内容正文:
第37讲 粒子浓度的大小比较
考点一 单一溶液中粒子浓度的大小比较
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.NaHC2O4溶液(pH<7):c(Na+ )>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)
C.常温下,NaB溶液的pH=8,c(Na+)-c(B-)=9.9×10-9 mol·L-1
D.CH3COONa溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(OH-)
2.钾的化合物对调节体内循环有重要用途。已知Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),一定温度下,下列溶液中的粒子浓度关系式正确的是 ( )
A.K2S溶液中:2c(K+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
B.K2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
C.0.1 mol·L-1的KHCO3溶液中:c(K+)+c(H+)=c(HC)+c(C)+c(OH-)
D.pH相同的①CH3COOK、②KOH、③KClO三种溶液中的c(K+):③>①>②
3.[2025·天津十二区县重点校联考] 下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.pH=4的CH3COOH溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)=1.0×10-4 mol·L-1
B.pH相等的①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③NH4HSO4三种溶液,c(N)大小顺序为①=②>③
C.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(S)+c(HS)+c(H2SO3)
D.50 ℃时,pH=12的NaOH溶液中:c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
考点二 混合溶液中粒子浓度的大小比较
4.[2024·浙江杭州模拟] 25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1 的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是 ( )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(N)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时: c(Cl-)=c(N)+c(Na+)
5.[2025·陕西咸阳调研] 25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中滴加0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,混合溶液中水电离的c水(OH-)与滴加醋酸溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.B点对应的溶液pH=7 B.D点对应的V2=20
C.D点对应的溶液中:c(OH-)=c(H+) D.C点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
6.[2025·辽宁名校联盟联考] 常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的草酸(H2C2O4)溶液中逐滴滴入等浓度的NaOH溶液至过量,用甲基橙(变色范围的pH为3.1~4.4)作指示剂,并用pH计测定滴定过程的溶液pH变化,其滴定曲线如图所示,则下列分析正确的是 ( )
A.滴入10 mL标准NaOH溶液时,溶液颜色由红色变为橙色
B.图中①点所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2)
C.在①②之间的任意一点,均存在:c(Na+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4)
D.图中②点所示的溶液中:2c(Na+)=c(HC2)+c(C2)+c(H2C2O4)
7.已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是(忽略溶液混合引起的体积变化) ( )
A.混合溶液的pH<7
B.混合液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
8.[2024·北京理工大学附中模拟] 常温下,将体积为V1的 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液逐滴加入体积为V2的0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,溶液中H2CO3、HC、C所占的物质的量分数(α)随pH的变化曲线如图。下列说法不正确的是 ( )
A.在pH=10.3时,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-)
B.在pH=8.3时,溶液中:0.100 0 mol·L-1>c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.在pH=6.3时,溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
D.V1∶V2=1∶2时,溶液中:c(OH-)>c(HC)>c(C)>c(H+)
考点三 粒子浓度大小比较的综合应用
9.[2024·安徽卷] 环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。
已知25 ℃,H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS)=10-26.10。
