高中化学专题讲座2

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1 专题讲座十一 离子浓度的大小比较

一、熟悉两大理论,构建思维基点

1.电离理论

(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,如氨水溶液中:NH3〃H2O、NH+4、OH-浓度的大小关系是c(NH3〃H2O)>c(OH-)>c(NH+4)。

(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(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

(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外),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溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:NH+4、Cl-、NH3〃H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH+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:CO2-3、HCO-3、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO2-3)>c(HCO-3)>c(H2CO3)。

二、把握3种守恒,明确等量关系

1.电荷守恒规律

电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,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NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO-3、CO2-3、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+c(OH-)+2c(CO2-3)。

2.物料守恒规律

电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。

3.质子守恒规律

如Na2S水溶液中的质子转移作用图示如下:

由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质 2 子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。

三、理清一条思路,掌握分析方法

四、典例导悟,分类突破

1.单一盐溶液

【例1】 对下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系表述正确的是

( )

A.0.1 mol〃L-1的(NH4)2CO3溶液中:c(CO2-3)>c(NH+4)>

c(H+)>c(OH-)

B.0.1 mol〃L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO-3)+c(H2CO3)+2c(CO2-3)

C.将0.2 mol〃L-1 NaA溶液和0.1 mol〃L-1盐酸等体积混合所得碱性溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)

D.在25 ℃时,1 mol〃L-1的CH3COONa溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)

解析 A项,溶液中的c(NH+4)>c(CO2-3),故不正确;

B项,根据物料守恒,c(Na+)=c(HCO-3)+c(H2CO3)+c(CO2-3);

C项,不符合电荷守恒,正确的关系式为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)+c(OH-)。

答案 D

【例2】 硫酸铵溶液中离子浓度关系不正确的是 ( )

A.c(NH+4)>c(SO2-4)>c(H+)>c(OH-)

B.c(NH+4)=2c(SO2-4)

C.c(NH+4)+c(NH3〃H2O)=2c(SO2-4)

D.c(NH+4)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO2-4)

解析 硫酸铵中,n(NH+4)=2n(SO2-4),溶液中因存在NH+4+H2ONH3〃H2O+H+,使溶液呈酸性,又因NH+4水解程度很小,所以1

溶液中各离子浓度从大到小顺序为c(NH+4)>c(SO2-4)>c(H+)>c(OH-),

A对; 3 由微粒数守恒关系可得c(NH+4)+c(NH3〃H2O)=2c(SO2-4),C对

由溶液中电荷守恒,可知c(NH+4)+c(H+)=2c(SO2-4)+c(OH-),D对。

2.酸碱中和型

(1)恰好中和型

【例3】 在10 mol 0.1 mol〃L-1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是

( )

A.c(Na+)>c(Ac-)>c(H+)>c(OH-)

B.c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+)

C.c(Na+)=c(Ac-)+c(HAc)

D.c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)

解析 由题意知二者恰好完全反应,生成NaAc,等同于单一盐溶液,由于Ac-发生水解,Ac-+H2OHAc+OH-,故有c(Na+)>c(Ac-)>c(OH-)>c(H+),A错,B对;

由物料守恒知C正确,由电荷守恒知D正确。

答案 A

2)反应过量型

【例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-)

解析 pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=c(OH-)=10-3 mol〃L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3 mol〃L-1,c(CH3COOH)远远大于10-3 mol〃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-)。

答案 D

【例5】 25 ℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的pH=7时,下列关系正确的是 ( )

A.c(NH+4)=c(SO2-4)

B.c(NH+4)>c(SO2-4)

C.c(NH+4)

D.c(OH-)+c(SO2-4)=c(H+)+c(NH+4) 4 解析 在氨水和稀硫酸反应后的溶液中存在以下几种离子,即NH+4、SO2-4、H+和OH-,而当pH=7时c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒则必有c(OH-)+2c(SO2-4)=c(H+)+c(NH+4),即c(NH+4)=2c(SO2-4),故A、C、D错,应选B。

3.盐与酸(碱)混合型

【例6】 用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是

( )

A.c(H+)>c(OH-)

B.c(CH3COO-)=0.1 mol〃L-1

C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)

D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol〃L-1

【例7】 将0.2 mol〃L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol〃L-1 KOH溶液等体积混合,下列关系正确的是 ( )

A.2c(K+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(H2CO3)

B.c(Na+)>c(K+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+)

C.c(OH-)+c(CO2-3)=c(H+)+c(H2CO3)+0.1 mol〃L-1

D.3c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3)

解析 根据物料守恒可知A中表达式为2c(K+)=c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3),A错

题中两溶液反应后含有等浓度的HCO-3和CO2-3,由于CO2-3的水解程度大于HCO-3的水解程度,因此选项B中的表达式为c(Na+)>c(HCO-3)>c(K+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+),B错;

C选项,根据电荷守恒有c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3),根据物料守恒有c(Na+)=c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3),两者相减可知正确的表达式为c(OH-)+c(CO2-3)=c(H+)+c(H2CO3)+0.05 mol〃L-1。

由电荷守恒和c(Na+)=2c(K+)可知选项D正确

答案 D

4.不同物质同种离子浓度的比较

【例8】 相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中,pH值最小的是

( )

A.NH4Cl B.NH4HCO3

C.NH4HSO4 D.(NH4)2SO4

解析 D中的c(NH+4)大于A中的c(NH+4),故D中c(H+)大于A中c(H+);C中NH4HSO4===NH+4+H++SO2-4,B中HCO-3水解显碱性促进NH+4水解,故pH:C

0.1 mol〃L-1 Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是

( )

A.溶液中水电离出的H+个数:②>①

B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和:②>①

C.①溶液中:c(CO2-3)>c(H2CO3)

D.②溶液中:c(HCO-3)>c(H2CO3)

解析 根据题意可知,②中水解程度大于①,②中阴离子的物质的量浓度之和大于①,B正确;

而水解时所需H+由水电离产生,溶液中电离出的H+个数:②>①,A正确;

在0.1 mol〃L-1的NaHCO3溶液中存在以下几个关系式:

c(Na+)=c(HCO-3)+c(H2CO3)+c(CO2-3)=0.1 mol〃L-1(物料守恒)

c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO-3)+2c(CO2-3)(电荷守恒)

H2O+HCO-3H2CO3+OH-(同时存在HCO-3H++CO2-3),其中水解大于电离,因此在①中c(CO2-3)

在0.1 mol〃L-1的Na2CO3溶液中存在以下几个关系式:

c(Na+)=2c(HCO-3)+2c(H2CO3)+2c(CO2-3)=0.2 mol〃L-1(物料守恒)

c(Na+)+c(H+)=2c(CO2-3)+c(OH-)+c(HCO-3)(电荷守恒)

H2O+CO2-3HCO-3+OH-(主要)

HCO-3+H2OH2CO3+OH-(次要)

因此c(HCO-3)>c(H2CO3),D正确。

答案 C

题讲座四 无机化工流程题复习策略与解题方法指导

1.无机化工流程题的特点

无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题为指导思想,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。

这类题常呈现的形式:流程图、表格、图像