“溶液中的粒子濃度關(guān)系”大掃描

張新中

(江蘇省邗江中學(xué) 225009)

溶液中的粒子濃度關(guān)系是高考的熱點內(nèi)容，也是必考內(nèi)容.在傳統(tǒng)考查方式的基礎(chǔ)上，近年來又出現(xiàn)了一些新的考查方式，應(yīng)引起我們的重視.歸納起來，溶液中的粒子濃度關(guān)系主要有以下幾種考查方式：

一、不同電解質(zhì)溶液中的同一粒子濃度關(guān)系

例1 下列比較中正確的是( ).

B．相同pH的溶液：①NaClO溶液、②NaHCO3溶液、③CH3COONa溶液中，c(Na+)：③>②>①

C．同濃度、同體積的溶液：①CH3COONa溶液、②C6H5ONa溶液、③NaNO3溶液中，離子總數(shù)：②>①>③

D．相同濃度的溶液：①氨水、②NaOH溶液、③Ba(OH)2溶液，c(H+)：③>②>①

B項，相同溫度、相同濃度的三種酸的強弱順序：CH3COOH>H2CO3>HClO，根據(jù)鹽類水解規(guī)律，相同溫度、相同濃度的三種鹽溶液的堿性：NaClO>NaHCO3>CH3COONa，所以，相同pH的溶液中Na+濃度大小順序為③>②>①，正確.

D項，氨水是弱堿溶液，NaOH是一元強堿，Ba(OH)2是二元強堿，故相同濃度的溶液，堿性即c(OH-)：③>②>①，故c(H+)：①>②>③，錯誤.

答案：B

點撥(1)鹽對應(yīng)的酸應(yīng)為鹽中的陰離子加上1個H+所得部分，故其可能是酸也可能是酸式酸根離子.(2)在比較不同溶液中同種易水解的離子時，應(yīng)先根據(jù)物質(zhì)中所含的該離子數(shù)目進行分類，然后根據(jù)另一種離子對該離子水解的影響進行判斷.

二、同一電解質(zhì)溶液中的不同粒子濃度關(guān)系

例2 常溫下，下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是( ).

C．在NH4Cl溶液中一定有：c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)

D．在CH3COONa溶液中一定有：c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)

C項，氯化銨溶液中存在質(zhì)子守恒，故有：c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)，正確.

D項，在CH3COONa溶液中醋酸根離子水解溶液顯堿性，故有：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)，錯誤.

答案：C

點撥判斷同一電解質(zhì)溶液中不同粒子的濃度關(guān)系時，首先要弄清溶液中存在哪些電離或水解，最后根據(jù)電離或水解情況以及守恒規(guī)律理解各種離子之間的關(guān)系.電解質(zhì)溶液中微粒濃度大小比較要抓住兩個平衡：電離平衡和鹽類的水解平衡；抓兩個微弱：弱電解質(zhì)的電離和鹽類的水解是微弱的，正確判斷溶液的酸堿性，進行比較.

三、不存在反應(yīng)的混合溶液中的粒子濃度關(guān)系

例3 用物質(zhì)的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中c(CH3COO-)>c(Na+)，對該混合溶液的下列判斷正確的是( ).

A．c(H+)>c(OH-)

B．c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 mol·L-1

C．c(CH3COOH)>c(CH3COO-)

D．c(CH3COO-)+c(OH-)=0.2 mol·L-1

解析A項，根據(jù)電荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)可知，當(dāng)c(CH3COO-)>c(Na+)，則c(H+)>c(OH-)，正確.

B項，由題給數(shù)據(jù)可知，c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=(0.1 mol+0.1 mol)/1 L=0.2 mol·L-1，正確.

C項，CH3COOH電離呈酸性，CH3COO-水解呈堿性，而由A可知，c(H+)>c(OH-)，說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度，故c(CH3COOH)

D項，c(OH-)

答案:A、B

點撥不存在反應(yīng)的混合溶液中通常既存在弱酸或弱堿的電離，也存在這些弱酸或弱堿對應(yīng)的鹽的離子的水解，此時應(yīng)根據(jù)題給信息，運用電荷守恒或其它知識確定電離程度與水解程度的大小，再根據(jù)物料守恒等知識進行逐項判斷.

四、存在簡單反應(yīng)的混合溶液中的粒子濃度關(guān)系

例4 25℃時，下列有關(guān)溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( ).

A．pH=2的CH3COOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

B．0.1 mol·L-1CH3COONa溶液與0.1 mol·L-1CH3COOH溶液等體積混合(pH=4.75)：c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)

C．0.1 mol·L-1CH3COONa溶液與0.1 mol·L-1HCl溶液混合至pH=7：c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)>c(CH3COO-)

解析A項，pH=2的CH3COOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合，醋酸剩余，溶液顯示酸性，c(H+)>c(OH-)，錯誤.

