2026届高考化学专题复习：溶液中离子浓度大小比较

(共39张PPT)
专题六　水溶液中的离子平衡
溶液中离子浓度大小比较
1.溶液中离子浓度的关系
(1)明确三个“比较”。
①电离程度大于水解程度,如CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以等浓度的CH3COOH与CH3COO-溶液等体积混合后溶液显酸性。
②水解程度大于电离程度,如ClO-的水解程度大于HClO的电离程度,所以等浓度的HClO与ClO-溶液等体积混合后溶液显碱性。
③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。如NaHCO3溶液中,HC的水解程度大于电离程度,故溶液显碱性。
(2)掌握三个“守恒”。
①电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。如Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式c(Na+)+c(H+)=c(HC)+c(OH-)+2c(C)。
②元素守恒(物料守恒):电解质溶液中,由于某些离子能电离或水解,离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的。如:
物料守恒关系式:c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)。
③质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量相等。如Na2CO3溶液中按下图分析可得质子守恒关系式为c(OH-)
=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)。
2.应用举例
(1)单一溶液。
①Na2S溶液。
水解方程式:S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-;
离子浓度大小关系:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-);
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)];
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。
②NaHS溶液。
水解方程式:HS-+H2O H2S+OH-;
电离方程式:HS- H++S2-;
水解程度大于电离程度。
离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)>c(S2-);
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-);
元素守恒:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S);
质子守恒:c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S)。
(2)混合溶液。
①等物质的量浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa溶液。
水解方程式:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-;
离子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
元素守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);
质子守恒:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)。
②CH3COOH、CH3COONa混合溶液呈中性
离子浓度大小关系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-);
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
③常温下pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液。
离子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
④等物质的量浓度、等体积的Na2CO3—NaHCO3混合溶液。
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-);
元素守恒:2c(Na+)=3[c(HC)+c(C)+c(H2CO3)];
质子守恒:2c(OH-)+c(C)=c(HC)+3c(H2CO3)+2c(H+);
离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)。
1.(2025·青海西宁模拟预测)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1HA酸溶液中滴加pH=13的NaOH溶液,溶液的酸度(AG)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。已知:AG=lg,若忽略混合时溶液体积的变化,下列说法正确的是(　　)
A.若升高温度,0.1 mol·L-1NaOH溶液的酸度将减小
B.水的电离程度:aC.c点对应的溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)>c(OH-)
D.常温下,Ka(HA)≈1.0×10-5
D　
【解析】升高温度时水的电离程度增大,溶液中c增大,根据酸度的定义可知0.1 mol·L-1NaOH溶液的酸度将变大,故A错误;a点时AG=8、c·c=10-14,其c=10-3 mol/L,同理b点时c=10-3.5 mol/L,c点时c=10-5 mol/L,d点时c≈10-1 mol/L,酸或碱抑制水的电离,c或·c浓度越大,抑制作用越强,则水的电离程度:dc,即c点溶液中离子浓度大小关系为c>c>c>c>c,故C错误;a点时AG=8,c·c=10-14,可得HA溶液中c≈c=10-3 mol/L,c=0.1 mol/L-10-3 mol/L≈0.1 mol/L,则Ka=≈=1.0×10-5,D正确。
2.(2025·江苏泰州模拟预测)室温下,通过下列实验探究NaHS溶液的性质。已知:
(H2S)=1.0×10-7,(H2S)=1.0×10-13,Ksp(CuS)=1.0×10-36。
实验1:向0.10 mol·L-1 NaHS溶液中逐滴加入NaOH溶液,至溶液pH=11。
实验2:向0.10 mol·L-1NaHS溶液中滴加新制氯水,氯水褪色,有淡黄色沉淀产生。
实验3:向0.10 mol·L-1 NaHS溶液中滴加几滴CuSO4溶液,有黑色沉淀生成。
下列说法正确的是(　　)
A.实验1所得溶液中:c(S2-)B.实验1所得溶液中:c(Na+)C.实验2中主要反应的离子方程式:Cl2+S2-═2Cl-+S↓
D.实验3中反应Cu2++2HS-═CuS↓+H2S的平衡常数K=1.0×1030
D　
【解析】根据H2S的(H2S)=1.0×10-7和(H2S)=1.0×10-13的乘积为=10-20,结合pH=11时的c(H+)=10-11,计算得出c(S2-)/c(H2S)=100,故c(S2-)>c(H2S),A错误;实验1溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)
