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第6课时:一轮注重综合(1)——溶液中的粒子浓度关系
判断电解质溶液中的粒子浓度关系是近几年高考的必考题型,一般在选择题中作为压轴题呈现。因综合性强、难度大且常考常新,成为考生失分的重灾区。要想攻克此难关,需巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系,然后进行分析比较即可。
一、解题必备知能
(一)理解两大平衡,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。如在稀醋酸溶液中存在: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-)。
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。如稀的CH3COONa溶液中存在:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
(二)巧用守恒思想,套用合适公式
1.电解质溶液中遵循的三个守恒
(1)电荷守恒
电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等。
如NaHCO3溶液中电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
(2)物料守恒
电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其他离子或分子,但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变。
如:在NaHCO3溶液中,n(Na)∶n(C)=1∶1,推出c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)。
(3)质子守恒
质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联合求出。
如:NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物;NH3·H2O、OH-、CO为失去质子后的产物,故有c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO)。
2.根据题给粒子浓度关系,套用合适守恒式
粒子浓度关系
套用公式
一边全为阴离子,另一边全为阳离子
电荷守恒式
一边微粒全含有一种元素,另一边微粒全含另一种元素
物料守恒式
一边微粒能电离H+,另一边微粒能结合H+
质子守恒式
两边没有明显特征
三守恒式结合
(三)明晰三大类型,掌握解题流程
1.比较溶液中粒子浓度关系的三大类型
类型一:单一溶液中各粒子浓度的比较
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)>c(HPO)>c(PO)。
②多元弱酸的正盐溶液: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:
c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)。
类型二:混合溶液中各粒子浓度的比较
混合溶液要综合分析电离、水解等因素。
如在0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1氨水的混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
类型三:不同溶液中同一粒子浓度的比较
不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。
如在相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl;②CH3COONH4;③NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺序为③>①>②。
2.比较溶液中粒子浓度关系的解题流程
二、题型分类突破
类型(一) 单一溶液中粒子浓度关系
[例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)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
[解析] 由质子守恒可知,Na2S溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),c(OH-)>c(HS-),A错误;同理,Na2C2O4溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4),B正确;Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),C错误;CH3COONa和CaCl2混合溶液,根据物料守恒关系:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),c(Cl-)=2c(Ca2+),即正确的关系式为c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3C