第10讲-追踪去向:溶液中的三大守恒及其应用(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

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第10讲-追踪去向:溶液中的三大守恒及其应用(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

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一、考向分析(首行缩进2个汉字,五号,黑体)
1.考查频率及呈现形式
在2025年各地市的高考题中三大守恒及其应用的考查频率还是非常高的,主要出现在选择题中,以文字叙述或图文结合的形式出现,统计如下:
卷别 呈现形式 考查内容
电荷守恒 物料守恒 质子守恒 守恒关系助力不等式关系
2025年广东卷 文字叙述 √ √
2025年黑吉辽 图文结合 √ √ √
2025年河南卷 图文结合 √
2025年江苏卷 文字叙述 √ √ √
2025年安徽卷 图文结合 √ √ √ √
2025年甘肃卷 图文结合 √ √ √
2025年云南卷 图文结合 √ √
2.考向分析
判断电解质溶液中粒子浓度关系是近几年高考的重点及难点题型,多以选择题的形式呈现。从出题方式来看,近几年的命题新趋势表现为以图像为载体,结合弱电解质电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡中的粒子间的转化,分析某点或某条件时粒子的浓度关系,考查“守恒关系与粒子浓度比较相结合”、“守恒关系与图像分析相结合”,题目综合性强、难度大且常考常新。
想要攻克这类题目,要求学生巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系,熟练掌握并灵活运用三大守恒关系,提升图像的识别和辨析能力。
二、知识重构
1、电荷守恒(溶液呈电中性)
概念:在电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液均呈电中性,即阳离子所带正电荷数总数等于阴离子所带负电荷数总数。
书写方法:
特点:不出现分子
例1:写出0.1mol/LNa2S溶液中的电荷守恒
电离: Na2S = 2Na+ + S2- H2O H++ OH-
水解: S2- + H2O HS-+ OH- HS-+ H2O H2S+ OH-
阳离子 Na+、H+
阴离子 S2- 、 HS-、OH-
电荷数关系: N(Na+)+ N(H+) = 2N(S2-)+ N(HS-) + N(OH- )
同一溶液,体积相同 c(Na+)+ c(H+) = 2c(S2-)+ c(HS-) + c(OH- )
例2:写出0.1mol/L NaHCO3溶液中的电荷守恒
电离:HC C + H+ H2O H++ OH-
水解:HC + H2O H2CO3+ OH-
阳离子 Na+、H+
阴离子 HC 、 C、OH-
电荷守恒式:c(Na+) + c(H+) = 2c(C)+ c(HC ) +c(OH- )
2、物料守恒(元素守恒或原子守恒)
概念:在电解质溶液中,由于某些离子发生电离或者水解,导致某些离子的存在形式发生变化,但是该离子中所含的某种原子在变化前后数目是不变的。即某一元素的初始浓度等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。
书写方法:
特点:不出现H+或OH-
例1:写出0.1mol/L Na2S溶液中的物料守恒
第一步:电离: Na2S = 2Na+ + S2- n(Na+ )=2n( S2-)
第二步:找全S2-在溶液中的存在形式: S2- 、HS- 、H2S
第三步:写物料守恒式:c(Na+) = 2[c(S2-)+ c(HS-) +c(H2S)]
例2:写出浓度分别为0.1mol/L NaCN和HCN的混合溶液中的物料守恒
电离:NaCN = Na++ CN- HCNH++ CN-
水解:CN- +H2OH++ CN-
c(Na+) = 0.1mol/L c(HCN) + c(CN-) = 0.2mol/L
物料守恒式:2c(Na+) = c(HCN) + c(CN-)
3、质子守恒
概念:在电解质溶液中由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,溶液中分子或离子得到质子(H+)的总数 = 失去质子(H+)的总数。
书写方法一: 得H+ =失H+ (基准物法)
特点:既出现分子也出现H+或OH-
例1:写出0.1mol/L Na2S溶液中的质子守恒
书写方法二: 电荷守恒和物料守恒推导
例2:写出0.1mol/L NaHCO3溶液中的质子守恒
电荷守恒:c(Na+) + c(H+) = 2c(C)+ c(HC) +c(OH- )
物料守恒:c(Na+) = c(C)+ c(HC) +c(H2CO3),叠加消掉c(Na+)
质子守恒式:c(OH-) = c(H+)+ c(HS-) +2c(H2S)
三、重温经典
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
【例1】(2025黑吉辽内蒙古卷,4节选)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
D. 100mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1 NA
解析:ClO 在水中会部分水解为HClO ,故ClO-与HClO数目之和为0.1NA,D错误。
【例2】(广东卷,10节选)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
C.在1L 0.1mol/L的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1 NA
解析:N原子守恒:0.1mol=n(N+n(NH3 H2O),溶液中N的数目小于0.1 NA,C错误。
【例3】(2025广东卷,12节选)CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]-和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含[CuCl2]-和[CuCl3]2-的溶液,下列叙述正确的是( )
D.体系中,c(Cu+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c([CuCl2]-)+ c([CuCl3]2-)+c(OH-)
解析:[CuCl3]2-微粒带2个负电荷,因此正确的电荷守恒:c(Cu+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c([CuCl2]-)+ 2c([CuCl3]2-)+c(OH-),D错误
【例4】(2025江苏卷,12节选)室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物),用过量的浓的H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如题12图所示:下列说法正确的是( )
已知:Ka(HSO4- )=1.2×10-2、Ka1(H2SO3)=1.2×10-2、Ka2(H2SO3)=6.0×10-8。
A.较浓的H2SO4溶液中:c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)
解析:浓H2SO4溶液中存在:H2SO4=H++HS,HSH++ S
所以浓的H2SO4溶液中存在的电荷守恒方程式为: c(H+)=c(HS )+2c()+c(OH-)
C.(NH4)2C2O4溶液中:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H2C2O4)+c(HC2O4- )+c(H+)
解析:法一 直接书写
