【弯道超车】第15讲 盐类水解常数、离子浓度大小比较--新高二化学暑期讲义选必修1(含解析)

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【弯道超车】第15讲 盐类水解常数、离子浓度大小比较--新高二化学暑期讲义选必修1(含解析)

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第15讲 盐类水解常数、粒子浓度大小比较
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模块一
水解常数及应用
)
1.水解常数的概念
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式
①对于A-+H2OHA+OH-,Kh=______________________________________;
②对于B++H2OBOH+H+,Kh=_______________________________________。
(3)意义和影响因素
①Kh越大,表示相应盐的水解程度________;
②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh________________________________________。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa溶液为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====
因而Ka(或Kb)与KW的定量关系为
(1)Ka·Kh=KW或Kb·Kh=KW。
(2)Na2CO3的水解常数Kh=。
(3)NaHCO3的水解常数Kh=。
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题型归纳
)
【题型1 判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小的比较】
1.1已知常温下,H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。
(1)通过计算判断0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液呈酸性还是碱性?(写出必要过程)
(2)NaHCO3溶液中,c(Na+)、c(HCO)、c(CO)、c(H2CO3)四种微粒浓度的大小关系为____________。
1.2草酸(H2C2O4)为二元中强酸,经测定常温下,0.1 mol·L-1 NaHC2O4的pH=2.7,则其溶液中c(Na+)、c(HC2O)、c(C2O)、c(H2C2O4)四种微粒浓度的大小关系为______________。
1.3磷酸是三元中强酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
1.4(1)试通过计算说明室温下NH4HCO3溶液的酸碱性:______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
【题型2 判断缓冲溶液的酸碱性及粒子浓度大小】
2.1已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是(  )
A.混合溶液的pH<7
B.混合溶液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
2.2磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是
Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:_________________________________________________________。
2.3常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡____________(填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算所得溶液中=____________。(常温下H2SO3的电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
2.4常温下向一定浓度的Na2X溶液中滴入盐酸,粒子浓度与混合溶液pH的变化关系如图所示。已知:H2X是二元弱酸,Y表示或,pY=-lg Y,题中涉及浓度的单位为mol·L-1。下列叙述错误的是(  )
A.曲线n表示p与混合溶液pH的变化关系
B.Ka1(H2X)=10-10.3
C.NaHX溶液中存在c(Na+)>c(HX-)+2c(X2-)
D.滴加过程中,保持不变
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模块

电解质溶液中的守恒关系
)
1.电荷守恒
(1)含义:电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数 ,即电荷守恒,溶液呈电中性。
(2)应用:如Na2CO3溶液中存在Na+、CO、H+、OH-、HCO,根据电荷守恒有n(Na+)+n(H+)=n(OH-)+n(HCO)+2n(CO)或c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)。
【注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式】
2.元素守恒
(1)含义:在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的,即元素守恒。
(2)应用:如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中=,Na2CO3溶于水后,电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3,共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
3.质子守恒
(1)含义:质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H+总数等于粒子接受的H+总数。
(2)应用
方法一:可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如:Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:质子守恒是依据水的电离平衡:H2OH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,不论溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
如:Na2CO3溶液中
即c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H3O+)或c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+)。
【例1 】判断下列电解质溶液中的守恒关系是否正确。
(1)0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中:
c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:
c(H+)=c(OH-)-2c(H2S)-c(HS-)。
(3)0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):
2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
(4)pH=1的NaHSO4溶液中:c(H+)=c(SO)+c(OH-)。
(5)0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中:c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)。
(6)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:
c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)。
【例2 】碳酸氢钠溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
【例3 】氯化铵溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
【例4 】0.1 mol·L-1氯化铵和0.1 mol·L-1氨水混合溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
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模块

单一溶液粒子浓度大小比较
)
1.理解两大平衡,树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如,醋酸中存在两个平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,
H2OOH-+H+
溶液中微粒浓度大小关系: 。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如,CH3COONa中存在两个平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,
H2OH++OH-
溶液中微粒浓度大小关系: 。
2.单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。例如,0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是 。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
例如,0.1 mol·L-1Na2S溶液中:
一级水解:S2-+H2OHS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2OH2S+OH-(次要)
故离子浓度的关系为 。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。
例如,0.1 mol·L-1 NaHS溶液中存在:
水解:HS-+H2OH2S+OH-(主要)
电离:HS-H++S2-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为 。
②若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性。
例如,0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在:
电离:HSOH++SO(主要)
水解:HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为 。
【例5 】在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中,下列关系不正确的是(  )
A.c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)
B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
C.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
D.c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)
【例6 】氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是(  )
A.氯水中:c(Cl-)=c(HClO)
B.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.氯水中:c(H+)=2c(ClO-)+c(OH-)+c(HClO)
D.等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后,溶液呈碱性:c(ClO-)>c(HClO)>
c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
【例7 】室温下,下列溶液中粒子浓度关系不正确的是(  )
A.0.2 mol·L-1氨水:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=2的H3PO4溶液:c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液:c(Na+)=2c(C2O)+2c(HC2O)+2c(H2C2O4)
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
【例8 】已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
填写下列空白:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是________,上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的,则溶质为_____________________________________;若上述关系中④是正确的,则溶质为________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)______(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)________c(OH-)。
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题型归纳
)
【题型3 单一溶液中粒子浓度的关系】
1.1 25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系
(1)0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
(2)0.1 mol·L-1Na2CO3溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
(3)0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
1.2室温下,下列指定溶液中粒子的浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol ·L-1(NH4)2SO4溶液:c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol ·L-1Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.0.1 mol ·L-1明矾溶液:c(SO)>c(K+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol ·L-1的NaHCO3溶液:c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+2c(CO)
