第3章 第1、2节复习课 第1课时 溶液中粒子浓度关系比较(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版)
2026-08-14
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| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第1节 水与水溶液,第2节 弱电解质的电离 盐类的水解 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市,广东省,福建省,河南省,宁夏回族自治区,陕西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.18 MB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-14 |
| 作者 | 山东金榜苑文化传媒有限责任公司 |
| 品牌系列 | 步步高·学习笔记 |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59210562.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦高中化学溶液中粒子浓度关系比较核心知识点,从电离与水解平衡分析粒子种类入手,系统梳理电荷守恒、元素守恒、质子守恒三种关系,进而构建单一溶液、混合溶液、反应后溶液中粒子浓度大小比较的学习支架,形成从基础原理到综合应用的完整脉络。
资料通过表格对比不同溶液粒子种类及原因、守恒关系推导实例(如氯化铵溶液三守恒式推导)和多样化练习题,培养学生科学思维中的证据推理与模型建构能力。课中辅助教师引导学生深化理解,课后通过课时对点练帮助学生查漏补缺,提升解决电解质溶液问题的实践能力。
内容正文:
第1、2节复习课
第1课时 溶液中粒子浓度关系比较
[核心素养发展目标] 1.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三种守恒关系。2.掌握比较粒子浓度关系的一般方法。
一、溶液中的三种守恒关系
(一)根据电离平衡和水解平衡分析离子(分子)种类
现有0.1 mol·L-1下列溶液(常温),完成下表:
离子种类
分子种类
产生原因(用水解、电离方程式表示)
NaF
NaHSO3
Na3PO4
答案
Na+、F-、H+、OH-
HF、H2O
F-+H2OHF+OH-
Na+、HS、S、H+、OH-
H2SO3、H2O
HS+H2OH2SO3+OH-
HSH++S
Na+、P、HP、
H2P、H+、OH-
H3PO4、H2O
P+H2OHP+OH-
HP+H2OH2P+OH-
H2P+H2OH3PO4+OH-
(二)写出下列指定溶液的守恒关系(常温)
1.氯化铵溶液
(1)电荷守恒: ;
(2)元素守恒: ;
(3)质子守恒: 。
提示 (1)c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(2)c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O)
(3)c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
提醒 (1)+(2)消去与平衡关系无关的c(Cl-),可得(3)的质子守恒式。
2.硫化钠(Na2S)溶液
(1)电荷守恒: ;
(2)元素守恒: ;
(3)质子守恒: 。
提示 (1)c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
(2)c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
(3)c(OH-)=2c(H2S)+c(HS-)+c(H+)
质子守恒式的书写
(1)电荷守恒式与元素守恒式联立,消去未参与水解平衡的微粒,即可得质子守恒式。如,Na2S水溶液中的质子守恒可以将(2)中c(Na+)代入(1)中的等式,化简后可得(3)。
(2)分析Na2S水溶液中的质子转移情况,如下图:
3.(NH4)2CO3溶液
(1)电荷守恒: ;
(2)元素守恒: 。
答案 (1)c(N)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)
(2)c(N)+c(NH3·H2O)=2[c(HC)+c(C)+c(H2CO3)]
4.KHCO3溶液
(1)电荷守恒: ;
(2)元素守恒: ;
(3)质子守恒: 。
答案 (1)c(K+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-)
(2)c(K+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
(3)c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(C)
5.将浓度分别为0.1 mol·L-1 CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合
(1)电荷守恒: ;
(2)元素守恒: 。
答案 (1)c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(2)c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=0.1 mol·L-1
二、溶液中粒子浓度大小的比较(常温)
1.盐溶液中粒子浓度大小的比较
(1)0.1 mol·L-1Na2S溶液中各离子浓度的大小顺序: 。
答案 c(Na+)>c()>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(2)0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中Na+、HC、H2CO3、C四种粒子浓度的大小顺序: 。
答案 c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C)
(3)已知0.1 mol·L-1NaHSO3溶液pH<7,则其溶液中Na+、HS、H2SO3、S四种粒子浓度的大小顺序: 。
答案 c(Na+)>c(HS)>c(S)>c(H2SO3)
2.混合溶液中粒子浓度大小的比较
(1)等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性,溶液中粒子浓度大小顺序: 。
答案 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(2)已知Ka(HCN)=6.2×10-10 mol·L-1,等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液中粒子浓度大小顺序: 。
答案 c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
