3.2 第4课时 溶液中粒子浓度的大小关系 同步练 2024-2025学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修1

第2节　弱电解质的电离　盐类的水解 第4课时　溶液中粒子浓度的大小关系 A级必备知识基础练 题组1.溶液中的守恒关系 1.在0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,下列关系正确的是(　　) A.c平(Na+)=2c平(C) B.c平(OH-)=2c平(H+) C.c平(HC)>c平(H2CO3) D.c平(Na+)<c平(C)+c平(HC) 2.25 ℃时H2C2O4的电离平衡常数为Ka1=5.0×10-2 mol·L-1,Ka2=5.4×10-5 mol·L-1。常温下,关于1 mol·L-1的H2C2O4溶液的理解正确的是(　　) A.加水稀释过程中,溶液的pH减小 B.c平(H2C2O4)+c平(HC2)+c平(C2)=1 mol·L-1 C.溶液中,1 mol·L-1<c平(H+)<2 mol·L-1 D.溶液中,H2C2O4电离出的c平(H+)∶c平(C2)=2∶1 3.(2024·济南检测)钾的化合物对调节体内循环有重要用途,一定温度下,下列溶液中的粒子浓度关系式正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1的KHCO3溶液:c平(K+)+c平(H+)=c平(HC)+c平(C)+c平(OH-) B.K2S溶液:2c平(K+)=c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S) C.K2CO3溶液:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HC)+2c平(H2CO3) D.pH相同的①CH3COOK、②KOH、③KClO三种溶液中的c(K+):③>①>②(已知:CH3COOH的Ka=1.75×10-5 mol·L-1,HClO的Ka=4.0×10-8 mol·L-1) 4.常温条件下,将体积为V mL浓度为0.01 mol·L-1 Na2CO3溶液与体积为V mL浓度为0.01 mol·L-1 KHCO3溶液混合。若忽略混合后溶液体积的变化,下列判断正确的是(　　) A.两种溶液混合前,Na2CO3溶液中的KW大于KHCO3溶液中的KW B.混合后溶液中存在关系:c平(K+)+c平(H2CO3)+c平(H+)=c平(C)+c平(OH-) C.混合后溶液中存在关系:2c平(Na+)=c平(C)+c平(HC)+c平(H2CO3) D.混合后溶液中存在关系:c平(K+)+c平(Na+)+c平(H+)=c平(C)+c平(HC)+c平(OH-) 题组2.溶液中粒子浓度大小比较 5.已知某一温度下,在0.1 mol·L-1的强电解质NaHA溶液中,c平(H+)<c平(OH-)。则下列关系式或说法一定不正确的是(　　) A.c平(Na+)=c平(HA-)+2c平(A2-)+c平(OH-) B.c平(H2A)+c平(HA-)+c平(A2-)=0.1 mol·L-1 C.将上述溶液稀释至0.01 mol·L-1,c平(H+)·c平(OH-)不变 D.c平(A2-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(H2A) 6.25 ℃时,0.10 mol·L-1 HA(Ka=10-9.89 mol·L-1)溶液,调节溶液pH后,保持c(HA)+c(A-)=0.10 mol·L-1。下列关系正确的是(　　) A.pH=2.00时,c平(HA)>c平(H+)>c平(OH-)>c平(A-) B.pH=7.00时,c平(HA)=c平(A-)>c平(H+)=c平(OH-) C.pH=9.89时,c平(HA)=c平(A-)>c平(OH-)>c平(H+) D.pH=14.00时,c平(OH-)>c平(H+)>c平(A-)>c平(HA) 7.(2024·聊城检测)下列关于电解质溶液中粒子浓度关系的说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中粒子浓度的关系:2c平(Na+)=c平()+c平(H2CO3)+c平() B.0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的NH3·H2O[已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1]等体积混合后离子浓度的关系:c平(Cl-)>c平(N)>c平(H+)>c平(OH-) C.常温下,向醋酸钠溶液中滴加少量醋酸使溶液的pH=7,则混合溶液中:c平(Na+)=c平(CH3COO-) D.KHS溶液中存在关系:2c平(S2-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(H2S) 8.在常温下,下列五种溶液: ①0.1 mol·L-1NH4Cl溶液　②0.1 mol·L-1CH3COONH4溶液　③0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液　④0.1 mol·L-1NH3·H2O和0.1 mol·L-1NH4Cl的混合溶液　⑤0.1 mol·L-1NH3·H2O溶液。 