可得质子守恒式为:c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(H+),C错误。
法二 叠加电荷守恒和物料守恒
电荷守恒:c(N)+c(H+)=2c(C2)+ c(HC2O4-)+ c(OH-)
物料守恒:c(N)+ c(NH3·H2O) =2[c(C2)+ c(HC2O4-)+ c(H2C2O4)]
叠加消掉c(N)可得质子守恒式为:c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(H+),C错误。
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
【例5】(2025甘肃卷,14节选)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
在25℃时,在100mL 0.01mol·L-1 +NH3CH2COOH ·Cl-溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是( )
D. c点处2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
解析:c点时,加入的NaOH物质的量是+NH3CH2COOH ·Cl-的2倍,得到正盐NH2CH2COO-和NaCl。
法一 直接书写
因此质子守恒式为: 2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
法二 叠加电荷和物料守恒式
电荷守恒: c(+NH3CH2COOH)+ c(Na+) + c(H+)= c(NH2CH2COO-)+ c(Cl-) + c(OH-)
物料守恒: c(Na+) = c(NH2CH2COO-)+c( +NH3CH2COO-)+c(+NH3CH2COOH)+ c(Cl-)
叠加可得质子守恒式为: 2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
【例6】(2025云南卷,14节选) 甲醛法测定反应原理为4+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:
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
解析:c点时, NaOH过量5 mL,溶液中的溶质为(CH2)6N4、NaCl、NaOH,根据电荷守恒可得:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-), c(Na+)>c(Cl-),因此c[(CH2)6N4H+]+c(H+) < c(OH-)。
【例7】(2024湖南卷,13节选)常温下,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL 0.10mol/L NaOH 溶液溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
B.M点:2c(OH-)= c(Na+)+ c(H+)
解析:M点时,溶液中的电荷守恒式为:
c(HCOO-)+ c(OH-) = c(Na+)+ c(H+)且 c(HCOO-)= c(OH-) ,因此2c(OH-)= c(Na+)+ c(H+),B正确。
C.当V(HCOOH) = 10ml时, c(OH-)= c(H+) +2c(HCOOH)+ c(HCOO-)
解析: V(HCOOH) = 10ml时,溶液中的溶质NaOH和HCOONa且物质的量之比为1:1。
电荷守恒:c(HCOO-)+ c(OH-) = c(Na+)+ c(H+)
物料守恒:2 [c(HCOO-)+ c(HCOOH) ] = c(Na+)
因此质子守恒式为: c(OH-)= c(H+)+2c(HCOOH)+ c(HCOO-)
常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例8】(2025黑吉辽内蒙古卷,15节选)室温下,将0.1molAgCl置于0.1mol·L-1NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2: NH4+的水解常数Kh(NH4+)=10-9.25。下列说法错误的是( )
B. D点:c(NH4+)- c(OH-)>0.1- c(H+)
解析:随着溶液的碱性的增强,NH3 的浓度增加至最大,Ag+逐渐由[Ag(NH3)]+转化为[Ag(NH3)2]+,因此曲线Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+。
法一 分析溶液中微料浓度关系
D点时,c(NH4+) < 0.1mol·L-1 ,pH=7.02, c(OH-)>c(H+),因此c(NH4+)- c(OH-) < 0.1- c(H+)
法二 电荷守恒和物料守恒叠加
电荷守恒:c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+)+ c(Ag+) +c(H+) +c(NH4+)+ xc(Rx+)= c()+ c(OH-) +c(Cl-)
物料守恒: c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+) + c(Ag+) = c(Cl-)
联立可得: c(H+) +c(NH4+)+ xc(Rx+) = c()+ c(OH-),即 c(NH4+) + xc(Rx+) - c(OH-)= 0.1 - c(H+) ,因此c(NH4+)- c(OH-) < 0.1- c(H+)
【例9】(2025河南卷,14节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+ 两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10- 2 mol·L-1。
D. 时,c(HY+) > c(H2Y2+)>c(Y)
解析:当-lg[c(Y)]=3.00mol·L-1时,c(Ag+)=10-5.01,可认为Ag+沉淀完全且[AgY]+=[AgY2]+,浓度均为0.5×10-3 mol·L-1则对Y的进行物料守恒分析:
c(HY+)+c(H2Y2+)+c(Y)= 1.15×10-2-0.5×10-3-2×0.5×10-3= 1.0×10- 2,此时Y的分布分数为10%,由图2可知c(HY+) >c(Y)> c(H2Y2+),D错误。
【例10】(2025安徽卷,14节选)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。 25℃时,向足量的难溶盐 MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与 pH 的关系如下图所示。
已知 25℃时, Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg2=0.3。下列说法正确的是( )
B. pH= 1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
解析:pH=1.6时,c(H2A)=c(HA-),c(A2-)=10-5.2c(HA-)
电荷守恒:2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒: c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
联立后, c(M2+)+ c(HA-)+c(H+) = c(A2-)+c(OH-) + c(Cl-) ,pH=1.6时,c(H+) > c(OH-), c(HA-) > c(A2-),因此c(Cl-) >c(M2+),B错误。
D. pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
