第36讲溶液中的粒子浓度及图像分析（讲义）2024年高考化学一轮复习讲义分层练习（原卷版）

第36讲溶液中的粒子浓度及图像分析任务目标任务目标1.理解电解质溶液中的电离平衡和水解平衡。2.掌握溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。3.能正确识别图像，能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。4.利用溶液中的平衡关系，学会分析不同类型图像中各粒子浓度之间的关系。必备知识考点一溶液中微粒浓度大小的比较必备知识1．微粒浓度的大小比较理论依据(1)电离理论——弱电解质的电离是微弱的①弱电解质的电离是微弱的，电离产生的微粒都非常少，同时还要考虑水的电离。如氨水中：NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq\o\al(＋,4))。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)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的浓度大小关系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理论——弱电解质离子的水解是微弱的①弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外)，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。如NH4Cl溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的浓度大小关系是c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，其主要是第一步水解。如在Na2CO3溶液中：COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3的浓度大小关系应是c(COeq\o\al(2－,3))>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)。2．溶液中微粒种类的判断我们在判断溶液中微粒浓度大小时，首先要判断溶液中微粒的种类，然后再进行比较。判断溶液中微粒种类的方法是正确写出溶液中所有的电离方程式、水解方程式，然后结合溶液中的溶质即可判断溶液中的微粒种类。注意：在书写电离方程式时，不要丢掉水的电离方程式。如：NaHCO3溶液中存在三种电离：NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－；一种水解：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，所以溶液中的离子为Na＋、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、H＋，分子为H2CO3、H2O。3．溶液中粒子等量关系——三大守恒(1)电荷守恒规律。电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如Na2CO3与NaHCO3混合溶液中存在着Na＋、H＋、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))；K2S溶液中：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)。(2)物料守恒规律。电解质溶液中，由于某些离子能够水解，微粒种类增多，但原子个数总是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故硫元素以S2－、HS－、H2S三种形式存在，则K2S溶液中有如下守恒关系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。①如果我们把两个守恒进行相加减，可得到另一个守恒(质子守恒)，如把上述K2S溶液中的两个守恒相减可得：c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)＝c(OH－)。②电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(COeq\o\al(2－,3))的计量数2代表一个COeq\o\al(2－,3)带2个单位负电荷，不可漏掉。(3)质子守恒规律电解质溶液中，电离、水解等过程中得到的质子(H＋)数等于失去的质子(H＋)数。如NaHCO3溶液中：即c(H2CO3)＋c(H＋)=c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)。特别提醒：(1)掌握微粒浓度大小比较的常见类型及分析方法(2)选好参照物不同溶液中同一离子浓度的大小比较要选好参照物，分组比较各个击破。如25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②。分析流程为：分组eq\o(→,\s\up7(化学式中),\s\do5(NH\o\al(＋,4)的数目))④⑤中c(NHeq\o\al(＋,4))要大于①②③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①②③\o(→,\s\up7(选参照物),\s\do5(①NH4Cl))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②相当于在①的基础上促进NH\o\al(＋,4)的水解，则cNH\o\al(＋,4)①>②,③相当于在①的基础上抵制NH\o\al(＋,4)的水解，则cNH\o\al(＋,4)③>①)),④⑤\o(→,\s\up7(选参照物),\s\do5(④NH42SO4))⑤相当于在④的基础上抑制NH\o\al(＋,4)的水解，则cNH\o\al(＋,4)⑤>④))要点突破要点突破1．