内容正文:
章末综合提升
一、溶液中微粒浓度大小的比较
(一)“两大理论”与“三种守恒”
1.两大理论引领思维建模
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒非常少,还要考虑水的电离。如氨水中:
c(NH3·H2O)>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。如在H2S溶液中:
c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①离子的水解损失是微量的(相互促进的水解除外),但由于水的电离,水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解生成的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
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,如在Na2CO3溶液中:c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2.三种“守恒”关系式
类别
意义
实例
电荷守恒
电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数
Na2CO3溶液中存在Na+、CO、H+、OH-、HCO、H2CO3和H2O,其中c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
物料守恒
电解质溶液中,某种原子的总浓度等于它的各种存在形态的浓度之和
Na2CO3溶液中n(Na)=2n(C),即c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3)
质子守恒
任何水溶液中,由水电离产生的H+和OH-的物质的量均相等
Na2CO3溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
室温下,用0.5 mol·L-1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
B.反应CaSO4+COCaCO3+SO正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)≤
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
C [0.5 mol·L-1Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),A错误;该反应的平衡常数K=====×104,当浓度商<K时,反应正向进行,B错误;上层清液为碳酸钙的保护溶液,所以清液中满足c(Ca2+)=,由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀,所以清液为硫酸钙的不饱和溶液,则c(Ca2+)≤,C正确;醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,D错误;综上所述答案为C。]
针对练1 下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A.物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH):(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)=2c(HCO)+c(H+)+c(H2CO3)
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
A [A项,NH4HSO4中电离出的H+可抑制NH的水解,故溶液中c(NH):NH4HSO4>NH4Cl,又1 mol (NH4)2SO4中含有2 mol的NH,故溶液中c(NH):(NH4)2SO4>NH4HSO4,正确;B项,在酸性混合溶液中:c(H+)>c(OH-),又由于溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),故c(Na+)<c(CH3COO-),错误;C项,Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(HCO)+c(H+)+2c(H2CO3),错误;D项,NaHA溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),错误。]
(二)溶液中粒子浓度比较的四种类型
1.不同溶液中同一离子浓度比较
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响,如:在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,c(NH)由大到小的顺序:④>⑤>③>①>②。
2.弱酸溶液中粒子浓度大小比较
碳酸的电离方程式是H2CO3HCO+H+、HCOH++CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H+、HCO、CO、OH-。
碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