1.3常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
1.4下列关于NaHCO3溶液的说法正确的是(  )
A.NaHCO3的电离方程式为:NaHCO3===Na++H++CO
B.离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D.25 ℃时NaHCO3溶液中pH=8,由水电离的c(OH-)=1×10-8 mol/L
1.5次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成NaH2PO2,下列叙述错误的是(  )
A.NaH2PO2的水溶液加水稀释,增大
B.H3PO2溶液中存在电离平衡:H3PO2H2PO+H+
C.NaH2PO2溶液中:c(Na+)>c(H2PO)>c(OH-)>c(H+)
D.NaH2PO2溶液中存在:c(H2PO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
(
模块

不同溶液中同一粒子浓度大小比较
)
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响,如:在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,c(NH)由大到小的顺序: 。
【例9 】相同浓度的下列溶液中:①H2CO3,②NaHCO3,③Na2CO3。
c(HCO)由大到小的顺序: ;
c(CO)由大到小的顺序: ;
c(H2CO3)由大到小的顺序: ;
c(H+)由大到小的顺序: 。
【例10 】有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:
①CH3COONa溶液与Na2CO3溶液
②CH3COONa溶液与NaCl溶液
③CH3COONa溶液与NaOH溶液
④CH3COONa溶液与盐酸
c(CH3COO-)排序正确的是(  )
A.③>①>②>④ B.③>②>①>④
C.④>②>①>③ D.④>②>③>①
(
题型归纳
)
【题型4 不同溶液中同一粒子浓度大小比较】
4.1下列5种混合溶液,分别由0.1 mol ·L-1的两种溶液等体积混合而成:①CH3COONa与NaHSO4,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3,⑤CH3COONa与NaHSO3。下列各项排序正确的是(  )
A.pH:②>④>⑤>③>①
B.c(CH3COOH):①>③>⑤>④>②
C.c(CH3COO-):②>③>④>⑤>①
D.:①>⑤>③>④>②
4.2列有关溶液(室温下)的说法正确的是(  )
A.Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
B.0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7:c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液、④(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小关系:④>①>②>③
D.0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
4.3 25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的顺序为________________。
4.4下列各项中指定的浓度比为2∶1的是(  )
A.相同温度下,2 mol·L-1醋酸溶液与1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)之比
B.H2CO3溶液中c(H+)与c(CO)之比
C.Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO)之比
D.常温下,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中的c(Na+)之比
4.5物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3,按c(CO)由小到大顺序排列正确的是(  )
A.④<③<②<① B.③<②<①<④
C.③<②<④<① D.③<④<②<①
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模块

混合溶液中不同粒子浓度大小的比较
)
1.若溶液混合不发生反应,根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综合分析
(1)分子的电离常数大于对应离子的水解常数
例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中存在:
NH3·H2O的电离:
NH3·H2ONH+OH-(主要)
NH的水解:NH+H2ONH3·H2O+H+(次要)
因为电离程度>水解程度,故混合溶液呈碱性。
溶液中存在的电荷守恒式: ,由于c(OH-)>c(H+),则c(NH)>c(Cl-)。
元素守恒式: ,由于c(NH)>c(Cl-),则c(Cl-)>c(NH3·H2O),故混合溶液中粒子浓度大小顺序为 。
再如等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性,溶液中粒子浓度关系为 。
(2)分子的电离常数小于对应离子的水解常数
例如等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液中存在:
CN-的水解:CN-+H2OHCN+OH-(主要)
HCN的电离:HCNH++CN-(次要)
因为水解程度>电离程度,故混合溶液呈碱性。
溶液中粒子浓度大小顺序为 。
2.若溶液混合能发生反应
经过反应后离子浓度大小比较,主要根据反应物的物质的量以及化学反应原理确定反应后溶液中的溶质成分,再考虑溶质的电离和水解情况,从而确定离子浓度的大小。
(1)0.1 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为 ,其浓度为 mol·L-1。
②溶液中含有的粒子有 。
③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序: 。
(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合。
①混合液中溶质为 。
②溶液中含有的粒子有
③溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序: 。
(3)0.2 mol·L-1 NH4Cl与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合,混合液中的溶质为 ,三者的物质的量浓度相等,溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
【例11 】25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系
(1)浓度均为0.1 mol·L-1的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
(2)0.1 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
(3)浓度均为0.1 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
【例12 】常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中(  )
A.c(HCOO-)>c(Na+)
B.c(HCOO-)C.c(HCOO-)=c(Na+)
D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的大小关系
【例13 】下列溶液中,微粒浓度关系正确的是(  )
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液以任意比混合:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
B.含有NH、Cl-、H+、OH-的溶液中,其离子浓度一定是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+2c(CH3COOH)
D.pH=3的一元酸和pH=11的一元碱等体积混合后的溶液中,一定是c(OH-)=c(H+)
【例14 】(1)常温下,pH=4的CH3COOH和pH=10的NaOH溶液等体积混合,溶液显________性,溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________________。
(2)把0.15 mol CO2通入含0.2 mol NaOH的溶液中,溶液中的溶质为__________,溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________________________。
(
题型归纳
)
【题型5 混合溶液中粒子浓度关系】
5.1 25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol ·L-1 的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol ·L-1的盐酸。下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是(  )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)
5.2下列说法正确的是(  )
A.相同温度下,pH相等的CH3COONa、NaClO和NaHCO3三种溶液:c(CH3COONa)<c(NaHCO3)<c(NaClO)
B.0.1 mol·L-130 mL NaOH溶液与0.1 mol·L-120 mL H2S溶液混合:3c(Na+)-2c(HS-)=2c(S2-)+2c(H2S)
C.0.010 0 mol·L-1Na2HPO4溶液呈碱性:是因为Na2HPO4只存在水解
D.0.2 mol·L-1NH4Cl与0.1 mol·L-1的NaOH等体积混合后溶液呈碱性,其中离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
5.3 Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时,吸收液pH随n(SO)∶n(HSO)变化图像如图:
则以下离子浓度关系的判断正确的是(  )
A.NaHSO3溶液中c(H+)<c(OH-)
B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+)
C.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)=c(H+)
D.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(HSO)+c(SO)
5.4有4种混合溶液,分别由等体积的0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3。下列关系正确的是(  )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3COO-):②>④>③>①
C.c(H+):①>③>②>④
D.c(CH3COOH):①>④>③>②
5.5实验测得常温下0.1 mol·L-1某一元酸(HA)溶液的pH不等于1,0.1 mol·L-1某一元碱(BOH)溶液里=1×10-12,将此两种溶液等体积混合后,所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是(  )
A.c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(B+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)
D.c(B+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
5.6 (2020·浙江7月选考,23)常温下,用0.1 mol·L-1的氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是(  )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH)<c(Cl-)
5.7 25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH)>
c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
5.8常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是(  )
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
5.8 (2020·江苏,14改编)室温下,将两种浓度均为0.10 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-)
(
模块

分层训练
)
1.强碱NaOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸CH3COOH的溶液混合后,溶液中有关离子浓度的大小关系是
A.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+) B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) D.c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
2.常温下,下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.的溶液:
B.的溶液:
C.的溶液:
D.同浓度的下列溶液中,①②③由大到小的顺序是:②>①>③
3.在25℃时,下列说法正确的是
A.的醋酸溶液稀释100倍,
B.向氨水中加入稀硫酸至,此时
C.溶液中,离子浓度大小关系为:
D.同浓度的①②溶液,:①>②
4.25℃,0.1mol/LNH4Cl溶液中部分微粒组分及浓度如图所示。下列说法正确的是
A.图中M表示
B.NH4Cl溶液
C.NH4Cl溶液中:
D.NH4Cl溶液中:
5.常温下,在0.1 mol·L的溶液中,下列说法正确的是
A.
B.
