内容正文:
拓展微课3 溶液中微粒浓度的关系
角度1 溶液中微粒浓度的大小比较
(2022·吉林白山高二期末)常温下,下列溶液中有关粒子的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.pH=2的H2A溶液与pH=12的MOH溶液等体积混合:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A2-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)
D.0.1 mol/L的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
[解题突破]
C 解析:两溶液混合,充分反应后所得溶液呈电中性,若H2A为弱酸,根据电荷守恒可得c(H+)+c(M+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),若H2A为强酸,c(H+)+c(M+)=c(OH-)+2c(A2-)A错误;由于CH3COOH的酸性强于H2CO3,则等浓度CH3COONa、Na2CO3溶液相比,Na2CO3的水解程度大,溶液的pH大,当二者的pH相等时,则有c(Na2CO3)<c(CH3COONa);NaOH是强碱,三种溶液pH相等时,c(NaOH)最小,B错误;根据元素质量守恒可得,2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);根据电荷守恒可得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),综合上述两式可得c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),C正确;0.1 mol/L NaHA溶液的pH=4,说明HA-的电离程度大于其水解程度,则有c(A2-)>c(H2A),考虑HA-的电离程度和水解程度都较小,故溶液中离子浓度大小关系为c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),D错误。
(1)溶液中微粒浓度大小比较的思维模板
[注意]若题目提供电离常数(Ka或Kb),要考虑Ka(HA)和Kh(A-)的相对大小,判断以HA的电离为主,还是以A-的水解为主,再判断混合液的酸碱性。
(2)电解质溶液中三个守恒关系
①电荷守恒
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,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Na2CO3溶液中存在着Na+、CO、H+、OH-、HCO,它们存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)。
②元素质量守恒
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2CO3溶液中CO能水解,故碳元素以CO、HCO、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
③质子守恒
即在纯水中加入电解质,最后溶液中c(H+)与其他微粒浓度之间的关系式(由电荷守恒及元素质量守恒推出)。如Na2CO3溶液中,由上述两个守恒关系可推出:c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3)+c(OH-)。
►对点训练
1.(2022·浙江金华十校高二联考)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CN-)-c(HCN)
D 解析:根据电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-),A错误;NaHCO3溶液的pH=8.3,说明HCO水解程度大于其电离程度,则c(H2CO3)>c(CO),B错误;pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合时,氨水是过量的,溶液不显中性,C错误;0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合反应得到等浓度的HCN和NaCN的混合溶液,由电荷守恒得c(CN-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由元素质量守恒得2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),则c(CN-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCN),移项得2c(H+)-2c(OH-)=c(CN-)-c(HCN),D正确。
2.(双选)(2022·湖北鄂州高二期末)下列溶液中离子浓度关系表示正确的是( )
A.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CO)+c(HCO)
B.pH=3的CH