第36講溶液中的粒子濃度及圖像分析（講義）2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義分層練習(xí)（原卷版）

第36講溶液中的粒子濃度及圖像分析任務(wù)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)1.理解電解質(zhì)溶液中的電離平衡和水解平衡。2.掌握溶液中各組分之間的守恒關(guān)系與大小比較。3.能正確識(shí)別圖像，能從圖像中找到曲線指代、趨勢(shì)、關(guān)鍵點(diǎn)。4.利用溶液中的平衡關(guān)系，學(xué)會(huì)分析不同類型圖像中各粒子濃度之間的關(guān)系。必備知識(shí)考點(diǎn)一溶液中微粒濃度大小的比較必備知識(shí)1．微粒濃度的大小比較理論依據(jù)(1)電離理論——弱電解質(zhì)的電離是微弱的①弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離產(chǎn)生的微粒都非常少，同時(shí)還要考慮水的電離。如氨水中：NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－濃度的大小關(guān)系是c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(NHeq\o\al(＋,4))。②多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的，其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。如在H2S溶液中：H2S、HS－、S2－、H＋的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)。(2)水解理論——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(水解相互促進(jìn)的除外)，但由于水的電離，故水解后酸性溶液中c(H＋)或堿性溶液中c(OH－)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH4Cl溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、NH3·H2O、H＋的濃度大小關(guān)系是c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(NH3·H2O)。②多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，其主要是第一步水解。如在Na2CO3溶液中：COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是c(COeq\o\al(2－,3))>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(H2CO3)。2．溶液中微粒種類的判斷我們?cè)谂袛嗳芤褐形⒘舛却笮r(shí)，首先要判斷溶液中微粒的種類，然后再進(jìn)行比較。判斷溶液中微粒種類的方法是正確寫出溶液中所有的電離方程式、水解方程式，然后結(jié)合溶液中的溶質(zhì)即可判斷溶液中的微粒種類。注意：在書寫電離方程式時(shí)，不要丟掉水的電離方程式。如：NaHCO3溶液中存在三種電離：NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－；一種水解：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，所以溶液中的離子為Na＋、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、H＋，分子為H2CO3、H2O。3．溶液中粒子等量關(guān)系——三大守恒(1)電荷守恒規(guī)律。電解質(zhì)溶液中，無論存在多少種離子，溶液都呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如Na2CO3與NaHCO3混合溶液中存在著Na＋、H＋、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、OH－，存在如下關(guān)系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(OH－)＋2c(COeq\o\al(2－,3))；K2S溶液中：c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)。(2)物料守恒規(guī)律。電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，微粒種類增多，但原子個(gè)數(shù)總是守恒的。如K2S溶液中S2－、HS－都能水解，故硫元素以S2－、HS－、H2S三種形式存在，則K2S溶液中有如下守恒關(guān)系：c(K＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)。①如果我們把兩個(gè)守恒進(jìn)行相加減，可得到另一個(gè)守恒(質(zhì)子守恒)，如把上述K2S溶液中的兩個(gè)守恒相減可得：c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)＝c(OH－)。②電荷守恒式中不只是各離子濃度的簡單相加。如2c(COeq\o\al(2－,3))的計(jì)量數(shù)2代表一個(gè)COeq\o\al(2－,3)帶2個(gè)單位負(fù)電荷，不可漏掉。(3)質(zhì)子守恒規(guī)律電解質(zhì)溶液中，電離、水解等過程中得到的質(zhì)子(H＋)數(shù)等于失去的質(zhì)子(H＋)數(shù)。如NaHCO3溶液中：即c(H2CO3)＋c(H＋)=c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)。特別提醒：(1)掌握微粒濃度大小比較的常見類型及分析方法(2)選好參照物不同溶液中同一離子濃度的大小比較要選好參照物，分組比較各個(gè)擊破。如25℃時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的順序?yàn)棰?gt;④>③>①>②。分析流程為：分組eq\o(→,\s\up7(化學(xué)式中),\s\do5(NH\o\al(＋,4)的數(shù)目))④⑤中c(NHeq\o\al(＋,4))要大于①②③eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①②③\o(→,\s\up7(選參照物),\s\do5(①NH4Cl))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②相當(dāng)于在①的基礎(chǔ)上促進(jìn)NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)①>②,③相當(dāng)于在①的基礎(chǔ)上抵制NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)③>①)),④⑤\o(→,\s\up7(選參照物),\s\do5(④NH42SO4))⑤相當(dāng)于在④的基礎(chǔ)上抑制NH\o\al(＋,4)的水解，則cNH\o\al(＋,4)⑤>④))要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1．室溫下，取20mL0.1mol·L?1某二元酸H2A，滴加0.1mol·L?1NaOH溶液。