(共17张PPT)
微专题12 溶液中微粒浓度的
大小比较
2．元素守恒
在电解质溶液中，由于某些离子发生水解或电离，离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。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
如Na2S溶液中的质子转移图示如下：
由图可得Na2S溶液中质子守恒可表示如下：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。
三、掌握粒子浓度大小比较的思维方法
√
【练真题】
1．(2024·新高考安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时，H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1，Ka1(H2S)＝10-6.97，Ka2(H2S)＝10-12.90，Ksp(FeS)＝10-17.20，Ksp(CdS)＝10-26.10。下列说法错误的是( )
A．Na2S溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．0.01 mol·L-1 Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2-)>c(OH－)>c(HS－)
C．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS，可使c(Cd2+)<10-8mol·L-1
D．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中：c(H＋)>c(Cd2+)
√
√
4．已知室温下的电离常数：
电解质 H2CO3 H2SO3 HClO NH3·
H2O
电离
常数 Ka1＝
10-6.37
Ka2＝
10-10.32 Ka1＝
10-1.85
Ka2＝
10-7.22 Ka＝
3×10-8 Kb＝
1．8×10-5
√微专题12 溶液中微粒浓度的大小比较
INCLUDEPICTURE "核心精讲.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\核心精讲.tif" \* MERGEFORMATINET
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，如氨水中：NH3·H2O、NH、OH－浓度的大小关系是 c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的，以第一步电离为主(第一步电离程度远大于第二步电离程度)，如H2S溶液中：H2S、HS－、S2-、H＋浓度的大小关系是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(相互促进的水解反应除外)，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－)总是大于水解产生的弱电解质的浓度，如NH4Cl溶液中：NH、Cl－、NH3·H2O、H＋浓度的大小关系是 c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的，以第一步水解为主，如Na2CO3溶液中：CO、HCO、H2CO3浓度的大小关系是c(CO)＞c(HCO)＞c(H2CO3)。
二、把握三大守恒，明确等量关系
1．电荷守恒
电解质溶液中，无论存在多少种离子，溶液都呈电中性，即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。如NaHCO3溶液中Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(OH－)＋2c(CO)。
2．元素守恒
在电解质溶液中，由于某些离子发生水解或电离，离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。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
如Na2S溶液中的质子转移图示如下：
INCLUDEPICTURE "HT27.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\HT27.TIF" \* MERGEFORMATINET
由图可得Na2S溶液中质子守恒可表示如下：c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。
三、掌握粒子浓度大小比较的思维方法
INCLUDEPICTURE "WB48.TIF" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\WB48.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "即时巩固.tif" INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\Windows\\INetCache\\Content.Word\\即时巩固.tif" \* MERGEFORMATINET
【练真题】
1．(2024·新高考安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时，H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1，Ka1(H2S)＝10-6.97，Ka2(H2S)＝10-12.90，Ksp(FeS)＝10-17.20，Ksp(CdS)＝10-26.10。下列说法错误的是( B )
A．Na2S溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．0.01 mol·L-1 Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2-)>c(OH－)>c(HS－)
