60第41讲　溶液中粒子浓度的关系及分析-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 化学 第八章　水溶液中的离子反应与平衡 第41讲　溶液中粒子浓度 的关系及分析 复习目标 1.理解电解质溶液中存在的电离平衡和水解平衡，能分析电解质在水溶液中发生的变化及结果。 2．掌握溶液中各组分之间存在的守恒关系(电荷守恒、元素守恒和质子守恒)，并能应用于分析、比较粒子浓度的大小。 1．熟悉两大理论，构建思维基点 (1)电离理论 ①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的粒子都非常少，同时还要考虑水的电离。 例如，稀醋酸溶液中存在电离平衡：_________________________，H2O⇌OH－＋H＋，各种粒子浓度由大到小的顺序为c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)。 H3COOH⇌CH3COO－＋H＋ ②多元弱酸的电离是分步进行的，其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。例如，在H2S溶液中H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系为_____________________________。 c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－) (2)水解理论 ①弱电解质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，故水解后酸性溶液中c(H＋)或碱性溶液中c(OH－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。 c(Cl－)>c(NH＋4)>c(H＋)>c(NH3·H2O) 2．基于电解质的变化，熟练推导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，即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。 (2)元素守恒 电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。 (3)质子守恒 由于电解质溶液中存在电离、水解等过程，往往存在质子(H＋)的转移，转移过程中H＋数目保持不变，称为质子守恒，可由电荷守恒及元素守恒关系式联合求出。 例如，Na2CO3溶液中存在质子守恒关系：_____________________________________。 考向1　单一溶液中各种粒子浓度的比较 【例1】 (2024·广西南宁普高联盟联考)常温下，下列溶液中的粒子浓度关系正确的是(　　) D 考向2　混合溶液中各种粒子浓度的比较 【例2】 (2022·浙江6月选考卷)25 ℃时，向20 mL浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 mol/L的NaOH溶液(醋酸的Ka＝1.8×10-5；用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸，滴定终点的pH突跃范围为4.3～9.7)。下列说法不正确的是(　　) B A．恰好中和时，溶液呈碱性 B．滴加NaOH溶液至pH＝4.3的过程中，发生反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O C．滴定过程中，c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) D．pH＝7时，c(Na＋)>c(Cl－)>c(CH3COO－)>c(CH3COOH) 考向3　不同溶液中同一粒子浓度的比较 【例3】 下列5种混合溶液，分别由0.1 mol/L的两种溶液等体积混合而成：①CH3COONa与NaHSO4溶液，②CH3COONa与NaOH溶液，③CH3COONa与NaCl溶液，④CH3COONa与NaHCO3溶液，⑤CH3COONa与NaHSO3溶液。下列各项排序正确的是(　　) A．pH从大到小：②、④、⑤、③、① B．c(CH3COOH)从大到小：①、③、⑤、④、② C．c(CH3COO－)从大到小：②、③、④、⑤、① D 分析电解质溶液中各粒子浓度关系的基本思路 1．(2024·广西来宾示范性高中联考)25 ℃时，下列有关电解质溶液的叙述正确的是 (　　) A 2．(2024·广西河池八校同盟体联考)室温下，通过下列实验来探究NH4HCO3的性质。 实验1：测得0.1 mol/L NH4HCO3溶液的pH＝9.68。 实验2：向浓度为0.1 mol/L的NH4HCO3溶液中加入足量NaOH，有刺激性气味气体产生。 实验3：浓度均为2.0 mol/L的NH4HCO3溶液和NaCl溶液等体积混合，有晶体析出，过滤。 B C A A 角度 混合溶液中粒子浓度的关系 2.(经典高考题)在常温下，用0.1 mol/L氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl和CH3COOH的混合液，下列说法不正确的是(　　) A．在氨水滴定前，HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl－)＞c(CH3COO－) D D 请完成：跟踪练（41） 温馨提示 谢谢观看！ 例如，在NH4Cl溶液中NH、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系为______________________________________。 ②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，但以第一步水解为主。 例如，在Na2CO3溶液中CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系为_____________________________。 c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3) 例如，Na2CO3溶液中含有Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，存在电荷守恒关系：______________________________________________。 c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－) 例如，Na2CO3溶液中CO能水解，故碳元素以CO、HCO、H2CO3三种形式存在，存在元素守恒关系：____________________________ ______________。 c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO) ＋c(H2CO3)] c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3) A．NH4Cl溶液中：c(Cl－)＝c(NH)>c(OH－)＝c(H＋) B．Na2SO4溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－) C．NaHCO3溶液中：c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－) D．浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH 与CH3COONa溶液等体积混合：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol/L 解析：NH4Cl溶液中NH部分水解，溶液显酸性，则c(OH－)＜c(H＋)，根据电荷守恒可知c(Cl－)＞c(NH)，则溶液中离子浓度大小关系为c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)，A错误；在Na2SO4溶液中，根据电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，B错误；在NaHCO3溶液中，HCO的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，则c(CO)＜c(OH－)，溶液中离子浓度的大小关系为c(Na＋)> c(HCO) >c(OH－)>c(CO) ，C错误；浓度均为0.1 mol/L CH3COOH 与CH3COONa溶液等体积混合，设两溶 液的体积均为1 L，根据元素守恒可得：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝＝0.1 mol/L，D正确。 解析：恰好中和时，生成NaCl和CH3COONa，其中醋酸根离子会水解，溶液显碱性，A正确；滴加NaOH溶液至pH＝4.3的过程中，若只发生反应H＋＋OH－===H2O，则滴加NaOH溶液的体积为20 mL，则根据电离常数，此时0.05 mol/L的醋酸中，c(H＋)≈c(CH3COO－)＝＝3×10-3.5mol/L>1.0×10-4.3 mol/L，故用NaOH溶液滴定的过程中，醋酸也参加了反应，则离子方程式为H＋＋OH－===H2O和CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O，B错误；滴定前盐酸和醋酸的浓度相同，故滴定过程中，根据元素守恒可得：c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，C正确；当加入NaOH溶液的体积为30 mL时，溶液为NaCl和等浓度的CH3COONa、CH3COOH，根据Ka＝1.8×10-5＞Kh＝＝可得，此时溶液仍然呈酸性，需继续滴加NaOH溶液，故有c(Na＋)>c(Cl－)>c(CH3COO－)>c(CH3COOH)，D正确。 浓度相同，故滴定过程中，根据元素守恒可得：c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，C正确；当加入NaOH溶液的体积为30 mL时，溶液为NaCl和等浓度的CH3COONa、CH3COOH，根据Ka＝1.8×10-5＞Kh＝＝可得，此时溶液仍然呈酸性，需继续滴加NaOH溶液，故有c(Na＋)>c(Cl－)>c(CH3COO－)>c(CH3COOH)，D正确。 D．从大到小：①、⑤、③、④、② 解析：考虑溶液等体积混合后发生的反应，确定溶液的pH大小，pH的大小关系为②＞④＞③＞⑤＞①，A错误；c(CH3COOH)的大小关系为①＞⑤＞③＞④＞②，B错误；c(CH3COO－)的大小关系为②＞④＞③＞⑤＞①，C错误；溶液中的大小关系为①＞⑤＞③＞④＞②，D正确。 A．在0.1 mol/L H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)> c(PO) B．在0.1 mol/L Na2C2O4溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋c(C2O) C．在0.1 mol/L NaHCO3溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＝0.1 mol/L 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：磷酸是多元弱酸，各步电离程度逐渐减小，故离子浓度大小关系为c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)，A正确；在0.1 mol/L Na2C2O4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 NaHCO3溶液中，根据元素守恒得到c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol/L，C错误；氨水和NH4Cl溶液混合形成pH＝9的溶液，则有c(OH－)>c(H＋)，结合电荷守恒c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，则有c(Cl－)<c(NH)，D错误。 下列说法正确的是 (　　) A．0.1 mol/L NH4HCO3溶液中存在：c(H＋)＋2c(H2CO3)＝c(CO)＋c(OH－)＋c(NH3·H2O) B．由实验1可得：Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3) C．实验2中发生反应的离子方程式为NH＋OH－===NH3↑＋H2O D.实验3中所得滤液中存在：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO) 解析：0.1 mol/L NH4HCO3溶液中，根据质子守恒可得c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(CO)＋c(OH－)＋c(NH3·H2O)，A错误；由实验1可知，0.1 mol/L NH4HCO3溶液显碱性，可知NH的水解程度小于HCO的水解程度，则Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)，B正确；实验2中的NaOH是足量的，发生反应NH＋HCO＋2OH－===NH3↑＋2H2O＋CO，C错误；实验3中析出的晶体是溶解度较小的NaHCO3晶体，则滤液中NH4Cl的量要大于NaHCO3，则根据元素守恒可得c(NH)＋c(NH3·H2O)> c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)，D错误。 角度 单一溶液中粒子浓度的关系 1．(2022·江苏卷)一种捕集烟气中CO2的过程如右图所示。室温下，以0.1 mol/L KOH溶液吸收CO2，若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O的挥发可忽略，溶液中含碳物种的浓度c总＝c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)。H2CO3的电离常数分别为Ka1＝4.4×10-7、Ka2＝4.4×10-11。 下列说法正确的是(　　) A.KOH吸收CO2所得到的溶液中：c(H2CO3)>c(HCO) B．KOH完全转化为K2CO3时，溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋c(H2CO3) C．KOH溶液吸收CO2，c总＝0.1 mol/L的溶液中：c(H2CO3)>c(CO) D．上图中所示的“吸收”“转化”过程中，溶液的温度下降 解析：KOH吸收CO2所得到的溶液可能含有K2CO3、KHCO3，或二者的混合物，由于CO的水解以第一步为主，HCO的水解程度较小，故溶液中c(H2CO3)＜c(HCO)，A错误；K2CO3溶液中，根据电荷守恒可得c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)＝c(K＋)＋c(H＋)，根据元素守恒可得c(K＋)＝2c(HCO)＋2c(CO)＋2c(H2CO3)，综合上述两式可得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)，B错误；KOH溶液吸收CO2，c总＝0.1 mol/L＝c(KOH)，则溶液中溶质为KHCO3，由于HCO的水解程度 大于其电离程度，则有c(H2CO3)＞c(CO)，C正确；图示“吸收”过程中，2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，图示“转化”过程中，K2CO3＋CaO＋H2O===CaCO3＋2KOH，两式相加得到CaO＋CO2===CaCO3，该反应是放热反应，故溶液的温度升高，D错误。 (1)(经典高考题)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 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO) B．