C. mol
D.往该溶液中滴入4~5滴无色酚酞试液,可观察到该溶液由无色变为蓝色
6.25°C时,的,。对10mL溶液进行如下操作,下列说法正确的是
A.加入等浓度的溶液至过量的过程中,水的电离程度不断增大
B.加入等浓度的溶液的过程中,将变大
C.加入5mL等浓度的溶液,所得溶液
D.加入10mL等浓度的溶液,所得溶液呈酸性,则
7.已知溶液常温时显酸性,溶液中存在以下平衡:
① ②
向的溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是
A.加入少量金属钠,平衡①、②均左移,溶液中减小
B.加入少量溶液,则
C.加入少量NaOH溶液,则与的比值不变
D.加入氨水至中性,则
8.常温下,下列溶液中各粒子的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol/L溶液中:
B.等物质的量浓度的HCN溶液与NaCN溶液等体积混合溶液显碱性,则溶液中:
C.将等物质的量浓度的和NaF溶液混合:
D.将和的稀溶液混合恰好至溶液中:
9.室温下,通过下列实验探究苯酚()的性质。
实验1:向苯酚钠溶液中通入足量,溶液变浑浊
实验2:向苯酚浊液中加入少量固体充分反应后,得澄清溶液且无气体产生
实验3:将浓度均为0.1苯酚和苯酚钠溶液等体积混合,测得混合液的pH为10
下列有关说法正确的是
A.由实验1可得出:
B.实验2中发生反应的离子方程式:
C.实验2所得溶液中存在:
D.实验3所得混合溶液中:
10.常温下,向溶液中滴加等浓度NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶流体积的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点处离子浓度大小顺序为
B.水的电离程度:
C.c点处溶液中
D.e点处溶液中
11.已知下列数据:
弱电解质 H2CO3 NH3·H2O
电离常数(25℃) Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 Kb=1.77×10-5
现有常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,下列说法正确的是
A.由数据可判断(NH4)2CO3溶液呈碱性
B.c()>c()>c()>c(NH3·H2O)
C.c()+c(NH3·H2O)=c()+c()+c(H2CO3)
D.c()+c(H+)=c()+c(OH-)+c()
12.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.Na2S溶液:
B.NaHC2O4溶液(pH<7):
C.Na2CO3溶液:
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:
13.25℃,用0.1000mol/L NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L一元弱酸HA溶液,所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A.点①所示溶液中:
B.点②时,消耗
C.点②所示溶液中:
D.点③所示溶液中:
14.如表是 25℃时某些弱酸的电离平衡常数。
化学式 CH3COOH HClO H2CO3 H2C2O4
Ka Ka=1.8×10-5 Ka=3.0×10-8 Ka1=4.1×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=5.9×10-2 Ka2=6.4×10-5
(1)25℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,用离子方程式解释其主要原因 。
(2)pH相同的NaC1O和CH3COOK溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK NaC1O,两溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)] [c(K+)-c(CH3COO-)](填“>”“<” 或“=”)。
(3)25℃时,向0.1mol·L-1CH3COOH 溶液中滴加 NaOH 溶液至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5:9,此时溶液的 pH= 。
(4)H2CO3与含等物质的量的 KOH 的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。
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第15讲 盐类水解常数、粒子浓度大小比较
(
模块导航
)
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模块一
水解常数及应用
)
1.水解常数的概念
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式
①对于A-+H2OHA+OH-,Kh=______________________________________;
②对于B++H2OBOH+H+,Kh=_______________________________________。
(3)意义和影响因素
①Kh越大,表示相应盐的水解程度________;
②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh________________________________________。
答案 (2)①

(3)①越大 ②增大
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa溶液为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====
因而Ka(或Kb)与KW的定量关系为
(1)Ka·Kh=KW或Kb·Kh=KW。
(2)Na2CO3的水解常数Kh=。
(3)NaHCO3的水解常数Kh=。
(
题型归纳
)
【题型1 判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小的比较】
1.1已知常温下,H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。
(1)通过计算判断0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液呈酸性还是碱性?(写出必要过程)
答案 HCO发生水解反应:HCO+H2OH2CO3+OH-,水解常数Kh(HCO)==≈2.38×10-8;HCO的电离常数Ka2=5.6×10-11,因Kh>Ka2,HCO的水解程度大于其电离程度,故NaHCO3溶液呈碱性。
(2)NaHCO3溶液中,c(Na+)、c(HCO)、c(CO)、c(H2CO3)四种微粒浓度的大小关系为____________。
答案 c(Na+)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)
1.2草酸(H2C2O4)为二元中强酸,经测定常温下,0.1 mol·L-1 NaHC2O4的pH=2.7,则其溶液中c(Na+)、c(HC2O)、c(C2O)、c(H2C2O4)四种微粒浓度的大小关系为______________。
答案 c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
1.3磷酸是三元中强酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.6×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
解析 (2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
1.4(1)试通过计算说明室温下NH4HCO3溶液的酸碱性:______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
答案 NH水解使溶液显酸性,其水解常数为Kh(NH)==≈5.6×10-10,HCO水解使溶液显碱性,其水解常数为Kh(HCO)==≈2.3×10-8,HCO的水解程度大于NH的水解程度,溶液显碱性
(2)试比较该溶液中c(NH)、c(HCO)、c(NH3·H2O)、c(H2CO3)四种微粒浓度的大小关系:____________。
答案 c(NH)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
【题型2 判断缓冲溶液的酸碱性及粒子浓度大小】
2.1已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是(  )
A.混合溶液的pH<7
B.混合溶液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
【答案】D
【解析】CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则HCN的电离常数为Ka===6.25×10-10,Kh>Ka,所以水解程度更大,溶液显碱性,pH>7,A项错误;CN-的水解程度大于HCN的电离程度,所以c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),故C项错误;c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),溶液显中性,所以c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)= mol·L-1,溶液中还存在元素质量守恒:c(HCN)+c(CN-)=c(Na+),所以c(HCN)=c(Na+)-c(CN-)= mol·L-1,所以有Ka===6.25×10-10,解得c=,D项正确。
2.2磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是
Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:_________________________________________________________。
【答案】(1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.6×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
【解析】(2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
2.3常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡____________(填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算所得溶液中=____________。(常温下H2SO3的电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
【答案】向右 60
【解析】NaOH电离出的OH-抑制水的电离,Na2SO3电离出的SO水解促进水的电离。SO+H2OHSO+OH-的水解常数Kh===,所以==60。
2.4常温下向一定浓度的Na2X溶液中滴入盐酸,粒子浓度与混合溶液pH的变化关系如图所示。已知:H2X是二元弱酸,Y表示或,pY=-lg Y,题中涉及浓度的单位为mol·L-1。下列叙述错误的是(  )
A.曲线n表示p与混合溶液pH的变化关系
B.Ka1(H2X)=10-10.3
C.NaHX溶液中存在c(Na+)>c(HX-)+2c(X2-)
D.滴加过程中,保持不变
【答案】B
【解析】A项,H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)>Ka2(H2X),pH相同时,>,故pKa2(H2X),说明HX-的水解程度大于其电离程度,则NaHX溶液呈碱性,c(H+)c(HX-)+2c(X2-)。D项,=×=Ka2(H2X)·Ka1(H2X),温度不变,Ka1(H2X)、Ka2(H2X)不变,故滴加过程中,保持不变。
(
模块

电解质溶液中的守恒关系
)
1.电荷守恒
(1)含义:电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等,即电荷守恒,溶液呈电中性。
