2022年高中化學(xué) 第三章 第三節(jié) 第3課時(shí) 溶液中離子濃度的比較課時(shí)作業(yè) 新人教版選修4

第3課時(shí)溶液中離子濃度的比較[目標(biāo)要求]1.能熟練判斷與鹽類(lèi)水解有關(guān)的離子濃度大小。2.會(huì)判定溶液中離子的共存。離子濃度大小的比較規(guī)律1．多元弱酸溶液根據(jù)多步電離分析。例如：在H2CO3的溶液中，c(H＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))?c(COeq\o\al(2－,3))。2．多元弱酸的正鹽溶液根據(jù)弱酸根的分步水解分析。例如：Na2CO3溶液中，c(Na＋)>c(COeq\o\al(2－,3))>c(OH－)>c(HCOeq\o\al(－,3))。3．多元弱酸的酸式鹽溶液要考慮酸根離子的電離程度與水解程度的相對(duì)大小。如HCOeq\o\al(－,3)以水解為主，NaHCO3溶液中c(Na＋)>c(HCOeq\o\al(－,3))>c(OH－)>c(H＋)；而HSOeq\o\al(－,3)以電離為主，NaHSO3溶液中c(Na＋)>c(HSOeq\o\al(－,3))>c(H＋)>c(OH－)。4．不同溶液中同一離子濃度的比較要考慮溶液中其他離子對(duì)其影響的因素。例如：在相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中：a.NH4Clb．CH3COONH4c．NH4HSO4，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的順序是c>a>b。5．混合溶液中各離子濃度的大小比較根據(jù)電離程度、水解程度的相對(duì)大小分析。(1)分子的電離大于相應(yīng)離子的水解例如：等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl與NH3·H2O混合溶液，c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。(2)分子的電離小于相應(yīng)離子的水解例如：在0.1mol·L－1的NaCN和0.1mol·L－1的HCN溶液的混合液中，各離子濃度的大小順序?yàn)閏(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。6．利用守恒規(guī)律知識(shí)點(diǎn)一溶液中離子濃度大小比較1．0.02mol·L－1的HCN溶液與0.02mol·L－1NaCN溶液等體積混合，已知混合溶液中c(CN－)<c(Na＋)，則下列關(guān)系中，正確的是()A．c(Na＋)>c(CN－)>c(H＋)>c(OH－)B．c(HCN)＋c(CN－)＝0.04mol·L－1C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)D．c(CN－)>c(HCN)答案C解析根據(jù)電荷守恒定律有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)，因?yàn)閏(Na＋)>c(CN－)，所以c(H＋)<c(OH－)，則有c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。根據(jù)CN－物料守恒有c(HCN)＋c(CN－)＝0.02mol·L－1。因?yàn)閏(H＋)<c(OH－)，故溶液顯堿性，NaCN的水解程度大于HCN的電離程度，故c(CN－)<c(HCN)。2．等物質(zhì)的量濃度、等體積的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液完全反應(yīng)后，溶液中有關(guān)離子濃度之間不存在的關(guān)系是()A．c(H＋)·c(OH－)＝KWB．c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)C．c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)答案C解析等物質(zhì)的量濃度、等體積的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液完全反應(yīng)后，所得到的溶液的溶質(zhì)為CH3COONa。部分CH3COONa發(fā)生水解生成CH3COOH，溶液顯堿性。因此，溶液中的c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)。又因?yàn)槿芤簽殡娭行裕瑤щ娏Ｗ拥臐舛汝P(guān)系有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，C項(xiàng)表述的關(guān)系明顯不成立。另外，只要在水溶液中，KW都等于溶液中H＋、OH－濃度的乘積。該題答案為C。3．MOH強(qiáng)堿溶液和等體積、等濃度的HA弱酸溶液混合后，溶液中有關(guān)離子的濃度應(yīng)滿足的關(guān)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－)答案C解析MOH強(qiáng)堿溶液和等體積、等濃度的HA弱酸溶液混合，二者恰好發(fā)生反應(yīng)，生成強(qiáng)堿弱酸鹽MA：MOH＋HA=MA＋H2O，MA中弱酸根離子A－發(fā)生水解：A－＋H2OHA＋OH－，導(dǎo)致溶液顯堿性，則有c(OH－)>c(H＋)；據(jù)溶液中電荷守恒關(guān)系有c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，從而推知c(M＋)>c(A－)。知識(shí)點(diǎn)二離子共存4．向某無(wú)色溶液中加入鐵粉能產(chǎn)生大量H2，則該溶液中可能含有的能大量共存的離子組是()A．Na＋、Ca2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)B．Fe3＋、K＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)C．Cu2＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．K＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)答案D解析向無(wú)色溶液中加入鐵粉能產(chǎn)生大量的H2，說(shuō)明該溶液為強(qiáng)酸性溶液。此時(shí)，若A項(xiàng)中的NOeq\o\al(－,3)大量共存，則H＋和NOeq\o\al(－,3)形成的HNO3可以被鐵還原成NOx，無(wú)H2放出；B項(xiàng)中的兩種離子Fe3＋、HCOeq\o\al(－,3)可發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能在溶液中大量共存且Fe3＋的溶液為淺黃色的溶液；C項(xiàng)中含Cu2＋的溶液為藍(lán)色。綜上所述，答案為D。5．下列微粒在溶液中能大量共存的是()A．Na＋、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)B．