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第27講-電解質溶液中的三大守恒(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

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第27講-電解質溶液中的三大守恒(課件 練習(含解析) 學案)2025屆高中化學一輪復習

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(共29張PPT)
第27講
電解質溶液中的三大守恒
2025:基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2025
2024全國甲卷-7題 電荷守恒
2024新課標卷-7題 電荷守恒
2024江蘇卷-12題 電荷守恒
2024山東卷-10題 物料守恒
2024湖南卷-13題 電荷守恒 物料守恒 質子守恒
2024安徽卷-13題 電荷守恒
2024湖北卷-13題 電荷守恒
2024 1月浙江卷-15題 電荷守恒
2024河北卷-4題 物料守恒
2024年——電解質溶液中三大守恒考向考點統計
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知識重構
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;
概念:陽離子所帶正電荷總量=陰離子所帶負電荷總量
1電荷守恒(溶液呈電中性)
中的電荷守恒。
電離
水解
陽離子
陰離子
溶液中A 溶液中B
晶體中A 晶體中B
概念:電解質溶液中,由于某些離子發生水解和電離,離子的存在形式發生了變化,但該離子含有的某種元素,在變化前后質量是守恒的。
=
2物料守恒(元素質量守恒)
例溶液中的物料守恒。
變化前
變化后
3質子守恒(守恒)
概念:酸失去的質子和堿得到的質子數目相同。
例溶液中的質子守恒。
方法一:基準物質
方法二:消元法


①-②
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例4【2024江蘇卷12】.室溫下,通過下列實驗探究SO2的性質。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
實驗1:將SO2氣體通入水中,測得溶液pH=3。
實驗2:將SO2氣體通入0.1NaOH溶液中,當溶液pH=4時停止通氣。
實驗3:將SO2氣體通入0.1酸性KMnO4溶液中,當溶液恰好褪色時停止通氣。
下列說法正確的是( )
A. 實驗1所得溶液中:c(HSO3-)+c(SO32-)> c(H+)
B. 實驗2所得溶液中:c(SO32-)> c(HSO3-)
C. 實驗2所得溶液經蒸干、灼燒制得NaHSO3固體
D. 實驗3所得溶液中:c(SO42-)> c(Mn2+)
實驗1得到H2SO3溶液,其電荷守恒關系式為:
c(HSO3-) + 2c(SO32-) + c(OH-)= c(H+),
則 c(HSO3-)+c(SO32-)< c(H+)
1電荷守恒(溶液呈電中性)

1電荷守恒(溶液呈電中性)
例5【2024湖北13】.CO2氣氛下,Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標(δ)為組分中鉛占總鉛的質量分數。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L 1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3, pKsp(PbCO3)=12.1。下列說法錯誤的是( )
A. pH=6.5時,溶液中c(CO32-)< c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時, c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L 1
C. pH =7時, 2 c(Pb2+)+ c [Pb(OH)+] <2 c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(ClO4-)
D. pH =8時,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3會溶解
電荷守恒:2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-]+c(OH-),
pH=7時溶液中c(H+)=c(OH-),
2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)+2c[Pb(CO3)22-]

例6【2022全國I卷13】.常溫下,一元酸HA的()=。在某體系中,與離子不能穿過隔膜,未電離的HA可自由穿過該膜(如圖所示)。
設溶液中,當達到平衡時,下列敘述正確的是( )
A.溶液Ⅰ中()=()+()
B.溶液Ⅱ中的HA的電離度
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比為
1電荷守恒(溶液呈電中性)
()=()
1電荷守恒(溶液呈電中性)
()=()
例7【2022海南13】.NaClO溶液具有漂白能力,已知25℃時,(HClO)=4.0×。下列關于NaClO溶液說法正確的是 ( )
A.0.01mol/L溶液中,c()<0.01mol/L
B.長期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過量,反應的離子方程式為+ + H2O = + HClO
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c()=c()
1分析溶液組成
2寫出電荷守恒式:
NaClO和HClO的混合溶液;
3得出正確的關系:
4共軛酸堿對濃度比較:
=
c(HClO)>c()

例8【2021山東15】賴氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人體必需氨基酸,其鹽酸鹽(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:。向一定濃度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系數δ(x)隨pH變化如圖所示。已知δ(x)=,下列表述正確的是
A.
B. M點,
C. O點,pH=
D. P點,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
1電荷守恒(溶液呈電中性)
電荷守恒:
圖中信息:

M點,
1電荷守恒(溶液呈電中性)
例9【2014江蘇14】25℃時,下列有關溶液中微粒的物質的量濃度關系正確的是
A.0.1mol/L CH3COONa與0.1mol/L HCl溶液等體積混合:
c()=c()>c()>c()
B.0.1mol/L NH4Cl與0.1mol/L氨水等體積混合(pH>7):
c(NH3·H2O)>c()>c()>c()
C.0.1mol/LNa2CO3與0.1mol/L NaHCO3溶液等體積混合:
c()=c()+c()+c()
D.0.1mol/L 與0.1mol/L HCl溶液等體積混合(為二元弱酸):
電荷守恒:
2物料守恒(元素質量守恒)
例10【2024山東10】常溫下 水溶液體系中存在反應: Ag+ + CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常數為K。已初始濃度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L 1,所有含碳物種的摩爾分數與pH變化關系如圖所示(忽略溶液體積變化)。下列說法正確的是( )
A. 線Ⅱ表示CH3COOH的變化情況
B. CH3COOH的電離平衡常數Ka=10-n
C. pH=n時,
D. pH=10時,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L 1
pH=10時溶液中,物料守恒:c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L

