3.3.2溶液中微粒浓度关系 学案（含答案）

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1、第第 2 2 课时课时 溶液中微粒浓度关系溶液中微粒浓度关系 学业要求 核心素养建构 1.会判断溶液中的微粒种类。 2.会判断溶液中微粒浓度关系。 知识梳理 一、水解平衡中的三大守恒关系 1.醋酸钠溶液中存在的平衡有 CH3COONa_H2OCH3COOH_NaOH、 H2OH OH，存在的离子有 Na、H_、CH 3COO 、OH。 (1)电荷守恒：溶液呈电中性，所以溶液中 n(正电荷)n(负电荷) 即：n(Na )n(H)n(CH 3COO )n(OH)(两边同时除以体积)。 即：c(Na )c(H)c(CH 3COO )c(OH)。 (2)元素质量守恒：CH3COONa 固体中，n(Na

2、 )n(CH 3COO )，但在 CH 3COONa 溶液中，因为 CH3COO 水解，所以 n(Na)n(CH 3COO )，即 c(Na)c(CH 3COO )；根据 CH 3COONa 固体中，n(Na )n(CH 3COO )，所以该溶液中 n(Na) n(CH3COO )n(CH 3COOH)，(两边同时除以体积)即：c(CH3COOH)c(CH3COO )c(Na)。 (3)质子守恒：将上述两式相加得到以下关系：c(OH )c(H)c(CH 3COOH)。根 据水电离出的 c(OH )c(H)， 溶液中的 H或 OH虽与其他离子结合而以不同的 形式存在，但其总量相同。 2.NH4C

3、l 溶液中存在的离子有 NH 4、Cl 、H、OH。 (1)电荷守恒：c(NH 4)c(H )c(Cl)c(OH)。 (2)元素质量守恒：c(NH 4)c(NH3 H2O)c(Cl )。 (3)质子守恒：c(H )c(NH 3 H2O)c(OH )。 微自测 1.在硝酸铵溶液中，下列关系式正确的是( ) A.c(NO 3)c(NH 4)c(H )c(OH) B.c(NH 4)c(NO 3)c(H )c(OH) C.c(NO 3)c(NH 4)c(H )c(OH) D.c(NH 4)c(NO 3)c(H )c(OH) 解析 NH 4少量发生水解 NH 4H2O NH3 H2OH ，溶液呈酸性，则

4、可得关 系式：c(NO 3)c(NH 4)c(H )c(OH)，选项 B、C、D 错误，只有 A 正确。 答案 A 二、弱电解质溶液中离子浓度大小比较 1.在 0.1 mol L 1 醋酸溶液中 (1)存在的电离平衡有 CH3COOHCH3COO H、H 2O H OH。 (2)含有的粒子有 CH3COOH、H2O、CH3COO 、H、OH。 (3)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是 c(CH3COOH)c(H )c(CH 3COO ) c(OH )。 2.(1)碳酸溶液中的电离平衡有 H2CO3H HCO 3、HCO 3 H CO2 3、 H2OH OH。 (2)碳酸溶液中存在的粒子有

5、H2CO3、H2O、HCO 3、H 、CO2 3、OH 。 (3)碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度 由大到小的顺序(水分子除外)是 c(H2CO3)c(H )c(HCO 3)c(CO2 3)c(OH )。 微自测 2.(1)氨气通入水中反应的化学方程式是 _。 (2)氨水中存在的平衡有 _。 (3)氨水中含有的粒子有 _。 (4)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是 _。 答案 (1) NH3H2O NH3 H2O (2)NH3H2ONH3 H2O、NH3 H2ONH 4OH 、H 2O H OH。 (3)H2O、NH3、NH3 H2O、H 、NH 4、O

6、H (4)c(NH3 H2O)c(OH )c(NH 4 )c(H ) 探究一 同一溶液中离子浓度大小的比较 从微观建构电解质溶液中守恒关系 思维模型 探究素材 1.两个平衡依据“电离”“水解” 以 NaHCO3为例： (1)电离： NaHCO3=Na HCO 3； HCO 3 H CO2 3 、H2O H OH。 (2)水解：HCO 3H2O H2CO3OH 2.两个守恒关系“电荷”“元素质量” 以 Na2CO3溶液为例： (1)电荷守恒： c(Na )c(H)c(OH)c(HCO 3)2c(CO2 3)。 (2)元素质量守恒： c(Na )2c(CO2 3)2c(HCO 3)2c(H2CO3

7、)。 探究题目 1.写出下列溶液中的守恒关系。 (1)0.1 mol L 1 的 NaHCO3溶液中各粒子浓度的关系 电荷守恒：_。 元素质量守恒：_。 质子守恒：_。 (2)(NH4)2SO4溶液： 电荷守恒：_。 元素质量守恒：_。 质子守恒：_。 答案 (1)c(Na )c(H)2c(CO2 3)c(HCO 3)c(OH ) c(Na )c(HCO 3)c(CO2 3)c(H2CO3) c(OH )c(CO2 3)c(H2CO3)c(H ) (2 )c(NH 4)c(H )2c(SO2 4)c(OH ) c(NH 4)c(NH3 H2O)2c(SO2 4) c(H )c(NH 3 H2O

