内容正文:
第3课时 溶液中粒子浓度大小的比较
1.D [解析] NaF属于强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),A错误;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S),B错误;在Na2CO3溶液中,由质子守恒可知,c(OH-)=c(HC)+2c(H2CO3)+c(H+),C错误;根据元素守恒:c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO3),D正确。
2.D [解析] ④中硫氢根离子的存在抑制硫离子水解, c(S2-):④>③,②NaHS溶液中硫离子来自于HS-的电离,含量低于③④,①H2S溶液中硫离子来自于H2S的第二步电离,第一步电离的氢离子抑制了第二步的电离,c(S2-):②>①,综上,c(S2-):④>③>②>①,A正确;②NaHS溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(HS-)+c(H2S)+c(S2-),B正确;③Na2S溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(HS-)+2c(H2S)+c(H+),C正确;④等浓度的NaHS和Na2S混合溶液中,存在元素守恒:2c(Na+)=3c(HS-)+3c(H2S)+ 3c(S2-),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-),两式联立可得:2c(H+)+c(HS-)+3c(H2S)= c(S2-)+2c(OH-),D错误。
3.C [解析] 当x=1时,说明Na2A和NaHA等物质的量混合,A2-水解生成HA-和OH-,HA-水解生成H2A和OH-,HA-也可以发生电离,产生氢离子,若HA-电离程度较大,溶液也可能显酸性,OH-浓度应小于H+浓度,故A错误; 若是仅含有Na2A,则其质子守恒为c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),根据所给的物质的量之比可知,当x=0.5时,说明溶液中Na2A和NaHA的物质的量之比为1∶2,质子守恒式子为c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)不成立,故B错误;当x=2时,说明溶液中Na2A和NaHA的物质的量之比为2∶1,在同一溶液中体积相同,元素守恒直接得出3c(Na+)=5[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)],等式成立,故C正确;x为任意值时,均存在电荷守恒,电荷守恒应为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),等式不成立,故D错误。
4.D [解析] 0.10 mol·L-1 H2C2O4溶液中,根据电荷守恒c(H+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-),元素守恒
c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2)=0.10 mol·L-1可得c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2)+0.10 mol·L-1,A错误;当V(NaOH溶液)=10.00 mL时,溶液中H2C2O4和NaHC2O4浓度相等,H2C2O4的电离平衡常数Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,HC2的水解平衡常数Kh==≈1.8×10-13,Ka1>Kh,说明H2C2O4电离程度大于HC2水解程度,则c(HC2)>c(Na+)>c(H2C2O4)>c(H+)>c(OH-),B错误;当V(NaOH溶液)=20.00 mL时,溶液中的溶质为NaHC2O4,HC2的电离平衡常数Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,HC2的水解平衡常数Kh==≈1.8×10-13,Ka2>Kh,说明HC2电离程度大于水解程度,则c(Na+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(H2C2O4),C错误;当V(NaOH溶液)= 40.00 mL时,溶液中的溶质为Na2C2O4,根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-),元素守恒2c(H2C2O4)+2c(HC2)+2c(C2)=c(Na+)可得质子守恒为c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2)+ c(H+),D正确。
5.B [解析] 根据电荷守恒可得c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),A项错误;氢氧化钠是强碱,完全电离,溶液显碱性,醋酸根离子和次氯酸根离子水解使溶液显碱性,由CH3COOH的酸性大于HClO知醋酸根离子的水解能力小于次氯酸根离子,则pH相同的①CH3COONa、②NaClO、③NaOH三种溶液的c(Na+)大小:①>②>③,B项正确;Al3+会水解,故c(Al3+)<c(K+),C项错误;HCOONa溶液中存在HCOO-的微弱水解,水解方程式为HCOO-+H2OHCOOH+OH-,则溶液呈碱性,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+),D项错误。
6.D [解析] 由于溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,所以溶液中n(Na)一定大于n(S),一定不存在3c(Na+)=c(HS)+c(S)+c(H2SO3),A项错误;混合溶液呈电中性,无论Na2SO3和NaHSO3比例如何变化,均有电荷守恒式:c(Na+)+c(H+)=c(HS)+2c(S)+c(OH-)成立,B项错误;由于n(Na2SO3)=n(NaHSO3),并且混合溶液呈酸性,所以HS的电离程度大于S的水解程度,即c(S)>c(HS),C项错误;由于n(Na2SO3)= 2n(NaHSO3),所以溶液中钠离子浓度最大,由于弱电解质的电离和盐类的水解平衡进行的程度都十分微弱,所以S和HS的浓度依次排在第二和第三,由于溶液显碱性,所以OH-浓度大于H+浓度,D项正确。