已知：H2AH+＋HA?，HA??H+＋A2?。下列說法不正確的是()A．0.1mol·L?1H2A溶液中有c(H+)－c(OH?)－c(A2?)＝0.1mol·L?1B．當(dāng)?shù)渭又林行詴r(shí)，溶液中c(Na+)＝c(HA?)＋2c(A2?)，用去NaOH溶液的體積小于10mLC．當(dāng)用去NaOH溶液體積10mL時(shí)，溶液的pH＜7，此時(shí)溶液中有c(A2?)＝c(H+)－c(OH?)D．當(dāng)用去NaOH溶液體積20mL時(shí)，此時(shí)溶液中有c(Na+)＝2c(HA?)＋2c(A2?)2．H2X為二元弱酸。20℃時(shí)，向100mL0.1mol·L1的Na2X溶液中緩慢通入HCl(忽略溶液體積變化及H2X的揮發(fā))。指定溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是()A．通入HCl前：c(X2)＞c(HX)＞c(OH)＞c(H+)B．若通入5×103molHCl，溶液呈堿性，則溶液中c(X2)=c(HX)C．pH=7時(shí)：溶液中c(HX)＞c(Cl)D．c(Cl)=0.1mol·L1時(shí)：c(OH)c(H+)=c(H2X)c(X2)3．已知：常溫下，CN的水解常數(shù)K1.6×105。該溫度下，將濃度均為0.1mol?L1的HCN溶液和Na溶液等體積混合。下列說法正確的是()A．混合溶液的B．混合液中水的電離程度小于純水的C．混合溶液中存在c(CN)＞c(Na+)＞c(HCN)＞c(OH)＞c(H+)D．若c鹽酸與0.6mol?L1Na溶液等體積混合后溶液呈中性，則必備知識(shí)考點(diǎn)二反應(yīng)過程中溶液粒子濃度變化的圖像分析必備知識(shí)1.滴定過程中，粒子濃度動(dòng)態(tài)分析

關(guān)鍵點(diǎn)溶液中溶質(zhì)成分及粒子濃度大小關(guān)系NaOH溶液滴定mL0mol·L－1CH3COOH溶液V(NaOH)＝0(0點(diǎn))溶質(zhì)是CH3COOH粒子濃度大小關(guān)系：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)V(NaOH)＝10mL(點(diǎn)①)溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的CH3COOH和CH3COONa粒子濃度大小關(guān)系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(OH－)pH＝7(點(diǎn)②)溶質(zhì)是CH3COONa和少量的CH3COOH粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＞c(H＋)＝c(OH－)V(NaOH)＝20mL(點(diǎn)③)溶質(zhì)是CH3COONa粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)V(NaOH)＝40mL溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的CH3COONa和NaOH粒子濃度大小關(guān)系：c(Na＋)＞c(OH－)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)2.分布系數(shù)曲線透析分布曲線遵定思維方向分布曲線是指以pH為橫坐標(biāo)、分布系數(shù)(即組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù))為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線。一元弱酸(以CH3COOH為例)二元酸(以H2C2O4為例)注：pKa為電離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)δ0為CH3COOH的分布系數(shù)，δ1為CH3COO－的分布系數(shù)δ0為H2C2O4的分布系數(shù)，δ1為HC2Oeq\o\al(－,4)的分布系數(shù)，δ2為C2Oeq\o\al(2－,4)的分布系數(shù)明確解題要領(lǐng)快速準(zhǔn)確作答(1)讀“曲線”——每條曲線所代表的粒子及變化趨勢(shì)；(2)“讀濃度”——通過橫坐標(biāo)的垂線，可讀出某pH時(shí)的粒子濃度；(3)“用交點(diǎn)”——交點(diǎn)是某兩種粒子濃度相等的點(diǎn)，可計(jì)算電離常數(shù)K；(4)“可替換”——根據(jù)溶液中的元素質(zhì)量守恒進(jìn)行替換，分析得出結(jié)論。3.對(duì)數(shù)圖像中的粒子濃度關(guān)系將溶液中某一微粒的濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值eq\f(cA,cB)取常用對(duì)數(shù)，即lgc(A)或lgeq\f(cA,cB)得到的粒子濃度對(duì)數(shù)圖像。(1)．破解對(duì)數(shù)圖像的數(shù)據(jù)①運(yùn)算法則：lgab＝lga＋lgb、lgeq\f(a,b)＝lga－lgb、lg1＝0。②運(yùn)算突破點(diǎn)：如lgeq\f(cA,cB)＝0的點(diǎn)有c(A)＝c(B)；lgc(D)＝0的點(diǎn)有c(D)＝1mol·L－1。(2)．破解對(duì)數(shù)圖像的步驟①識(shí)圖像：觀察橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的含義，看清每條曲線代表的粒子種類以及曲線的變化趨勢(shì)，計(jì)算電離常數(shù)時(shí)應(yīng)利用兩種粒子濃度相等的點(diǎn)，如lgeq\f(cA,cB)＝0。②找聯(lián)系：根據(jù)圖像中的坐標(biāo)含義和曲線的交點(diǎn)，分析所給電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)或pH與縱、橫坐標(biāo)之間的聯(lián)系。③想原理：涉及電離平衡常數(shù)，寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，在識(shí)圖像、想原理的基礎(chǔ)上，將圖像與原理結(jié)合起來思考。=4\*GB3④用公式：運(yùn)用對(duì)數(shù)計(jì)算公式分析。要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1．取兩份10mLmol·Lˉ1的NaHCO3溶液，一份滴加mol·Lˉ1的鹽酸，另一份滴加mol·Lˉ1NaOH溶液，溶液的pH隨加入酸(或堿)體積的變化如圖。下列說法不正確的是()A．由a點(diǎn)可知：NaHCO3溶液中HCO3的水解程度大于電離程度B．a(chǎn)→b→c過程中：c(HCO3－)+2c(CO32)+c(OH)逐漸減小C．a(chǎn)→d→e過程中：c(Na＋)c(HCO3－)+c(CO32)+c(H2CO3)D．令c點(diǎn)的c(Na＋)+c(H＋)=x，e點(diǎn)的c(Na＋)+c(H＋)=y，則x＞y2．以酚酞為指示劑，用0.1000mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數(shù)δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。[比如A2?的分布系數(shù)：δ(A2-下列敘述正確的是()A．曲線①代表δ(H2A)，曲線②代表δ(HA)B．