解析:电荷守恒:2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒: c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
叠加消掉c(M2+)可得:c(H+)+ c(HA-)+2c(H2A)= c(OH-)+c(Cl-),因此D错误。
【例11】(2024湖北卷,13节选) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标()为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4,pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1,下列说法错误的是( )
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+] < 2c(C)+c(HC)+c(Cl)
解析:随着pH的增大,说明在向溶液中加碱,该过程中未改变n(Cl),当pH=7时,有PbCO3的沉淀生成,因此n(Pb2+)减小;依据Pb(ClO4)2的物料守恒有:2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[ Pb(CO3)22-] 【例12】(2024福建卷,10节选)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸, Ka1= 10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2)
解析:草酸钙固体滴加稀盐酸,任意c0(HCl)下
均有物料守恒关系c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2) ,故B正确。
D.lgc0(HCl)=-4.1时, 2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) +2 c(HC2) +c(Cl-)
解析:电荷守恒: 2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) + c(HC2)+ 2c(C2) +c(Cl-)
当lgc0(HCl)=-4.1时 ,c(C2O42-)=c(HC2),则存在关系:2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) + 3c(HC2)+ c(Cl-) ,故D错误 。
四、模型建构
小结:
三大守恒 特点
电荷守恒 阴阳离子放两边,带几个电荷系数就配几 有H+有OH-
物料守恒 物料写两边,系数交叉配 无H+无OH-
质子守恒 H+和OH-分两边 ,无强离子,得(失)几个H系数就配几 有H+有OH-
【模型应用】(2024江西卷,13节选)废弃电池中锰可通过浸取回收。某温度下,MnSO4在不同浓度的KOH水溶液中,若Mn(Ⅱ)的分布系数δ与pH的关系如图。下列说法正确的是
C.P点,c(Mn2+)<c(K+)
解析: P点时,δ(Mn2+)=δ(MnOH+)=0.5,此时溶液中含Mn元素微粒只有这两种。
物料守恒: c(Mn2+)+c(MnOH+)=c(S),因为 c(Mn2+)=c(MnOH+), 代入物料守恒式可得:2c(Mn2+)=c(S);电荷守恒: 2c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(H+)+c(K+) = c(OH-) + 2c(S),
将MnOH+替换为Mn2+,将S替换为Mn2+可得电荷守恒变式: 3c(Mn2+)+c(H+)+c(K+) = c(OH-) + 4c(Mn2+),消掉Mn2+,可得c(H+)+c(K+) = c(OH-) + c(Mn2+),此时pH=10.2,c(H+)<c(OH-),则c(Mn2+)<c(K+),故C正确。
D.Q点,c(S)=2c(MnOH+)+2c(Mn)
物料守恒: c(S)=c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(HMn)+c(Mn) + c[Mn(]
解析: Q点时,由图像可得c(MnOH+)=c(HMn) ,c(Mn)≈ c[Mn(] ,物料守恒变式为 c(SO42-)=c(Mn2+) + 2c(MnOH+) +2c(Mn) ,
故c(SO42-) >2c(MnOH+)+2c(MnO22-),D选项错误。
21.(2024天津卷,5节选)甲胺(CH3NH2)水溶液中存在以下平衡:CH3NH2 +H2O CH3NH3+ + OH-。已知:25℃时,CH3NH2的Kb=4.2x10-4,NH3 H2O的Kb=1.8x10-5。下列说法错误的是
D.0.01mol/L CH3NH2 溶液与相同浓度的CH3NH3Cl溶液以任意比例混合,混合液中存在c(CH3NH2) + c(CH3NH3+) = 0.01mol/L
2.(2024海南卷,6节选)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
B.1L 0.1mol/LNaClO溶液中ClO-的数目为0.1NA
3.(2024吉林卷,4节选)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
B.100ml 0.1mol/LNa2SO3溶液中,SO32-数目为0.01NA
4.(2024广东卷,10节选)NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
B.1.0L 1.0mol/L NH4NO3 溶液中,NH4+数目为NA
5.(2023浙江卷,7节选)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,铵根离子数为0.1NA
6.(2023江苏卷,12节选)室温下,用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如题图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2x10-11,Ka(HF)=6.3x10-4。下列说法正确的是

0.10mol/L NaF溶液中:c(F-)=c(Na+)+c(H+)
C.0.10mol/L NaHCO3溶液中:c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-)
D.“沉锰”后的滤液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
7.(2023湖南卷,12节选)常温下,用浓度为0.0200mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol/L的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
8.(2024山东卷,10节选)常温下Ag(I)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:
Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08mol/L,所有含碳物质的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
D.pH=10时,c(Ag+)=c(CH3COOAg)=0.08mol/L
9.(2024江西卷,13节选)废弃电池中锰可通过浸取回收。某温度下,MnSO4在不同浓度的KOH水溶液中,若Mn(Ⅱ)的分布系数δ与pH的关系如图。下列说法正确的是
已知:Mn(OH)2难溶于水,具有两性;δ(MnOH+)=;
C.P点,c(Mn2+)<c(K+)
D.Q点,c(SO42-)=2c(MnOH+)+2c(MnO22-)
10.(2024福建卷,10节选)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+) = c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)