B項，溶液中存在物料守恒：c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)，錯誤.

C項，由電荷守恒得：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-)，由于pH=7，則有c(H+)=c(OH-)，故c(Na+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)，則c(Na+)>c(Cl-)，由物料守恒得：c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，故c(Cl-)=c(CH3COOH)，此時的溶液中生成的醋酸的電離程度與剩余醋酸鈉的水解程度一樣，即c(Na+)=c(CH3COO-)，錯誤.

答案：D

點撥對于存在反應(yīng)的混合溶液，要巧抓“四點”，突破“粒子”濃度關(guān)系：(1)抓反應(yīng)“一半”點，判斷是什么溶質(zhì)的等量混合；(2)抓“恰好”反應(yīng)點，生成什么溶質(zhì)，溶液的酸堿性，是什么因素造成的；(3)抓溶液“中性”點，生成什么溶質(zhì)，哪種反應(yīng)物過量或不足；(4)抓反應(yīng)“過量”點，溶質(zhì)是什么，判斷誰多、誰少還是等量.

五、中和滴定圖像中的粒子濃度關(guān)系

例5 在常溫下，0.1000mol·L-1Na2CO3溶液25 mL用0.1000 mol·L-1鹽酸滴定，滴定曲線如圖.對滴定過程中所得溶液中相關(guān)離子濃度間的關(guān)系，下列說法正確的是( ).

答案：BD

點撥在解答此類題時，首先應(yīng)弄清圖像中橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的意義，其次應(yīng)明確曲線的變化趨勢，分析判斷各區(qū)間段的溶質(zhì)，最后根據(jù)水解規(guī)律和三大守恒確定粒子之間的關(guān)系.

六、組成微粒相同溶液中的粒子濃度關(guān)系

答案：B

點撥溶液中組成微粒相同時，電荷守恒一定相同，物料守恒應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物的量進行判斷；選項中若有等式或幾種微粒之和時，則需考慮電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒.

七、酸或堿的強弱未知情況下的粒子濃度關(guān)系

例7 室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略體積變化)，實驗數(shù)據(jù)如見下表.

實驗編號起始濃度/(mol·L-1)c(HA)c(KOH)反應(yīng)后溶液的pH①0.10.19②x0.27

下列判斷不正確的是( ).

A．實驗①反應(yīng)后的溶液中：c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)

C．實驗②反應(yīng)后的溶液中：c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1

D．實驗②反應(yīng)后的溶液中：c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)

解析A項，表中①的數(shù)據(jù)說明HA為弱酸，由此說明表中②的x>0.2；實驗①反應(yīng)后恰好生成KA，少量A-發(fā)生水解，則該溶液中c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)，正確.

B項，據(jù)電荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)，則c(OH-)=c(K+)-c(A-)+c(H+)，錯誤.

C項，由于x>0.2，當(dāng)一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合，據(jù)物料守恒得c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1，正確.

D項，實驗②反應(yīng)后的溶液中除了有KA，還有過量的HA，再據(jù)電荷守恒得：c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)，正確.

答案：B

點撥本題中根據(jù)題給數(shù)據(jù)確定HA的酸性強弱未是解題的關(guān)鍵.

八、存在連續(xù)反應(yīng)的溶液中的粒子濃度關(guān)系

例8 向1L含0.01mol NaAlO2和0.02mol NaOH的溶液中緩慢通入二氧化碳，隨n(CO2)增大，先后發(fā)生三個不同的反應(yīng)，當(dāng)0.01mol

下列對應(yīng)關(guān)系正確的是( ).

選項n(CO2)/mol溶液中離子的物質(zhì)的量濃度A0c(Na+)>c(AlO-2)+c(OH-)B0.01c(Na+)>c(AlO-2)>c(OH-)>c(CO2-3)C0.015c(Na+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(OH-)D0.03c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)

解析向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中緩慢通入二氧化碳，首先進行的反應(yīng)為氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，0.02 mol氫氧化鈉消耗0.01 mol二氧化碳，生成0.01 mol碳酸鈉；然后偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸鈉，0.01 mol偏鋁酸鈉消耗0.005 mol二氧化碳，生成0.005 mol碳酸鈉；再通入二氧化碳，二氧化碳和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，消耗0.015 mol二氧化碳，生成0.03 mol碳酸氫鈉.

答案：D

點撥本題將元素化合物知識與電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較綜合在一起考查，熟練掌握相關(guān)元素化合物知識、理清反應(yīng)過程，結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的用量正確判斷相關(guān)選項中溶液的成分是解題的關(guān)鍵.