内容正文:
第十一章 水溶液中的离子反应与平衡
第46讲 反应过程中粒子浓度变化及图像分析
新人教版 高中化学 2026届 一轮复习
知识梳理
熟悉:“两大理论”,构建思维基点
讨论“溶液中微粒浓度 关系”时,
总要先考虑电离理论与水解理论。
(1)电离平衡
①电离过程是微弱的
②多元弱酸的电离是分步进行的,其中主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。
(2)水解平衡
①水解过程是微弱的。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其中主要是第一步水解
溶液中“弱电解质”的电离和水解问题要抓“关键微粒”
知识梳理
电解质溶液中的等量关系——“三个守恒”
1、电荷守恒:
∴溶液中,阳离子所带的正电荷总数 = 阴离子所带的负电荷总数
思路:
①找出溶液中存在的所有离子
②正电荷总数=负电荷总数
电解质溶液总是呈电中性的
2、物料守恒:
类比:
各小段材料+锯木屑=原来的木料
“大卸八块”后,
物料守恒
一段木头,
(实质:元素质量守恒或原子守恒)
电解质溶液中,尽管有些离子电离 或水解 等原因发生改变,
但某成分的起始浓度等于该成分在溶液中各种存在形式的浓度之和。
知识梳理
3、质子守恒:
水电离出来的H+与OH-守恒
水电离出来的H+或OH-虽与其他离子结合而以不同形式存在,但其总量相等,即质子守恒
根据H2O H++OH-,c(H+)水≡c(OH-)水
(1)NH4Cl:
(2)CH3COONa:
NH4+ +H2O NH3·H2O + H+
c (H+)+c(CH3COOH) = c (OH-)
例 如:
OH-、NH3·H2O
①c(H+)水
= c (H+)溶液
∴质子守恒:
c(OH-)+ c(NH3·H2O)
c (H+)
=
②水电离出的OH-以两种微粒存在于溶液中: 。
电解质溶液中的等量关系——“三个守恒”
重难点突破
(一)单一溶质溶液:
电解质溶液中的离子浓度大小关系
根据电离或水解情况分析
【P256典题1】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 ℃时,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-1Na2S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+)
B
(二)溶液混合后离子浓度的比较:
思路:
①先考虑混合物是否反应;
②再分析离子浓度的大小。
【P256典题2】常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1 NaOH和NH3·H2O的混合溶液中滴加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(NH4+)+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(NH4+)+c(Na+)
B
重难点突破
电解质溶液中的离子浓度大小关系
——确定溶质
——微粒来源
重难点突破
电解质溶液中的离子浓度大小关系
(三)不同溶液中同一离子浓度的比较:
总结思路: 选好参照物,分组比较,各个击破
【P256典题3】比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(1)浓度均为0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS的混合溶液,溶液pH从大到小的顺序是 。
(2)相同浓度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中,c(CH3COO-)由大到小的顺序是 。
(3)c(NH4+)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为 。
③>②>④>①
②>①>③
④>②>③>①
模型构建
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
一、pH-体积图
常温下,用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol/LCH3COOH溶液
1、起点(a)
关键点
溶质是________
CH3COOH
粒子浓度大小关系:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
2.反应一半点(b)
溶质是等物质的量的_________和__________
CH3COOH
CH3COONa
粒子浓度大小关系:__________________________________________
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
物料守恒:_______________________________
c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+)
判断电离和水解程度大小
计算K
关键点
3.中性点 (c)
溶质是_______________和少量的__________
CH3COOH
CH3COONa
粒子浓度大小关系:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
4.恰好反应点(d)
溶质是________
CH3COONa
粒子浓度大小关系:__________________________
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
5.过量1倍点V(NaOH)=40 mL
溶质是等物质的量的______________和______________
CH3COONa
NaOH
粒子浓度大小关系:__________________________
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
一、pH-体积图
电荷守恒
物料守恒
物料守恒
【练习1】常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol/L CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)<c(CN-)
D.点②和点③所示溶液中都有:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
C.点①和点②所示溶液中:
c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
B.点③和点④所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
恰好反应点
反应
一半点
酸性:CH3COOH>HCN
巩固提升
C
巩固提升
【P258典题2】(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=V(标准溶液)/V(待测溶液)]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
D
巩固提升
【练习2】已知pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。
常温下,用0.1 mol/LNaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/LH2SO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.a点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)<0.1 mol/L
B.b点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
C.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
D.d点所得溶液中:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
反应①
反应②
D
归纳小结:
过量点
抓
五
点
起始点
半 点
中性点
恰好点
定
溶
质
电离理论、
水解理论、
三大守恒
必备知识
浓度关系
pH-体积图
模型构建
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
二、透析分布曲线 确定思维方向
2)分布曲线: 指以pH为横坐标、分布系数为纵坐标的关系曲线。
(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)
1).分布系数
例题:常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O4-、C2O42-的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示,已知:
思考交流:
1、用A、B 点求Ka1、Ka2、Kh1、Kh2,并找出它们之间的关系。
2、A点和草酸的半中和点是什么关系?
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
二、透析分布曲线 确定思维方向
2)分布曲线: 指以pH为横坐标、分布系数为纵坐标的关系曲线。
(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)
1).分布系数
【关键】明确解题要领 快速准确作答
(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”——根据溶液中的元素质量守恒进行替换,分析得出结论。
找交点
算K值
定曲线
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
三、对数图像中的粒子浓度关系
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值 取常用对数,
即lg c(A)或lg 得到的粒子浓度对数图像。
【高考全国卷Ⅰ,13】常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。回答相应问题:
1、指出横坐标与曲线M、N的对应关系;
2、判断NaHX溶液的酸碱性;
3、当混合溶液呈中性时离子浓度大小顺序。
找0点
算K值
归纳小结:
c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(OH-)=c(H+)
【P259典题5】(2024·湖南邵阳一模)难溶盐CaF2可溶于盐酸,常温下,用盐酸调节CaF2浊液的pH,测得体系中-lgc(F-)或-lgc(Ca2+)与lgc(H+)/c(HF)的关系如图。下列说法错误的是( )
A.随着盐酸的加入,溶液中c(H+)和c(HF)均逐渐增大
B.-lgc(Ca2+)与lgc(H+)/c(HF)的关系对应图中曲线M
C.常温下,难溶盐CaF2的Ksp(CaF2)数量级为10-11
D.Y点的溶液中存在c(Cl-)>c(Ca2+)=c(HF)
巩固提升
B
在识图像、想原理的基础上,将图像与原理结合起来思考。
破解对数图像的步骤
(1)识图像:
观察横坐标、纵坐标的含义
看清每条曲线代表的粒子种类以及曲线的变化趋势,
计算电离常数时应利用两种粒子浓度相等的点
如, lg =0的点
(2)找联系:
根据图像中的坐标含义和曲线的交点,
分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。
(3)想原理:
(4)用公式:运用对数计算公式分析。
涉及电离平衡常数,写出平衡常数表达式,
反应过程中粒子浓度变化图像及分析
重难点突破
课堂小结
中和滴定曲线 模型构建
pH-体积图
多曲线交叉图
对数直线图
抓五点,定溶质
定曲线,找交点,算K值
找0点,算K值,定直线
微粒种类
及其
发生的行为
【课时P446T12】常温下,向20mL 1.0mol/L HA溶液中逐滴加入1.0mol/L 的NaOH溶液,溶液中水电离出H+的浓度随加入NaOH溶液的体积变化如图所示,下列说法不正确的是
A.HA的电离平衡常数约为10-8
B.b点时加入NaOH溶液的体积小于10mL
C.c点溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.d点溶液的pH=7
D
$