解析 Kh==≈1.61×10-5 mol·L-1>Ka,故溶液中NaCN的水解程度大于HCN的电离程度,溶液呈碱性。
3.溶液混合能发生反应的粒子浓度大小比较
(1)CH3COOH与NaOH溶液混合
①等浓度等体积混合,离子浓度大小顺序为 。
答案 c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
②NaOH溶液和CH3COOH溶液等浓度按1∶2体积比混合后pH<7,离子浓度大小顺序为 。
答案 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
③pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,其离子浓度大小顺序为 。
答案 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(2)0.1 mol·L-1 的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为NH4HSO4,其浓度为0.05 mol·L-1。
②溶液中含有的粒子有NH3·H2O、H2O、H+、OH-、N、S。
③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(H+)>c(S)>c(N)>c(OH-)。
(3)0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合。
①混合液中溶质为CH3COOH、NaCl。
②溶液中含有的粒子有CH3COOH、H2O、Na+、Cl-、CH3COO-、H+、OH-。
③溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序:
c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(4)0.2 mol·L-1 NH4Cl与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合,混合液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O、NaCl,三者的物质的量浓度相等,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Cl-)>c(N)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。
判断混合溶液中粒子浓度大小的一般思路
(1)明确研究对象——溶液的组成(溶质及各种粒子)。
(2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡、水解平衡)。
(3)根据题给信息,确定程度大小(是以电离为主还是以水解为主)。
(4)比较粒子浓度大小时,要充分运用电荷守恒、元素守恒关系。
4.不同溶液中同一离子浓度大小比较
在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,c(N)由大到小的顺序:④>⑤>③>①>②。
三、电解质溶液中粒子浓度关系的综合分析
1.题型概述
溶液中粒子浓度的大小比较是离子平衡的主流试题,既与盐的水解平衡有关,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,考查学生对变化观念、微观探析的理解和应用。
2.解题模型
1.常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中( )
A.c(HCOO-)>c(Na+)
B.c(HCOO-)<c(Na+)
C.c(HCOO-)=c(Na+)
D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的大小关系
答案 C
解析 根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-);由pH=7可知:c(H+)=c(OH-),得出c(Na+)=c(HCOO-)。
2.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(H2P)>c(HP)>c(P)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+c(C2)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HC)=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(N)>c(OH-)>c(H+)
答案 A
解析 由于磷酸为多元酸,第一步电离大于第二步电离,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(H2P)>c(HP)>c(P),故A正确;在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),故B错误;在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,根据元素守恒得到c(H2CO3)+c(HC)+c(C)=0.1 mol·L-1,故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(N)+c(H+),则c(Cl-)<c(N),故D错误。
3.醋酸(CH3COOH)是一种常见的弱酸。常温条件下,下列叙述正确的是( )
A.pH=3的CH3COOH溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)
B.pH=8的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中,c(CH3COO-)<c(Na+)
C.0.1 mol·L-1CH3COONa溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.0.1 mol∙L-1CH3COONa溶液中,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
答案 B
解析 除CH3COOH电离出的H+外,水也会电离出少量H+,即c(H+)>c(CH3COO-),A项错误;由电荷守恒可知,混合溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),此时溶液pH=8,溶液中c(H+)<c(OH-),则c(CH3COO-)<c(Na+),B项正确;CH3COO-水解微弱,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C项错误;由电荷守恒可知,CH3COONa溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D项错误。
4.浓度均为0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH从大到小的顺序是 ,c(H2S)从大到小的顺序是 。