7.C [解析] 设两溶液的体积都为1 L,不考虑水解,两溶液混合前所含离子的物质的量:Ba2+为0.1 mol,OH-为0.2 mol,N为0.1 mol,Al3+为0.1 mol,S为0.2 mol,由于生成硫酸钡沉淀,钡离子沉淀完全,S剩余0.1 mol,由于生成氢氧化铝沉淀,氢氧根离子沉淀完全,Al3+剩余 mol,由于N、Al3+水解,溶液呈酸性,所以离子浓度关系为c(S)>c(N)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)。
8.D [解析] 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH=3,则该温度下醋酸的电离常数为Ka(CH3COOH)=
=≈10-5,A正确;当V=10.00 mL时,溶质为等物质的量的醋酸钾与醋酸,根据图示,溶液显酸性,这说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则溶液中c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>
c(OH-),B正确;溶液pH=7时溶液显中性,根据电荷守恒可知钾离子浓度等于醋酸根离子浓度,因此溶液中=1,C正确;V=20.00 mL时二者恰好完全反应生成CH3COOK,溶液中满足元素守恒
c(K+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D错误。
9.C [解析] 向20 mL丙酸溶液中加入10 mL等浓度NaOH溶液后,此时溶质为等物质的量的CH3CH2COOH和CH3CH2COONa,由于pH<7,溶液显酸性,所以CH3CH2COOH电离程度大于CH3CH2COO-水解程度,则c(CH3CH2COO-)>c(CH3CH2COOH),A错误;由pH=7可知c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3CH2COO-) ,故c(Na+)=c(CH3CH2COO-),但中性溶液中溶质浓度大于氢离子浓度,故c(Na+)=c(CH3CH2COO-)>c(H+)=c(OH-),B错误;加入20 mL等浓度NaOH溶液后,CH3CH2COOH与NaOH完全反应,溶质是CH3CH2COONa,根据质子守恒可知,c(OH-)=c(CH3CH2COOH)+c(H+),C正确;加入30 mL NaOH溶液时,溶质为CH3CH2COONa和NaOH,且物质的量之比为2∶1,根据元素守恒,2c(Na+)=3c(CH3CH2COOH)+ 3c(CH3CH2COO-),D错误。
10.B [解析] 二氧化硫和氨水反应生成NH4HSO3,NO2被NH4HSO3溶液吸收生成氮气和硫酸根离子,其反应的离子方程式为2NO2+4HSN2+4S+4H+,得到硫酸氢铵溶液。向氨水中通入SO2至恰好反应生成NH4HSO3,电荷守恒式为c(N)+c(H+)=2c(S)+c()+ c(OH-),元素守恒式为c(N)+c(NH3·H2O)= c(S)+c(HS)+c(H2SO3),则c(H+)+c(H2SO3)=c(S)+c(OH-)+c(NH3·H2O),Kh(HS)==<Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,则HS以电离为主,HS的电离与N的水解使溶液呈酸性,则c(H2SO3)<c(S)+c(NH3·H2O),故A错误、B正确;向氨水中通入SO2至pH=7,电荷守恒式为c(H+)+c(N)=2c(S)+c(HS)+c(OH-),c(N)> 2c(S),故C错误;NO2被NH4HSO3溶液吸收生成氮气和硫酸根离子,其反应的离子方程式为2NO2+4HSN2+4S+4H+,故D错误。
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第3课时 溶液中粒子浓度大小的比较
◆ 学习任务一 电解质溶液中的守恒关系
1.常温下,下列溶液的粒子浓度关系式正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(Na+)>c(F-)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(S)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中:c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO3)
2.[2026·湖北黄冈中学高二月考] 常温时有10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液:①H2S溶液,②NaHS溶液,③Na2S溶液,④等浓度的NaHS和Na2S混合溶液。下列说法错误的是 ( )
A.c(S2-):④>③>②>①
B.②中存在关系:c(Na+)=c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)
C.③中存在关系:c(OH-)=c(HS-)+2c(H2S)+c(H+)
D.④中存在关系:2c(H+)+c(HS-)=c(S2-)+2c(OH-)
3.[2026·河南名校协作体联考] 已知H2A为二元弱酸,常温下,将a mol Na2A和b mol NaHA两种盐溶于水得到混合溶液(各组分浓度不高于0.1 mol·L-1)。设a∶b=x,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.若x=1,则一定有c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)