D.lgc0(HCl)=-4.1时, 2c(Ca2+)+c(H+) =c(OH-) + 2c(HC2O4-) +c(Cl-)
10.(2023福建卷,13节选)25℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37
1.0 mol/LNaHA 溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lgc(Na+),HA-的分布系数 。下列说法错误的是
C. b点:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)= 3c(HA-)+c(OH-)
11.(2024全国新课标,7节选)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。
[比如:]
下列叙述正确的是
A.若酸的初始浓度为 0.10mol/L,则a点对应的溶液中有c(H+)= c(CHCl2COO-) +c(OH-)
12.(2023北京卷,14节选)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。已知:i.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。ii.2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+) c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+) c(CO32-)=Ksp[MgCO3]
[注:起始c(NaCO3)=0.10mol/L,不同pH下c(CO32-)由图1得到]。
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.10mol/L
13.(2023福建卷,13节选)25℃时,某二元酸(H2A)的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37
1.0mol/LNaHA 溶液稀释过程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)与pc(Na+)的关系如图所示。已知pc(Na+)=-lgc(Na+),HA-的分布系数。下列说法错误的是
C. b点:2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)
D.c点:c(Na+)+c(H+)= 3c(HA-)+c(OH-)
试题数量酌情掌握。是高考真题的,请注明题源,各地模拟可以简单注明。
第10讲-追踪去向:溶液中的三大守恒及其应用
1.【详解】D.0.01mol/L CH3NH2溶液与相同浓度的CH3NH3Cl溶液以任意比例混合,由物料守恒得,混合液中存在c(CH3NH2) + c(CH3NH3+) = 0.01mol/L ,D正确;
2.【详解】B.次氯酸根离子为弱酸根离子,水溶液中部分水解生成次氯酸和氢氧根离子,故1L 0.1mol/LNaClO溶液中ClO-的数目小于,B错误;
3.【详解】B. SO32-为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol/L Na2SO3溶液中SO32-数目小于0.01NA,B错误;
4.【详解】B.NH4+在水溶液中发生水解,1.0L 1.0 mol/LNH4NO3 溶液中含NH4+的数目小于NA,B错误;
5.【详解】C.向1L0.1mol/LCH3COOH溶液通氨气至中性,溶液中存在电荷守恒关系:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),中性溶液c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(NH4+),再根据物料守恒:n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1mol,得出铵根离子数小于0.1NA,C不正确;
6.【详解】A.0.10 mol/LNaF溶液中存在电荷守恒:c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+), A错误;C.0.10mol/LNaHCO3溶液中存在质子守恒:c(CO32-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3),故c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-), C正确;D.“沉锰”后的滤液中还存在F-、SO42-等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。
7.【详解】B.a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正确;
8.【详解】D.根据物料守恒,pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,所以c(Ag+)+c(CH3COOAg)<0.08mol/L,D项错误;
9.【详解】C.P点时δ(Mn2+)=δ(MnOH+)=0.5,溶液中含Mn元素微粒只有这两种,根据物料守恒有c(Mn2+)+c(MnOH+)=c(SO42-),且c(Mn2+)=c(MnOH+)①,即2c(Mn2+)=c(SO42-)②,根据电荷守恒有2c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(H+)+c(K+)=2c(SO42-)+c(OH-) ③,将①和②代入③得到c(H+)+c(K+)=c(Mn2+)+c(OH-) ,此时pH=10.2,c(H+)D.Q点时,根据图像溶液中存在,物料守恒:c(SO42-)=c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(HMnO2-) +c(MnO22-)+c[Mn(OH)42-],且c(MnOH+)=c(HMnO2-),c(MnO22-)=c[Mn(OH)42-],则c(SO42-)=c(Mn2+)+2c(MnOH+)+2c(MnO22-) ,故c(SO42-)>2c(MnOH+)+2c(MnO22-) ,故D错误;
10. 【详解】 识图:经分析因此曲线Ⅰ代表C2O42-,曲线Ⅱ代表HC2O4-,曲线Ⅲ代表H2C2O4,据此解题。
B.草酸钙固体滴加稀盐酸,任意c0(HCl)下均有物料守恒关系:c(Ca2+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4), 故B正确;D. 溶液中存在电荷守恒, 2c(Ca2+)+c(H+) =c(OH-)+ c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(Cl-), lgc0(HCl)=-4.1时,c(C2O42-)=c(HC2O4-),则存在关系2c(Ca2+)+c(H+) =c(OH-) + 3c(HC2O4-) +c(Cl-),故D错误;
11. 【详解】根据,初始c0(CHCl2COOH)=0.10mol/L,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则,但a点对应的c(H+)=0.10mol/L,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,
c(H+)>c(CHCl2COO-) +c(OH-),B错误;
12.【详解】C.从图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物料守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.10mol/L
,C项错误;