答案 ③>②>④>① ④>①>②>③
课时对点练
[分值:100分]
[1~8题,每小题6分]
题组一 单一溶液中粒子浓度的大小及等量关系
1.(2024·山东临沂质检)在0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,下列关系式正确的是( )
A.c(Na+)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)=c(HC)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C)
D.c(Na+)=c(HC)+2c(C)+c(H2CO3)
答案 C
解析 HC在溶液中水解显碱性,c(OH-)>c(H+),c(Na+)>c(HC),A、B错误;根据电荷守恒可知,存在c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C),C正确;根据元素守恒可知,存在c(Na+)=c(HC)+c(C)+
c(H2CO3),D错误。
2.室温时,下列溶液中微粒的浓度关系正确的是( )
A.0.05 mol·L-1 NaF溶液中:c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=4的KHC2O4溶液中:c(H2C2O4)>c(C2)
C.pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.一定浓度的Na2S溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
答案 A
解析 氟离子水解,溶液呈碱性,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,A正确;KHC2O4溶液pH=4,则KHC2O4的电离大于水解,所以c(H2C2O4)<c(C2),B错误;NH3·H2O是弱电解质,稀释10倍后,a<b+1,C错误;在Na2S溶液中,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),D错误。
题组二 不同电解质溶液中指定微粒浓度大小的比较
3.(2024·山东德州高二上期末)关于下列常温下的水溶液的说法正确的是( )
A.向水中加入CH3COONH4溶液仍显中性,水的电离平衡不移动
B.加水稀释亚硫酸(H2SO3)溶液,始终不变
C.将pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性
D.c(N)相同的溶液中溶质的浓度:c(NH4HCO3)<c(NH4Cl)<c(NH4HSO4)
答案 B
解析 向水中加入CH3COONH4,由于N和CH3COO-水解程度相等,溶液仍显中性,但水解促进水的电离,使水的电离平衡正向移动,故A错误;加水稀释亚硫酸(H2SO3)溶液,Ka1=、Ka2=,故=Ka1·Ka2,始终不变,故B正确;常温下将pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合时,醋酸过量,混合后溶液呈酸性,故C错误;若c(NH4HCO3)=c(NH4Cl)=c(NH4HSO4),则c(N)的溶质的物质的量浓度:c(NH4HCO3)<c(NH4Cl)<c(NH4HSO4),所以要使c(N)相同,则溶液中溶质的浓度:c(NH4HCO3)>c(NH4Cl)>c(NH4HSO4),故D错误。
4.下列各项中指定微粒的浓度比为2∶1的是( )
A.相同温度下,2 mol·L-1醋酸溶液与1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)之比
B.H2CO3溶液中c(H+)与c(C)之比
C.Na2CO3溶液中c(Na+)与c(C)之比
D.常温下,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中的c(Na+)之比
答案 D
解析 CH3COOH是弱酸,浓度不同时其电离程度不同,所以浓度是2倍关系的两醋酸溶液中c(H+)之比不是2∶1,A项错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且只发生部分电离,故c(H+)∶c(C)≠2∶1,B项错误;因C发生水解被消耗,故c(Na+)∶c(C)>2∶1,C项错误;溶液中c(Na+)是一定的,前者c(Na+)=0.2 mol·L-1,后者c(Na+)=0.1 mol·L-1,D项正确。
题组三 混合溶液中粒子浓度大小比较
5.有4种混合溶液,分别由等体积的0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3。下列关系正确的是( )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3COO-):②>④>③>①
C.c(H+):①>③>②>④
D.c(CH3COOH):①>④>③>②
答案 B
解析 A项,pH:②>④>③>①;C项,应为①>③>④>②;D项,应为①>③>④>②。
6.室温下,下列各溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.Na2CO3溶液中:c(Na+)>c()>c()>c(OH-)
B.氨水与氯化铵的混合溶液中可能存在:c()>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.将pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以等体积混合,则有c(Na+)=c(F-)>c(H+)=c(OH-)
D.Na2CO3溶液与NaHCO3溶液中都存在关系式:c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-)
答案 D
解析 Na2CO3溶液中的水解程度较小,c()>c(),同时c(OH-)>c(),A项错误;氨水与氯化铵的混合溶液中不可能存在:c()>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-),因不符合电荷守恒,B项错误;Na2CO3溶液与NaHCO3溶液中存在的离子种类相同,则根据电荷守恒可知,都存在关系式:c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),D项正确。
7.(2024·陕西高新一中月考)已知酸性:H2CO3>HClO。在等物质的量浓度的NaClO、NaHCO3的混合溶液中,下列各种粒子浓度关系正确的是( )
A.c(HC)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(ClO-)>c(HC)>c(H+)>c(OH-)
C.c(ClO-)+c(HClO)=c(HC)+c(H2CO3)
D.c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(ClO-)+c(OH-)