请根据要求填写下列空白: (1)在上述五种溶液中,pH最小的是　　　　　　(填序号,下同);c平(N)最小的是　　　　　　。  (2)溶液②、③中c(N)的大小关系是②　　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)③。 (3)在溶液④中,　　　　　　的物质的量浓度为0.1 mol·L-1;NH3·H2O和　　　　　的物质的量浓度之和为0.2 mol·L-1。  (4)常温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度　　　　(填“>”“<”或“=”)N的水解程度,CH3COO-与N浓度的大小关系是c平(CH3COO-)　　　　(填“>”“<”或“=”)c平(N)。  B级关键能力提升练 以下选择题中有1~2个选项符合题意。 9.(2021·天津卷)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-1H3PO4溶液中　c平(H3PO4)>c平(H2P)>c平(HP)>c平(P) B.在0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液中　c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(HC2)+c平(C2) C.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中　c平(H2CO3)+c平(HC)=0.1 mol·L-1 D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c平(Cl-)>c平(N)>c平(OH-)>c平(H+) 10.室温下,反应+H2OH2CO3+OH-的平衡常数K=2.2×10-8 mol·L-1。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是(　　) A.0.2 mol·L-1氨水:c平(NH3·H2O)>c平(N)>c平(OH-)>c平(H+) B.0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液(pH>7):c平(N)>c平()>c平(H2CO3)>c平(NH3·H2O) C.0.2 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液等体积混合:c平(N)+c平(NH3·H2O)=c平(H2CO3)+c平()+c平() D.0.6 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液等体积混合:c平(NH3·H2O)+c平()+c平(OH-)=0.3 mol·L-1+c平(H2CO3)+c平(H+) 11.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系一定正确的是(　　) A.Na2CO3和NaHCO3溶液中:c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(HC)+c平(C) B.相同条件下,pH=5的①NH4Cl溶液、②CH3COOH溶液、③稀盐酸中由水电离出的c(H+):①>②>③ C.等物质的量的一元弱酸HX与其钾盐KX的混合溶液中:2c平(K+)=c平(X-)+c平(HX) D.pH=3的一元酸HX和pH=11的一元碱MOH等体积混合:c平(M+)=c平(X-)>c平(H+)=c平(OH-) 12.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5 mol·L-1,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5 mol·L-1,下列说法正确的是(　　) A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者 B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等 C.0.2 mol·L-1HCOOH与0.1 mol·L-1NaOH等体积混合后的溶液中:c平(HCOO-)+c平(OH-)=c平(HCOOH)+c平(H+) D.0.2 mol·L-1CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c平(CH3COO-)>c平(Cl-)>c平(CH3COOH)>c平(H+) 13.(2024·聊城检测)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加盐酸,溶液中由水电离出的c平(H+)随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是(　　) A.b点为恰好完全反应点 B.c点溶液中,c平(N)<c平(Cl-) C.a、b之间的任意一点:c平(Cl-)<c平(N),c平(H+)>c平(OH-) D.