(2)应用:如Na2CO3溶液中存在Na+、CO、H+、OH-、HCO,根据电荷守恒有n(Na+)+n(H+)=n(OH-)+n(HCO)+2n(CO)或c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)。
【注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式】
2.元素守恒
(1)含义:在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的,即元素守恒。
(2)应用:如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中=,Na2CO3溶于水后,电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3,共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
3.质子守恒
(1)含义:质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H+总数等于粒子接受的H+总数。
(2)应用
方法一:可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如:Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:质子守恒是依据水的电离平衡:H2OH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,不论溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
如:Na2CO3溶液中
即c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H3O+)或c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+)。
【例1 】判断下列电解质溶液中的守恒关系是否正确。
(1)0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中:
c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:
c(H+)=c(OH-)-2c(H2S)-c(HS-)。
(3)0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):
2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
(4)pH=1的NaHSO4溶液中:c(H+)=c(SO)+c(OH-)。
(5)0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中:c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)。
(6)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:
c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)。
答案 正确的有(2)(4)(6),其余不正确。
解析 (1)不符合元素守恒,正确的关系式为c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3)。(2)符合质子守恒,c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)移项即可。(3)不符合电荷守恒,漏写c(Cl-),正确的关系式是c(Cl-)+2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。(4)符合电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),因c(Na+)=c(SO),故关系式成立。(5)不符合元素守恒,正确的关系式为c(Na+)=c(HC2O)+c(H2C2O4)+c(C2O)。(6)符合元素守恒,c(Na+)=0.15 mol·
L-1,c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,故c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)。
【例2 】碳酸氢钠溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
答案 (1)c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
(2)c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
(3)c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO)
【例3 】氯化铵溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(2)c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
(3)c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
【例4 】0.1 mol·L-1氯化铵和0.1 mol·L-1氨水混合溶液中:
(1)电荷守恒:____________________________________________________________;
(2)元素守恒:________________________________________________________;
(3)质子守恒:____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(2) 2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
(3) c(NH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)
(
模块

单一溶液粒子浓度大小比较
)
1.理解两大平衡,树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如,醋酸中存在两个平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,
H2OOH-+H+
溶液中微粒浓度大小关系:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如,CH3COONa中存在两个平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,
H2OH++OH-
溶液中微粒浓度大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
2.单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。例如,0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是c(H+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)>c(OH-)。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
例如,0.1 mol·L-1Na2S溶液中:
一级水解:S2-+H2OHS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2OH2S+OH-(次要)
故离子浓度的关系为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。
例如,0.1 mol·L-1 NaHS溶液中存在:
水解:HS-+H2OH2S+OH-(主要)
电离:HS-H++S2-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)>c(H+)>c(S2-)。
②若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性。
例如,0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在:
电离:HSOH++SO(主要)
水解:HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3)。
【例5 】在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中,下列关系不正确的是(  )
A.c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)
B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
C.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
D.c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)
答案 A
解析 A项不符合元素守恒,应为c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S);B项符合电荷守恒;C项,S2-+H2O??HS-+OH-,HS-+H2O??H2S+OH-,故正确;D项符合质子守恒,正确。
【例6 】氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是(  )
A.氯水中:c(Cl-)=c(HClO)
B.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.氯水中:c(H+)=2c(ClO-)+c(OH-)+c(HClO)
D.等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后,溶液呈碱性:c(ClO-)>c(HClO)>
c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
答案 C
解析 氯水中存在平衡:Cl2+H2O??HCl+HClO。HCl完全电离,HClO部分电离,所以
c(Cl-)>c(HClO),A项错误;因为HCl===H++Cl-,HClO??H++ClO-,故c(H+)>c(Cl-),HClO电离产生ClO-,且该溶液显酸性,所以c(ClO-)>c(OH-),B项错误;根据化学方程式可知,若不发生电离c(HCl)=c(HClO),所以在溶液中有①c(Cl-)=c(HClO)+c(ClO-),溶液中存在电荷守恒②c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),①②联立可得c(H+)=2c(ClO-)+c(OH-)+c(HClO),C项正确;次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后,溶液呈碱性,说明ClO-的水解程度大于次氯酸的电离程度,结合元素守恒可知:c(HClO)>c(Na+)>c(ClO-),D项错误。
【例7 】室温下,下列溶液中粒子浓度关系不正确的是(  )
A.0.2 mol·L-1氨水:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=2的H3PO4溶液:c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液:c(Na+)=2c(C2O)+2c(HC2O)+2c(H2C2O4)
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
答案 A
解析 0.2 mol·L-1氨水中存在NH3·H2O??NH+OH-,H2O??H++OH-,故c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+),A错误;pH=2的H3PO4溶液中存在电荷守恒:c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-),B正确;Na2C2O4溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(C2O)+2c(HC2O)+2c(H2C2O4),C正确;NaHCO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),D正确。
