资源简介

第2课时 溶液中粒子浓度大小的比较(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：溶液中粒子浓度大小比较的理论依据和守恒关系
[例题1]：
(1)常温下，Ka(HCOOH)>Ka(CH3COOH)，浓度均为0.1 mol·L-1CH3COONa和HCOONa溶液中阳离子的物质的量浓度之和何者大？
(2)常温下0.10 mol·L-1NH4Cl溶液 pH约为5，则该溶液中由水电离出来的c(OH-)为多少？c(NH4+) + c(NH3 H2O) 等于多少？
[答案] (1)前者小于后者。(2) 10-5mol·L-1，0.10 mol·L-1
1．两个理论依据： 。
2．三个守恒关系
①电荷守恒： 。
②物料守恒： 。
③质子守恒： 。
[例题2] 0.10mol·L-1 CH3COOH溶液中各粒子浓度的浓度关系：
(不含H2O) 。
[答案] c(CH3COOH) >c(H＋) >c(CH3COO－) >c(OH－)
[练习1] 0.10mol·L-1 H3PO4溶液中各离子浓度的浓度关系：
。
[答案] c(H＋)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
[例题3] 0.10 mol·L-1(NH4) 2SO4溶液中离子浓度关系：
物料守恒：___________________________________________
电荷守恒：_____________________________________
质子守恒：_____________________________________
各离子浓度大小关系：_________________________________________________
[答案] c(H+)+ c(NH)=c(OH-)+2 c(SO42－)；
c(NH3·H2O)+ c(NH)=2 c(SO42－)；
c(H+)=c(OH-) +c(NH3·H2O)；
c(NH) >c(SO42－) >c(H＋)>c(OH－)
[练习2] 0.10 mol·L-1CH3COONa溶液中离子浓度关系：
物料守恒：___________________________________________
电荷守恒：_____________________________________
质子守恒：_____________________________________
各离子浓度大小关系：_________________________________________________
[答案] c(Na+) = c(CH3COO-) + c(CH3COOH) ；
c(Na+) +c(H+)= c(CH3COO-) + c(OH－)；
c(OH-)=c(H+) + c(CH3COO－)；
c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－) >c(H＋)
[例题4] 0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH＞7，溶液中离子浓度关系：
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：___________________________________________
质子守恒：_____________________________________
各离子浓度大小关系：_________________________________________________
[答案] 1/2c(Na+) = c(HCO3—)+ c(CO32—)+ c(H2CO3)；
c(Na+) + c(H+)= c(HCO3—)+ 2c(CO32—)+ c(OH—)；
c(HCO3—)+ c(H2CO3) + c(H+)= c(OH—)；
c(Na＋)＞c(CO)＞c(OH－) ＞c(HCO)
[例题5] 0．10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH＞7，溶液中离子浓度关系：
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：___________________________________________
质子守恒：_____________________________________
各离子浓度大小关系：_________________________________________________
[答案] c(Na+) = c(HCO3—)+ c(CO32—)+ c(H2CO3)；
c(Na+) + c(H+)= c(HCO3—)+ 2c(CO32—)+ c(OH—)；
c(H2CO3) + c(H+)- c(CO32—)= c(OH—)；
c(Na＋)＞c(HCO)＞c(H2CO3)＞c(CO)
[练习3] 0．10 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH＜7，溶液中离子浓度关系：
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：___________________________________________
质子守恒：_____________________________________
各离子浓度大小关系：_________________________________________________
[答案] c(Na+) = c(HSO3—)+ c(SO32—)+ c(H2SO3)；
c(Na+) + c(H+)= c(HSO3—)+ 2c(SO32—)+ c(OH—)；
c(H2SO3) + c(H+)- c(SO32—)= c(OH—)；
c(Na＋)＞c(HSO)＞c(SO)＞c(H2SO3)
活动二：重难点突破
[例题6]常温下，等浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液，pH<7，溶液中粒子浓度关系：
粒子浓度大小关系：________________________________________________
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：_____________________________________
质子守恒：_____________________________________
[答案] c(CH3COO－)>c(Na＋)> c(CH3COOH)> c(H＋)；
2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)；
c(CH3COOH)＋2c(H＋)= c(CH3COO－)+ 2c(OH－)
[练习4]常温下，等浓度、等体积的NH4Cl和NH3·H2O混合溶液，pH>7，溶液中粒子浓度关系：
各粒子浓度大小关系：_____________________________________
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：_____________________________________
质子守恒：_____________________________________
[答案] c(NH)＞c(Cl-)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)>c(H＋)；
