2024界江苏高考大二轮复习 专题六 水溶液中的离子平衡 选择题专攻 2-溶液中粒子浓度大小比较 学案

2.溶液中粒子浓度大小比较1．单一溶液(1)Na2S溶液水解方程式：____________________________________________________________；离子浓度大小关系：______________________________________________________；电荷守恒：______________________________________________________________；元素质量守恒：__________________________________________________________；质子守恒：______________________________________________________________。(2)NaHS溶液水解方程式：____________________________________________________________；离子浓度大小关系：______________________________________________________；电荷守恒：______________________________________________________________；元素质量守恒：__________________________________________________________；质子守恒：______________________________________________________________。2．混合溶液(1)等物质的量浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa溶液水解方程式：____________________________________________________________；离子浓度大小关系：______________________________________________________；电荷守恒：______________________________________________________________；元素质量守恒：__________________________________________________________；质子守恒：______________________________________________________________。(2)CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性离子浓度大小关系：______________________________________________________；电荷守恒：______________________________________________________________；元素质量守恒：__________________________________________________________。(3)常温下pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合的溶液离子浓度大小关系：______________________________________________________；电荷守恒：______________________________________________________________。(4)等物质的量浓度、等体积的Na2CO3—NaHCO3混合溶液电荷守恒：______________________________________________________________；元素质量守恒：__________________________________________________________；质子守恒：______________________________________________________________；离子浓度大小关系：______________________________________________________。1．(2023·江苏，12)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是()A．0.1mol·L－1NaF溶液中：c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)B．“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝eq\f(KspMgF2,cF－)C．0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(COeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)D．“沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))2．(2022·江苏，12)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1mol·L－1KOH溶液吸收CO2，若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略，溶液中含碳物种的浓度c总＝c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))。H2CO3电离常数分别为Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.4×10－11。下列说法正确的是()A．KOH吸收CO2所得到的溶液中：c(H2CO3)＞c(HCOeq\o\al(－,3))B．KOH完全转化为K2CO3时，溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)C．KOH溶液吸收CO2，c总＝0.1mol·L－1溶液中：c(H2CO3)＞c(COeq\o\al(2－,3))D．如图所示的“吸收”“转化”过程中，溶液的温度下降3．(2020·江苏，14改编)室温下，将两种浓度均为0.10mol·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正确的是()A．NaHCO3—Na2CO3混合溶液(pH＝10.30)：c(Na＋)＞c(COeq\o\al(2－,3))＞c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(OH－)B．氨水—NH4Cl混合溶液(pH＝9.25)：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)D．H2C2O4—NaHC2O4混合溶液(pH＝1.68，H2C2O4为二元弱酸)：c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)1．(2023·江苏省百校高三下学期第三次联考)一种吸收SO2再经氧化得到硫酸盐的过程如图所示。室温下，用0.1mol·L－1的NaOH溶液吸收SO2，若通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略，溶液中含硫物种的浓度c(总)＝c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)。H2SO3的电离常数为Ka1＝1.29×10－2、Ka2＝6.24×10－8。下列说法正确的是()A．c(总)＝0.1mol·L－1溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋2c(H2SO3)B．在NaHSO3溶液中：c(H＋)·c(SOeq\o\al(2－,3))＜c(H2SO3)·c(OH－)C．NaOH完全转化为Na2SO3时，溶液中：c(H＋)＜c(HSOeq\o\al(－,3))＜c(SOeq\o\al(2－,3))＜c(OH－)D．若改用少量稀的Ba(NO3)2溶液吸收SO2，则发生反应的离子方程式：Ba2＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋3SO2＋2H2O=BaSO4↓＋2NO↑＋4H＋＋2SOeq\o\al(2－,4)2．(2023·南通统考二模)一种脱除燃煤烟气中SO2的方法如图所示。室温下用氨水吸收SO2，若转化过程中气体挥发和溶液体积的变化可忽略，溶液中含硫物种的浓度c总＝c(H2SO3)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(SOeq\o\al(2－,3))。