第8章 热点题型(十一) 溶液中粒子浓度关系分析(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 双选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 化学（人教版双选） 第八章 水溶液中的离 子反应与平衡 热点题型(十一)　 溶液中粒子浓度关系分析 热点题型(十一)　溶液中粒子浓度关系 分析 溶液中粒子浓度的大小比较是离子平衡的主流试题，既与盐的水解有关，又与弱电解质电离平衡有关。不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序，且还侧重溶液中各种守恒(电荷守恒、元素守恒、质子守恒)关系考查，从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性，考查考生对变化观念、微观探析的理解和应用。 溶液中的守恒关系 电荷守恒 电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，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Na＋、H＋、HCO、CO、OH－存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO) 元素守恒 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) 溶液中的守恒关系 质子守恒 如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下： 由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示为：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与元素守恒式推导得到 解答此类题目应遵循的思路 类型1　溶液中离子浓度大小的比较 例1.(2021·天津高考)常温下，下列有关电解质溶液的叙述正确的是(　　) A．在0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中c(H3PO4)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO) B．在0.1 mol·L－1Na2C2O4溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋c(C2O) C．在0.1 mol·L－1NaHCO3溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＝0.1 mol·L－1 D．氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液中c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋) 解析：选A。由于磷酸为多元酸，第一步电离大于第二步电离大于第三步电离，所以在0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中，粒子浓度大小为：c(H3PO4)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO )，A正确；在0.1 mol·L－1Na2C2O4溶液中，根据电荷守恒得到c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，B错误；在0.1 mol·L－1NaHCO3溶液中，根据元素守恒得到c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1，C错误；氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液，则c(OH－)＞c(H＋)，根据电荷守恒c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，则c(Cl－)＜c(NH)，D错误。 【对点练】 1.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是(　　) A．0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－) B．20 mL 0.1 mol·L－1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L－1 HCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋) C．室温下，pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合，所得溶液中：c(Cl－)＋c(H＋)＞c(NH)＋c(OH－) D．0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(OH－)＞c(H＋)＋c(CH3COOH) 解析：选B。等浓度等体积的NaHCO3与NaOH混合时，两者恰好反应生成Na2CO3，在该溶液中CO能进行两级水解：CO＋H2O ⇌ HCO＋OH－、HCO＋H2O ⇌ H2CO3＋OH－，故溶液中c(OH－)>c(HCO)，A错误；CH3COONa与HCl混合时反应后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl，因溶液显酸性，故溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，B正确；在混合前两溶液的pH之和为14，则氨水过量，所得溶液为少量NH4Cl和过量NH3·H2O的混合溶液，则c(Cl－)<c(NH)、c(H＋)<c(OH－)，故c(Cl－)＋c(H＋)<c(NH)＋c(OH－)，C错误；CH3COOH与NaOH混合时恰好生成CH3COONa，溶液中电荷守恒式为c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，元素守恒式为c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，由这两个式子可得c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)，D错误。 类型2　粒子浓度的分布系数图像 1．分布系数图像，简称分布曲线，是指以pH为横坐标，分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标的关系曲线。 一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以H2C2O4为例) δ0为CH3COOH的分布系数，δ1为CH3COO－的分布系数 δ0为H2C2O4的分布系数，δ1为HC2O的分布系数，δ2为C2O的分布系数 随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式 同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的总浓度，就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度 2.分析方法 (1)读曲线——每条曲线所代表的粒子及变化趋势。 (2)读浓度——通过横坐标的垂线，可读出某pH时的粒子浓度。 (3)用交点——交点是某两种粒子浓度相等的点，可计算电离常数K。 (4)可替换——根据溶液中的元素守恒进行替换，分析得出结论。 例2.(2023·浙江新高考研究联盟联考)25 ℃时，以NaOH溶液调节0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)＝ eq \f(c（X）,c（H2A）＋c（HA－）＋c（A2－）) ]。下列说法不正确的是(　　) A．二元弱酸H2A的pKa1＝1.2(已知：pKa＝－lgKa) B．20.0 mL 0.1 mol·L－1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液混合，混合液的pH＝4.2 C．往H2A溶液中滴加NaOH溶液的过程中，一定存在：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－) D．在0.1 mol·L－1NaHA溶液中，各离子浓度大小关系：c(Na＋)>c(HA－)>c(A2－)>c(OH－) 【图像分析】 解析：选B。由图像分析知，pKa1＝1.2，A正确；由图知c(HA－)＝c(A2－)时pH＝4.2, 20.0 mL 0.1 mol·L－1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L－1NaOH溶液混合得到等量的NaHA和Na2A混合液，此时c(HA－)≠c(A2－)，则混合液的pH≠4.2，B错误；由溶液的电荷守恒，一定存在：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，C正确； NaHA溶液中由于HA－发生部分电离，c(Na＋)>c(HA－)，且c(HA－)>c(A2－)，则离子浓度大小关系：c(Na＋)>c(HA－)>c(A2－)>c(OH－)，D正确。 【对点练】 2.常温下，将一定量稀硫酸滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中，溶液中含铁微粒FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) 、HFeO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) 、H2FeO4、H3FeO eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) 的物质的量分数δ(X)随pOH的变化如图。下列说法正确的是(　　) A．曲线Ⅲ表示H3FeO eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) 的变化曲线 B．a、b、c三点水的电离程度相等 C．25 ℃时，FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) ＋3H2O⇌H3FeO eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) ＋3OH－的平衡常数K＝10－12.1 D．b点：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H3FeO eq \o\al(\s\up24(＋),\s\do8(4)) )＝c(OH－)＋2c(FeO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(4)) )＋c(HFeO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(4)) ) 【图像分析】 解析：选C。曲线Ⅲ是代表H2FeO4的变化曲线，A错误； a、b、c三点溶液中微粒成分不同，溶液pOH不同，对水的电离影响程度不同，则水的电离程度不相等，B错误； FeO＋H2O⇌HFeO＋OH－的水解平衡常数Kh1＝－),\s\do1(4)) eq \f(c（OH－）c（HFeO）,c（FeO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ）) ，当c(FeO)＝c(HFeO)时，Kh1＝c(OH－)，由图可知a点c(FeO)＝c(HFeO)，pOH＝1.6，则Kh1＝10－1.6，同理可知HFeO＋H2O⇌H2FeO4＋OH－的水解平衡常数Kh2＝10－3.2，H2FeO4＋H2O⇌H3FeO＋OH－的水解平衡常数 Kh3＝10－7.3，FeO＋3H2O ⇌ H3FeO＋3OH－的水解平衡常数Kh＝＋),\s\do1(4)) eq \f(c3（OH－）c（H3FeO）,c（FeO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ）) ＝－),\s\do1(4)) eq \f(c（OH－）c（HFeO）,c（FeO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ）) ×－),\s\do1(4)) eq \f(c（OH－）c（H2FeO4）,c（HFeO）) ×＋),\s\do1(4)) eq \f(c（OH－）c（H3FeO）,c（H2FeO4）) ＝Kh1×Kh2×Kh3＝10－12.1，C正确；b点溶液中c(HFeO)＝c(H2FeO4)，溶液中存在电荷守恒关系c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H3FeO)＝c(OH－)＋2c(FeO)＋c(HFeO)＋2c(SO)，D错误。 类型3　离子浓度的对数图像 1．将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如c(A)/c(B)]取常用对数，即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)]，与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下： 图像种类 具体类型 含义 变化规律 对数图像 lg eq \f(c（HX－）,c（H2X）) 生成物与反应物粒子浓度比的常用对数 lg eq \f(c（HX－）,c（H2X）) 越大，反应向正反应方向进行的程度越大 对数图像 lg eq \f(V,V0) 稀释后与稀释前体积比的常用对数 lg eq \f(V,V0) 越大，稀释程度越大 AG＝lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）) 氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数 AG越大，酸性越强，中性时， eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝1，AG＝0 负对数图像 pH＝－lg c(H＋) 氢离子浓度的常用对数负值 pH越大，c(H＋)越小，溶液的碱性越强 pC＝－lg c(C) C粒子浓度的常用对数负值 pC越大，c(C)越小 2.对数图像的解题策略 (1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。 (2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义，是浓度对数还是比值对数。 (3)抓住图像中特殊点：如pH＝7、lg x＝0，交叉点。 (4)理清图像中曲线的变化趋势及含义，根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。 (5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接，作出选项的正误判断。 