高中化学 第三章 第三节 第3课时 溶液中离子浓度的比较课时作业 新人教版选修4

第3课时溶液中离子浓度的比较[目标要求]1.能熟练判断与盐类水解有关的离子浓度大小。2.会判定溶液中离子的共存。离子浓度大小的比较规律1．多元弱酸溶液根据多步电离分析。例如：在H2CO3的溶液中，c(H＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))≫c(COeq\o\al(2－,3))。2．多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析。例如：Na2CO3溶液中，c(Na＋)>c(COeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HCOeq\o\al(－,3))。3．多元弱酸的酸式盐溶液要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如HCOeq\o\al(－,3)以水解为主，NaHCO3溶液中c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(OH－)>c(H＋)；而HSOeq\o\al(－,3)以电离为主，NaHSO3溶液中c(Na＋)>c(HSOeq\o\al(－,3))>c(H＋)>c(OH－)。4．不同溶液中同一离子浓度的比较要考虑溶液中其他离子对其影响的因素。例如：在相同物质的量浓度的下列溶液中：a.NH4Clb．CH3COONH4c．NH4HSO4，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的顺序是c>a>b。5．混合溶液中各离子浓度的大小比较根据电离程度、水解程度的相对大小分析。(1)分子的电离大于相应离子的水解例如：等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液，c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。(2)分子的电离小于相应离子的水解例如：在0.1mol·L－1的NaCN和0.1mol·L－1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。6．利用守恒规律知识点一溶液中离子浓度大小比较1．0.02mol·L－1的HCN溶液与0.02mol·L－1NaCN溶液等体积混合，已知混合溶液中c(CN－)<c(Na＋)，则下列关系中，正确的是()A．c(Na＋)>c(CN－)>c(H＋)>c(OH－)B．c(HCN)＋c(CN－)＝0.04mol·L－1C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)D．c(CN－)>c(HCN)答案C解析根据电荷守恒定律有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)，因为c(Na＋)>c(CN－)，所以c(H＋)<c(OH－)，则有c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。根据CN－物料守恒有c(HCN)＋c(CN－)＝0.02mol·L－1。因为c(H＋)<c(OH－)，故溶液显碱性，NaCN的水解程度大于HCN的电离程度，故c(CN－)<c(HCN)。2．等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后，溶液中有关离子浓度之间不存在的关系是()A．c(H＋)·c(OH－)＝KWB．c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)C．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)答案C解析等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液和醋酸溶液完全反应后，所得到的溶液的溶质为CH3COONa。部分CH3COONa发生水解生成CH3COOH，溶液显碱性。因此，溶液中的c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。又因为溶液为电中性，带电粒子的浓度关系有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，C项表述的关系明显不成立。另外，只要在水溶液中，KW都等于溶液中H＋、OH－浓度的乘积。该题答案为C。3．MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的关系是()A．c(M＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)B．c(M＋)>c(A－)>c(H＋)>c(OH－)C．c(M＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)D．c(M＋)>c(H＋)>c(A－)>c(OH－)答案C解析MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合，二者恰好发生反应，生成强碱弱酸盐MA：MOH＋HA=MA＋H2O，MA中弱酸根离子A－发生水解：A－＋H2OHA＋OH－，导致溶液显碱性，则有c(OH－)>c(H＋)；据溶液中电荷守恒关系有c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，从而推知c(M＋)>c(A－)。知识点二离子共存4．向某无色溶液中加入铁粉能产生大量H2，则该溶液中可能含有的能大量共存的离子组是()A．Na＋、Ca2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)B．Fe3＋、K＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)C．Cu2＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．K＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)答案D解析向无色溶液中加入铁粉能产生大量的H2，说明该溶液为强酸性溶液。此时，若A项中的NOeq\o\al(－,3)大量共存，则H＋和NOeq\o\al(－,3)形成的HNO3可以被铁还原成NOx，无H2放出；B项中的两种离子Fe3＋、HCOeq\o\al(－,3)可发生双水解反应而不能在溶液中大量共存且Fe3＋的溶液为浅黄色的溶液；C项中含Cu2＋的溶液为蓝色。综上所述，答案为D。5．下列微粒在溶液中能大量共存的是()A．Na＋、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)B．Fe3＋、K＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)C．Al3＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、AlOeq\o\al(－,2)D．Ca2＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)答案A6．下列各组离子中，在溶液里能大量共存，且溶液为无色透明的是()A．NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、Al3＋、Cl－B．Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋C．Na＋、MnOeq\o\al(－,4)、K＋、SOeq\o\al(2－,4)D．Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Al3＋答案A练基础落实1．在FeCl3和Fe2(SO4)3的混合溶液中，若不计Fe3＋的水解，当溶液中c(Fe3＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))时，下列判断正确的是()A．c(Fe3＋)>c(Cl－)B．c(SOeq\o\al(2－,4))>c(Cl－)C．c(SOeq\o\al(2－,4))<c(Cl－)D．FeCl3和Fe2(SO4)3的物质的量相等答案D解析根据溶液中电荷守恒可得：3c(Fe3＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(Cl－)；由于c(Fe3＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))，代入得c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(Fe3＋)＝c(Cl－)，故A、B、C项错；根据c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(Cl－)，可得FeCl3和Fe2(SO4)3的物质的量相等，故D项正确。2．下列各组离子在溶液中能大量共存的是()A．Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－、K＋B．Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)、Na＋C．Fe2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、S2－D．Fe3＋、SCN－、Na＋、COeq\o\al(2－,3)答案A解析B组中Al3＋与AlOeq\o\al(－,2)或HCOeq\o\al(－,3)能发生双水解反应而不能共存；C组中Fe2＋与S2－生成FeS沉淀而不能共存；D组中Fe3＋与SCN－因发生络合反应而不能共存，另外Fe3＋与COeq\o\al(2－,3)能发生双水解反应也不能共存。3．用0.10mol·L－1的盐酸滴定0.10mol·L－1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是()A．c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)，c(OH－)>c(H＋)B．