2022-2023学年苏教版选择性必修1 专题3 第三单元 第3课时 溶液中微粒浓度大小的比较 学案.docx
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1、第3课时溶液中微粒浓度大小的比较核心素养发展目标1.知道弱电解质的电离和盐类水解均存在平衡,会判断溶液中微粒种类 及微粒间的定量关系,培养变化观念与平衡思想。2建立溶液中粒子浓度大小比较的思维模 型,掌握溶液中粒子浓度大小的比较方法,培养证据推理与模型认知能力。一、“两大理论”与“三种守恒”.两大理论引领思维建模(1)电离理论弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒非常少,还要考虑水的电离。如氨水中: c(NH3 H2O)c(OH)c(NH4)o多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离。如在H2s溶液中: c(H2S)c(H+)c?(HS-)c(S2)o水解理论离子的水解损失是微量的(相互
2、促进的水解除外),但由于水的电离,水解后酸性溶液中c(H+) 或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解生成的弱电解质的浓度。如NH4cl溶液中:c(Cl) c(NH4 )c(H+)c(NH3H2O) o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: c(CODc(HCO? )c(H2co3) o1 .三种“守恒”关系式类别意义实例电荷守恒电解质溶液中,阴离子所带负电 荷总数一定等于阳离子所带正 电荷总数Na2cCh 溶液中存在 Na+、COf H+ OH, HCOJ H2co3 和 H2O,其中 c(Na+) + c(Hh) =2c(COD+c(HC03 )+c(
3、OH)物料 守恒电解质溶液中,某种原子的总浓 度等于它的各种存在形态的浓 度之和Na2co3 溶液中 n(Na) = 2n(C),即 c(Na+) = 2c(COM) + 2c(HCO3 )+2c(H2co3)质子 守恒任何水溶液中,由水电离产生的H+和OHT的物质的量均相等Na2cO3 溶液中 c(OH_) = c(H+) + c(HCO;) +2c(H2co3)r应用体验i.判断下列电解质溶液中的守恒关系哪些正确,哪些错误?B. c(CH3COO )c(C1 )c(CH3COOH)c(H )2c(Na+) = c(CH3COOH)+c(CH3COO)C. c(Na+) + c(H,= c(
4、CH3co0一)+c(Cl-) + c(0H-)答案C解析 反应后的溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCl、CH3coONa和CH3coOH,因为溶液 呈酸性,说明CH3coOH的电离程度大于CH3co0一的水解程度,根据物料守恒得:,_0.02XV,左一、-c(CH3coOH) + c(CH3co0 )=mobL 1=0.01 mol-L A 正确;反应后 NaCK乙VCH3coONa和CH3COOH的物质的量相等,溶液呈酸性,说明CH3co0H的电离程度大于 CH3coeT的水解程度,因此 c(CH3COO)c(Cr)c(CH3COOH),因 CH3COOH 为弱酸,只 发生部分电离,故 c
5、(CH3COOH)c(H+),所以有 c(CH3COO-)c(Cr)c(CH3COOH)c(H+), B正确;据物料守恒知c(Na+) = c(CH3coOH) + c(CH3coeT), C错误;据溶液中电荷守恒: c(Na+)+c(H+) = c(CH3COO) + c(Cl-) + c(OH), D 正确。综合强化10.已知某一温度下,在0.1 molL的强电解质NaHA溶液中,c(H+)A. c(CH3co0-):c(H):,酒用B. c(CH3coOH):,答案B解析 A项,pH:;C项,应为;D项,应为,。12.常温下,分别向10 mL 0.1 moll7i的NaOH溶液中逐滴加入
6、0.1 mol-L1的一元酸HA和HB溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是()A. HA的酸性强于HB的酸性V(酸)=10mL 时,两溶液中 c(B-)=c(A-)B. a 点时,c(A-)c(Na+)c(OH)c(H+)b、c 点时,c(A-) + c(HA) = 2c(Na+) = c(HB) + c(B。答案D解析 A项,当V(酸)=10 mL时,酸碱恰好完全反应,得到等物质的量浓度的NaA溶液、 NaB溶液,NaA溶液的pH(8.7)大于NaB溶液的pH(7.8),根据盐类水解的规律“越弱越水解” 可知,HA的酸性弱于HB的酸性,错误;B项,由上述A项中的分析可知