常温下,0.1 mol·L-1氨水的电离常数Kb约为1×10-5 mol·L-1 14.25 ℃时,将0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c平(Na+)>c平(A-),则(用“>”“<”或“=”填写下列空白): (1)混合溶液中,c平(A-)　c平(HA)。  (2)混合溶液中,c平(HA)+c平(A-)　　　　　　0.1 mol·L-1。  (3)混合溶液中,由水电离出的c水(OH-)　　　　0.2 mol·L-1HA溶液中由水电离出的c水(H+)。 (4)25 ℃时,如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则HA的电离程度　　　　NaA的水解程度。  C级学科素养拔高练 15.常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题: (1)由图中信息可知HA为　　　(填“强”或“弱”)酸,理由是　　　　　　　　　。 (2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=a,则a　　　　(填“>”“<”或“=”)7,用离子方程式表示其原因:　 　　　　　　　　　　　　　;此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系:　 。 (4)K点对应的溶液中,c平(M+)+c平(MOH)　　(填“>”“<”或“=”)2c平(A-);若此时溶液中的pH=10,则c平(MOH)+c平(OH-)≈　　　　　　　　 mol·L-1。  答案 1.C　解析 在Na2CO3溶液中存在如下水解反应:C+H2OHC+OH-,HC+H2OH2CO3+OH-,且第一级水解程度远大于第二级,故c平(Na+)>2c平(C),c平(OH-)>2c平(H+),c平(HC)>c平(H2CO3),A、B错误,C正确;溶液中存在元素守恒:c平(Na+)=2[c平(C)+c平(HC)+c平(H2CO3)],则c平(Na+)>c平(C)+c平(HC),D错误。 2.B　解析 加水稀释促进H2C2O4电离,但是H2C2O4电离程度增大小于溶液体积增大程度,稀释后c平(H+)减小,溶液的pH增大,A错误;溶液中存在元素守恒,根据元素守恒得c平(H2C2O4)+c平(HC2)+c平(C2)=1 mol·L-1,B正确;H2C2O4是二元弱酸,部分电离且电离程度较小,则溶液中c平(H+)<1 mol·L-1,C错误;H2C2O4是二元弱酸,部分电离,且第一步电离程度大于第二步电离程度,则溶液中c平(H+)∶c平(C2)>2∶1,D错误。 3.C　解析 根据电荷守恒可得:c平(K+)+c平(H+)=c平(HC)+2c平(C)+c平(OH-),A错误;根据元素守恒可得:c平(K+)=2c平(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S),B错误;根据质子守恒可得:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HC)+2c平(H2CO3),C正确;由Ka可知,相同物质的量浓度,三种溶液的pH大小为②>③>①,所以pH相同时,三种溶液的物质的量浓度大小为②<③<①,则c(K+):②<③<①,D错误。 4.B　解析 温度相同,水的离子积常数KW相同,A错误;混合后的溶液中存在元素守恒:c平(Na+)=c平(C)+c平(HC)+c平(H2CO3)=0.01 mol·L-1,C错误;溶液中存在电荷守恒:c平(K+)+c平(Na+)+c平(H+)=2c平(C)+c平(HC)+c平(OH-),D错误;将上述两式联合,消去c平(Na+),得关系式c平(K+)+c平(H2CO3)+c平(H+)=c平(C)+c平(OH-),B正确。 5.A　解析 NaHA溶液中c平(H+)<c平(OH-),说明HA-的水解程度大于其电离程度,即H2A为二元弱酸。根据电荷守恒得c平(H+)+c平(Na+)=c平(HA-)+2c平(A2-)+c平(OH-),A不正确;由元素守恒知c平(Na+)=c平(H2A)+c平(HA-)+c平(A2-)=0.1 mol·L-1,B正确;温度不变,则c平(H+)·c平(OH-)=KW不变,C正确;由元素守恒关系式和电荷守恒关系式可得c平(H+)+c平(H2A)=c平(A2-)+c平(OH-),D正确。 6.C　解析 pH=2.00时,溶液的酸性较强,溶质主要以HA形式存在,则粒子浓度关系为c平(HA)>c平(H+)>c平(A-)>c平(OH-),A错误。pH=7.00时,混合溶液呈中性,则有c平(H+)=c平(OH-)=10-7 mol·L-1,由Ka==10-9.89 mol·L-1得=10-2.89,此时c平(A-)<c平(HA),B错误。HA的电离平衡常数为Ka==10-9.89 mol·L-1,当pH=9.89时,c平(H+)=10-9.89 mol·L-1,则有c平(HA)=c平(A-),此时溶液呈碱性,则有c平(OH-)>c平(H+),C正确。