2c(Cl-) =c(NH3·H2O)+ c(NH)；
c(H+)+ c(NH)=c(OH-)+ c(Cl-)；
c(NH)＋2c(H＋)= c(NH3·H2O)+ 2c(OH－)
[例题7]常温下，等浓度、等体积的HCN、NaCN混合溶液，pH>7，溶液中粒子浓度关系：
粒子浓度大小关系：________________________________________________
物料守恒：_____________________________________
电荷守恒：_____________________________________
质子守恒：_____________________________________
[答案] c(HCN)>c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)；
2c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)；
c(HCN)＋2c(H＋)= c(CN－)+ 2c(OH－)
[例题8]浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2SO4　②(NH4)2CO3③NH4Al(SO4)2　④NH4HCO3溶液，NH的物质的量的浓度由大到小的顺序为 。
[答案] ①＞②＞③＞④
[归纳总结]溶液中粒子浓度大小关系的分析方法：判反应是否、写平衡、列等式、分主次。
活动三：巩固提升
1．按要求填空：
(1) CH3COOH和NaOH溶液等浓度、等体积混合，溶液中离子浓度大小顺序____________________________________________________。
(2) 相同浓度的下列溶液中：①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中，
c(CH3COO－)由大到小的顺序是______________。
(3) 将0.2 mol·L-1的NH4NO3溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合，混合后溶
液呈碱性，溶液中粒子浓度大小顺序为___________________________________。
2．草酸是二元弱酸，草酸氧钾溶液呈酸性。在0.1mol·L-1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的是 ( )
A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+c(C2O42-) B．c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1 mol·L-1
C．c(C2O42—) ＜c(H2C2O4) D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42—)
3．对下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系表述正确的是 (　 　)
A．CH3COONa和CaCl2混合溶液：
c (Na+) + c(Ca2+) = c(CH3COO-) + c(CH3COOH) +1/2 c(Cl-)
B．25℃将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后：
c(Cl-) = c(NH4+) > c(OH-) = c(H+)
C．Na2S溶液：c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H2S)
D．0.10 mol·L-1 NH4Cl溶液中：c(Cl-) = c(NH4+) + c(NH3 H2O) + c(OH-)
4． 25 ℃时，有关弱酸的电离平衡常数如下表：
化学式 HCN H2CO3 CH3COOH
电离平衡常数 6.2×10－10 K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11 1.8×10－5
下列有关微粒浓度的说法正确的是 (　　 )
A．pH均为8的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液：c(Na2CO3)>c(NaCN)>c(CH3COONa)
B．浓度均为0.1 mol·L-1 NaHCO3和Na2CO3混合溶液中：
3c(Na＋)＝2c(HCO)＋2c(CO)＋2c(H2CO3)
C．0.2 mol·L-1 HCN溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合所得溶液中：
c(HCN)>c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)
D．浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中：
c(CH3COOH)＋c(H＋)>c(CH3COO－)＋c(OH－)
5．室温下，将两种浓度均为0.1 mol·L-1 的溶液等体积混合，若溶液混合引起的体积变化可忽略，下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 (　　)
A．NaHCO3－Na2CO3混合溶液(pH＝10.30)：c(Na＋)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(OH－)
B．氨水－NH4Cl混合溶液(pH＝9.25)：c(NH)＋c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)
C．CH3COOH－CH3COONa混合溶液(pH＝4.76)：
c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)
D．H2C2O4－NaHC2O4混合溶液(pH＝1.68，H2C2O4为二元弱酸)：
c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)
6．室温下，通过下列实验探究FeCl3水解反应的条件。
［Fe3+(黄色)＋3H2O Fe(OH)3(红褐色)＋3H+]
实验序号 实验操作 实验现象
1 将FeCl3溶液加热片刻 溶液颜色变深
2 向FeCl3 溶液中通入少量HCl气体 溶液颜色变浅
3 向FeCl3溶液中加入少量(NH4)2SO4固体 溶液颜色变浅
4 向FeCl3溶液中加入少量NaHCO3固体
(1)实验1中FeCl3溶液中离子浓度由大到小顺序 。
(2)写出FeCl3水解反应：Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H+平衡常数表达式K= 。
加热，平衡常数K (填偏大、偏小、不变)
(3)实验3得到的溶液中有3c(Fe3+)+c(H+) c(NH3·H2O)+c(Cl-)+c(OH-)
(填=、＞、＜)
(4)实验4反应现象 ，
反应的离子方程式为 。
7．某二元酸(化学式用H2A表示) 在水中的电离方程式是：
H2A==H++HA；HA－H++A2－ 回答下列问题：
(1) Na2A溶液显 (填“酸性”，“中性”，或“碱性”) 。
理由是： (用离子方程式表示)
(2)在0.1mol·L－1的Na2A溶液中，下列微粒浓度关系式正确的是： 。
A. c(A2－) +c( HA－)+c( H2A) =0.1mol·L-1 B. c(OH－)=c(H+) +c( HA－)
