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第5讲　溶液中“粒子”浓度关系(能力课)
【复习目标】　
1．理解电解质溶液中的电离平衡和水解平衡。
2．掌握溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。
c(H2S)>c(H＋)>c(HS－)>c(S2－)
2．抓住3种守恒，建立粒子浓度的定量关系
(1)电荷守恒——注重溶液呈电中性
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。
(2)元素守恒——注重溶液中某元素守恒
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。
(3)质子守恒——注重分子或离子得失H＋数目相等
在电解质溶液中，由于电离、水解等过程的发生，所以往往存在质子(H＋)的得失，但得到的质子数等于失去的质子数。
如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下：
由图可得Na2S水溶液中，质子守恒式为c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或______________________________。
质子守恒式也可以由电荷守恒式与元素守恒式推导得到。
c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)
关键能力 · 拓展教材
一、粒子种类的判断
1．指出下列溶液中含有的所有粒子。
(1)NaHCO3溶液中：________________________________。
(2)Na2CO3溶液中：___________________________________。
(3)NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中：____________________。
(4)向NaOH溶液中通入CO2气体(任意量)：____________。
二、单一溶液中粒子浓度的关系
2．常温下，0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液。
(1)含有的所有粒子：____________________________________。
(2)离子浓度大小关系：____________________________________。
(3)元素守恒：____________________________________。
3．常温下，比较0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中各种离子浓度关系。
(1)大小关系：____________________________________。
(2)元素守恒式：____________________________________。
(3)电荷守恒式：_______________________________________。
(4)质子守恒式：________________________________。
[归纳总结]　质子守恒式可以由电荷守恒式和元素守恒式推导得到。 以KHS溶液为例，电荷守恒式为c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)①，元素守恒式为c(K＋)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)②，由①－②得质子守恒式c(OH－)＋c(S2－)＝c(H2S)＋c(H＋)。
三、混合溶液(缓冲液)中粒子浓度大小比较
4．含物质的量相同的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中：
(1)写出所有电离、水解离子方程式：__________________________
__________________________________________________________。
(2)粒子浓度由大到小顺序为
_______________________________________________。
(3)电荷守恒式为_________________________________________。
(4)元素守恒式为_________________________________。
CH3COONa===CH3COO－＋Na＋、
CH3COOH CH3COO－＋H＋、CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－
c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)
c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
四、酸、碱中和型粒子浓度大小比较
5．比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为____________________________。
(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pH<7，离子浓度大小顺序为____________________________________。
(3)pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合，其离子浓度大小顺序为____________________________________。
c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
【模型构建】
酸、碱中和型粒子浓度大小比较的思维模型
五、盐与酸(碱)混合型粒子浓度大小比较
6．用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO－)>c(Na＋)，对该溶液的下列判断正确的是(　　)
A．c(H＋)>c(OH－)
B．c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1
C．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
D．c(CH3COO－)＋c(OH－)＝0.1 mol·L－1
答案：A
解析：电荷守恒式为c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因c(CH3COO－)>c(Na＋)，则c(H＋)>c(OH－)；元素守恒式为c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.2 mol·L－1，因c(CH3COO－)>c(Na＋)＝0.1 mol·L－1，则c(CH3COO－)>c(CH3COOH)，c(CH3COO－)＋c(OH－)>0.1 mol·L－1。故A正确，B、C、D错误。
[归纳总结]　
盐与酸(碱)混合型粒子浓度大小比较
首先考虑是否反应，若不反应，分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小；若能反应，则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。

⑤>④>③>①>②
【模型构建】
选好参照物，分组比较各个击破。
真题导向
【示例】　(2023·江苏卷，12)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。
答案：C
[试题立意]　本题以MnCO3的制备流程为载体，考查不同溶液、不同工艺所得到溶液中各离子浓度的相互关系，涉及溶液和沉淀两种形态。涉及溶液和沉淀两种形态，是以判断离子浓度等式关系考查的。与《课程标准》学业质量水平3中“能运用宏观、微观、符号等方式描述、说明物质转化的本质和规律”的要求吻合。
[关键能力]　本题主要考查考生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维与辩证能力。
[考教衔接]　备考时，要引导学生注意这种连续反应的形式(包括实验中的多步操作)，其研究对象往往是多元复杂的，与常规单一的研究对象不同。
答案：A
(1)Ka(CH3COOH)＝________________。
(2)a点溶液中，c(Na＋)、c(Cl－)、c(CH3COOH)、c(CH3COO－)四种粒子浓度关系_____________________________________。
(3)b点溶液中，c(CH3COOH)________(填“＞”“＝”或“＜”)
c(CH3COO－)。

10－4.76
c(Na＋)＝c(Cl－)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)
<
解析：NaOH溶液和HCl、CH3COOH混合溶液反应时，NaOH先与强酸反应，然后与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时CH3COOH反应一半，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。