【例8 】已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
填写下列空白:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是________,上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的,则溶质为_____________________________________;若上述关系中④是正确的,则溶质为________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)______(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)________c(OH-)。
答案 (1)NH4Cl ①
(2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl
(3)小于 大于
解析 (1)若溶液只有一种溶质,该溶质为NH4Cl,因NH水解,溶液呈酸性,离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)因为c(OH-)>c(H+)、c(NH)>c(Cl-),所以溶液中除含有NH4Cl外,还必须含有NH3·H2O;若c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-),则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。
(3)NH4Cl水解使溶液呈酸性,若等体积的稀盐酸与氨水混合后呈中性,说明氨水过量,故c(HCl)<c(NH3·H2O),混合前盐酸中c(H+)大于氨水中c(OH-)。
(
题型归纳
)
【题型3 单一溶液中粒子浓度的关系】
1.1 25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系
(1)0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
②c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
③c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)
(2)0.1 mol·L-1Na2CO3溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
②c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
③c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)
(3)0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液
①元素守恒:___________________________________________________________。
②电荷守恒:___________________________________________________________。
③质子守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO) ②c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO) ③c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3)
1.2室温下,下列指定溶液中粒子的浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol ·L-1(NH4)2SO4溶液:c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1 mol ·L-1Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.0.1 mol ·L-1明矾溶液:c(SO)>c(K+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol ·L-1的NaHCO3溶液:c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+2c(CO)
【答案】C
【解析】0.1 mol ·L-1(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解,溶液显酸性,但水解程度不大,则c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-),A错误;根据质子守恒,应是c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),B错误;明矾溶液中Al3+发生水解,C正确;由元素质量守恒知,c(CO)不应乘以2,D错误。
1.3常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
【答案】C
【解析】氨水为弱碱溶液,只能部分电离出OH-,结合电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-),可得c(NH)<c(OH-)<0.1 mol·L-1,A错误;NH4Cl溶液中,NH部分水解、Cl-浓度不变,则溶液中:c(NH)<c(Cl-),B错误;Na2SO4溶液显中性:c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒可得:c(Na+)=2c(SO),溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+),C正确;根据Na2SO3溶液中的元素质量守恒可得:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。
1.4下列关于NaHCO3溶液的说法正确的是(  )
A.NaHCO3的电离方程式为:NaHCO3===Na++H++CO
B.离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D.25 ℃时NaHCO3溶液中pH=8,由水电离的c(OH-)=1×10-8 mol/L
【答案】B
【解析】A.HCO是多元弱酸的酸式酸根,不能拆,A错误;B.HCO水解呈碱性,故c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+),B正确;C.一个CO带两个负电荷,故电荷守恒应为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),C错误;D.25 ℃时NaHCO3溶液中pH=8,则溶液中c(OH-)=10-6 mol/L,HCO水解促进水电离,水电离的c(OH-)=1×10-6 mol/L,D错误。
1.5次磷酸(H3PO2)是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成NaH2PO2,下列叙述错误的是(  )
A.NaH2PO2的水溶液加水稀释,增大
B.H3PO2溶液中存在电离平衡:H3PO2H2PO+H+
C.NaH2PO2溶液中:c(Na+)>c(H2PO)>c(OH-)>c(H+)
D.NaH2PO2溶液中存在:c(H2PO)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
【答案】A
【解析】NaH2PO2的水溶液加水稀释,H2PO水解程度增大,但由于溶液体积增大程度更大,所以c(H3PO2)、c(OH-)变小,溶液中c(H+)变大,所以应变小,A错误;次磷酸是一元弱酸,电离不完全,B正确;H2PO水解,离子数量少于Na+,阴离子水解使溶液显碱性,c(OH-) >c(H+),H2PO水解数量较少,所以剩余H2PO要远多于OH-,C正确;根据溶液中电荷守恒,阳离子所带正电荷总量等于阴离子所带负电荷总量,D正确。
(
模块

不同溶液中同一粒子浓度大小比较
)
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响,如:在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,c(NH)由大到小的顺序:④>⑤>③>①>②。
【例9 】相同浓度的下列溶液中:①H2CO3,②NaHCO3,③Na2CO3。
c(HCO)由大到小的顺序:②>③>①;
c(CO)由大到小的顺序:③>②>①;
c(H2CO3)由大到小的顺序:①>②>③;
c(H+)由大到小的顺序:①>②>③。
【例10 】有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:
①CH3COONa溶液与Na2CO3溶液
②CH3COONa溶液与NaCl溶液
③CH3COONa溶液与NaOH溶液
④CH3COONa溶液与盐酸
c(CH3COO-)排序正确的是(  )
A.③>①>②>④ B.③>②>①>④
C.④>②>①>③ D.④>②>③>①
答案 A
解析 ①、③中Na2CO3、NaOH均抑制CH3COO-水解,但NaOH抑制能力更强,④中HCl促进CH3COO-水解,所以c(CH3COO-):③>①>②>④,选A。
(
题型归纳
)
【题型4 不同溶液中同一粒子浓度大小比较】
4.1下列5种混合溶液,分别由0.1 mol ·L-1的两种溶液等体积混合而成:①CH3COONa与NaHSO4,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3,⑤CH3COONa与NaHSO3。下列各项排序正确的是(  )
A.pH:②>④>⑤>③>①
B.c(CH3COOH):①>③>⑤>④>②
C.c(CH3COO-):②>③>④>⑤>①
D.:①>⑤>③>④>②
【答案】D
【解析】A项中pH的大小关系为②>④>③>⑤>①;B项中c(CH3COOH)的大小关系为①>⑤>③>④>②;C项中c(CH3COO-)的大小关系为②>④>③>⑤>①;D项中的大小关系为①>⑤>③>④>②,故正确。
4.2列有关溶液(室温下)的说法正确的是(  )
A.Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
B.0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7:c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液、④(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小关系:④>①>②>③
D.0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
【答案】D
【解析】Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液的量未知,不能判断离子浓度大小,A错误;溶液中Na+与S原子的物质的量之比为1∶1,而NH与部分亚硫酸根离子结合,故c(Na+)>c(SO),由元素质量守恒可知,c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3),溶液呈中性,由电荷守恒得:c(Na+)+c(NH)=2c(SO)+c(HSO),联立可得:c(NH)+c(H2SO3)=c(SO),则c(SO)>c(NH),B错误;物质的量浓度相等的4组溶液,①、④NH的量多,②中HCO促进NH的水解,④中Fe2+抑制NH水解,所以c(NH)由大到小的顺序排列为④>①>③>②,C错误;0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7,溶液中存在电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-),元素质量守恒为c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),得到c(CH3COOH)=c(Cl-),溶液中存在醋酸钠、氯化钠和醋酸,c(Na+)>c(Cl-),D正确。