下列说法正确的是()A．0.1mol·L－1氨水中：c(NH3·H2O)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)B．NH4HSO3溶液氧化过程中eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)比值逐渐减小＋c(NH3·H2O)D．1L0.1mol·L－1氨水吸收标准状况下1.68LSO2后的溶液中：4[cNH3·H2O＋cNHeq\o\al(＋,4)]＝3[cSOeq\o\al(2－,3)＋cHSOeq\o\al(－,3)＋cH2SO3]3．(2023·江苏苏北四市统考)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＝1.7×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8，下列说法正确的是()A．向氨水中通入SO2恰好生成NH4HSO3：c(H2SO3)＞c(NH3·H2O)＋c(SOeq\o\al(2－,3))B．向氨水中通入SO2至pH＝7：c(HSOeq\o\al(－,3))＞c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(H＋)＝c(OH－)C．反应NH3·H2O＋H2SO3=NHeq\o\al(＋,4)＋HSOeq\o\al(－,3)＋H2O的平衡常数K＝2.21×107D．NO2被NH4HSO3溶液吸收的离子方程式：2NO2＋4SOeq\o\al(2－,3)=N2＋4SOeq\o\al(2－,4)4．(2023·海安高级中学高三下学期模拟)缓冲溶液可以抵御少量酸碱对溶液pH的影响。人体血液里存在H2CO3/HCOeq\o\al(－,3)缓冲体系，可使血液的pH稳定在7.4左右。当血液pH低于7.2或高于7.6时，会发生酸中毒或碱中毒。H2CO3/HCOeq\o\al(－,3)缓冲体系的缓冲作用可用下列平衡表示：H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)H2CO3(aq)CO2(g)＋H2O(l)。实验室配制37℃时不同比例的NaHCO3、H2CO3缓冲溶液。(已知该温度下H2CO3的pKa1≈6.1，pKa2≈10.3；lg2≈0.3)。下列说法正确的是()A．人体发生碱中毒时注射NaHCO3溶液可以缓解症状B．pH＝7的缓冲体系中：c(H2CO3)＜c(HCOeq\o\al(－,3))＜c(COeq\o\al(2－,3))C．pH＝7.4的缓冲体系中：c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(H2CO3)≈20∶1D．c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(H2CO3)＝1∶1的缓冲体系中：c(OH－)＋2c(H2CO3)＋2c(COeq\o\al(2－,3))＝c(Na＋)＋c(H＋)5．(2023·江苏百校联考高三第一次考试)室温下用0.1mol·L－1NaOH溶液吸收SO2，若通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略，溶液中含硫物种的浓度c总＝c(H2SO3)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(SOeq\o\al(2－,3))。H2SO3的电离常数分别为Ka1＝1.54×10－2、Ka2＝1.00×10－7。下列说法正确的是()A．NaOH溶液吸收SO2所得到的溶液中：c(SOeq\o\al(2－,3))>c(HSOeq\o\al(－,3))>c(H2SO3)B．NaOH完全转化为NaHSO3时，溶液中：c(H＋)＋c(SOeq\o\al(2－,3))＝c(OH－)＋c(H2SO3)C．NaOH完全转化为Na2SO3时，溶液中：c(Na＋)>c(SOeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HSOeq\o\al(－,3))D．NaOH溶液吸收SO2，c总＝0.1mol·L－1溶液中：c(H2SO3)>c(SOeq\o\al(2－,3))选择题专攻2溶液中粒子浓度大小比较核心精讲1．(1)S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)(2)HS－＋H2OH2S＋OH－c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)c(OH－)＋c(S2－)＝c(H＋)＋c(H2S)解析(2)NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：HS－＋H2OH2S＋OH－(主要)；HS－H＋＋S2－(次要)。2．(1)CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)(2)c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(CH3COO－)(3)c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)(4)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)2c(Na＋)＝3[c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))＋c(H2CO3)]2c(OH－)＋c(COeq\o\al(2－,3))＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋3c(H2CO3)＋2c(H＋)c(Na＋)＞c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(COeq\o\al(2－,3))＞c(OH－)＞c(H＋)解析(1)CH3COOHCH3COO－＋H＋(主要)，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－(次要)，水溶液呈酸性。(2)CH3COOHCH3COO－＋H＋CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。(3)由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。真题演练1．C[0.1mol·L－1NaF溶液中存在电荷守恒：c(OH－)＋c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，A错误；“除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液，有Ksp(MgF2)＝c(Mg2＋)·c2(F－)，故c(Mg2＋)＝eq\f(KspMgF2,c2F－)，B错误；0.1mol·L－1NaHCO3溶液中存在质子守恒：c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)，故c(COeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)，C正确；“沉锰”后的滤液中还存在F－、SOeq\o\al(2－,4)等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立，D错误。]2．C[KOH吸收CO2所得到的溶液，若为K2CO3溶液，则COeq\o\al(2－,3)主要发生第一步水解，溶液中：c(H2CO3)＜c(HCOeq\o\al(－,3))，若为KHCO3溶液，则HCOeq\o\al(－,3)发生水解的程度很小，溶液中：c(H2CO3)＜c(HCOeq\o\al(－,3))，A不正确；KOH完全转化为K2CO3时，依据电荷守恒，溶液中：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))，依据元素质量守恒，溶液中：c(K＋)＝2[c(COeq\o\al(2－,3))＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(H2CO3)]，则c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)，B不正确；KOH溶液吸收CO2，c(KOH)＝0.1mol·L－1，c总＝0.1mol·L－1，则溶液为KHCO3溶液，Kh(HCOeq\o\al(－,3))＝eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(1×10－14,4.4×10－7)≈2.3×10－8＞Ka2＝4.4×10－11，表明HCOeq\o\al(－,3)以水解为主，所以溶液中：c(H2CO3)＞c(COeq\o\al(2－,3))，C正确；如图所示的“吸收”“转化”过程中，发生的反应为CO2＋2KOH=K2CO3＋H2O、K2CO3＋CaO＋H2O=CaCO3↓＋2KOH(若生成KHCO3或K2CO3与KHCO3的混合物，则原理相同)，上述反应均放热，溶液的温度升高，D不正确。]