下列说法错误的是 ( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
10.[2024·河北承德二模] 某研究小组为研究水溶液中粒子浓度随pH的变化关系,25 ℃时,用NaOH调节CH3COOH溶液的pH,且保持体系中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,完成了一系列实验。粒子浓度的对数值(lg c)、反应物初始物质的量之比与pH的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.P3对应的溶液中:c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)
B.P2对应的溶液中:c(CH3COO-)>100c(CH3COOH)
C.P1对应的溶液中:c(Na+)<0.05 mol·L-1
D.水的电离程度:P1<P3<P2
11.[2024·湖北十堰调研] 0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H3PO4溶液时,V(NaOH)、各含磷元素微粒的lg [c/(mol·L-1)]和pH的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.H3PO4的=105.08
B.水的电离程度:d>c>b>a
C.③为H3PO4的lg [c/(mol·L-1)]与pH的关系
D.d点时,溶液中存在c(Na+)=c(H2P)+2c(HP)+3c(P)
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第37讲 粒子浓度的大小比较
1.B [解析] Na2S溶液中,c(OH-)>c(HS-),A项错误;由电荷守恒可知c(Na+)-c(B-)=c(OH-)-c(H+)=10-6 mol·L-1-10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1,C项错误;由元素守恒知CH3COONa溶液中存在c(Na+)=
c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D项错误。
2.B [解析] K2S溶液中存在元素守恒,K+和含硫粒子个数之比是2∶1,则c(K+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],故A错误;K2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),故B正确;由电荷守恒得c(K+)+
c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-),故C错误;氢氧化钾是强碱,完全电离,溶液显碱性,CH3COO-和ClO-水解使溶液显碱性,且CH3COO-的水解能力小于ClO-,所以pH相同的①CH3COOK、②KOH、③KClO三种溶液的浓度大小为①>③>②,则c(K+)的大小关系是①>③>②,故D错误。
3.B [解析] pH=4的CH3COOH溶液中,c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,根据电荷守恒可得c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(H+)>c(CH3COO-),A错误;硫酸铵和氯化铵溶液中N水解使溶液呈酸性,且Cl-、S对N的水解无影响,硫酸氢铵溶液中主要因HS电离出H+使溶液呈酸性,并且抑制N的水解,pH相同时NH4HSO4溶液中c(N)最小,c(N)大小顺序为①=②>③,B正确;Na2SO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(S)+2c(HS)+2c(H2SO3),C错误;在50 ℃时,KW>1.0×10-14,pH=12,c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,此时c(OH-)>1.0×10-2 mol·L-1,D错误。
4.B [解析] 未加盐酸时,由于NH3·H2O的部分电离,所以c(OH-)>c(Na+)>c(NH3·H2O),A错误;加入10 mL盐酸时,c(Cl-)=c(Na+),再由电荷守恒可知c(N)+c(H+)=c(OH-),B正确;由电荷守恒得c(Na+)+c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),pH=7时,c(H+)=c(OH-),所以有c(Cl-)>c(Na+),C错误;当加入20 mL盐酸时,溶质为NaCl、 NH4Cl,溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),再根据电荷守恒可得c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(N)+c(Na+),则c(Cl-)>c(N)+c(Na+),D错误。
5.C [解析] B点溶质为NaOH、CH3COONa,溶液呈碱性,pH>7,A错误;二者恰好反应时生成醋酸钠,水的电离程度最大,则C点对应的V1=20,B错误;D点溶质为CH3COONa、CH3COOH,溶液呈中性,则对应的溶液:c(OH-)=c(H+),C正确; C点恰好反应生成醋酸钠,醋酸根离子水解,溶液显碱性,则对应的溶液中:c(CH3COO-)<c(Na+),D错误。
6.B [解析] 甲基橙变色范围的pH为3.1~4.4,滴入10 mL标准NaOH溶液时,溶液pH为4.7,颜色由红色变为黄色,A错误;图中①点为第一滴定终点,得到的溶质为NaHC2O4,由质子守恒可知,所示溶液中:c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)+c(C2),B正确;在①②之间的任意一点,得到的溶质为NaHC2O4、Na2C2O4,如果溶质以Na2C2O4为主,则c(HC2)<c(C2),C错误;图中②点为第二滴定终点,得到的溶质为Na2C2O4,由元素守恒可知,所示的溶液中:c(Na+)=2c(HC2)+2c(C2)+2c(H2C2O4),D错误。