B.若x=0.5,则c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)
C.若x=2,则有3c(Na+)=5[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)]
D.x为任意值时,则有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
4.[2026·重庆巴蜀中学高二月考] 设H2C2O4溶液中c初=c(H2C2O4)+c(HC2)+c(C2),Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4,室温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点,滴定过程得到的下列溶液中,微粒的物质的量浓度关系一定正确的是 ( )
A.0.10 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+)+c(H2C2O4)>c(OH-)+c(C2)+ 0.10 mol·L-1
B.当V(NaOH溶液)=10.00 mL时:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(HC2)>c(H+)>c(OH-)
C.当V(NaOH溶液)=20.00 mL时:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2)>c(H+)
D.当V(NaOH溶液)=40.00 mL时: c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2)+c(H+)
◆ 学习任务二 溶液中粒子浓度大小的比较
5.下列粒子浓度大小比较正确的是 ( )
A.(NH4)2SO4溶液中:c(N)+c(H+)=c(S)+c(OH-)
B.已知CH3COOH的酸性大于HClO,则pH相同的①CH3COONa、②NaClO、③NaOH三种溶液的c(Na+):①>②>③
C.0.1 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中:c(S)>c(K+)=c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 HCOONa溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(HCOO-)>c(H+)
6.25 ℃时,下列对Na2SO3和NaHSO3混合溶液中的粒子浓度关系的说法正确的是 ( )
A.一定存在3c(Na+)=c(HS)+c(S)+c(H2SO3)
B.一定存在c(Na+)+c(H+)=c(HS)+c(S)+c(OH-)
C.若混合溶液中n(Na2SO3)=n(NaHSO3)时,溶液呈酸性,则有c(Na+)>c(HS)>c(H+)>c(S)>c(OH-)
D.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+)
7.0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液与0.1 mol·L-1的铵明矾[NH4Al(SO4)2]溶液等体积混合,反应后混合液各离子浓度大小比较合理的是 ( )
A.c(S)>c(N)>c(Al3+)>c(OH-)>c(H+)
B.c(N)>c(S)>c(Al3+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(S)>c(N)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D.c(S)>c(Al3+)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
8.25 ℃时,用0.100 0 mol·L-1 KOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液,滴定过程中pH变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.V=0 mL时,CH3COOH溶液pH=3,其电离平衡常数Ka≈10-5
B.V=10.00 mL时,溶液中c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
C.溶液pH=7时,=1
D.V=20.00 mL时,溶液中c(K+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(CH3COOH)
9.向20 mL 0.1 mol·L-1丙酸(CH3CH2COOH)溶液中滴加V mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,测出溶液的pH如表所示。下列有关粒子浓度大小的比较正确的是 ( )
选项
V
pH
粒子浓度大小比较
A
10
<7
c(CH3CH2COOH)> c(CH3CH2COO-)>c(H+)>c(OH-)
B
?
=7
c(Na+)=c(CH3CH2COO-)=c(H+)=c(OH-)
C
20
>7
c(OH-)=c(H+)+c(CH3CH2COOH)
D
30
?
3c(Na+)=2c(CH3CH2COOH)+ 2c(CH3CH2COO-)
10.工业上可利用氨水吸收SO2和NO2,原理如图所示。已知:25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8,下列说法正确的是 ( )
A.向氨水中通入SO2至恰好生成NH4HSO3: c(H2SO3)>c(NH3·H2O)+c(S)
B.0.1 mol·L-1 NH4HSO3溶液中:c(S)+c(HS)+c(H2SO3)=c(NH3·H2O)+c(N)
C.向氨水中通入SO2至pH=7:2c(S)>c(N)>c(H+)=c(OH-)
D.NO2被NH4HSO3溶液吸收的离子方程式:2NO2+4SN2+4S
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