3．D[A项，溶液呈碱性，说明COeq\o\al(2－,3)水解的程度大于HCOeq\o\al(－,3)电离的程度，因此c(HCOeq\o\al(－,3))＞c(COeq\o\al(2－,3))，COeq\o\al(2－,3)的水解是微弱的，溶液中仍有大量的COeq\o\al(2－,3)，则c(COeq\o\al(2－,3))＞c(OH－)，错误；B项，由电荷守恒可知，c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，元素质量守恒为c(NH3·H2O)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(Cl－)，两式联立消去c(Cl－)可得：c(NHeq\o\al(＋,4))＋2c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋2c(OH－)，错误；C项，溶液呈酸性，说明CH3COOH电离的程度大于CH3COO－水解的程度，则溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)，错误；D项，由电荷守恒知，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(HC2Oeq\o\al(－,4))＋2c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，由元素质量守恒知，2c(Na＋)＝c(HC2Oeq\o\al(－,4))＋c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(H2C2O4)，两式相减得c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2Oeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，正确。]考向预测1．D[NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1，c(总)＝0.1mol·L－1溶液中的溶质为NaHSO3，在NaHSO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＋c(SOeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2SO3)，故A错误；在NaHSO3溶液中，eq\f(cH＋·cSO\o\al(2－,3),cH2SO3·cOH－)＝eq\f(c2H＋·cSO\o\al(2－,3)·cHSO\o\al(－,3),cH2SO3·cOH－·cH＋·cHSO\o\al(－,3))＝eq\f(Ka1·Ka2,Kw)＝eq\f(1.29×10－2×6.24×10－8,1×10－14)>1，则c(H＋)·c(SOeq\o\al(2－,3))＞c(H2SO3)·c(OH－)，故B错误；在Na2SO3溶液中，存在SOeq\o\al(2－,3)的水解：SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－，水的电离：H2OH＋＋OH－，所以溶液中离子浓度大小顺序为c(H＋)＜c(HSOeq\o\al(－,3))＜c(OH－)＜c(SOeq\o\al(2－,3))，故C错误；若改用少量稀的Ba(NO3)2溶液吸收SO2，SO2溶于水生成亚硫酸，使溶液呈酸性，硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性，能将＋4价硫氧化为＋6价，生成SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)和Ba2＋生成BaSO4沉淀，硝酸被还原为NO，故D正确。]2．C[0.1mol·L－1氨水中NH3·H2O部分电离产生NHeq\o\al(＋,4)和OH－，溶液呈碱性，溶液中各粒子浓度关系为c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)，故A错误；NH4HSO3溶液和氧气反应生成(NH4)2SO4，离子方程式为2HSOeq\o\al(－,3)＋O2=2SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，溶液酸性增强，c(OH－)减小，则eq\f(cNH\o\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq\f(Kb,cOH－)增大，故B错误；NH3·H2O和SO2反应得到NH4HSO3,0.1mol·L－1氨水吸收SO2，c总＝0.05mol·L－1溶液时，此时溶液为等浓度的NH4HSO3和NH3·H2O混合溶液，电荷守恒：c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(OH－)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋2c(SOeq\o\al(2－,3))，物料守恒：c(NH3·H2O)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(H2SO3)＋2c(HSOeq\o\al(－,3))＋2c(SOeq\o\al(2－,3))，则c(H＋)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋2c(H2SO3)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)，则c(H＋)＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)<c(OH－)＋c(NH3·H2O)，故C正确；标准状况下，1.68LSO2的物质的量为eq\f(1.68L,22.4L·mol－1)＝0.075mol,1L0.1mol·L－1氨水吸收0.075molSO2，根据物料守恒：3eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(cNH3·H2O＋cNH\o\al(＋,4)))＝4[c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)]，故D错误。]3．C[向氨水中通入SO2恰好生成NH4HSO3，电荷守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(H＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)，物料守恒：c(NHeq\o\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)＝c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(H2SO3)，则c(H＋)＋c(H2SO3)＝c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＋c(NH3·H2O)，因为NH3·H2O的Kb＝1.7×10－5小于H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，故c(H2SO3)＜c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(NH3·H2O)，A错误；向氨水中通入SO2至pH＝7：c(H＋)＝c(OH－)，电荷守恒：c(H＋)＋c(NHeq\o\al(＋,4))＝2c(SOeq\o\al(2－,3))＋c(HSOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)，c(NHeq\o\al(＋,4))＞c(HSOeq\o\al(－,3))，B错误；反应NH3·H2O＋H2SO3=NHeq\o\al(＋,4)＋HSOeq\o\al(－,3)＋H2O的平衡常数K＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cHSO\o\al(－,3),cNH3·H2O·c－H2SO3)，Kb＝eq\f(cNH\o\