8、)c(OH ) 从微观建构单一溶液中粒子浓度大小 关系比较模板 探究素材 1.多元弱酸溶液 根据多步电离分析。 例如， 在 H3PO4溶液中， c(H )c(H 2PO 4)c(HPO2 4)c(PO3 4)。 2.多元弱酸的正盐溶液 根据弱酸根的分步水解分析。例如：在 Na2CO3溶液中，c(Na )c(CO2 3)c(OH )c(HCO 3)。 3.弱酸酸式盐溶液中粒子浓度大小比较模板 酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪 一个更强。已知 H2A 为弱酸。 (1)如 NaHA 溶液(pHc(HA)c(H)c(A2)c(OH)c(H 2A)。 (2)如 Na

9、HA 溶液(pH7)：c(Na )c(HA)c(OH)c(H 2A)c(H )c(A2)。 探究题目 2.t 时，某浓度氯化铵溶液的 pH4，下列说法中一定正确的是( ) A.由水电离出的氢离子浓度为 10 10 mol L1 B.溶液中 c(H ) c(OH)11014 C.溶液中 c(Cl )c(NH 4)c(H )c(OH) D.溶液中 c(NH3 H2O)c(NH 4)c(Cl )c(OH) 解析 NH 4水解促进了 H2O 的电离，溶液中的 c(H )即为 H 2O 电离的 c(H )，A 错；在 25 时，水的离子积为 110 14，B 错；NH 4水解生成 H ，故 c(Cl )

10、c(NH 4)c(H )c(OH)， C 正确； 由元素守恒可知： c(Cl)c(NH 4)c(NH3 H2O)， D 错误。 答案 C 从微观建构混合溶液中粒子浓度关系 比较模板 探究素材 1.混合溶液中各离子浓度的比较。 综合分析水解因素、电离因素，如相同浓度的 NH4Cl 和氨水混合液中，NH3 H2O 的电离大于 NH 4的水解，则：c(NH 4)c(Cl )c(OH)c(H)。又如相同浓度的 CH3COOH 和 CH3COONa 混合溶液中，因 CH3COOH 的电离大于 CH3COONa 的 水解，则 c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH)。 2.解题思路 电解 质溶 液

11、 单一 溶液 酸或碱溶液考虑电离 盐溶液考虑水解 混合 溶液 不反应同时考虑电离和水解 反应 不过量 生成酸或碱考虑电离 生成盐考虑水解 过量根据过量程度考虑电离或水解 探究题目 3.比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。 (1)CH3COOH 溶液和 NaOH 溶液等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为 _。 (2)NaOH 溶液和 CH3COOH 溶液等浓度按 12 体积比混合后 pH7，离子浓度 大小顺序为_。 (3)pH2 的 CH3COOH 溶液与 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合，其离子浓度大 小顺序为_。 (4)将 CH3COOH 溶液和 CH3COONa 溶液等浓度、等体

12、积混合，已知 pH7，则 离子浓度大小关系为_。 解析 (1)恰好反应后，溶质为 CH3COONa。 (2)NaOH 溶液和 CH3COOH 溶液等浓度按体积比为 12 反应后，溶质为 CH3COONa、 CH3COOH， 且 CH3COOH 的电离程度大于 CH3COONa 的水解程度。 (3)由于 CH3COOH 是弱酸，c(CH3COOH)要远大于 c(NaOH)，反应后溶质为 CH3COOH、CH3COONa，且 n(CH3COOH)要远大于 n(CH3COONa)，溶液中 CH3COOH 电离程度大于 CH3COONa 的水解程度，溶液呈酸性。 (4)根据 pH7， 说明 CH3CO

13、OH 的电离大于 CH3COO 的水解， 所以 c(CH 3COO ) c(Na )。 答案 (1)c(Na )c(CH 3COO )c(OH)c(H) (2)c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH) (3)c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH) (4)c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH) 探究二 不同溶液中同种离子浓度大小比较 从电解质本身的性质微观探究溶液pH 探究素材 1.先确定电解质本身的性质，即组成盐的弱酸阴离子或弱碱阳离子对应的酸或碱 越弱，盐的水解程度越大。 2.一般弱酸或弱碱的电离程度大于相应盐中弱离子的水解程度(可以根据平衡常 数判断)。 探究题

14、目 4.相同温度下， 相同物质的量浓度的下列溶液： CH3COONa、 NH4Cl、 Na2SO4、 NaHSO4、NH3 H2O，按 pH 由大到小顺序排列正确的是( ) A. B. C. D. 解析 先确定酸、碱、盐物质类别，再根据盐的组成类型判断其酸碱性。注意氨 水的电离程度大于 CH3COONa 的水解程度。 答案 A 从粒子浓度大小比较思路建构思维模型 探究素材 不同溶液中同种粒子浓度大小的比较思路 探究题目 5.比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。 (1)浓度均为 0.1 mol L 1 的H2S、NaHS、Na2S、H2S 和 NaHS 混合液，溶 液 pH 从大 到小的 顺序