在0.1 mol/L Na2C2O4溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋c(C2O) C．在0.1 mol/L NaHCO3溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＝0.1 mol/L 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：磷酸是三元弱酸，逐级电离越来越困难，故在0.1 mol/L H3PO4溶液中，离子浓度关系为c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)，A正确；在0.1 mol/L Na2C2O4溶液中，根据电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，B错误；在0.1 mol/L NaHCO3溶液中，根据元素守恒可得c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol/L，C错误；氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液，则c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒可得c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，推知c(Cl－)<c(NH)，D错误。 (2)(经典高考题)常温下，下列有关电解质溶液的说法错误的是 (　　) A．相同浓度的HCOONa和NaF两溶液，前者的pH较大，则Ka(HCOOH)>Ka(HF) B．相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7，则溶液中c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－) C．FeS溶于稀硫酸，而CuS不溶于稀硫酸，则Ksp(FeS)>Ksp(CuS) D．在1 mol/L Na2S溶液中，c(S2-)＋c(HS－)＋c(H2S)＝1 mol/L 解析：同浓度时盐溶液的pH越大，对应酸的酸性越弱，HF的酸性比HCOOH的酸性强，A错误；等浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，离子浓度大小关系为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，B正确；加入稀硫酸，FeS溶解，而CuS不能溶解，说明FeS的溶解度大于CuS的溶解度，则有Ksp(FeS)>Ksp(CuS)，C正确；根据元素守恒可得c(S2-)＋c(HS－)＋c(H2S)＝1 mol/L，D正确。 B．当滴入氨水10 mL时，c(NH3·H2O)＋c(NH)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) C．当滴入氨水20 mL时，c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－) D．当溶液呈中性时，氨水滴入量大于20 mL，c(NH)＜c(Cl－) 解析：HCl是强酸，CH3COOH是弱酸，其溶液的浓度均为0.1 mol/L时，c(Cl－)＞c(CH3COO－)，A正确；滴入10 mL氨水时，NH3·H2O和CH3COOH的物质的量相等，根据元素守恒可得c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，B正确；滴入20 mL氨水时，恰好完全反应，所得溶液为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合溶液，根据电荷守恒可知c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)，根据元素守恒可得c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＋c(Cl－)，联立两式可得c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)，C正确；滴入20 mL氨水时，所得混合液呈酸性，若溶液呈中性，氨水滴入量要大于20 mL，结合电荷守恒关系c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液呈中性时，c(H＋)＝c(OH－)，得c(NH)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)，则有c(NH)＞c(Cl－)，D错误。 ＋c(Cl－)，联立两式可得c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)，C正确；滴入20 mL氨水时，所得混合液呈酸性，若溶液呈中性，氨水滴入量要大于20 mL，结合电荷守恒关系c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)，溶液呈中性时，c(H＋)＝c(OH－)，得c(NH)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)，则有c(NH)＞c(Cl－)，D错误。 (2022·重庆卷)某小组模拟成垢-除垢过程如下图。 100 mL 0.1 mol/L CaCl2水溶液…… 忽略体积变化，且步骤②中反应完全。下列说法正确的是(　　) A．经过步骤①，溶液中c(Ca2＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－) B．经过步骤②，溶液中c(Na＋)＝4c(SO) C．经过步骤②，溶液中c(Cl－)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3) D．经过步骤③，溶液中c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Cl－) 解析：步骤①发生反应为CaCl2＋Na2SO4===2NaCl＋CaSO4↓，生成0.02 mol NaCl和0.01 mol CaSO4，CaSO4微溶于水，则溶液中含有SO和Ca2+，结合电荷守恒可得c(Ca2+)＋c(Na＋)＞c(Cl－)，A错误；步骤②中CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)反应完全，则反应后溶质为0.01 mol Na2SO4、0.01 mol Na2CO3和0.02 mol NaCl，则有c(Na＋)＝6c(SO)，B错误；经过步骤②，溶液中的溶质为0.01 mol Na2SO4、0.01 mol Na2CO3和0.02 mol NaCl，存在元素守恒c(Cl－)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，C错误；步骤③中发生反应CaCO3＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋H2O＋CO2↑，反应后的溶液中含有0.02 mol NaCl、0.01 mol Ca(CH3COO)2，根据元素守恒可得c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Cl－)，D正确。 2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，C错误；步骤③中发生反应CaCO3＋2CH3COOH===Ca(CH3COO)2＋H2O＋CO2↑，反应后的溶液中含有0.02 mol NaCl、0.01 mol Ca(CH3COO)2，根据元素守恒可得c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Cl－)，D正确。 $$