4.3 25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的顺序为________________。
【答案】⑤>④>③>①>②
【解析】分析流程为
分组
4.4下列各项中指定的浓度比为2∶1的是(  )
A.相同温度下,2 mol·L-1醋酸溶液与1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)之比
B.H2CO3溶液中c(H+)与c(CO)之比
C.Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO)之比
D.常温下,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中的c(Na+)之比
答案 D
解析 CH3COOH是弱酸,浓度不同时其电离程度不同,所以浓度是2倍关系的两醋酸溶液中c(H+)之比不是2∶1,A项错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且只发生部分电离,故c(H+)
∶c(CO)≠2∶1,B项错误;因CO发生水解被消耗,故c(Na+)∶c(CO)>2∶1,C项错误;不管CO、CH3COO-的水解程度如何,溶液中c(Na+)是一定的,前者c(Na+)=0.2 mol·
L-1,后者c(Na+)=0.1 mol·L-1,D项正确。
4.5物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3,按c(CO)由小到大顺序排列正确的是(  )
A.④<③<②<① B.③<②<①<④
C.③<②<④<① D.③<④<②<①
答案 C
解析 ①Na2CO3是强碱弱酸盐,在溶液中完全电离出碳酸根离子,碳酸根离子的水解程度较弱,其溶液中c(CO)最大;②NaHCO3在溶液中完全电离出碳酸氢根离子和钠离子,碳酸氢根离子电离出的CO较少;③H2CO3是二元弱酸,在溶液中分步电离,第二步才电离出碳酸根离子,且第一步电离出的氢离子抑制了第二步电离,所以其溶液中的c(CO)最小;④(NH4)2CO3在溶液中完全电离出碳酸根离子和铵根离子,铵根离子水解促进了碳酸根离子的水解,浓度相同时其溶液中c(CO)小于Na2CO3溶液中c(CO),根据分析可知,物质的量浓度相同时c(CO)由小到大顺序为③<②<④<①。
(
模块

混合溶液中不同粒子浓度大小的比较
)
1.若溶液混合不发生反应,根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综合分析
(1)分子的电离常数大于对应离子的水解常数
例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中存在:
NH3·H2O的电离:
NH3·H2ONH+OH-(主要)
NH的水解:NH+H2ONH3·H2O+H+(次要)
因为电离程度>水解程度,故混合溶液呈碱性。
溶液中存在的电荷守恒式:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(OH-)>c(H+),则c(NH)>c(Cl-)。
元素守恒式:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),由于c(NH)>c(Cl-),则c(Cl-)>c(NH3·H2O),故混合溶液中粒子浓度大小顺序为c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
再如等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性,溶液中粒子浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)分子的电离常数小于对应离子的水解常数
例如等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液中存在:
CN-的水解:CN-+H2OHCN+OH-(主要)
HCN的电离:HCNH++CN-(次要)
因为水解程度>电离程度,故混合溶液呈碱性。
溶液中粒子浓度大小顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
2.若溶液混合能发生反应
经过反应后离子浓度大小比较,主要根据反应物的物质的量以及化学反应原理确定反应后溶液中的溶质成分,再考虑溶质的电离和水解情况,从而确定离子浓度的大小。
(1)0.1 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为NH4HSO4,其浓度为0.05 mol·L-1。
②溶液中含有的粒子有NH3·H2O、H2O、H+、OH-、NH、SO。
③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(H+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)。
(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合。
①混合液中溶质为CH3COOH、NaCl。
②溶液中含有的粒子有CH3COOH、H2O、Na+、Cl-、CH3COO-、H+、OH-。
③溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
>c(CH3COO-)>c(OH-)_。
(3)0.2 mol·L-1 NH4Cl与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合,混合液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O、NaCl,三者的物质的量浓度相等,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。
【例11 】25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系
(1)浓度均为0.1 mol·L-1的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
(2)0.1 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)
②c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Cl-)
(3)浓度均为0.1 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________。
②元素守恒:___________________________________________________________。
答案 ①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)
②2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3)
【例12 】常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中(  )
A.c(HCOO-)>c(Na+)
B.c(HCOO-)C.c(HCOO-)=c(Na+)
D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的大小关系
答案 C
解析 根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-);由pH=7可知:c(H+)=c(OH-),得出c(Na+)=c(HCOO-)。
【例13 】下列溶液中,微粒浓度关系正确的是(  )
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液以任意比混合:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
B.含有NH、Cl-、H+、OH-的溶液中,其离子浓度一定是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+2c(CH3COOH)
D.pH=3的一元酸和pH=11的一元碱等体积混合后的溶液中,一定是c(OH-)=c(H+)
答案 A
解析 pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液以任意比混合后,所得溶液中存在:H+、M+、OH-和A-,溶液中电荷守恒,则c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),A正确;含有NH、Cl-、H+、OH-的溶液中,可能呈酸性、中性或碱性,当溶液呈酸性时,其离子浓度可能是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),B错误;物质的量浓度相等的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合,所得溶液电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)、元素守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),则可得c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),C错误;一元酸、一元碱的强弱未知,两者混合后的溶液,可能酸过量,可能碱过量,还可能恰好完全反应,故混合后溶液的酸碱性未知,故D错误。
【例14 】(1)常温下,pH=4的CH3COOH和pH=10的NaOH溶液等体积混合,溶液显________性,溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________________。
答案 酸 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(2)把0.15 mol CO2通入含0.2 mol NaOH的溶液中,溶液中的溶质为__________,溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________________________。
答案 Na2CO3和NaHCO3 c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
(
题型归纳
)
【题型5 混合溶液中粒子浓度关系】
5.1 25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol ·L-1 的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol ·L-1的盐酸。下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是(  )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)
【答案】B
【解析】A项,NH3·H2O是弱电解质,能部分电离,溶液中c(Na+)>c(NH3·H2O);B项,当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知,c(NH)+c(H+)=c(OH-);C项,溶液pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(Na+)+c(NH)=c(Cl-);D项,加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据元素质量守恒有c(Na+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)。
5.2下列说法正确的是(  )
A.相同温度下,pH相等的CH3COONa、NaClO和NaHCO3三种溶液:c(CH3COONa)<c(NaHCO3)<c(NaClO)
B.0.1 mol·L-130 mL NaOH溶液与0.1 mol·L-120 mL H2S溶液混合:3c(Na+)-2c(HS-)=2c(S2-)+2c(H2S)
C.0.010 0 mol·L-1Na2HPO4溶液呈碱性:是因为Na2HPO4只存在水解