如以向H2X溶液中滴加NaOH溶液为例： 例3.(2024·湖北襄阳模拟)常温下，向一定浓度的H2X溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．H2X的电离常数Ka1的数量级为10－2 B．水电离的c(H＋)：N点<M点 C．N点时，c(Na＋)<3c(X2－) D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－) 解析：选B。根据直线m，当pH＝0时lg eq \f(c（HX－）,c（H2X）) 或lg eq \f(c（X2－）,c（HX－）) ＝－1.3，对应电离常数为10－1.3；根据直线n，当pH＝0时lg eq \f(c（HX－）,c（H2X）) 或lg eq \f(c（X2－）,c（HX－）) ＝－4.3，对应电离常数为10－4.3，Ka1＞Ka2，所以Ka1＝1.0×10－1.3，Ka2＝1.0×10－4.3。Ka1＝1.0×10－1.3，A正确；直线n表示pH与lg eq \f(c（X2－）,c（HX－）) 的关系，Ka2＝1.0×10－4.3，N点 lg eq \f(c（X2－）,（HX－）) ＝0，则c(H＋)＝1×10－4.3, HX－电离出氢离子使溶液呈酸性，则M点氢离子浓度更大，氢离子抑制水的电离，故水的电离程度N点>M点，B错误； N点存在电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)＋c(OH－)，由图可知N点时 c(X2－)＝c(HX－)，由选项B分析可知，此时溶液显酸性，c(H＋)>c(OH－)，则c(Na＋)<3c(X2－)，C正确；当混合溶液呈中性时 eq \f(c（X2－）×10－7,c（HX－）) ＝10－4.3， eq \f(c（X2－）,c（HX－）) ＝102.7，所以c(Na＋)>c(X2－)>c(HX－)>c(H＋)＝c(OH－)，D正确。 【对点练】 3.（双选）(2022·河北省沧州市二模)常温下，用NaOH溶液滴定二元弱酸亚磷酸溶液，溶液中－lg eq \f(c（H＋）,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H3PO3))) 和－lg c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )或－lg －),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和－lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )的关系如图所示，下列说法错误的是(　　 ) A.L2表示－lg －),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）,c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和－lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )的关系 B．H3PO3的电离常数Ka1(H3PO3)的数量级为10－2 C．等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH溶液充分混合，c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )<c(H3PO3) D．pH＝6.54时，c(Na＋ )＞3c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) ) 解析：选CD。根据亚磷酸二级电离可知，Ka1＝－),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）·c（H2PO）,c（H3PO3）) ，等式两边同时取对数，lg Ka1＝lg－),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）·c（H2PO）,c（H3PO3）) ＝lg eq \f(c（H＋）,c（H3PO3）) ＋lg c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )，则－lg Ka1＝－lg eq \f(c（H＋）,c（H3PO3）) －lg c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )，同理可得－lg Ka2＝－lg－),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）,c（H2PO）) －lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，因为Ka1>Ka2，则－lg Ka1<－lg Ka2，所以表示－lg Ka2＝－lg－),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）,c（H2PO）) －lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )的直线应该在上方，即L2，A正确； －lg Ka1＝－lg eq \f(c（H＋）,c（H3PO3）) －lg c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )对应直线为L1，将点(1，0.43)代入得，－lg Ka1＝1.43，Ka1＝10－1.43，Ka1数量级为10－2，B正确；等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH溶液充分混合，生成NaH2PO3溶液，H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) 既电离又水解，电离平衡常数为Ka2＝10－6.54，水解平衡常数Kh＝ eq \f(Kw,Ka1) ＝10－12.57，水解程度小于电离程度，故c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )>c(H3PO3)，C错误；将－lg Ka2＝－lg－),\s\do1(3)) eq \f(c（H＋）,c（H2PO）) －lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )变形可 得到lg Ka2＝lg c(H＋)－lg c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )＋lg c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，pH等于6.54时， c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )＝c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH―)＋c(H2PO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) )＋2c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )＝c(OH―)＋3c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，此时溶液呈酸性，c(H＋)>c(OH－)，则c(Na＋)<3c(HPO eq \o\al(\s\up24(2－),\s\do8(3)) )，D错误。 $$