7、,A的水解能力 大于B一的水解能力,两溶液中c(B-)c(A-),错误;C项,a点时加入10 mL的HA溶液, 得到NaA溶液的pH = 8.7,由于A-的水解,溶液呈碱性,溶液中离子浓度由大到小的顺序 为c(Na+)c(A-)c(OH)c(H+),错误;D项,b点加入20 mL的HA溶液得到等物质的量浓 度的NaA和HA的混合溶液,由物料守恒可得c(A-)+c(HA) = 2c(Na+), c点加入20 mL的 HB溶液得到等物质的量浓度的NaB和HB的混合液,由物料守恒可得c(B-)+c(HB)=2c(Na+), b、c 两点溶液中 c(Na+)相等,则 c(A) + c(HA) = 2c
8、(Na+) = c(B-)+c(HB),正确。13. (2020武汉高二测试)已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1 mobL-1 的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是()A. c(OH)c(HA)c(HB)c(H+)B. c(OH-)c(A)c(B)c(H+)c(OH )c(B )c(A )c(H+)C. c(OH-)c(HB)c(HA)c(H+)答案A解析 在NaA和NaB的混合溶液中存在A一和B-的水解平衡:A-+H2O HA+OH,B + H2O HB + OIF,由于HA比HB酸性弱,因此A一的水解程度大于的水解程度,故 c(HA)c(HB) c(B
9、)c(A)c(OH),因此 A 项正确。14.(2020江苏,14改编)室温下,将两种浓度均为0.10 molLr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. NaHCChNa2co3 混合溶液(pH =10.30): c(Na+)c(HCO?)c(OH)c(COF)B.氨水一NH4cl 混合溶液(pH=9.25): c(NH4) + c(H+) = c(NH3-H20) + c(OH)C. CH3coOHCH3coONa 混合溶液(pH=4.76): c(Na+)c(CH3COOH)c(CH3COO)c?(H+) D. H2c2O
10、4NaHC2O4混合溶液(pH=L68, H2c2O4为二元弱酸):c(H+) + c(H2C2O4) = c(Na+) + c、(C2O3 ) + c(OH )答案D解析 A项,溶液呈碱性,说明COM的水解程度大于HCO:的电离程度,因此。(HCO,) C(COD, CO歹的水解是微弱的,溶液中仍有大量的cor,则c(CODc(OH),错误;B 项,由电荷守恒可知,c(NH;) + c(h+) = c(C)+c(OH-),由物料守恒知,。(NH3H2O) + c(NH:) =2c(C1),两式联立消去 c(CT)可得:c(NH4) + 2c(H+) = c(NH3-H20)+2c(0H-),
11、错误;C 项, 溶液呈酸性,说明CH3coOH的电离程度大于CH3coeT的水解程度,则溶液中微粒浓度关 系为 c(CH3co0一)c(Na+)c(CH3coOH)c(H+),错误;D 项,由电荷守恒知,c(H+)+c(Na+) =c(HC2O;) + 2c(C2OD + c(OH),由物料守恒知,2c(Na + ) = c(HC2O;) + c(C2OF) + c(H2c2O4),两式相减得。(H+) + c(H2c2O4)= c(Na+)+c(C2OK) + c(OH-),正确。15 .常温下,向lOOmLO.Ol mol.LrHA溶液中逐滴加入OQ2mol.LMOH溶液,图中所示 曲线表
12、示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题:(1)由图中信息可知HA为(填“强”或“弱”)酸,理由是常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=,则,(填或“ = )7,用离子方 程式表示其原因:,此时溶液中由水电离出的c(OH-)=0 请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系:K点对应的溶液中,c(M) + c(MOH)(填“V”或“ =)2c(A);若此时溶液的 pH=10,则 c(MOH) + c(OH-)=mobLL答案 强 0.01 molLHA 溶液中 c(H+)=0.01 mol-L1M+H20 MOH+H+ 1X10 mol-L-1(3)c(M+)c(A-)c(0H)c
13、(H+): 0.005解析(1)由题目信息可知0.01molL-】HA溶液的pH=2,说明其完全电离,故为强电解质。 (2)由题目图像可知向100 mL0.01 mol-L1 HA溶液中滴加51 mL0.02 mol-L-1 MOH溶液,pH =7,说明MOH是弱碱,故其所对应的MA是强酸弱碱盐,水解显酸性,溶液中的H+全部是 水电离出来的,故水电离出的c(OFT)=lX10 2 moLI/i。(3)K点是由100 mL 0.01 mob L_1 HA 溶液与100 mL 0.02 mobL_1 MOH溶液混合而成的,反应后的溶液为等物质的量浓度的MA 和 MOH 溶液,故 c(m+)c(A-