2物料守恒(元素質量守恒)
例11【2023湖南卷12】常溫下,用濃度為0.0200NaOH標準溶液滴定濃度均為0.0200的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定過程中溶液的pH隨 ( )的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A. Ka(CH3COOH)約為10-4.76
B.點a:c (Na+) + c (Cl-) = c (CH3COOH) + c (CH3COO-)
C.點b:c (CH3COOH) 小于c (CH3COO-)
D.水的電離程度:a<b < c < d
a點溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,
物料守恒:c(Na+) + c(Cl-) = c(CH3COOH) + c(CH3COO-)

2物料守恒(元素質量守恒)
例12【2022.6浙江23】.25℃時,向20 mL濃度均為0.1 的鹽酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×;用0.1 的NaOH溶液滴定20 mL等濃度的鹽酸,滴定終點的pH突躍范圍4.3~9.7)。下列說法不正確的是( )
A.恰好中和時,溶液呈堿性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的過程中,發生反應的離子方程式為:+= H2O
C.滴定過程中,c() = c() + c()
D.pH=7時,c() > c() > c() > c()

2物料守恒(元素質量守恒)
例13【2022河北9】.某水樣中含一定濃度的、和其他不與酸堿反應的離子。取10.00mL水樣,用0.01000的HCl溶液進行滴定,溶液pH隨滴加HCl溶液體積V(HCl)的變化關系如圖(混合后溶液體積變化忽略不計)。
A.該水樣中c()=0.01
B.a點處c(H2CO3)+c()=c()
C.當V(HCl)≤20.00mL時,溶液中c()基本保持不變
D.曲線上任意一點存在c()+c()+c()=0.03
起點→a點:
a點→b點:
b
2物料守恒(元素質量守恒)
例14【2020山東15】
25℃時,某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)隨pH變化的關系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數,下列說法正確的是
A.O點時,
B.N點時,pH=-lg
C.該體系中,
D.pH由7到14的變化過程中,的水解程度始終增大
3質子守恒( 守恒)
例15【2024湖南13】. 常溫下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL 0.10NaOH溶液中緩慢滴入相同濃度的HCOOH溶液。混合溶液中某兩種離子的濃度隨加入HCOOH溶液體積的變化關系如圖所示,下列說法錯誤的是( )
水的電離程度:M<N
B. M點: 2c(OH-) = c(Na+) + c(H+)
C. 當V(HCOOH)=10mL時, c(OH-) = c(H+) + 2c(HCOOH) + c(HCOO-)
D. N點: c(Na+) >c(HCOO-) > c(OH-) > c(H+) > c(HCOOH)
B.M點時, V(HCOOH)=10mL,溶液中的溶質為c(HCOOH) : c(HCOO-) =1:1,根據電荷守恒有c(H+) + c(Na+) = c(HCOO-)+ c(OH-) ,M點為交點可知c(HCOO-) = c(OH-) ,聯合可得 2c(OH-) = c(Na+) + c(H+)
C.當 V(HCOOH)=10mL時,溶液中的溶質為c(HCOOH) : c(HCOONa) =1:1,根據電荷守恒有c(H+) + c(Na+) = c(HCOO-)+ c(OH-) ,根據物料守恒 c(Na+) = 2c(HCOO-) + 2c(HCOOH) ,聯合可得 c(OH-) = c(H+) + 2c(HCOOH) + c(HCOO-) ,即為此溶液的質子守恒。


3質子守恒(守恒)
例13【2022河北9】.某水樣中含一定濃度的、和其他不與酸堿反應的離子。取10.00mL水樣,用0.01000的HCl溶液進行滴定,溶液pH隨滴加HCl溶液體積V(HCl)的變化關系如圖(混合后溶液體積變化忽略不計)。
A.該水樣中c()=0.01
B.a點處c(H2CO3)+c()=c()
C.當V(HCl)≤20.00mL時,溶液中c()基本保持不變
D.曲線上任意一點存在c()+c()+c()=0.03
a點基準物質:
b
3質子守恒(守恒)
例16【2020江蘇14】室溫下,將兩種濃度均為的溶液等體積混合,若溶液混合引起的體積變化可忽略,下列各混合溶液中微粒物質的量濃度關系正確的是
A. 混合溶液(pH=10.30):
B. 氨水-NH4Cl混合溶液(pH=9.25):
C. 混合溶液(pH=4.76):
D. 混合溶液(pH=1.68,H2C2O4為二元弱酸):
溶液 B D
電荷守恒
物料守恒
質子守恒