13. 【详解】C.b点, δ(HA-)=0.70,δ(H2A)=δ(A2-)=0.15,即c(H2A)=c(A2-),根据物料守恒有,c(A2-)+c(H2A)+c(HA-)=c(Na+) ,故2c(H2A)+c(HA-)=c(Na+)选项C正确;D.c点:δ(HA-) =δ(A2-),故c(HA-)=c(A2-)根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+ c(HA-)+c(OH-) ,故c(Na+) + c(H+)=3 c(HA-)+c(OH-),选项D正确;
注意:
(1)在中文字体设置完成后,全选文档,设置西文为新罗马。
文中的化学式,一定要用英文半角的括号,不要用中文括号;其余的小括号,一律用中文半角的括号。
(2)阿拉伯数字后面,要用英文的圆点(半角),不要用顿号。填空题的横线结束,要有标点。
(3)文中的数字序号和选项的字母,不要使用自动生成的,要自己输入,以后方便编辑。不同级别的序号,均另起行。
(4)文中各种符号的编写,如方程式中的反应条件、可逆符号、分数等,建议参照附件4,使用域代码(使用方法可以百度:选中,shift+F9可以查看并编辑,再次按shift+F9显示结果)。
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新高考化学二轮重点专题30讲2026版
第10讲-溶液中的三大守恒及其应用
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
卷别 呈现形式 考查内容
电荷守恒 物料守恒 质子守恒 守恒关系助力不等式关系
2025年广东卷 文字叙述 √  √     
2025年黑吉辽 图文结合 √  √     √
2025年河南卷 图文结合   √      
2025年江苏卷 文字叙述 √  √  √   
2025年安徽卷 图文结合 √  √  √  √ 
2025年甘肃卷 图文结合 √  √  √   
2025年云南卷 图文结合 √      √ 
2024年湖北卷 图文结合   √    √ 
2024年湖南卷 图文结合 √  √  √   
2024年福建卷 图文结合 √  √     
考点统计
考向分析,靶向发力
判断电解质溶液中粒子浓度关系是近几年高考的重点及难点题型,多以选择题的形式呈现。从出题方式来看,近几年的命题新趋势表现为以图像为载体,结合弱电解质电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡中的粒子间的转化,分析某点或某条件时粒子的浓度关系,考查“守恒关系与粒子浓度比较相结合”、“守恒关系与图像分析相结合”,题目综合性强、难度大且常考常新。
想要攻克这类题目,要求学生巧妙利用平衡观念和守恒思想建立起等量关系,熟练掌握并灵活运用三大守恒关系,提升图像的识别和辨析能力。
知识重构
PART 02
02
知识重构,构建体系
一、电荷守恒(溶液呈电中性)
概念:在电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液均呈电中性,即阳离子所带正电荷数总数等于阴离子所带负电荷数总数。
书写方法:
特点:不出现分子
知识重构,构建体系
例1:写出0.1mol/L Na2S溶液中的电荷守恒
电离: Na2S = 2Na+ + S2-
H2O H+ + OH-
水解:S2- + H2O HS-+ OH-
HS- + H2O H2S+ OH-
阳离子 Na+、H+
阴离子 S2- 、 HS-、OH-
电荷数关系: N(Na+)+ N(H+) = 2N(S2-)+ N(HS-) + N(OH- )
同一溶液,体积相同 c(Na+)+ c(H+) = 2c(S2-)+ c(HS-) + c(OH- )
一、电荷守恒(溶液呈电中性)
例2:写出0.1mol/L NaHCO3溶液中的电荷守恒
电离:HC C + H+
H2O H+ + OH-
水解:HC + H2O H2CO3+ OH-
阳离子 Na+、H+
阴离子 HC 、 C、OH-
c(Na+) + c(H+) = 2c(C)+ c(HC ) +c(OH- )
知识重构,构建体系
二、物料守恒(元素守恒或原子守恒)
概念:在电解质溶液中,由于某些离子发生电离或者水解,导致某些离子的存在形式发生变化,但是该离子中所含的某种原子在变化前后数目是不变的。即某一元素的初始浓度等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。
书写方法:
特点:不出现H+或OH-
知识重构,构建体系
二、物料守恒(元素守恒或原子守恒)
例1:写出0.1mol/L Na2S溶液中的物料守恒
例2:写出浓度分别为0.1mol/L NaClO和HClO的混合溶液中的物料守恒
电离: Na2S = 2Na+ + S2-
n(Na+ )=2n( S2-)
第一步:
第二步:
找全S2-在溶液中的存在形式: S2- 、HS- 、H2S
第三步:
写物料守恒式:c(Na+) = 2[c(S2-)+ c(HS-) +c(H2S)]
NaClO = Na++ ClO-
HClO H++ ClO-
ClO- +H2O HClO + OH-
c(HClO) + c(ClO-) = 0.2mol/L
c(Na+) = 0.1mol/L
物料守恒式:
2c(Na+) = c(HClO) + c(ClO-)
知识重构,构建体系
三、质子守恒
概念:在电解质溶液中由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,溶液中分子或离子得到质子(H+)的总数 = 失去质子(H+)的总数。
书写方法一: 得H+ =失H+ (基准物法)
特点:既出现分子也出现H+或OH-
知识重构,构建体系
三、质子守恒
例1:写出0.1mol/L Na2S溶液中的质子守恒
基准态物质
失质子(H+)
得质子(H+)
S2-
H2O
H3O+ (H+)
+ H+
+ H+
HS-
+ 2H+
H2S
- H+
OH-
质子守恒式:c(OH-) = c(H+)+ c(HS-) +2c(H2S)
知识重构,构建体系
三、质子守恒
质子守恒式:c(OH-) = c(H+)+ c(HS-) +2c(H2S)
书写方法二: 电荷守恒和物料守恒推导
例2:写出0.1mol/L NaHCO3溶液中的质子守恒
电荷守恒:c(Na+) + c(H+) = 2c(C-)+ c(HC ) +c(OH- )
物料守恒:c(Na+) = c(C-)+ c(HC ) +c(H2CO3 )
叠加消掉c(Na+) :
重温经典
PART 03
03
重温经典,感悟高考
【例1】(2025黑吉辽内蒙古卷,4节选)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
D. 100mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1 NA
物料守恒
解析:ClO 在水中会部分水解为HClO ,故ClO-与HClO数目之和为0.1NA,D错误。
【例2】(2025广东卷,10节选)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
C.在1L 0.1mol/L的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
解析:N原子守恒:0.1mol=n(N+n(NH3 H2O),溶液中N的数目小于0.1NA,C错误。
物料守恒
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
重温经典,感悟高考
【例3】(2025广东卷,12节选)CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]-和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含[CuCl2]-和[CuCl3]2-的溶液,下列叙述正确的是( )
电荷守恒