答案 A
8.常温下,将Na2S和NaHS两种盐[设=k,(0<k≤3)]溶于水得稀溶液,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.若k=1,则c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)
B.若k=2,则c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
C.k为任意值时:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
D.若满足3c(H+)+2c(HS-)+5c(H2S)=3c(OH-)+c(S2-),则可确定k=3
答案 C
解析 k=1时,S2-的水解程度大于HS-的电离和水解程度,故c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),A错误;k=2时,电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),元素守恒式为3c(Na+)=5[c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)],整理两式得3c(OH-)+c(S2-)=3c(H+)+2c(HS-)+5c(H2S),B、D错误,C正确。
[9~12题,每小题8分]
9.(2024·山东烟台高二期中)25 ℃时,下列有关电解质溶液说法正确的是( )
弱酸
HF
H2CO3
HCN
H2S
电离平衡常数(单位mol·L-1)
Ka=7.2×10-4
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
Ka=4.3×10-10
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
A.常温下,pH相同的NaF、Na2CO3、Na2S溶液,物质的量浓度最大的是Na2CO3溶液
B.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合:<
C.同温下,等浓度的NaF溶液和NaCN溶液中离子浓度:F-<CN-
D.将过量H2S通入Na2CO3溶液,离子方程式为C+H2S===HS-+HC
答案 D
解析 根据Kh=,结合题给信息可知Ka(HF)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),即Kh(S2-)>Kh(C)>Kh(F-),pH相同的NaF、Na2CO3、Na2S溶液的c(H+)相同,则c(OH-)也相同,即F-、C和S2-水解生成的OH-的浓度相同,故物质的量浓度最大的是NaF溶液,A错误;因为H2CO3的电离常数Ka1≫Ka2,且电离常数只受温度影响,则=>=,B错误;HF的电离平衡常数大于HCN的电离平衡常数,则NaCN的水解常数大于NaF的水解常数,同温下等浓度的NaF、NaCN溶液中离子浓度:F->CN-,C错误;因为酸性:H2CO3>H2S>HC,故将过量H2S通入Na2CO3溶液,离子方程式为C+H2S===HS-+HC,D正确。
10.(2024·烟台高二检测)25 ℃时,下列对于Na2SO3与NaHSO3的混合溶液中微粒浓度关系的说法正确的是( )
A.一定存在3c(Na+)=c()+c()+c(H2SO3)
B.一定存在c(Na+)+c(H+)=c()+c()+c(OH-)
C.若混合溶液中n(Na2SO3)=2n(NaHSO3)时,溶液呈碱性,则有c(Na+)>c(S)>c(HS)>c(OH-)>c(H+)
D.若混合溶液中n(Na2SO3)=n(NaHSO3)时,溶液呈酸性,则有c(Na+)>c()>c(H+)>c(S)>c(OH-)
答案 C
解析 不知道Na2SO3与NaHSO3的物质的量关系,不能根据元素守恒判断,A错误;根据电荷守恒,溶液中一定存在c(Na+)+c(H+)=)+2c()+c(OH-),B错误;若混合溶液中n(Na2SO3)=2n(NaHSO3)时,溶液呈碱性,盐的水解是微弱的,且S的浓度接近于HS的2倍,则有c(Na+)>c(S)>c()>c(OH-)>c(H+),C正确;若混合溶液中n(Na2SO3)=n(NaHSO3)时,溶液呈酸性,则HS的电离程度大于水解程度,则c(S)>c(),故有c(Na+)>c()>c()>c(H+)>c(OH-),D错误。
11.(2024·济宁高二检测)室温下,将两种浓度均为0.1 mol·L-1的溶液等体积混合,若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系不正确的是( )
A.NaHCO3⁃Na2CO3混合溶液(pH=10.30):c(Na+)>c()>c()>c(OH-)
B.氨水⁃NH4Cl混合溶液(pH=9.25):c()+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH-)
C.CH3COOH⁃CH3COONa混合溶液(pH=4.76):c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.H2C2O4⁃NaHC2O4混合溶液(pH=1.68,H2C2O4为二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2)+c(OH-)
答案 C
解析 NaHCO3水溶液呈碱性,说明的水解程度大于其电离程度,等浓度的NaHCO3和Na2CO3水解关系:>,溶液中剩余微粒浓度关系:c()>c(),和水解程度微弱,生成的OH-浓度较低,由NaHCO3和Na2CO3化学式可知,该混合溶液中Na+浓度最大,则混合溶液中微粒浓度大小关系:c(Na+)>c()>c()>c(OH-),故A正确;该混合溶液中电荷守恒:c()+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),元素守恒:c(NH3·H2O)+c()=2c(Cl-),两式联立消去c(Cl-)可得:c()+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O),故B正确;该溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则溶液中微粒浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),故C错误;该混合溶液中存在元素守恒:2c(Na+)=c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2),电荷守恒:2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),两式相加可得:c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2)+c(OH-),故D正确。
