【答案】B【解析】A常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,c(H+)c(OH-)c(A-),A错误;B常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.010-3,解得=,B正确;C根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;D常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1
13、10-7mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.010-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka=1.010-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.010-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为(104+1)c(HA)1.01c(HA)=(104+1)1.01104,D错误;答案选B。2(2022浙江统考高考真题)时,向浓度均为的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入的溶液
14、(醋酸的;用的溶液滴定等浓度的盐酸,滴定终点的突跃范围4.39.7)。下列说法不正确的是A恰好中和时,溶液呈碱性B滴加溶液至的过程中,发生反应的离子方程式为:C滴定过程中,D时,【答案】B【解析】A恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中醋酸根离子会水解,溶液显碱性,A正确;B滴加溶液至的过程中,若只发生反应的离子方程式:,则滴加NaOH溶液的体积为20mL,则根据电离常数,的醋酸中,c(H+)c(CH3COO-)= =1.010-4.3,故用氢氧化钠滴定的过程中,醋酸也参加了反应,则离子方程式为:H+OH-=H2O和CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,B错误;C滴定前盐酸和醋
15、酸的浓度相同,故滴定过程中,根据物料守恒可知:,C正确;D向浓度均为的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入的溶液至pH=7,根据物料守恒有c(Na+)=c(Cl-)+c(CH3COOH)+c(CH3COO-),则有。又由pH=7可得c(H+)=10-7mol/L,根据该温度下Ka(CH3COOH)=,故有,D正确;故答案为:B。1(2023秋天津红桥高三统考期末)下列判断不正确的是A在的溶液中B溶液和溶液中所含微粒种类相同C氨水和溶液混合,形成的溶液中D的溶液中【答案】A【解析】A根据碳元素守恒可知,A错误;BNa2CO3与NaHCO3溶液中均含有H2O、Na+、H2CO3、HCO、CO、H+、OH
16、-,故所含微粒种类相同,B正确;C氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=19的溶液,则 ,根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),则 ,故,C正确;D根据电荷守恒可知,D正确;故选A。2(2023浙江温州乐清市知临中学校考一模)在常温下,下列说法正确的是A溶液中商加稀盐酸至溶液呈中性时:B的氨水与的盐酸等体积互混,则的电离常数为C等浓度的与溶液,前者大于后者(已知,的,的,)D浓度均为的和混合溶液,滴加的溶液,最先产生的沉淀为(,)【答案】B【解析】ACH3COONa溶液中商加稀盐酸至溶液呈中性时,c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒得c(OH-)+c(Cl-)+
17、c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+),所以得c(Cl-)+c(CH3COO-)=c(Na+),根据物料守恒得得c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),所以得c(CH3COOH)=c(Cl-),故A错误;B根据电荷守恒知c(H+)+c()=c(Cl-)+c(OH-),c()=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),溶液为中性,根据等体积混合后的溶液显中性知,NH3H2O的,故B正确;C电离平衡常数可知碳酸酸性大于次氯酸大于碳酸氢根离子,对应盐水解程度碳酸氢钠水解程度小于次氯酸钠小于碳酸钠,相同状况下,等浓度的NaClO与Na2CO3溶液中,pH前者小于后者,故C错误
18、;D生成AgCl需要的银离子为=1.810-6mol/L,生成Ag2CrO4需要的银离子为=1.410-4mol/L,则混合溶液中产生两种不同沉淀,且AgCl沉淀先产生,故D错误;故选:B。3(2023河南校联考模拟预测)用强碱滴定某一元弱酸时,弱酸被强碱部分中和后得到“弱pH酸盐和弱酸”组成的缓冲溶液,其中存在pH=pKa一lg。25C时0.1molL-1的NaOH溶液滴定16.00mL某未知浓度的HA溶液,滴定过程中消耗NaOH溶液的体积与混合溶液pH之间的关系如图所示(已知:pKa=-lgKa,100.48=3,酸性HAHCN)。下列说法错误的是A25时,HA电离常数的数量级为10-5B
19、b点溶液中存在c(HA)+c(H+)c(A-)+c(OH-)Cc点溶液中离子浓度的大小关系为c(HA)c(A-)c(H+)c(OH-)D若将HA改为等体积、等浓度的HCN,则pH随NaOH溶液体积的变化曲线竖直上移【答案】C【解析】温度不变,酸的电离常数不变,设酸的浓度为,由,可得,a点、pH=4.27,b点、溶液的pH=4.75,存在,化简得,解得c=0.2。A即,HA电离常数的数量级为,故A正确;B由分析可知,b点时,故,此时溶液显酸性,故,故B正确;C由B项分析可知b点时,故,则随氢氧化钠溶液体积增大,c点时溶液,由图可知溶液呈酸性,酸电离程度较小,所以离子浓度的大小关系为:,故C错误;
20、D由HA的酸性强于HCN可知,HA的电离常数大于HCN,由可知,当相等时,酸的电离常数越大,溶液$pH$越小,则若将HA改为等体积等浓度的HCN,则pH随NaOH溶液体积的变化曲线竖直上移,故D正确;故选C。4(2023河南校联考模拟预测)食用级NaHSO3产品用作防腐剂、抗氧化剂等。根据常温时下列实验得到的粒子浓度关系正确的是实验实验操作和现象粒子浓度的关系向蓝色石蕊试纸上滴入2滴0.1 mol L-1NaHSO3溶液,试纸变红c(Na+) c( ) c() c(H2SO3)向10 mL0.1 mol L-1NaHSO3溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液c(Na+)-c() -c( ) -
21、c(H2SO3) =0.05 mol L-1向0.1mol L-1NaHSO3溶液中加入等浓度的NaOH溶液至pH=7c() +c()=c(Na+)ABCD【答案】C【解析】NaHSO3溶液中存在 电离平衡 和水解平衡过程,、;向蓝色石蕊试纸上滴入2滴0.1 mol L-1NaHSO3溶液,试纸变红,证明0.1 mol L-1NaHSO3溶液呈酸性,溶液中电离大于水解,故c(Na+) c( ) c() c(H2SO3),正确;向10 mL0.1 mol L-1NaHSO3溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液,两溶液等体积混合,混合后溶液中钠离子浓度降为原来的一半,则c(Na+)=0.1 mol
22、 L-1,c(OH-)=0.05 mol L-1,根据题意c() +c( ) +c(H2SO3)=c(OH-),故c(Na+)-c() -c( ) -c(H2SO3) =0.05 mol L-1,正确;向0.1 mol L-1NaHSO3溶液中加入等浓度的NaOH溶液至pH=7,溶液中存在电荷守恒,溶液pH=7,即,则,故错误。故选C。5(2023江西上饶校联考二模)25C时,向20mL 0.10molL1的一元酸HA (Ka=1.0102) 中逐滴加入0.10molL1NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法正确的是Aa点时,c (H+) +0.1=c (HA
23、) +c (OH)Bb点时水电离出的c (OH ) =102molL1C滴加NaOH溶液过程中,不存在c (H+) c (A) c (Na+) c (OH)Dc点时,c (Na+) =c (A) =c (H+) =c (OH)【答案】C【解析】由图可知,a点溶液pH为2,由HA的电离常数Ka=1.0102可知,溶液中A离子浓度与HA的浓度相等,则反应所得溶液为NaA和HA的混合溶液;由电离常数Ka=可知,NaA的水解常数为Kh=1.01012,由图可知,b点溶液pH为12,则溶液中A离子浓度是HA的浓度的1010倍,反应所得溶液为NaA和NaOH的混合溶液。A由分析可知,a点为A离子浓度与HA
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