Fe3＋、K＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)C．Al3＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、AlOeq\o\al(－,2)D．Ca2＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)答案A6．下列各組離子中，在溶液里能大量共存，且溶液為無(wú)色透明的是()A．NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、Al3＋、Cl－B．Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋C．Na＋、MnOeq\o\al(－,4)、K＋、SOeq\o\al(2－,4)D．Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Al3＋答案A練基礎(chǔ)落實(shí)1．在FeCl3和Fe2(SO4)3的混合溶液中，若不計(jì)Fe3＋的水解，當(dāng)溶液中c(Fe3＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))時(shí)，下列判斷正確的是()A．c(Fe3＋)>c(Cl－)B．c(SOeq\o\al(2－,4))>c(Cl－)C．c(SOeq\o\al(2－,4))<c(Cl－)D．FeCl3和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量相等答案D解析根據(jù)溶液中電荷守恒可得：3c(Fe3＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(Cl－)；由于c(Fe3＋)＝c(SOeq\o\al(2－,4))，代入得c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(Fe3＋)＝c(Cl－)，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)c(SOeq\o\al(2－,4))＝c(Cl－)，可得FeCl3和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量相等，故D項(xiàng)正確。2．下列各組離子在溶液中能大量共存的是()A．Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－、K＋B．Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)、Na＋C．Fe2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、S2－D．Fe3＋、SCN－、Na＋、COeq\o\al(2－,3)答案A解析B組中Al3＋與AlOeq\o\al(－,2)或HCOeq\o\al(－,3)能發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能共存；C組中Fe2＋與S2－生成FeS沉淀而不能共存；D組中Fe3＋與SCN－因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存，另外Fe3＋與COeq\o\al(2－,3)能發(fā)生雙水解反應(yīng)也不能共存。3．用0.10mol·L－1的鹽酸滴定0.10mol·L－1的氨水，滴定過(guò)程中不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()A．c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)，c(OH－)>c(H＋)B．c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，c(OH－)＝c(H＋)C．c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))，c(OH－)>c(H＋)D．c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))，c(H＋)>c(OH－)答案C解析溶液中不可能出現(xiàn)陰離子均大于陽(yáng)離子的情況，不遵循電荷守恒，故C項(xiàng)錯(cuò)；A項(xiàng)為氨水過(guò)量較多的情況；B項(xiàng)為氨水適當(dāng)過(guò)量；D項(xiàng)為氨水不足或恰好中和。4．在25℃時(shí)，將pH＝11的NaOH溶液與pH＝3的CH3COOH溶液等體積混合后，下列關(guān)系式中正確的是()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－)答案D解析pH＝11的NaOH溶液中c(NaOH)＝c(OH－)＝10－3mol·L－1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c(H＋)＝10－3mol·L－1，c(CH3COOH)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10－3mol·L－1。兩者等體積混合后，形成CH3COOH與CH3COONa混合液，且c(CH3COOH)遠(yuǎn)大于c(CH3COONa)，溶液呈酸性，電荷恒等關(guān)系為c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，離子濃度大小順序?yàn)閏(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。5．下列各溶液中，粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()A．0.1mol·L－1Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)B．0.1mol·L－1NH4Cl溶液：c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)C．向醋酸鈉溶液中加入適量醋酸，得到酸性的混合溶液：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)D．向硝酸鈉溶液中滴加稀鹽酸得到pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))＋c(Cl－)答案A解析在0.1mol·L－1Na2CO3溶液中，存在如下平衡：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，H2OH＋＋OH－，根據(jù)電荷守恒有：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))；根據(jù)物料守恒有：c(Na＋)＝2c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))＋2c(H2CO3)，綜合上述兩式可得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)。