C．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS，可使c(Cd2+)<10-8mol·L-1
D．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中：c(H＋)>c(Cd2+)
解析：Na2S溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2-)，A正确；0.01 mol·L-1 Na2S溶液中，S2-水解使溶液呈碱性，水解常数Kh＝＝＝＝10-1.10，c(HS－)<0.01 mol·L-1，所以>1，即c(OH－)>c(S2-)，B不正确；Ksp(FeS)>Ksp(CdS)，向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS时，可以发生沉淀的转化：Cd2+＋FeS CdS＋Fe2+，该反应的平衡常数K＝＝＝＝108.90>105，因此该反应可以进行完全，得到CdS的饱和溶液，溶液中c(Cd2+)＝mol·L-1＝10-13.05mol·L-1<10-8 mol·L-1，C正确；Cd2+＋H2S CdS＋2H＋的平衡常数K＝＝＝＝106.23>105，该反应可以进行完全，因此，当向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，Cd2+可以完全沉淀，所得溶液中c(H＋)>c(Cd2+)，D正确。
【练模拟】
2．常温下，浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是( C )
A．氨水中，c(NH)＝c(OH－)＝0.1 mol·L-1
B．NH4Cl溶液中，c(NH)＞c(Cl－)
C．Na2SO4溶液中，c(Na＋)＞c(SO)＞c(OH－)＝c(H＋)
D．Na2SO3溶液中，c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)
解析：氨水为弱碱溶液，NH3·H2O只能部分电离，结合电荷守恒：c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)，可得c(NH)＜c(OH－)＜0.1 mol·L-1，A错误；NH4Cl 溶液中，NH部分水解，故 c(NH)＜c(Cl－)，B错误；Na2SO4溶液显中性，c(OH－)＝c(H＋)，结合电荷守恒可得，c(Na＋)＝2c(SO)，溶液中离子浓度：c(Na＋)＞c(SO)＞c(OH－)＝c(H＋)，C正确；Na2SO3溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)，D错误。
3．草酸是二元中强酸，草酸氢钠溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，溶液中离子浓度关系正确的是( D )
A．V(NaOH溶液)＝0时，c(H＋)＝1×10-2 mol/L
B．V(NaOH溶液)<10 mL时，不可能存在c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)
C．V(NaOH溶液)＝ 10 mL时，c(H＋)＝ 1×10-7mol/L
D．V(NaOH溶液)>10 mL时，c(Na＋)>c(C2O)>c(HC2O)
解析：草酸氢钠溶液显酸性，说明草酸氢根离子的电离程度大于其水解程度。草酸是弱电解质，故0.01 mol/L NaHC2O4溶液中，氢离子的浓度小于0.01 mol/L，A不正确。常温下，向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液，发生反应NaOH＋NaHC2O4===Na2C2O4＋H2O，二者恰好反应时，消耗氢氧化钠溶液的体积为10 mL，生成的草酸钠发生水解反应，溶液显碱性，c(H＋)<1×10-7mol/L，C不正确。若氢氧化钠溶液的体积小于10 mL，则二者反应后，溶液有可能显中性，根据电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)可知，若溶液显中性，c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)，B不正确。若氢氧化钠溶液的体积大于10 mL时，溶液中含有氢氧化钠和草酸钠两种溶质，由于草酸钠的水解以第一步为主，且氢氧化钠的存在会抑制其水解，故存在c(Na＋)>c(C2O)>c(HC2O)，D正确。
4．已知室温下的电离常数：
电解质 H2CO3 H2SO3 HClO NH3·H2O
电离常数 Ka1＝10-6.37Ka2＝10-10.32 Ka1＝10-1.85Ka2＝10-7.22 Ka＝3×10-8 Kb＝1．8×10-5
下列溶液中的粒子浓度关系正确的是( C )
A．NaHSO3溶液中：c(H2SO3)>c(SO)
B．NaOH与CO2按物质的量之比3∶2反应后的溶液中：3c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]
C．等浓度的NH4HSO3、NH4HCO3溶液中c(NH)：NH4HSO3>NH4HCO3
D．NaClO与SO2按物质的量之比1∶1反应后的溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(ClO－)＋2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)
解析：根据题表中数据，NaHSO3溶液中，HSO的电离常数Ka2(H2SO3)＝10-7.22，HSO的水解常数Kh＝＝10-12.15，电离大于水解，故c(H2SO3)的水解，HCO的水解大于电离，HCO与NH发生相互促进的水解反应，因此等浓度的NH4HSO3、NH4HCO3溶液中c(NH)：NH4HSO3>NH4HCO3，故C正确；NaClO与SO2按物质的量之比1∶1反应的化学方程式为NaClO＋SO2＋H2O===NaCl＋H2SO4，反应后溶液中的溶质为NaCl和H2SO4，故D错误。
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