pH=14.00时,c平(H+)=10-14 mol·L-1,c平(OH-)=1 mol·L-1,c平(A-)近似为0.1 mol·L-1,则有c平(OH-)>c平(A-)>c平(H+),D错误。 7.C　解析 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,根据元素守恒可得:c平(Na+)=2c平()+2c平(H2CO3)+2c平(),A错误;0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的NH3·H2O等体积混合,溶液呈碱性,c平(OH-)>c平(H+),NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,所以混合后离子浓度的关系:c平(N)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+),B错误;根据电荷守恒可知:c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(CH3COO-),由于溶液的pH=7,则c平(H+)=c平(OH-),所以混合溶液中:c平(Na+)=c平(CH3COO-),C正确;KHS溶液中,根据电荷守恒可知c平(HS-)+2c平(S2-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(K+),根据元素守恒可得:c平(K+)=c平(HS-)+c平(S2-)+c平(H2S),整理可得c平(S2-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(H2S),D错误。 8.答案 (1)③　⑤　(2)<　(3)Cl-　N　(4)=　= 解析 (1)相同浓度的几种溶液中,pH:碱溶液>碱和盐混合溶液>中性溶液>强酸弱碱盐溶液>强酸酸式盐溶液,①、③溶液呈酸性且酸性①<③,②溶液呈中性,④、⑤溶液呈碱性但碱性④<⑤,所以溶液pH最小的是③;H+抑制N水解,CH3COO-促进N水解,c平(N)最小的是⑤NH3·H2O溶液。 (2)②中CH3COO-促进N水解,③中H+抑制N水解,所以c平(N)的大小关系是②<③。 (3)在溶液④中,c平(Cl-)=0.1 mol·L-1,c平(NH3·H2O)+c平(N)=0.2 mol·L-1。 (4)CH3COONH4是弱酸弱碱盐,常温下,测得溶液②的pH=7,溶液呈中性,则c平(OH-)=c平(H+),CH3COO-的水解程度等于N的水解程度,根据电荷守恒得c平(CH3COO-)=c平(N)。 9.A　解析 H3PO4属于三元弱酸,在溶液中分三步电离,且电离程度逐渐减小,因此在溶液中存在c平(H3PO4)>c平(H2P)>c平(HP)>c平(P),A项正确;Na2C2O4溶液中的电荷守恒式应为c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(HC2)+2c平(C2),B项错误;NaHCO3溶液中的元素守恒应为c平(H2CO3)+c平(HC)+c平(C)=0.1 mol·L-1,C项错误;D项中的关系式不符合电荷守恒,正确的应为c平(N)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+),D项错误。 10.BD　解析 NH3·H2O属于弱碱,氨水中存在电荷守恒c平(N)+c平(H+)=c平(OH-),则c平(OH-)>c平(N),故A错误;NH4HCO3溶液显碱性,说明HC的水解程度大于N的水解程度,所以c平(N)>c平(HC),HC水解:H2O+HCH2CO3+OH-,N水解:N+H2ONH3·H2O+H+,前者水解程度大且水解都是微弱的,则c平(H2CO3)>c平(NH3·H2O),故B正确;0.2 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液等体积混合得到(NH4)2CO3溶液,由元素守恒得c平(N)+c平(NH3·H2O)= 2[c平(H2CO3)+c平(HC)+c平(C)],故C错误;0.6 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液等体积混合后,溶液中元素守恒有:①c平(N)+c平(NH3·H2O)=0.4 mol·L-1,②c平(H2CO3)+c平(HC)+c平(C)=0.1 mol·L-1,溶液中电荷守恒:③c平(N)+c平(H+)=c平(HC)+2c平(C)+c平(OH-),①-②-③得:c平(NH3·H2O)+c平(C)+c平(OH-)=0.3 mol·L-1+c平(H2CO3)+c平(H+),D正确。 11.C　解析 由电荷守恒知,Na2CO3和NaHCO3溶液中:c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(HC)+2c平(C),A错误;相同条件下,pH=5的①NH4Cl溶液中N水解促进水的电离,②CH3COOH溶液、③稀盐酸中水的电离受到抑制,三种溶液中由水电离出的c(H+):①>②=③,B错误;根据元素守恒知,等物质的量的一元弱酸HX与其钾盐KX的混合溶液中:2c平(K+)=c平(X-)+c平(HX),C正确;当酸为强酸,碱为强碱时,pH=3的一元酸HX和pH=11的一元碱MOH等体积混合:c平(M+)=c平(X-)>c平(H+)=c平(OH-),当酸为弱酸或碱为弱碱时,该等式不成立,D错误。 