14、)c(OH)c(h+)。(4)由物料守恒得 c(M+) + c(MOH) = 2c(A) 由电荷守恒得 c(M+) + c(H+) = c(A) + c(OH),故 c(MOH) + c(OH) = c(A) + c(H+ 0.005 mol-L-1o.按要求回答下列问题:(1)实验室中常用NaOH溶液来进行洗气和提纯,当用100 mL3mol-L-1的NaOH溶液吸收标 准状况下4.48 LCO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 o土壤的pH一般在49之间。土壤中Na2co3含量较高时,pH可高达10.5,试用离子方程 式解释土壤呈碱性的原因:O(3)常温下在20 mL 0.1 mo
15、l-L_1 Na2cO3溶液中逐滴力口入0.1 mol1一1盐酸40 mL,溶液中含碳 元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所含碳组分含量/%在同一溶液中,H2CO3、HCOkCOF(填“能”或“不能”)大量共存;当pH = 7时,溶液中含碳元素的主要微粒为,溶液中各种离子的物质的量浓度的 大小关系为。已知在25 时,COM水解平衡常数的=舞穹)=20义1。-4,当溶液中 c(COi )c(HCOD : c(CO) = 2 : 1 时,溶液的 pH=o答案(1 )c(Na+)c(HCO? )c(CODc(OH)c(H+) (2)COr + H2O
16、 HCO7 + OH (3) 不能 HCO5、H2c。3 c(Na+)c(Cr)c(HCO;)c(H+) = c(OH) 1。解析 根据钠元素守恒:27t(Na2CO3)+ A2(NaHCO3)= 0.1 LX3 mobL_1 =0.3 mol,根据碳元4 48 L素守恒:(Na2co3)+ (NaHCO3)=万丁匚嬴7=0.2 mol,解得(Na2co3)= (NaHCC)3)= 0.1 molo由于CO的水解程度较大,溶液呈碱性,故离子浓度的大小关系为c(Na+)c(HCO? )c(CODc(OH)c(H+)。(3)常温下在20 mLO.l mol-L_1 Na2co3溶液中逐滴加入0.1
17、 mol-L 1盐酸40 mL,先反应生成 碳酸氢钠,再与盐酸反应生成二氧化碳、水。由反应及图像可知,在同一溶液中,H2co3、HCO晨CO歹不能大量共存。由图像可知,pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3、H2c。3,由电荷守恒可知 c(Na+)+c(H+) = c(CF) + c(HC07) + c(OH-),又以H+) = c(OH-),则 c(Na+)c(C),因 HCO 水解,则 c(Na+)c(Cr)c(HCO;)c(H+) = c(OH)oCOM的水解常数 a=)= 2X 10-4,当溶液中 c(HCOD : c(COD = 2 : 1 时,c(OH-) = 10-4 m
18、ol-L-1,由 Kw 可知,c(H+)=10,() mol-L-1,所以 pH=10。已知H2c2。4为二元弱酸。(1)0.1 mol-L_1 Na2s。3 溶液中,c(Na+) = 2c(S0F) + c(HSO,) + c(H2so3)。(2)0.1 molI/iNa2s 溶液中,c(H+) = c(OH-)- 2c(H2S) - c(HS)。(3)0.1 mobL-1 Na2c2O4溶液与0.1 molLHC1溶液等体积混合(H2c2O4为弱酸),2c(c2or)+ c(HC2O; ) + c(OH) = c(Na+) + c(H+)o(4)pH= l 的 NaHSO4 溶液中,c(H
19、+) = c(SOr)+ c(OH-)o(5)0.1 mol-L_1 NaHCzCU 溶液中,c(Na+) = c(HC2O; ) + c(C2OF)o(6)0.1 mobL-1 Na2cO3溶液与0.1 molLNaHCCh溶液等体积混合,25c(Na“) = c(COF) + c(HCO?) + c(H2cO3)。(7)0.1 mol-L1 CH3COOH溶液与01mobL-1 NaOH溶液等体积混合后的溶液中,c(OH-)c(H+)+c(CH3coOH)。答案 正确的有(2)(4)(6),其余不正确。解析 不符合物料守恒,正确的关系式为c(Na+) = 2c(SOM) + 2c(HSO?
20、)+2c(H2so3)。(2)符合质子守恒,c(OH-) = c(H+) + 2c(H2S)+c(HS),移项即可。(3)不符合电荷守恒,漏写C(cr),正确的关系式是c(Cl-) + 2c(C2OF) + c(HC2O;) + c(OH-) = c(Na+) + c(H+)0(4)符合电荷守恒,c(Na+) + c(H+) = 2c(S0F) + c(OH),因 c(Na+) = c(SO,),故成立。(5)不符合物料守恒。正确的关系式为c(Na+) = c(HC2O;) + c(H2C2O4) + c(C2OF)o(6)符合物料守恒。c(Na+)=0.15 mol-L_1, c(COF)+
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