D.0.2 mol·L-1NH4Cl与0.1 mol·L-1的NaOH等体积混合后溶液呈碱性,其中离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
【答案】D
【解析】由于相同条件下水解程度CH3COONa5.3 Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时,吸收液pH随n(SO)∶n(HSO)变化图像如图:
则以下离子浓度关系的判断正确的是(  )
A.NaHSO3溶液中c(H+)<c(OH-)
B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+)
C.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)=c(H+)
D.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(HSO)+c(SO)
【答案】D
【解析】NaHSO3溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),A错误;Na2SO3溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+),B错误;=1∶1时,溶液略显碱性,若使溶液显中性,则c(SO)<c(HSO),C错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO)+c(HSO),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=2c(SO)+c(HSO),D正确。
5.4有4种混合溶液,分别由等体积的0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3。下列关系正确的是(  )
A.pH:②>③>④>①
B.c(CH3COO-):②>④>③>①
C.c(H+):①>③>②>④
D.c(CH3COOH):①>④>③>②
答案 B
解析 A项,pH:②>④>③>①;C项,应为①>③>④>②;D项,应为①>③>④>②。
5.5实验测得常温下0.1 mol·L-1某一元酸(HA)溶液的pH不等于1,0.1 mol·L-1某一元碱(BOH)溶液里=1×10-12,将此两种溶液等体积混合后,所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是(  )
A.c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(B+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)
D.c(B+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B
解析 由题意分析0.1 mol·L-1的一元酸为弱酸;由一元碱c(H+)=1×10-12×c(OH-),得出c(H+)·c(OH-)=1×10-12×c2(OH-)=1×10-14,解得c(OH-)=0.1 mol·L-1,则该一元碱为强碱,这样就变成了等浓度等体积的酸、碱中和,生成BA盐,而后A-水解,即BA===B++
A-,A-+H2O??HA+OH-,所以B选项正确。
5.6 (2020·浙江7月选考,23)常温下,用0.1 mol·L-1的氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是(  )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH)<c(Cl-)
答案 D
解析 HCl是强酸,CH3COOH是弱酸,浓度均为0.1 mol·L-1时,c(Cl-)>c(CH3COO-),A正确;滴入10 mL氨水时,NH3·H2O和CH3COOH的物质的量相等,据元素守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B正确;滴入20 mL氨水时,恰好完全反应,所得溶液为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合溶液,据电荷守恒可知c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),据元素守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(Cl-),联立两式可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正确;滴入20 mL氨水时,所得混合液呈酸性,若溶液呈中性,氨水滴入量要大于20 mL,结合电荷守恒关系c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-),溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),得c(NH)=c(Cl-)+c(CH3COO-),则有c(NH)>c(Cl-),D错误。
5.7 25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH)>
c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
答案 A
解析 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,溶质为等物质的量的CH3COOH和NaCl,因为醋酸为弱酸,部分电离,所以c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>
c(OH-),A选项正确;0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合,pH>7,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则c(NH)>c(NH3·H2O),B选项错误;根据元素守恒,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),
0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),二者等体积混合,则2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3),即c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),C选项错误;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)+c(Cl-),D选项错误。
5.8常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是(  )
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
答案 D
解析 根据电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(OH-),故A项错误;NaHCO3溶液的pH=8.3,说明其水解程度大于电离程度,则c(H2CO3)>c(CO),故B项错误;pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合时,氨水是过量的,溶液不显中性,故C项错误;0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合反应得到等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,由电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由元素守恒得2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),则c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),移项得2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH),故D项正确。
5.8 (2020·江苏,14改编)室温下,将两种浓度均为0.10 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-)
答案 D
解析 B项,由电荷守恒可知,c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由元素守恒知,c(NH3·H2O)+c(NH)=2c(Cl-),两式联立消去c(Cl-)可得:c(NH)+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH-),错误;C项,溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),错误;D项,由电荷守恒知,c(H+)+c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),由元素守恒知,2c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4),两式相减得c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-),正确。
(
模块

分层训练
)
1.强碱NaOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸CH3COOH的溶液混合后,溶液中有关离子浓度的大小关系是
A.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+) B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) D.c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
【答案】C
【解析】等体积、等物质的量浓度醋酸溶液与氢氧化钠溶液混合反应得到醋酸钠溶液,醋酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故选C。
2.常温下,下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.的溶液:
B.的溶液:
C.的溶液:
D.同浓度的下列溶液中,①②③由大到小的顺序是:②>①>③
【答案】B
【解析】A.铵根离子水解,溶液显酸性,但水解程度不大,则,A错误;B.根据电荷守恒,则,B正确;C.由质子守恒可知,的溶液:,C错误;D.溶液中氢离子抑制铵根离子水解,其中铵根离子浓度大于氯化铵溶液中铵根离子浓度,一水合氨为弱碱,铵根离子浓度最小,故同浓度的下列溶液中,①②③,由大到小的顺序是:①>②>③,D错误;故选B。
3.在25℃时,下列说法正确的是
A.的醋酸溶液稀释100倍,
B.向氨水中加入稀硫酸至,此时
C.溶液中,离子浓度大小关系为:
D.同浓度的①②溶液,:①>②
【答案】C
【解析】A.pH =3的醋酸溶液稀释100倍,醋酸又电离出氢离子,溶液的pH<5,故A错误;B.向氨水中加入稀硫酸至pH=7,溶液中c(H+)=c(OH-),电荷守恒得到:,则,故B错误;C.NaClO溶液中,次氯酸根离子水解,溶液显碱性,离子浓度大小关系为:,故C正确;D.硫酸氢铵溶液中电离出的氢离子会抑制铵根离子的水解,同浓度的①②溶液中:①<②,故D错误;故选C。
4.25℃,0.1mol/LNH4Cl溶液中部分微粒组分及浓度如图所示。下列说法正确的是
A.图中M表示
B.NH4Cl溶液
C.NH4Cl溶液中:
D.NH4Cl溶液中:
【答案】C
【分析】25℃,0.1mol L-1NH4Cl溶液中离子浓度大小为:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-),部分微粒组分及浓度分析回答问题。
【解析】A.溶液中离子浓度最大的是氯离子,c(Cl-)=0.1mol L-1,图中M浓度小于0.1mol L-1,表示的是,A错误;B.NH4Cl溶液中铵根离子水解,溶液显酸性,pH<7,B错误;C.NH4Cl溶液中存在物料守恒:c()+c(NH3 H2O)=c(Cl-),C正确;D.NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c()>c(H+)>c(OH-),D错误;故答案为:C。
5.常温下,在0.1 mol·L的溶液中,下列说法正确的是
A.
B.