答案：B
2．在10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同体积、同浓度的HAc溶液，反应后溶液中各粒子的浓度关系错误的是(　　)
A．c(Na＋)>c(Ac－)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(Na＋)>c(Ac－)>c(OH－)>c(H＋)
C．c(Na＋)＝c(Ac－)＋c(HAc)
D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Ac－)＋c(OH－)
答案：A
答案：A
4．(2025·河北唐山模拟)氰化氢(HCN)可应用于电镀业(镀铜、镀金、镀银)、采矿业等。常温下，浓度均为0.01 mol·L－1的HCN和NaCN的混合溶液的pH≈8，下列说法正确的是(　　)
A．常温下，Ka(HCN)≈10－8
B．该混合溶液中水的电离程度大于纯水中水的电离程度
C．该混合溶液中c(HCN)D．该混合溶液中c(CN－)＋c(HCN)＝c(Na＋)
答案：B
答案：C
6．室温下，Ka1(H2S)＝1.3×10－7，Ka2(H2S)＝7.1×10－15。 不考虑溶液混合引起的体积变化和H2S的挥发，室温时下列指定溶液中粒子物质的量浓度关系正确的是(　　)
A．0.1 mol·L－1 NaHS溶液：c(Na＋)>c(HS－)>c(S2－)>c(H2S)
B．0.1 mol·L－1 Na2S溶液：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋ c(H2S)
C．0.2 mol·L－1 NaHS溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合：c(HS－)＋3c(H2S)>c(S2－)
D．向0.1 mol·L－1 NaOH溶液中通入H2S至溶液呈中性：c(Na＋)＝c(HS－)＋c(S2－)
答案：C
解析：根据Ka1可知HS－的水解平衡常数约为7.7×10－8＞Ka2，故HS－的电离程度小于其水解程度，溶液中c(H2S)>c(S2－)，A错误；B项考查溶液中的质子守恒式，c(H2S)的系数应为2，B错误；；C项溶液中的溶质为等物质的量的NaHS和Na2S，溶液中的电荷守恒式为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)，元素守恒式为2c(Na＋)＝3[c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)]，两种盐水解呈碱性，则c(OH－)＞c(H＋)，将两式约去c(Na＋)后可知，C正确；根据溶液中的电荷守恒式c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)可知，当溶液呈中性即c(H＋)＝c(OH－)时，c(Na＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)，D错误。
答案：C
答案：D
9．已知：常温下邻苯二甲酸H2A的Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6。用NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示(忽略混合时溶液温度的变化)，其中N点为反应终点。
下列说法正确的是(　　)
A．M点离子浓度：c(K＋)＞c(HA－)＞c(H2A)＞c(A2－)
B.N点溶液中存在：c(Na＋)＋c(K＋)＞2c(A2－)＋2c(HA－)
C．P点溶液中一定存在：c(Na＋)＞c(K＋)＞c(OH－)＞c(A2－)
D．从M到P之间的任一点均存在：c(Na＋)＋c(K＋)＋c(H＋)＝c(A2－)＋c(HA－)＋c(OH－)
答案：B
答案：C
11．(2025·江苏连云港调研)室温下，通过下列实验探究Na2SO3、NaHSO3溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 用pH试纸测定0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液的pH，测得pH约为10
2 向0.1 mol·L－1Na2SO3溶液中通入少量SO2，测得溶液pH约为8
3 用pH试纸测定0.1 mol·L－1NaHSO3溶液的pH，测得pH约为5
4 向0.1 mol·L－1Na2SO3溶液中通入少量Cl2，无明显现象

答案：D
12．常温下，将某一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化)，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表所示。
答案：B
解析：实验①二者等浓度等体积混合恰好完全反应生成KA，反应后溶液的pH＝9，即溶液显碱性，说明HA为弱酸，A－水解，A项正确；实验①反应后的溶液中，由电荷守恒知c(H＋)＋c(K＋)＝c(A－)＋c(OH－)知，c(K＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋)，B项错误；因为HA为弱酸，如果与等体积等浓度的KOH溶液混合，溶液显碱性，若溶液显中性，则在两溶液体积相等的条件下，HA溶液的浓度应大于0.2 mol·L-1，所以实验②反应后的溶液中，c(A－)＋c(HA)＞0.1 mol·L-1，C项正确；
实验②反应后溶液显中性，根据电荷守恒得c(H＋)＋c(K＋)＝c(A－)＋c(OH－)，且c(H＋)＝c(OH－)，则c(K＋)＝c(A－)，c(K＋)＝c(A－)＞c(H＋)＝c(OH－)，D项正确。
13．(9分)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是H2B===H＋＋HB－；HB－ H＋＋B2－。回答下列问题：
(1)Na2B溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)，理由是______________________________(用离子方程式表示)。
碱性
B2－＋H2O HB－＋OH－
解析：由H2B===H＋＋HB－（完全电离），HB－ H＋＋B2-（部分电离），知Na2B溶液中B2-会发生水解反应B2-＋H2O HB－＋OH－，故Na2B溶液显碱性。
(2)在0.1 mol·L－1的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是________(填标号)。
A．c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1 mol·L－1
B.c(Na＋)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－)
D．c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)
CD
解析：在Na2B溶液中存在Na2B===2Na＋＋B2-，B2-＋H2O HB－＋OH－，H2O H＋＋OH－。由电荷守恒知，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(B2-)＋c(OH－)＋c(HB－)，C正确；由元素守恒知，c(Na＋)＝2c(B2-)＋2c(HB－)＝0.2 mol·L-1，D正确；在Na2B溶液中不存在H2B，A错误；由元素守恒和电荷守恒知，B错误。
(3)已知0.1 mol·L－1 NaHB溶液的pH＝2，0.1 mol·L－1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_________________________________。
c(Na＋)＞c(HB－)＞c(H＋)＞c(B2－)＞c(OH－)
解析：在NaHB溶液中，NaHB===Na＋＋HB－，HB－ H＋＋B2-，H2O H＋＋OH－，溶液的pH＝2，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)＞c(HB－)＞c(H＋)＞c(B2-)＞c(OH－)。
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