12.(2024·德州高二检测)已知:NaHC2O4溶液显酸性。现用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定25 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液(混合时引起的溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.在NaOH溶液滴入前,溶液中c(H2C2O4)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)
B.滴入NaOH溶液25 mL时,c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2)+c(OH-)
C.滴入NaOH溶液50 mL时,c(C2)+c(HC2)≈ mol·L-1
D.当溶液显中性时,c(Na+)<c(HC2)
答案 B
解析 草酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,则草酸溶液中c(H+)>c(HC2),故A错误;向25 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴入25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液时,草酸和氢氧化钠恰好反应生成草酸氢钠,由质子守恒关系可得c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2)+c(OH-),故B正确;向25 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴入50 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液时,草酸和氢氧化钠恰好反应生成草酸钠,由元素守恒关系可得c(H2C2O4)+c(C2)+c(HC2)≈ mol·L-1,故C错误;由NaHC2O4溶液显酸性可知,当溶液显中性时,溶液为草酸氢钠和草酸钠的混合溶液,溶液中,钠离子浓度大于草酸氢根离子浓度,故D错误。
13.(9分)已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数(25 ℃)如下表:
弱电解质
H2CO3
H2SO3
NH3·H2O
CH3COOH
电离平衡常数/(mol·L-1)
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
Kb=1.7
×10-5
Ka=1.7×10-5
(1)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
(2)CH3COONH4溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性,原因是 。
(3)现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,该溶液中各微粒浓度之间的关系式错误的是 (填字母)。
A.c(N )+c(H+ )=c(HC)+c(OH- ) +c(C)
B.c(N)+c(NH3·H2O)=2c(C )+ 2c(HC)+ 2c(H2CO3 )
C.c(C)+c(HC )+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(H+ )+c(HC)+c(H2CO3)=c(OH- )+c(NH3·H2O)
E.c(N )>c(C)>c(HC )>c(NH3·H2O)
答案 (1)H2SO3+HC===CO2↑+ H2O+ HS (2)中 由于NH3·H2O的电离常数等于CH3COOH的电离常数,因此N的水解程度等于CH3COO-的水解程度,溶液呈中性 (3)AD
解析 (1)由电离常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HS,则H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式:H2SO3+HC===CO2↑+ H2O+ HS。
(3)根据电荷守恒:c(N )+c(H+ )=c(HC)+c(OH- ) +2c(C),故A错误;根据元素守恒,c(N)+c(NH3·H2O)=2c(C )+ 2c(HC) + 2c(H2CO3 ) ,故B正确;含碳粒子的总浓度为0. 1 mol·L-1,c(C)+c(HC )+c(H2CO3)=0. 1 mol·L-1,故C正确;依据溶液中质子守恒:c(H+ )+c(HC)+2c(H2CO3)=c(OH- )+c(NH3·H2O),故D错误;溶液中铵根离子浓度大于碳酸根离子浓度,碳酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度,所以溶液中粒子浓度大小为c(N )>c(C)>c(HC )>c(NH3·H2O),故E正确。
14.(11分)(1)将0.2 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(A-)。用“>”“<”或“=”填写下列空白:
①混合溶液中,c(A-) c(HA)。
②混合溶液中,c(HA)+c(A-) 0.1 mol·L-1。
③混合溶液中,由水电离出的c(OH-) 0.2 mol·L-1 HA溶液中由水电离出的c(H+)。
(2)25 ℃下,将a mol·L-1的NaA溶液与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后测得溶液pH=7,则a (填“>”“<”或“=”)0.01;用含a的代数式表示HA的电离常数Ka= mol·L-1。
答案 (1)①< ②= ③> (2)> (100a-1)×10-7
解析 (1)①将0.2 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合时,溶质为等物质的量的HA和NaA,由于c(Na+)>c(A-),则由电荷守恒可知c(H+)<c(OH-),说明A-的水解能力大于HA的电离能力,使得c(HA)>c(A-)。②通过元素守恒及等体积混合后浓度减半可知,c(HA)+c(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 的HA溶液中水的电离受到抑制,因此前者由水电离产生的c(OH-)大于后者由水电离产生的c(H+)。
(2)若恰好反应生成了HA,溶液显酸性,加入的盐酸应该少些,故a>0.01,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(Cl-),pH=7,c(H+)=c(OH-),c(A-)=c(Na+)-c(Cl-)=( -) mol·L-1;再根据元素守恒:c(A-)+c(HA)=c(Na+)= mol·L-1;Ka== mol·L-1=(100a-1)×10-7 mol·L-1。
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