15、是 _ ，c(H2S)从大到 小的顺序是 _。 (2)相同浓度的下列溶液中：CH3COONH4、CH3COONa、CH3COOH 中， c(CH3COO )由大到小的顺序是_。 (3)物质的量浓度相等的(NH4)2SO4溶液、 NH4HSO4溶液、 (NH4)2CO3溶液、 NH4Cl溶液，c(NH 4 )由大到小的顺序为 _。 答案 (1) (2) (3) 逆向推理粒子浓度相等时溶质浓度 关系模型 探究素材 溶液中粒子浓度相等时溶质浓度关系分析思路： 1.分析溶质等浓度时该粒子的浓度大小关系。 2.若粒子浓度相等时，溶质浓度大小关系与上述关系相反。 探究题目 6.在 25 时，NH 4浓度相

16、等的 NH4Cl、CH3COONH4、NH4HSO4的溶液中，其对 应溶液中溶质的物质的量浓度分别为 a、b、c(单位为 mol L 1)，下列判断正确的 是( ) A.abc B.acb C.bac D.cab 解析 NH4Cl 溶液中 NH 4正常水解，CH3COONH4中的 NH 4与 CH3COO 相互促 进水解；NH4HSO4中 H 抑制 NH 4水解。所以当 NH 4浓度相等时，所需溶液浓度 顺序为 c(CH3COONH4)c(NH4Cl)c(NH4HSO4)。 答案 C 1.在 CH3COONa 溶液中各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是( ) A.c(Na )c(CH 3COO

17、 )c(OH)c(H) B.c(CH3COO )c(Na)c(OH)c(H) C.c(Na )c(CH 3COO )c(H)c(OH) D.c(Na )c(OH)c(CH 3COO )c(H) 答案 A 2.用物质的量都是 0.1 mol 的 HCN 和 NaCN 配成 1 L 混合溶液，已知其中 c(CN ) 小于 c(Na )，则下列判断正确的是( ) A.c(H )c(OH) B.c(HCN)c(CN )0.2 mol L1 C.c(HCN)c(CN ) D.c(CN )c(OH)0.1 mol L1 答案 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

18、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) 解析 MOH 强碱与 HA 弱酸等物质的量混合，二者恰好完全反应生成 MA，A 水解， A H 2O HAOH ， 其水溶液呈碱性， 有 c(M)c(A)c(OH)c(H)， 故选 C。 答案 C 4.常温下，将甲酸与 NaOH 溶液混合，所得溶液的 pH7，则此溶液中( ) A.c(HCOO )c(Na) B.c(HCOO )c(Na) C.c(HCOO )c(Na) D.无法确定 c(HCOO

19、)与 c(Na)的大小关系 解析 题干中所给的信息 pH7 很重要， 当 NaOH 和 HCOOH 反应时溶液中存在 的离子有 4 种：Na 、HCOO、OH、H，根据电荷守恒可知：c(Na)c(H) c(HCOO )c(OH)； 由 pH7 可知： c(H)c(OH)， 得出 c(Na)c(HCOO)。 答案 C 5.已知某溶液中只存在 OH 、H、CH 3COO 、Na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： c(Na )c(CH 3COO )c(OH)c(H) c(Na )c(CH 3COO )c(H)c(OH) c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH) c(Na

20、 )c(OH)c(CH 3COO )c(H) (1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是_(填物质名称)，上述四种离 子浓度的大小顺序为_(填编号)。 (2)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好反应，则 混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为 c(NaOH)_c(CH3COOH)(填“大 于”“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中 c(H )和碱中 c(OH)的关系是 c(H )_c(OH)。 (3)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性， 则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为 c(NaOH)_c(CH3COOH)(填 “大于”“小于”或“等

21、于”)，混合后溶液中的各离子浓度的大小关系为 _。 解析 (1)若溶液中只溶解了一种溶质， 则该溶质是 CH3COONa， 该盐是强碱弱酸 盐，由于 CH3COO 发生水解反应消耗水电离产生的 H，破坏了水的电离平衡， 当最终达到平衡时，溶液显碱性：c(H )c(OH)，c(CH 3COO )c(Na)，盐类 水解程度是微弱的，主要以盐电离产生的离子存在，所以 c(Na )c(CH 3COO ) c(OH )c(H)，正确。(2)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶 液混合而成，且恰好反应，则混合前两溶液的物质的量相等，浓度也相等，故 c(NaOH)c(CH3COOH)，由于碱是强碱，完

22、全电离，酸是弱酸，部分电离，混合 前 c(H )小于 c(OH)。(3)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合 而成，且恰好呈中性，若二者的物质的量相等，二者恰好完全反应，得到的是强 碱弱酸盐， 水溶液显碱性， 所以要使溶液显中性， c(NaOH)应小于 c(CH3COOH)。 根据电荷守恒可得：c(CH3COO )c(OH)c(Na)c(H)，c(H)c(OH)， c(CH3COO )c(Na)，强电解质盐的电离大于弱电解质水的电离作用，所以溶液 中各离子浓度大小关系为 c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH)。 答案 (1)醋酸钠 (2)等于 小于 (3)小于 c(CH3COO )c(Na)c(H)c(OH)