在0.1mol·L－1NH4Cl溶液中，NHeq\o\al(＋,4)發(fā)生水解，故c(NHeq\o\al(＋,4))<c(Cl－)。醋酸鈉和醋酸的酸性混合溶液中，存在關(guān)系c(H＋)>c(OH－)，根據(jù)電荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，則c(CH3COO－)>c(Na＋)，因此溶液中的離子濃度關(guān)系為c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。硝酸鈉與稀鹽酸得到pH＝5的混合溶液，硝酸鈉不發(fā)生水解，忽略水的電離，根據(jù)電荷守恒則有c(Na＋)＝c(NOeq\o\al(－,3))。練方法技巧6．某酸式鹽NaHY的水溶液c(OH－)>c(H＋)，下列敘述正確的是()A．H2Y的電離方程式：H2Y2H＋＋Y2－B．HY－的水解方程式：HY－＋H2OH3O＋＋Y2－C．該酸式鹽溶液中離子濃度關(guān)系：c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)D．該酸式鹽溶液中離子濃度關(guān)系：c(Na＋)>c(Y2－)>c(HY－)>c(OH－)>c(H＋)答案C解析H2Y是弱酸，分步電離，所以A項(xiàng)一步電離是錯(cuò)誤的；依題意，它的酸式鈉鹽溶液呈堿性，說(shuō)明HY－以水解為主，HY－＋H2OH2Y＋OH－，B項(xiàng)不正確；溶液中存在：NaHY=Na＋＋HY－，HY－＋H2OH2Y＋OH－，c(Na＋)>c(HY－)>c(OH－)>c(H2Y)>c(H＋)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，根據(jù)HY－水解程度大于電離程度，離子濃度大小有：c(Na＋)>c(HY－)>c(H2Y)>c(Y2－)。本題關(guān)鍵是NaHY水溶液呈堿性，即NaHY的水解程度大于電離程度。7．下列各種情況下一定能大量共存的離子組為()A．pH＝7的溶液中：Fe3＋、Cl－、Na＋、NOeq\o\al(－,3)B．水電離出的c(H＋)＝1×10－3mol·L－1的水溶液中Na＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－、K＋C．pH＝1的水溶液中NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)D．Al3＋、HCOeq\o\al(－,3)、I－、Ca2＋答案C解析A中由于Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，所以有Fe3＋大量存在的溶液一定為酸性；B中因?yàn)橛伤婋x出的c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，此時(shí)溶液可能顯酸性，COeq\o\al(2－,3)在酸性溶液中不能大量共存；C中因NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋均使溶液呈酸性，C符合題意；D中發(fā)生Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑的雙水解反應(yīng)。本題考查離子共存，看清楚題干中的條件。8．已知在0.1mol·L－1的NaHSO3溶液中有關(guān)微粒濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na＋)>c(HSOeq\o\al(－,3))>c(SOeq\o\al(2－,3))>c(H2SO3)。(1)該溶液中c(H＋)________c(OH－)(填“>”、“<”或“＝”)，簡(jiǎn)述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)現(xiàn)向NH4HSO3溶液中，逐滴加入少量含有酚酞的NaOH溶液，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)>HSOeq\o\al(－,3)H＋＋SOeq\o\al(2－,3)，HSOeq\o\al(－,3)＋H2OH2SO3＋OH－，由已知條件知電離程度大于水解程度，故c(H＋)>c(OH－)(2)紅色逐漸變淺直至變?yōu)闊o(wú)色HSOeq\o\al(－,3)＋OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析由溶液中離子濃度大小可判斷NaHSO3溶液顯酸性(電離大于水解)，則c(H＋)＞c(OH－)'。當(dāng)加入少量含有酚酞的NaOH溶液后，OH－＋HSOeq\o\al(－,3)=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O，則紅色逐漸變淺，甚至褪去。練綜合拓展9．已知某溶液中存在OH－、H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－四種離子，某同學(xué)推測(cè)其離子濃度大小順序有如下四種關(guān)系：①c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)②c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋)③c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)④c(Cl－)>c(H＋)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(OH－)填寫(xiě)下列空白：(1)若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，則該溶質(zhì)是________，上述四種離子濃度的大小順序?yàn)開(kāi)_______(填序號(hào))。(2)若上述關(guān)系中③是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為_(kāi)_______；若上述關(guān)系中④是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為_(kāi)___________________________________________________________。(3)若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中c(H＋)和堿中c(OH－)的關(guān)系為c(H＋)______c(OH－)。答案(1)NH4Cl①(2)NH4Cl和NH3·H2ONH4Cl和HCl(3)小于大于解析(1)若溶液只有一種溶質(zhì)，該溶質(zhì)為NH4Cl，因NHeq\o\al(＋,4)水解溶液呈酸性，離子濃度的大小關(guān)系為c(Cl－)>c(NHeq\o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)。(2)因?yàn)閏(OH－)>c(H＋)、c(NHeq\o\al(＋,4))>c(Cl－)，所以溶液中除含有NH4Cl外，還必須含有NH3·H2O。若c(Cl－)>c(H＋)>c(NHe