解析:[CuCl3]2-微粒带2个负电荷,因此正确的电荷守恒:c(Cu+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c([CuCl2]-)+ 2c([CuCl3]2-)+c(OH-),D错误
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
D.体系中,c(Cu+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c([CuCl2]-)+ c([CuCl3]2-)+c(OH-)
重温经典,感悟高考
【例4】(2025江苏卷,12节选)室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物),用过量的浓的H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如题12图所示:下列说法正确的是( )
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
已知:Ka(HSO4- )=1.2×10-2、Ka1(H2SO3)=1.2×10-2、Ka2(H2SO3)=6.0×10-8。
A.较浓的H2SO4溶液中:c(H+)=2c(SO42 -)+c(OH-)
解析:浓H2SO4溶液中存在:H2SO4=H++HS,HS H++ S c(H+)=c(HS )+2c()+c(OH-)
电荷守恒
重温经典,感悟高考
【例4】(2025江苏卷,12节选)室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物),用过量的浓的H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如题12图所示:下列说法正确的是( )
质子守恒
C.(NH4)2C2O4溶液中:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H2C2O4)+c(HC2O4- )+c(H+)
解析:法一 直接书写
N
H2O
NH3(NH3·H2O)
失去1个H+
失去1个H+
OH-
得到1个H+
得到2个H+
得到1个H+
H3O+( H+ )
2H2C2O4
可得质子守恒式为:c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4- )+c(H+),C错误
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
重温经典,感悟高考
【例4】(2025江苏卷,12节选)室温下,有色金属冶炼废渣(含Cu、Ni、Si等的氧化物),用过量的浓的H2SO4溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如题12图所示:下列说法正确的是( )
质子守恒
C.(NH4)2C2O4溶液中:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H2C2O4)+c(HC2O4- )+c(H+)
解析:法二 叠加电荷守恒和物料守恒
叠加消掉c(N)可得质子守恒式为:c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4- )+c(H+),C错误。
常考角度一:单一溶液中的微粒浓度关系
电荷守恒:c(N)+c(H+)=2c()+ c(HC2O4- )+ c(OH-)
物料守恒:c(N)+ c(NH3·H2O) =2[c()+ c(HC2O4- )+ c(H2C2O4)]
重温经典,感悟高考
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
【例5】(2025甘肃卷,14节选)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
+NH3CH2COOH +NH3CH2COO- NH2CH2COO-
pK1=2.4
pK2=9.6
在25℃时,在100mL 0.01mol·L-1 +NH3CH2COOH ·Cl-溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是( )
D. c点处2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
H2A
HA-
A2-
解析:c点时,加入的NaOH物质的量是+NH3CH2COOH ·Cl-的2倍,得到正盐NH2CH2COO-和NaCl。
质子守恒
NH2CH2COO-
法一 直接书写
得到2个H+
2+NH3CH2COOH
+NH3CH2COO-
得到1个H+
H2O
OH-
失去1个H+
因此质子守恒式为: 2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
得到1个H+
H3O+( H+ )
重温经典,感悟高考
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
【例5】(2025甘肃卷,12节选)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡室温下:
+NH3CH2COOH +NH3CH2COO- NH2CH2COO-
pK1=2.4
pK2=9.6
在25℃时,其分布分数δ与溶液pH关系如图1所示。在100mL 0.01mol·L-1 +NH3CH2COOH ·Cl-溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是( )
H2A
HA-
A2-
解析:c点时,加入的NaOH物质的量是+NH3CH2COOH ·Cl-的2倍,得到正盐NH2CH2COO-和NaCl。
法二 叠加电荷和物料守恒式
叠加可得质子守恒式为: 2c(+NH3CH2COOH) +c( +NH3CH2COO-)+ c(H+) = c(OH-)
电荷守恒: c(+NH3CH2COOH)+ c(Na+) + c(H+)= c(NH2CH2COO-)+ c(Cl-) + c(OH-)
物料守恒: c(Na+) = c(NH2CH2COO-)+c( +NH3CH2COO-)+c(+NH3CH2COOH)+ c(Cl-)
重温经典,感悟高考
【例6】(2025云南卷,14节选) 甲醛法测定反应原理为4+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[(CH2)6N4H+]=
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
电荷守恒
解析:c点时, NaOH过量5 mL,溶液中的溶质为(CH2)6N4、NaCl、NaOH,根据电荷守恒可得:
c[(CH2)6N4H+]+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-),
c(Na+)>c(Cl-),因此c[(CH2)6N4H+]+c(H+) < c(OH-)。
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
重温经典,感悟高考
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
【例7】(2024湖南卷,13节选)常温下,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL 0.10mol/L NaOH 溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
B.M点:2c(OH-)= c(Na+)+ c(H+)
OH-
HCOO-
电荷守恒
解析:M点时,溶液中的电荷守恒式为:
c(HCOO-)+ c(OH-) = c(Na+)+ c(H+)且 c(HCOO-)= c(OH-) ,因此2c(OH-)= c(Na+)+ c(H+),B正确。
曲线辨识
重温经典,感悟高考