c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)C．c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))，c(OH－)>c(H＋)D．c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))，c(H＋)>c(OH－)答案C解析溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，不遵循电荷守恒，故C项错；A项为氨水过量较多的情况；B项为氨水适当过量；D项为氨水不足或恰好中和。4．在25℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是()A．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)B．c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)C．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)D．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)答案D解析pH＝11的NaOH溶液中c(NaOH)＝c(OH－)＝10－3mol·L－1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c(H＋)＝10－3mol·L－1，c(CH3COOH)远远大于10－3mol·L－1。两者等体积混合后，形成CH3COOH与CH3COONa混合液，且c(CH3COOH)远大于c(CH3COONa)，溶液呈酸性，电荷恒等关系为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，离子浓度大小顺序为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。5．下列各溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是()A．0.1mol·L－1Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)B．0.1mol·L－1NH4Cl溶液：c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到酸性的混合溶液：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))＋c(Cl－)答案A解析在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中，存在如下平衡：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，H2OH＋＋OH－，根据电荷守恒有：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))；根据物料守恒有：c(Na＋)＝2c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋2c(H2CO3)，综合上述两式可得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)。在0.1mol·L－1NH4Cl溶液中，NHeq\o\al(＋,4)发生水解，故c(NHeq\o\al(＋,4))<c(Cl－)。醋酸钠和醋酸的酸性混合溶液中，存在关系c(H＋)>c(OH－)，根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，则c(CH3COO－)>c(Na＋)，因此溶液中的离子浓度关系为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。硝酸钠与稀盐酸得到pH＝5的混合溶液，硝酸钠不发生水解，忽略水的电离，根据电荷守恒则有c(Na＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))。练方法技巧6．某酸式盐NaHY的水溶液c(OH－)>c(H＋)，下列叙述正确的是()A．H2Y的电离方程式：H2Y2H＋＋Y2－B．HY－的水解方程式：HY－＋H2OH3O＋＋Y2－C．该酸式盐溶液中离子浓度关系：c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)D．该酸式盐溶液中离子浓度关系：c(Na＋)>c(Y2－)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)答案C解析H2Y是弱酸，分步电离，所以A项一步电离是错误的；依题意，它的酸式钠盐溶液呈碱性，说明HY－以水解为主，HY－＋H2OH2Y＋OH－，B项不正确；溶液中存在：NaHY=Na＋＋HY－，HY－＋H2OH2Y＋OH－，c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H2Y)>c(H＋)，C项正确；D项，根据HY－水解程度大于电离程度，离子浓度大小有：c(Na＋)>c(HY－)>c(H2Y)>c(Y2－)。本题关键是NaHY水溶液呈碱性，即NaHY的水解程度大于电离程度。7．下列各种情况下一定能大量共存的离子组为()A．pH＝7的溶液中：Fe3＋、Cl－、Na＋、NOeq\o\al(－,3)B．水电离出的c(H＋)＝1×10－3mol·L－1的水溶液中Na＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－、K＋C．pH＝1的水溶液中NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)D．Al3＋、HCOeq\o\al(－,3)、I－、Ca2＋答案C解析A中由于Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，所以有Fe3＋大量存在的溶液一定为酸性；B中因为由水电离出的c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，此时溶液可能显酸性，COeq\o\al(2－,3)在酸性溶液中不能大量共存；C中因NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋均使溶液呈酸性，C符合题意；D中发生Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑的双水解反应。本题考查离子共存，看清楚题干中的条件。8．已知在0.1mol·L－1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HSOeq\o\al(－,3))>c(SOeq\o\al(2－,3))>c(H2SO3)。(1)该溶液中c(H＋)________c(OH－)(填“>”、“<”或“＝”)，简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)现向NH4HSO3溶液中，逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液，可观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；写出该反应的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)>HSOeq\o\al(－,3)H＋＋SOeq\o\al(2－,3)，HSOeq\o\al(－,3)＋H2OH2SO3＋OH－，由已知条件知电离程度大于水解程度，故c(H＋)>c(OH－)(2)红色逐渐变浅直至变为无色HSOeq\o\al(－,3)＋OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析由溶液中离子浓度大小可判断NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解)，则c(H＋)＞c(OH－)'。当加入少量含有酚酞的NaOH溶液后，OH－＋HSOeq\o\al(－,3)=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O，则红色逐渐变浅，甚至褪去。练综合拓展9．已知某溶液中存在OH－、H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：①c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)②c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)③c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)④c(Cl－)>c(H＋)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)填写下列空白：(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。(2)若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质为________；若上述关系中④是正确的，则溶液中的溶质为____________________________________________________________。(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)______c(OH－)。答案(1)NH4Cl①(2)NH4Cl和NH3·H2ONH4Cl和HCl(3)小于大于解析(1)若溶液只有一种溶质，该溶质为NH4Cl，因NHeq\o\al(＋,4)水解溶液呈酸性，离子浓度的大小关系为c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)。(2)因为c(OH－)>c(H＋)、c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)，所以溶液中除含有NH4Cl外，还必须含有NH3·H2O。若c(Cl－)>c(H＋)>c(NH