+c(OH-)。因pH=11时c(OH-)=1×10-3,远大于c(H+)=1×10-11,故c(Na+)>c(
HS-)+2c(S2-),B错误;实验2中NaHS溶液中的主要离子是HS-而非S2-,Cl2与HS-反应生成S,故离子方程式为Cl2+HS-═2Cl-+S↓+H+,C错误;实验3反应的平衡常数K=/=1.0×10-13/(1.0×10-7×1.0×10-36)=1.0×1030,D正确。
3.(2025·山西太原模拟预测)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和CH3COONa混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,溶液的pH随盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.a点溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.b点溶液中:c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
D.根据d点计算,该温度下CH3COOH的电离常数Ka=1×10-5.24
B　
【解析】由图可知,a点溶液为等体积等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa
混合溶液,溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),水和氢氧化钠都电离出OH-,CH3COO-水解,所以溶液中c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),A错误;b点处,氢氧化钠和盐酸恰好完全反应生成氯化钠,b点溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和NaCl,CH3COO-水解,溶液中存在质子守恒c(OH-)
=c(H+)+c(CH3COOH),可得c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH),B正确;浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和CH3COONa混合溶液中存在物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO-)],混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,不改变此物料守恒,C错误;d点溶液中的溶质为NaCl和CH3COOH,溶液的pH=3.12,c(CH3COO-)=c(H+)=10-3.12 mol/L,溶液中CH3COOH浓度约为 mol·L-1,该温度下CH3COOH的电离常数Ka==3×10-5.24,D错误。
4.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(C)>c(HC)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)
+c(H+)>c(N)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
B　
【解析】等浓度、等体积的NaHCO3与NaOH混合时,两者恰好反应生成Na2CO3,在该溶液中C发生水解:C+H2O═HC+OH-、HC+H2O═H2CO3+OH-,故溶液中c(OH-)>c(HC),A项错误;二者混合,反应后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,因溶液显酸性,故溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,B项正
确;pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,则氨水过量,所得溶液为少量NH4Cl和过量NH3·H2O的混合溶液,则c(Cl-)c(Cl-)+c(H+)5.(2024·湖北黄冈模拟)二元弱酸是分步电离的,25 ℃时碳酸和氢硫酸的Ka如下表。
H2CO3 H2S
下列叙述正确的是(　　)
A.根据以上数据可知,NaHCO3溶液中c(C)>c(H2CO3)
B.等浓度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)=
c(C)+c(S2-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.过量H2S通入Na2CO3溶液中反应的离子方程式为H2S+CHS-+CO2
B　
【解析】A.NaHCO3溶液中存在电离平衡和水解平衡:HC
H++C,K==4.7×10-11,HC+H2O H2CO3+OH-,
K'====×10-7,由此可知,C是电离产物,
H2CO3是水解产物,二者大小取决于电离和水解程度大小,即比较电离平衡常数和水解平衡常数大小,由上可知水解平衡常数大于电离平衡常数,故水解程度大,则NaHCO3溶液中c(C)元素守恒为c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)+c(HC)+c(C)+c(H2CO3),两式相减得:c(H+)=c(S2-)+c(C)+c(OH-)-c(H2S)-c(H2CO3),正确;C.由表中数据可知,Na2S溶液水解程度较大,所以pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液,Na2S溶液的浓度较小,则钠离子浓度较小,即①>②,错误;D.由电离常数可知,酸性H2CO3>H2S>HC>HS-,则过量H2S通入Na2CO3溶液中反应的离子方程式为H2S+CHS-+HC,错误。
1.(2025·湖南卷)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向10 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液中滴入一定量0.2 mol·L-1KOH溶
液。混合溶液的pH与lgX或的关系如图所示。
实验2:向10 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1BaCl2溶液。
已知:25℃时,Ksp(BaC2O4)=10-7.6。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是(　　)
A.实验1,当溶液中c(H2C2O4)=c(C2)时,pH=2.5
B.实验1,当溶液呈中性时:c(C2)>c(HC2)>c(H2C2O4)
C.实验2,溶液中有沉淀生成
D.实验2,溶液中存在:2c(Ba2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC2)+2c(C2)
D　
【解析】×=×==10-5.0,当溶液中c=c时,c=10-2.5 mol/L,pH=2.5,A正确;当溶液呈中性时,c=10-7 mol/L,由两步电离平衡常数可知,=>1,c>c,同理:=>1,c>c,B正确;实验2的离子方程式:H2C2O4+Ba2+ BaC2O4+2H+,平衡常数
:K===