常考角度二:滴定过程中的微粒浓度关系
【例7】(2024湖南卷,13节选)常温下,Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL 0.10mol/L NaOH 溶液溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
OH-
HCOO-
C.当V(HCOOH) = 10ml时, c(OH-)= c(H+) +2c(HCOOH)+ c(HCOO-)
质子守恒
解析: V(HCOOH) = 10ml时,溶液中的溶质NaOH和HCOONa且物质的量之比为1:1。
电荷守恒: c(HCOO-)+ c(OH-) = c(Na+)+ c(H+)
物料守恒:2 [c(HCOO-)+ c(HCOOH) ] = c(Na+)
因此质子守恒式为: c(OH-)= c(H+)+2c(HCOOH)+ c(HCOO-)
重温经典,感悟高考
常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例8】(2025黑吉辽内蒙古卷,15节选)室温下,将0.1molAgCl置于0.1mol·L-1NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2: NH4+的水解常数Kh(NH4+)=10-9.25。下列说法错误的是( )
B. D点:c(NH4+)- c(OH-)>0.1- c(H+)
解析:随着溶液的碱性的增强,NH3 的浓度增加至最大,Ag+逐渐由[Ag(NH3)]+转化为[Ag(NH3)2]+,因此曲线Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+。
曲线辨识
Ag+
[Ag(NH3)]+
[Ag(NH3)2]+
NH3
法一 分析溶液中微粒浓度关系
D点时,c(NH4+) < 0.1mol·L-1 ,pH=7.02, c(OH-)>c(H+),因此c(NH4+)- c(OH-) < 0.1- c(H+)
重温经典,感悟高考
常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例8】(2025黑吉辽内蒙古卷,15节选)室温下,将0.1molAgCl置于0.1mol·L-1NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2: NH4+的水解常数Kh(NH4+)=10-9.25。下列说法错误的是( )
B. D点:c(NH4+)- c(OH-)>0.1- c(H+)
解析:随着溶液的碱性的增强,NH3 的浓度增加至最大,Ag+逐渐由[Ag(NH3)]+转化为[Ag(NH3)2]+,因此曲线Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+。
曲线辨识
Ag+
[Ag(NH3)]+
[Ag(NH3)2]+
NH3
电荷守恒:c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+)+ c(Ag+) +c(H+) +c(NH4+) = c()+ c(OH-) +c(Cl-)
物料守恒: c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+) + c(Ag+) = c(Cl-)
联立可得: c(H+) +c(NH4+) = c()+ c(OH-),即 c(NH4+)- c(OH-)= 0.1 - c(H+)
法二 电荷守恒和物料守恒叠加
重温经典,感悟高考
常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例8】(2025黑吉辽内蒙古卷,15节选)室温下,将0.1molAgCl置于0.1mol·L-1NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2: NH4+的水解常数Kh(NH4+)=10-9.25。下列说法错误的是( )
B. D点:c(NH4+)- c(OH-)>0.1- c(H+)
守恒关系助力不等式关系
解析:随着溶液的碱性的增强,NH3 的浓度增加至最大,Ag+逐渐由[Ag(NH3)]+转化为[Ag(NH3)2]+,因此曲线Ⅲ代表[Ag(NH3)2]+,Ⅱ代表[Ag(NH3)]+,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+。
曲线辨识
Ag+
[Ag(NH3)]+
[Ag(NH3)2]+
NH3
电荷守恒:c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+)+ c(Ag+) +c(H+) +c(NH4+)+ xc(Rx+)= c()+ c(OH-) +c(Cl-)
物料守恒: c([Ag(NH3)]+)+ c([Ag(NH3)2]+) + c(Ag+) = c(Cl-)
联立可得: c(H+) +c(NH4+)+ xc(Rx+) = c()+ c(OH-),即 c(NH4+) + xc(Rx+) - c(OH-)= 0.1 - c(H+) ,因此c(NH4+)- c(OH-) < 0.1- c(H+)
法二电荷守恒和物料守恒叠加
重温经典,感悟高考
常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例9】(2025河南卷,14节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为Y)可结合H+转化为[H2NCH2CH2NH3]+(简写为HY+)[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为H2Y2+)。Ag+与Y可形成[AgY]+和[AgY2]+ 两种配离子。室温下向AgNO3溶液中加入Y,通过调节混合溶液的pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化)。混合溶液中Ag+和Y的初始浓度分别为1.00×10-3 mol·L-1和1.15×10- 2 mol·L-1。
M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+
N代表Y、HY+或H2Y2+
D. 时,c(HY+) > c(H2Y2+)>c(Y)
曲线辨识
Ag+
[AgY]+
[AgY2]+
H2Y2+
HY+
Y
物料守恒助力不等式关系
解析:当-lg[c(Y)]=3.00 时,c(Ag+)=10-5.01,可认为Ag+与Y完全配位,且[AgY]+=[AgY2]+,浓度均为0.5×10-3 mol·L-1则对Y的进行物料守恒分析:
Y初始
Y
10-3
[AgY]+
[[ AgY2]+
0.5×10-3
0.5×10-3
H2Y2+
HY+
c(HY+)+c(H2Y2+)+c(Y)= 1.15×10- 2 -0.5×10-3-2×0.5×10-3= 1.0×10- 2,此时Y的分布分数为10%,由图2可知c(HY+) >c(Y)> c(H2Y2+),D错误。
1.15×10- 2 mol·L-1
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常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例10】(2025安徽卷,14节选) H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。 25℃时,向足量的难溶盐 MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与 pH 的关系如下图所示。
B. pH= 1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
已知 25℃时, Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg2=0.3。下列说法正确的是( )