12.AD　解析 由电荷守恒可知,甲酸钠溶液中存在c平(H+)+c平(Na+)=c平(OH-)+c平(HCOO-),氯化铵溶液中存在c平(H+)+c平(N)=c平(OH-)+c平(Cl-)。由于在常温下氨水的Kb小于甲酸的Ka,则N的水解程度大于HCOO-的水解程度,氯化铵溶液中c平(OH-)小于甲酸钠溶液中c平(H+),Cl-和Na+都不水解,c平(Cl-)=c平(Na+),所以A正确;由甲酸和乙酸的电离常数可知,甲酸的酸性较强,所以pH为3的两种溶液中,物质的量浓度较大的是乙酸,等体积的两溶液中,乙酸的物质的量较大,用同浓度的氢氧化钠溶液中和这两种溶液,乙酸消耗的氢氧化钠溶液较多,B错误;两溶液等体积混合后得到甲酸和甲酸钠的混合液,由电荷守恒得c平(H+)+c平(Na+)=c平(OH-)+c平(HCOO-),因溶液c平(Na+)≠c平(HCOOH),C错误;两溶液等体积混合后,得到物质的量浓度相同的乙酸、乙酸钠和氯化钠的混合液,由于溶液pH<7,所以溶液中乙酸的电离程度大于乙酸根的水解程度,所以c平(CH3COO-)>c平(Cl-)>c平(CH3COOH)>c平(H+),D正确。 13.BD　解析 向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加0.1 mol·L-1盐酸,根据图像可知,水的电离程度由小逐渐变大,后又逐渐变小,则a点溶液中溶质只有NH3·H2O,c点N的水解程度达到最大,也是恰好完全反应点,溶质为NH4Cl,A错误;c点NH4Cl溶液由于N水解,c平(N)<c平(Cl-),B正确;b点溶质为NH3·H2O和NH4Cl,溶液中存在电荷守恒:c平(Cl-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(N),溶液从碱性到中性,则a~b之间任意一点有c平(H+)<c平(OH-),结合电荷守恒得c平(Cl-)<c平(N),C错误;由a点数据可知,常温下,0.1 mol·L-1的氨水溶液中c平(H+)=10-11 mol·L-1,则c平(OH-)= mol·L-1=0.001 mol·L-1,Kb= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,D正确。 14.答案 (1)<　(2)=　(3)>　(4)> 解析 (1)将0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合时,溶质为等物质的量浓度的HA和NaA,由于c平(Na+)>c平(A-),根据电荷守恒,可得c平(H+)<c平(OH-),说明A-的水解能力大于HA的电离能力,使得c平(HA)>c平(A-)。 (2)通过元素守恒及等体积混合后浓度减半可知,c平(HA)+c平(A-)=0.1 mol·L-1。 (3)混合溶液中由于NaA的存在,促进水的电离,而0.2 mol·L-1 HA溶液中水的电离受到抑制,因此前者由水电离产生的c平(OH-)大于后者由水电离产生的c平(H+)。 (4)25 ℃时,如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,混合后溶液中溶质为等物质的量浓度的HA和NaA,混合溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度。 15.答案 (1)强　0.01 mol·L-1的HA溶液中c平(H+)=0.01 mol·L-1　(2)<　M++H2OMOH+H+　1×10-a mol·L-1　(3)c平(M+)>c平(A-)>c平(OH-)>c平(H+)　(4)=　0.005 解析 (1)由图像可知0.01 mol·L-1的HA溶液的pH=2,说明HA完全电离,故其为强酸。(2)由图像可知向100 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液中滴加51 mL 0.02 mol·L-1的MOH溶液,所得溶液pH=7,说明MOH是弱碱,MA是强酸弱碱盐,M+水解使溶液显酸性,溶液中的H+全部来自水的电离,故由水电离出的c(OH-)=1×10-a mol·L-1。 (3)K点时,100 mL 0.01 mol·L-1的HA溶液与100 mL 0.02 mol·L-1的MOH溶液混合,反应后的溶液为等物质的量浓度的MA和MOH的混合溶液,溶液显碱性,故c平(M+)>c平(A-)>c平(OH-)>c平(H+)。 (4)K点所对应的溶液中,由元素守恒得c平(M+)+c平(MOH)=2c平(A-)=0.01 mol·L-1,由电荷守恒得c平(M+)+c平(H+)=c平(A-)+c平(OH-),故c平(MOH)+c平(OH-)=c平(A-)+c平(H+)=0.005 mol·L-1+10-10 mol·L-1≈0.005 mol·L-1。 6 学科网（北京）股份有限公司 $$