室温下，取20mL0.1mol·L−1某二元酸H2A，滴加0.1mol·L−1NaOH溶液。已知：H2AH+＋HA−，HA−⇌H+＋A2−。下列说法不正确的是()A．0.1mol·L−1H2A溶液中有c(H+)－c(OH−)－c(A2−)＝0.1mol·L−1B．当滴加至中性时，溶液中c(Na+)＝c(HA−)＋2c(A2−)，用去NaOH溶液的体积小于10mLC．当用去NaOH溶液体积10mL时，溶液的pH＜7，此时溶液中有c(A2−)＝c(H+)－c(OH−)D．当用去NaOH溶液体积20mL时，此时溶液中有c(Na+)＝2c(HA−)＋2c(A2−)2．H2X为二元弱酸。20℃时，向100mL0.1mol·L1的Na2X溶液中缓慢通入HCl(忽略溶液体积变化及H2X的挥发)。指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是()A．通入HCl前：c(X2)＞c(HX)＞c(OH)＞c(H+)B．若通入5×103molHCl，溶液呈碱性，则溶液中c(X2)=c(HX)C．pH=7时：溶液中c(HX)＞c(Cl)D．c(Cl)=0.1mol·L1时：c(OH)c(H+)=c(H2X)c(X2)3．已知：常温下，CN的水解常数K1.6×105。该温度下，将浓度均为0.1mol•L1的HCN溶液和Na溶液等体积混合。下列说法正确的是()A．混合溶液的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盐酸与0.6mol•L1Na溶液等体积混合后溶液呈中性，则必备知识考点二反应过程中溶液粒子浓度变化的图像分析必备知识1.滴定过程中，粒子浓度动态分析

关键点溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系NaOH溶液滴定mL0mol·L－1CH3COOH溶液V(NaOH)＝0(0点)溶质是CH3COOH粒子浓度大小关系：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)V(NaOH)＝10mL(点①)溶质是等物质的量的CH3COOH和CH3COONa粒子浓度大小关系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(OH－)pH＝7(点②)溶质是CH3COONa和少量的CH3COOH粒子浓度大小关系：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＞c(H＋)＝c(OH－)V(NaOH)＝20mL(点③)溶质是CH3COONa粒子浓度大小关系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)V(NaOH)＝40mL溶质是等物质的量的CH3COONa和NaOH粒子浓度大小关系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)2.分布系数曲线透析分布曲线遵定思维方向分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标的关系曲线。一元弱酸(以CH3COOH为例)二元酸(以H2C2O4为例)注：pKa为电离常数的负对数δ0为CH3COOH的分布系数，δ1为CH3COO－的分布系数δ0为H2C2O4的分布系数，δ1为HC2Oeq\o\al(－,4)的分布系数，δ2为C2Oeq\o\al(2－,4)的分布系数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。3.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eq\f(cA,cB)取常用对数，即lgc(A)或lgeq\f(cA,cB)得到的粒子浓度对数图像。(1)．破解对数图像的数据①运算法则：lgab＝lga＋lgb、lgeq\f(a,b)＝lga－lgb、lg1＝0。②运算突破点：如lgeq\f(cA,cB)＝0的点有c(A)＝c(B)；lgc(D)＝0的点有c(D)＝1mol·L－1。(2)．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lgeq\f(cA,cB)＝0。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：涉及电离平衡常数，写出平衡常数表达式，在识图像、想原理的基础上，将图像与原理结合起来思考。=4\*GB3④用公式：运用对数计算公式分析。要点突破要点突破1．取两份10mLmol·Lˉ1的NaHCO3溶液，一份滴加mol·Lˉ1的盐酸，另一份滴加mol·Lˉ1NaOH溶液，溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。下列说法不正确的是()A．由a点可知：NaHCO3溶液中HCO3的水解程度大于电离程度B．a→b→c过程中：c(HCO3－)+2c(CO32)+c(OH)逐渐减小C．a→d→e过程中：c(Na＋)c(HCO3－)+c(CO32)+c(H2CO3)D．令c点的c(Na＋)+c(H＋)=x，e点的c(Na＋)+c(H＋)=y，则x＞y2．以酚酞为指示剂，用0.1000mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2−的分布系数：δ(A2-下列叙述正确的是()A．曲线①代表δ(H2A)，曲线②代表δ(HA)B．