C. mol
D.往该溶液中滴入4~5滴无色酚酞试液,可观察到该溶液由无色变为蓝色
【答案】A
【解析】A.溶液中存在质子守恒,则,故A正确;B.溶液中存在物料守恒,,则,故B错误;C.在0.1 mol·L的溶液中,,溶液体积未知, mol不成立,故C错误;D.溶液呈碱性,滴入4~5滴无色酚酞试液,可观察到该溶液由无色变为红色,故D错误;故选A。
6.25°C时,的,。对10mL溶液进行如下操作,下列说法正确的是
A.加入等浓度的溶液至过量的过程中,水的电离程度不断增大
B.加入等浓度的溶液的过程中,将变大
C.加入5mL等浓度的溶液,所得溶液
D.加入10mL等浓度的溶液,所得溶液呈酸性,则
【答案】B
【解析】A.加入等浓度的NaOH溶液至过量的过程中,溶液中氢离子浓度先减小后增大,水的电离程度先增大后减小,故A错误;B.加入等浓度的NaOH溶液的过程中,溶液中,,加入溶液的过程中逐渐减少,则变大,故B正确;C.加入5mL等浓度的NaOH溶液,所得溶液为等浓度的,草酸的,则 的水解平衡常数小于草酸的电离平衡常数,则,故C错误;D.加入10mL等浓度的NaOH溶液,溶质为,依据电荷守恒,所得溶液呈酸性,则,故D错误;故选B。
7.已知溶液常温时显酸性,溶液中存在以下平衡:
① ②
向的溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是
A.加入少量金属钠,平衡①、②均左移,溶液中减小
B.加入少量溶液,则
C.加入少量NaOH溶液,则与的比值不变
D.加入氨水至中性,则
【答案】C
【解析】A.加入少量金属钠,Na消耗,此时浓度减小,平衡②右移,平衡①左移,溶液中增大,A项错误;B.加入少量溶液,根据电荷守恒得到,B项错误;C.由于,且、均只与温度有关,所以其比值不变,C项正确;D.加入氨水,根据电荷守恒,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),则,D项错误;故答案为:C。
8.常温下,下列溶液中各粒子的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol/L溶液中:
B.等物质的量浓度的HCN溶液与NaCN溶液等体积混合溶液显碱性,则溶液中:
C.将等物质的量浓度的和NaF溶液混合:
D.将和的稀溶液混合恰好至溶液中:
【答案】B
【解析】A.硫酸铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,但水解程度小,故0.1mol/L溶液中:,故A错误;B.等物质的量浓度的HCN溶液与NaCN溶液等体积混合,溶液显碱性,则HCN的电离程度小与CN-的水解程度,溶液中:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),故B正确;C.若将等体积等物质的量浓度的CH3COONa和NaF溶液混合,存在质子守恒,即,题目没说等体积混合,故C错误;D.的水解程度大于的水解程度,要使混合溶液中,则加入的n(Na2CO3)>n(NaHCO3),所以2c(Na+)>3c()+3c()+3c(H2CO3 ),故D错误;故选B。
9.室温下,通过下列实验探究苯酚()的性质。
实验1:向苯酚钠溶液中通入足量,溶液变浑浊
实验2:向苯酚浊液中加入少量固体充分反应后,得澄清溶液且无气体产生
实验3:将浓度均为0.1苯酚和苯酚钠溶液等体积混合,测得混合液的pH为10
下列有关说法正确的是
A.由实验1可得出:
B.实验2中发生反应的离子方程式:
C.实验2所得溶液中存在:
D.实验3所得混合溶液中:
【答案】B
【解析】A.向苯酚钠溶液中通入足量,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制取弱酸的原理可知,的酸性强于,但是不能证明和的酸性强弱关系,不能得出:,A错误;B.向苯酚浊液中加入少量固体充分反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,离子方程式为:,B正确;C.向苯酚浊液中加入少量固体充分反应后得到苯酚钠和碳酸氢钠的混合溶液,可得电荷守恒:,C错误;D.将浓度均为0.1苯酚和苯酚钠溶液等体积混合,测得混合液的pH为10,溶液呈碱性,说明的水解程度大于的电离程度,又因为电离和水解都是微弱的,则,D错误;故选B。
10.常温下,向溶液中滴加等浓度NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶流体积的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点处离子浓度大小顺序为
B.水的电离程度:
C.c点处溶液中
D.e点处溶液中
【答案】A
【解析】A.a点处溶液中存在,,,所以,A正确;B.b点处和NaOH恰好反应生成,是强酸弱碱盐,铵根离子水解促进水电离,点生成,抑制水解,故水的电离程度较b点变小,B错误;C.c点处溶液中,根据电荷守恒:,且c点溶液显中性,所以,C错误;D.e点处两者反应生成硫酸钠和一水合氨、水,能够产生氢氧根离子的过程为,所以,D错误;故选A。
11.已知下列数据:
弱电解质 H2CO3 NH3·H2O
电离常数(25℃) Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 Kb=1.77×10-5
现有常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,下列说法正确的是
A.由数据可判断(NH4)2CO3溶液呈碱性
B.c()>c()>c()>c(NH3·H2O)
C.c()+c(NH3·H2O)=c()+c()+c(H2CO3)
D.c()+c(H+)=c()+c(OH-)+c()
【答案】A
【分析】的水解平衡常数Kh=,第一步水解的平衡常数Kh=;
【解析】A.分析表中数据知,的水解程度远大于的水解程度,常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液呈碱性,A错误;B.盐类的水解是微弱的,则在常温下1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液中:c()>c()>c(HCO)>c(NH3·H2O),B错误;C.根据物料守恒可判断c()+c(NH3·H2O)=2c()+2c()+2c(H2CO3),C错误;D.根据电荷守恒知c()+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),D正确;故选A。
12.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.Na2S溶液:
B.NaHC2O4溶液(pH<7):
C.Na2CO3溶液:
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:
【答案】B
【解析】A.Na2S溶液中,硫离子水解生成的c(OH-)=c(HS-),由于水电离产生氢氧根离子,则c(OH-)>c(HS-),粒子浓度关系为,A错误;B.NaHC2O4溶液(pH<7)说明的电离程度大于水解程度,且的水解和电离均是微弱的,则,B正确;C.Na2CO3溶液中满足电荷守恒,根据电荷守恒可得:,C错误;D.CH3COONa和CaCl2混合溶液中满足物料守恒:,D错误;故选B。
13.25℃,用0.1000mol/L NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L一元弱酸HA溶液,所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A.点①所示溶液中:
B.点②时,消耗
C.点②所示溶液中:
D.点③所示溶液中:
【答案】A
【解析】A.点①处加入氢氧化钠10mL,溶液为HA和NaA按物质的量之比为1∶1的混合液,由图可知,溶液显酸性,HA的电离大于A-的水解,所以c(A-)>c(HA),A错误;B.点②溶液显中性,HX为弱酸,由图可知消耗V(NaOH)<20mL,B正确;C.点②溶液显中性,由电荷守恒可知c(Na+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),C正确;D.点③溶液为NaA溶液,显碱性,所以c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),D正确;故选A;
14.如表是 25℃时某些弱酸的电离平衡常数。
化学式 CH3COOH HClO H2CO3 H2C2O4
Ka Ka=1.8×10-5 Ka=3.0×10-8 Ka1=4.1×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=5.9×10-2 Ka2=6.4×10-5
(1)25℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,用离子方程式解释其主要原因 。
(2)pH相同的NaC1O和CH3COOK溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK NaC1O,两溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)] [c(K+)-c(CH3COO-)](填“>”“<” 或“=”)。
(3)25℃时,向0.1mol·L-1CH3COOH 溶液中滴加 NaOH 溶液至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5:9,此时溶液的 pH= 。
(4)H2CO3与含等物质的量的 KOH 的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。
【答案】(1) (2)> = (3)5
(4)
【解析】(1)碳酸钠水溶液呈碱性,其原因是碳酸根离子会水解,且以第一步水解为主,水解主要方程式为;
(2)根据电离平衡常数可知:酸性CH3COOH>HClO,则NaClO的水解程度大于CH3COOK,所以pH相同时CH3COOK的浓度大于NaClO;由于两溶液的pH相同,则两溶液中氢离子、氢氧根离子的浓度相同,根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-),c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则[c(Na+)-c(ClO-)]= [c(K+)-c(CH3COO-)];
(3)醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,则,c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5:9,则c(H+)=1.0×10-5,则pH=5;
(4)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后溶质为KHC2O4,所得溶液呈酸性,根据表格数值可估算,草酸氢根的电离常数大于其水解常数,则的电离程度大于其水解程度,再结合氢离子来自水的电离和草酸氢根离子的电离,则:,溶液中离子浓度大小为:;
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