解析:pH=1.6时,c(H2A)=c(HA-),c(A2-)=10-5.2c(HA-)
电荷守恒:2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒: c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
联立后, c(M2+)+ c(HA-)+c(H+) = c(A2-)+c(OH-) + c(Cl-) ,pH=1.6时,c(H+) > c(OH-), c(HA-) > c(A2-),因此c(Cl-) >c(M2+),B错误。
守恒关系助力不等式关系
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常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例10】(2025安徽卷,14节选) H2A是二元弱酸,M2+不发生水解。 25℃时,向足量的难溶盐 MA粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与 pH 的关系如下图所示。
D. pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
已知 25℃时, Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg2=0.3。下列说法正确的是( )
电荷守恒:2c(M2+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(Cl-)+c(OH-)
物料守恒: c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
解析:叠加消掉c(M2+)可得:c(H+)+ c(HA-)+2c(H2A)= c(OH-)+c(Cl-),因此D错误。
质子守恒
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常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
【例11】(2024湖北卷,13节选) CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标( )为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4,pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1,下列说法错误的是( )
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+] < 2c(C)+c(HC)+c(Cl)
解析:随着pH的增大,说明在向溶液中加碱,该过程中未改变n(Cl),当pH=7时,有PbCO3的沉淀生成,因此n(Pb2+)减小;依据Pb(ClO4)2的物料守恒有 :2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[ Pb(CO3)22-] < c(ClO4- ),则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+] < 2c(C)+c(HC)+c(Cl) 正确
守恒关系助力不等式关系
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常考角度三:多重平衡体系中的微粒浓度关系
物料守恒
【例12】(2024福建卷,10节选)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lgc-lgc0(HCl)关系如图。已知草酸, Ka1= 10-1.3,Ka2=10-4.3 。下列说法错误的是
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2)
C2
HC2
H2C2O4
曲线辨识
解析:草酸钙固体滴加稀盐酸,任意c0(HCl)下
均有物料守恒关系c(Ca2+)=c(HC2)+c(H2C2O4)+c(C2) ,故B正确。
D.lgc0(HCl)=-4.1时, 2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) +2 c(HC2) +c(Cl-)
电荷守恒
当lgc0(HCl)=-4.1时 ,c(C2O42-)=c(HC2),则存在关系:2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) + 3c(HC2)+ c(Cl-) ,故D错误 。
电荷守恒: 2c(Ca2+)+c(H+)= c(OH-) + c(HC2)+ 2c(C2) +c(Cl-)
模型建构
PART 04
04
模型构建,注重方法
三大守恒 特点
电荷守恒 阴阳离子放两边,带几个电荷系数就配几 有H+有OH-
物料守恒 物料写两边,系数交叉配 无H+无OH-
质子守恒 H+和OH-分两边 ,有分子,得(失)几个H系数就配几 有H+有OH-
模型构建,注重方法
解题策略:(以图像题为例)
1、完成曲线辨识,分析对应点的溶质。
2、观察选项,判断考查的守恒关系
若等式两侧均为离子,电荷守恒可能性大
若等式两侧与溶质微粒有关,无H+和OH-物料守恒可能性大
若等式两侧与有分子,有离子,有H+和OH-,质子守恒可能性大
若为不等式关系,也可根据以上分析,借助守恒关系进行解题。
3、若不是三大守恒关系,则需要利用特殊点的溶质关系对等式进行变换
注意不要忽略隐藏溶质,调节pH的过程中加入了酸或者碱,会导致书写电荷守恒式子时微粒遗漏
模型构建,注重方法
【模型应用】(2024江西卷,13节选)废弃电池中锰可通过浸取回收。某温度下,MnSO4在不同浓度的KOH水溶液中,若Mn(Ⅱ)的分布系数δ与pH的关系如图。下列说法正确的是
曲线辨识
已知:Mn(OH)2难溶于水,具有两性;
Mn2+
HMn
MnOH+
δ(MnOH+)=
C.P点,c(Mn2+)<c(K+)
物料守恒: c(Mn2+)+c(MnOH+)=c(S)
电荷守恒: 2c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(H+)+c(K+) = c(OH-) + 2c(S)
解析: P点时,δ(Mn2+)=δ(MnOH+)=0.5,此时溶液中含Mn元素微粒只有这两种。
将MnOH+替换为Mn2+,将S替换为Mn2+
电荷守恒变式: 3c(Mn2+)+c(H+)+c(K+) = c(OH-) + 4c(Mn2+)
消掉Mn2+,可得c(H+)+c(K+) = c(OH-) + c(Mn2+),此时pH=10.2,c(H+)<c(OH-),则c(Mn2+)<c(K+),故C正确。
守恒关系助力不等式关系
因为 c(Mn2+)=c(MnOH+), 代入物料守恒式可得:2c(Mn2+)=c(S)
模型构建,注重方法
【模型应用】(2024江西卷,13节选)废弃电池中锰可通过浸取回收。某温度下,MnSO4在不同浓度的KOH水溶液中,若Mn(Ⅱ)的分布系数δ与pH的关系如图。下列说法正确的是
曲线辨识
已知:Mn(OH)2难溶于水,具有两性;
Mn2+
HMn
MnOH+
δ(MnOH+)=
物料守恒变式: c(SO42-)=c(Mn2+) + 2c(MnOH+) +2c(Mn)
解析: Q点时,由图像可得c(MnOH+)=c(HMn) ,c(Mn)≈ c[Mn(]
物料守恒: c(S)=c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(HMn)+c(Mn) + c[Mn(]
故c(SO42-) >2c(MnOH+)+2c(MnO22-),D选项错误。
D.Q点,c(S)=2c(MnOH+)+2c(Mn)
物料守恒变式
模型构建,注重方法
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