7.D [解析] CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则HCN的电离常数是=6.25×10-10。浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合,CN-水解程度大于HCN电离程度,溶液呈碱性,混合溶液的pH>7,A错误;CN-水解促进水的电离,HCN电离抑制水的电离,CN-水解程度大于HCN电离程度,混合液中水的电离程度大于纯水的,B错误;CN-水解程度大于HCN电离程度,混合溶液呈碱性,混合溶液中存在c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),C错误;若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,根据电荷守恒c(Na+)= c(CN-)+ c(Cl-),根据元素守恒,c(Na+)= c(CN-)+c(HCN)=0.3 mol·L-1,c(Cl-)= mol·L-1,则c(HCN)=c(Cl-)= mol·L-1,根据CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则==1.6×10-5,c(CN-)= mol·L-1,c(CN-)+c(HCN)=0.3 mol·L-1,即 mol·L-1+ mol·L-1=0.3 mol·L-1,所以c=,D正确。
8.D [解析] 由图可知,pH=10.3时,溶液中主要含有NaHCO3、Na2CO3、NaCl,根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)+c(Cl-),A正确;在pH=8.3时,该溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,根据元素守恒可得c(HC)+c(C)+c(H2CO3)<0.100 0 mol·L-1,B正确;在pH=6.3时,溶液中存在NaHCO3、NaCl和H2CO3,该溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据化学反应:Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2CO3,故离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-),C正确;V1∶V2=1∶2时,混合后的溶液是等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合溶液,Na2CO3和NaHCO3是强碱弱酸盐,水解导致溶液显碱性,C的水解程度大于HC的水解程度,则溶液中c(HC)>c(C),由于水解程度是微弱的,则有c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+),D错误。
9.B [解析] Na2S溶液中存在电荷守恒,可表示为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh====10-1.1,根据硫元素守恒,c(S)=10-2 mol·L-1,可知c(HS-)<10-1.1 mol·L-1,所以>1,则c(OH-)>c(S2-),B不正确;Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时,可发生沉淀的转化,Cd2+(aq)+FeS(s)CdS(s)+Fe2+(aq),该反应的平衡常数为K====108.9≫105,因此该反应可以完全进行,c(Fe2+)≈0.01 mol·L-1,则c(Cd2+)≈ mol·L-1=10-10.90 mol·L-1,若加入足量FeS时可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2SCdS+2H+的平衡常数K====106.23>105,该反应可以完全进行,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和[c(H2S)≈0.1 mol·L-1],Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),D正确。
10.D [解析] P3对应的溶液中,反应后的溶质为CH3COONa,根据质子守恒有c(H+)+c(CH3COOH)=
c(OH-),A正确;P1对应的溶液中,CH3COO-、CH3COOH浓度相等,可求得Ka=c(H+)=10-4.75,P2对应的溶液中,Ka=,代入数据,可求得===102.25,则c(CH3COO-)>100c(CH3COOH),B正确;根据电荷守恒有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),P1对应的溶液中,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(CH3COO-)=c(CH3COOH)= mol·L-1=0.05 mol·L-1,则c(Na+)<0.05 mol·L-1,C正确;从开始→P3,溶质从CH3COOH→CH3COONa,水的电离程度增大,则水的电离程度:P1<P2<P3,D错误。
11.D [解析] 根据图中a点,溶液pH=2.12,溶液中溶质为H3PO4和NaH2PO4,故③④为磷酸和磷酸二氢钠的曲线,又因为随着pH变大,H3PO4浓度变小,故③为H3PO4,④为H2P,a点时③④曲线相交,则此时c(H3PO4)=c(H2P);因为pH=2.12时,c(P)最小,故②为P,①为HP。a点时c(H3PO4)=c(H2P),Ka1=×c(H+)=c(H+)=10-2.12;c点时c(H2P)=c(HP),Ka2=×c(H+)=c(H+)=10-7.20,==105.08,A正确。起始溶液为0.100 0 mol·L-1 H3PO4溶液,水的电离被抑制,随着NaOH溶液的滴入,酸性减弱,生成可水解的盐,故水的电离逐渐增大,故水的电离程度:d>c>b>a,B正确。③为H3PO4的lg [c/(mol·L-1)]与pH的关系,C正确。d点时溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(H2P)+2c(HP)+3c(P)+c(OH-),d点时,溶液显碱性,则c(Na+)>c(H2P)+)+3c(P),D错误。
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