==102.6,平衡常数较大,该反应进行的程度较大,判断可产生沉淀;或进行定量计算,两步电离平衡反应式相加,得到H2C2O4 2H++C2 K=10-5.0,二者等体积混合,c=0.1 mol/L,列三段式:
则=10-5.0,估算x的数量级为10-3,故Q=c×c≈0.1×10-3=10-4>Ksp=10-7.6,故有沉淀生成,C正确;电荷守恒中右侧缺少了OH-的浓度项,D错误。
2.(2025·湖北卷)铜(I)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为1.0×10-3 mol·L-1。下列描述正确的是(　　)
A.Cu++3L的lgK=0.27
B.当c(Cu+)=c时,c=2.0×10-4mol·L-1
C.n从0增加到2,结合L的能力随之减小
D.若c=c,则2cC　
【解析】Cu++3L 的K=,当图中δ=δ时,K=,lgK=-3lg c,由图像可知,此时-1.6,当δ=δ时,K=,由图像交点可知,随着n变大,c逐渐变大,则K值变小,说明结合L的能力随之减小,C正确;若c=c,由图像交点可知,δ=δ<0.2,δ>0.6,则c>2c,故2c>c+3c,D错误。
3.(2025·云南卷)甲醛法测定N的反应原理为4N+6HCHO═(CH2)6N4H++3H++6H2O。取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的后,移取20.00 mL,加入足量甲醛反应后,用0.01000 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数δ与pH关系如图2[比如:δ=]。下列说法正确的是(　　)
D　
A.废水中N的含量为20.00mg·L-1
B.c点:c+c(H+)=c(OH-)
C.a点:c>c(H+)>c(OH-)>c
D.(CH2)6N4H+ (CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
【解析】由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00 mL时到达滴定终点,发生的反应有H++OH-═H2O、(CH2)6N4H++OH- ═(CH2)6N4+H2O,由关系式~[N4H++3H+]~4OH-可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00 mL溶液中)=c(NaOH)=0.01000 mol·L-1,则原废水中)=0.01000 mol·L-1×=0.001000 mol·L-1,因此,废水中N的含量为0.001000 mol×18000 mg·mol-1·L-1=18.00 mg·L-1,A错误;c点加入NaOH标准溶液的体积过量,得到NaOH、NaCl、(CH2)6N4的混合液,且浓度之比为1∶4∶1,由电荷守恒可知, c+c+c=c+c,由于c(Na+)>c(Cl-),
c+cc[(CH2)6N4H+],C错误;由图1和图2可知,当pH=6.00时,N4占比较高,δ=0.88,则由氮守恒可知,δ=0.12,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则N4H+N4+H+的平衡常数 K==≈7.3×10-6,D正确。
4.(2024·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,(H2S)=10-6.97,(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+)<10-8 mol·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+)
B　
【解析】Na2S溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A项正确;Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O
H2S+OH-,且第一步水解程度远大于第二步水解程度,Kh(S2-)
====10-1.10,又c(HS-)一定小于0.01 mol·L-1,则>>1,故c(OH-)>c(S2-),B项错误;由题给条件可知,
Ksp(FeS)>Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,发生沉淀转化:Cd2+(aq)+FeS(s) CdS(s)+Fe2+(aq),该反应的平衡常数
K=====108.90>105,反应能进行完全,最后所得溶液为CdS的饱和溶液,则溶液中c(Cd2+)==10-13.05 mol·L-1<10-8 mol·L-1,C项正确;向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,发生反应:Cd2++H2S CdS+2H+,该反应的平衡常数K====106.23>105,反应能进行完全,所得溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,此时溶液中H2S达到饱和,c(H2S)=0.1 mol·L-1,代入K===106.23,解得c(Cd2+)=4×10-9.23 mol·L-15.(2024·湖北卷)CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,
p(H2CO3)=6.4、p(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是(　　)
A.pH=6.5时,溶液中c(C)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解
D　
【解析】由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)>1.5×10-5 mol·L-1,此时体系中还没有PbCO3(s),则Ksp(PbCO3)≥c(Pb2+)·c(C),c(C)≤< mol·L-1=×10-7.1 mol·L-1<1.5×10-5 mol·L-1=c(Pb2+),A正确;δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,体系中还存在Pb(OH)+,因此δ(Pb2+)=δ(PbCO3)<50%,则c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,B正确;由物料守恒可知,n(Cl)=2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n(PbCO3)+2n[Pb(CO3],则n(Cl)>2n(Pb2+)+2n[Pb(OH)+]+2n[Pb(CO3],故c(Cl))>2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[Pb(CO3],即
2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(C)+c(HC)+c(Cl)),C正确;pH=8时,含Pb物种主要以PbCO3(s)形式存在,溶解PbCO3有两种方式:将其转化为Pb2+或Pb(CO3,即使PbCO3 Pb2++C正向移动,或使PbCO3+C
Pb(CO3正向移动,则需要补充C,若由HC电离提供C,同时电离出的H+会降低溶液pH,与Pb(CO3存在时需要较高的pH矛盾,故D错误。