C. c(Na+ )+ c(H+) =c(OH－)+ c( HA－)+2c(A2－) D. c(Na+ )= 2c(A2－) +2c( HA－)
(3)已知0.1mol·L－1NaHA溶液的pH=2，则0.1mol·L-1 H2A溶液中氢离子的物质的量
浓度可能是 0.11 mol·L－1(填“<”，“>”，或“=”) ，理由是： 。
(4) 0.1mol·L－1 NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是： 。
[参考答案]
1．(1) c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－) >c(H＋)
(2) ②>①>③ (3) c(NO)>c(NH)＞c(Na＋)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)>c(H＋)
2．D
3． A
解析：A．CH3COONa和CaCl2混合溶液中溶质存在物料守恒，c(Na+) =c(CH3COO-) +c(CH3COOH) ，2c(Ca2+) =c(Cl-) ，CH3COONa和CaCl2混合溶液中CH3COONa和CaCl2混合溶液中醋酸钠和氯化钙的量不知，不能合并物料守恒，故A正确；B．将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后一水合氨是弱电解质，又电离出铵根离子和氢氧根离子，溶液显碱性，c(NH4+) >c(Cl-) >c(OH-) >c(H+) 故B错误；C．硫离子水解显碱性，存在两步水解，两步水解均产生OH-，则c(OH-) ＞c(HS-) ，以第一步为主，则浓度关系为c(Na+) ＞c(OH-) ＞c(HS-) ＞c(H2S) 故C错误；D．在25℃100 mL NH4Cl溶液中存在物料守恒c(Cl-) = c(NH4+) + c(NH3 H2O) ，故D错误；故选C．
4．C
解析：由表格中的数据可知，水解程度：CO> CN－>CH3COO－，当三者pH相等时，溶液浓度为c(Na2CO3)＜c(NaCN)＜c(CH3COONa)，A错误；根据溶液中的物料守恒式可知2c(Na＋)＝3c(HCO)＋3c(CO)＋3c(H2CO3)，B错误；C中两溶液混合后溶液中的溶质为等浓度的HCN和NaCN，根据HCN的电离平衡常数可知HCN的电离程度比CN－的水解程度小,C正确；溶液中的电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，根据CH3COOH的电离平衡常数可知CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度,即c(CH3COO－)>c(Na＋)＞c(CH3COOH),则c(CH3COOH)＋c(H＋ ) 5．D
解析：等浓度混合的NaHCO3和Na2CO3混合溶液显碱性，水解程度：CO＞HCO，HCO的水解程度大于电离程度，则c(Na＋)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)，A错误；等浓度的NH4Cl、NH3·H2O混合溶液(pH＝9.25＞7)，则NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，则有c(NH)>c(Cl－)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－) ＞c(H＋)，根据电荷守恒：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) ，因为c(Cl－)>c(NH3·H2O)，则c(NH)＋c(H＋)＞c(NH3·H2O)＋c(OH－)，B错误；等浓度的CH3COOH、CH3COONa混合溶液(pH＝4.76＜7)，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，则有c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)，C错误；等浓度的H2C2O4和NaHC2O4混合溶液中电荷守恒：①c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，物料守恒：②2c(Na＋)＝c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)，①－②可得c(H＋)＋c(H2C2O4)＝c(Na＋)＋c(C2O)＋c(OH－)，D正确。
6．(1) c(Cl-)>c(Fe3+)> c(H+)> c(OH-)
(2) k= c3(H＋)/ c(Fe3+)，变大
(3) =，实验3得到的溶液中存在电荷守恒：3c(Fe3+)+c(H+)+c(NH)= c(Cl-)+c(OH-)+2c(SO)，存在物料守恒：c(NH3·H2O)+c(NH)=2c(SO)，联立可得：3c(Fe3+)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(Cl-)+c(OH-)，
(4) 红褐色沉淀和无色气体， Fe3++3 =Fe(OH)3↓+3CO2↑
7．(1) 碱性 A2－+H2OHA－+OH－ (2) BCD (4) < H2A第一步电离产生的H+，抑制了HA-的电离 (5) (Na+ )> c(HA-)> c(H+)> c(A2-)> c(OH- )
解析：由于“H2A==H++HA；HA－H++A2－”，因此在NaHA溶液中仅存在HA－H++A2－电离情况，没有HA－的水解过程。在H2A溶液中H2A第一步电离产生的H+，抑制了HA-的电离。
二、教学建议
1．让学生在理解电离平衡、水解平衡理论基础上，把握三种守恒，明确等量关系，构建思维基点。
2．在江苏新高考中《溶液中粒子浓度大小关系》题型考查比重减少，教学时要控制好难度。让学生熟悉三大题型，帮助构建思维模式，同时影响溶液中粒子浓度大小的影响因素很多，解题时需要综合考虑。
三、情景素材
1．泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器中的两种主要药品是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。当两种溶液混合后可发生互相促进的水解反应，使水解反应趋于完成。总化学方程式：Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑。
泡沫灭火器使用方法：泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应。当需要泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体。除了两种反应物外，灭火器中还加入了一些发泡剂。打开开关，泡沫从灭火器中喷出，覆盖在燃烧物品上，使燃着的物质与空气隔离，并降低温度，达到灭火的目的。
2．缓冲溶液
当往某些溶液中加入一定量的酸和碱或加少量水稀释时,这类溶液的pH值基本保持不变，这样的溶液叫做缓冲溶液。在生化研究工作中，常常要用到缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。研究工作的溶液体系pH值的变化往往直接影响到我们工作的成效。如果提取酶实验体系的pH值变化或变化过大，会使酶活性下降甚至完全失活。
缓冲溶液主要类型：
a、弱酸和它的盐(如HAc与NaAc) ；
b、弱碱和它的盐(如NH3·H2O与NH4Cl) ；
c、多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐(如NaH2PO4与Na2HPO4) 。
1

展开更多......

收起↑