電荷+物料
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例16【2022河北9】.某水樣中含一定濃度的、和其他不與酸堿反應的離子。取10.00mL水樣,用0.01000的HCl溶液進行滴定,溶液pH隨滴加HCl溶液體積V(HCl)的變化關系如圖(混合后溶液體積變化忽略不計)。
A.該水樣中c()=0.01
B.a點處c(H2CO3)+c()=c()
C.當V(HCl)≤20.00mL時,溶液中c()基本保持不變
D.曲線上任意一點存在c()+c()+c()=0.03
b
1讀懂題意,識圖,分析溶液的組成;
恰好中和、按特定比例反應、溶液中性
2找守恒關系
模型構建—滴定曲線
b
1讀懂題意,識圖,分析溶液的組成:找共軛酸堿對、分布系數相等的點;
模型構建—分布系數
例8【2021山東15】賴氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人體必需氨基酸,其鹽酸鹽(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:。向一定濃度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系數δ(x)隨pH變化如圖所示。已知δ(x)=,下列表述正確的是
A.
B. M點,
C. O點,pH=
D. P點,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
2找守恒關系
1讀懂題意,識圖,分析溶液的組成:找共軛酸堿對、lgc相等的點;
模型構建—對數圖
2找守恒關系
例14【2020山東15】
25℃時,某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)隨pH變化的關系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數,下列說法正確的是
A.O點時,
B.N點時,pH=-lg
C.該體系中,
D.pH由7到14的變化過程中,的水解程度始終增大
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名師導學第27講-電解質溶液中的三大守恒
1.(2024年安徽卷13題)環境保護工程師研究利用、和處理水樣中的。已知時,飽和溶液濃度約為,,,,。下列說法錯誤的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. 向的溶液中加入,可使
D. 向的溶液中通入氣體至飽和,所得溶液中:
2.(2024年全國甲卷7題) 將0.10mmol Ag2CrO4配制成1.0mL懸濁液,向其中滴加0.10mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl 或CrO42 )隨加入NaCl溶液體積(V)的變化關系如圖所示。
下列敘述正確的是
A.交點a處:c(Na+)=2c(Cl )
B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10-2.21
C.V≤2.0mL時c(CrO42-)/c(Cl )不變
D.y1= 7.82,y2= lg34
3.(2024年新課標卷7題)常溫下和的兩種溶液中,分布系數δ與pH的變化關系如圖所示。[比如:]
下列敘述正確的是
A. 曲線M表示的變化關系
B. 若酸的初始濃度為,則a點對應的溶液中有
C. 的電離常數
D. 時,
4.(2023年福建卷9題)時,某二元酸H2A的Ka1=10-3.04、Ka2=10-4.37。1.0 mol L 1NaHA溶液稀釋過程中δ(H2A)、δ(HA-)、δ(A2-)與pc(Na+)的關系如圖所示。已知pc(Na+)=-lg c(Na+)的分布系數。下列說法錯誤的是
A.曲線n為δ(HA-)的變化曲線
B.a點: PH=4.37
C.b點:2 c(H2A)+ c(HA-)= c(Na+)
D.c點:c(Na+)+ c(H+)=3 c(HA-)+ c(OH-)
5.(2021年福建卷10題)如圖為某實驗測得溶液在升溫過程中(不考慮水揮發)的pH變化曲線。下列說法正確的是
A.a點溶液的比c點溶液的小
B.a點時,
C.b點溶液中,
D.ab段,pH減小說明升溫抑制了的水解
6.(2021年湖南卷9題)常溫下,用的鹽酸分別滴定20.00mL濃度均為三種一元弱酸的鈉鹽溶液,滴定曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是
A.該溶液中:
B.三種一元弱酸的電離常數:
C.當時,三種溶液中:
D.分別滴加20.00mL鹽酸后,再將三種溶液混合:
7.(2021年海南卷13題)(雙選)25℃時,向的溶液中滴加的鹽酸,溶液的隨加入的鹽酸的體積變化如圖所示。下列有關說法正確的是
A.點,溶液是由于水解程度大于電離程度
B.點,
C.點,溶液中的主要來自的電離
D.點,
8.(2021年廣東卷8題)鳥嘌呤()是一種有機弱堿,可與鹽酸反應生成鹽酸鹽(用表示)。已知水溶液呈酸性,下列敘述正確的是
A.水溶液的
B.水溶液加水稀釋,升高
C.在水中的電離方程式為:
D.水溶液中:
9..(2021年天津卷10題)常溫下,下列有關電解質溶液的敘述正確的是
A.在溶液中
B.在溶液中
C.在溶液中
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中
10.(2019年4月浙江卷21題)室溫下,取20 mL 0.1 mol·L 1某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L 1 NaOH溶液。已知:H2A=H++HA ,HA H++A2 。下列說法不正確的是
A.0.1 mol·L 1 H2A溶液中有c(H+)-c(OH )-c(A2 )=0.1 mol·L 1
B.當滴加至中性時,溶液中c(Na+)=c(HA )+2c(A2 ),用去NaOH溶液的體積小于10 mL
C.當用去NaOH溶液體積10 mL時,溶液的pH<7,此時溶液中有c(A2 )=c(H+)-c(OH )
D.當用去NaOH溶液體積20 mL時,此時溶液中有c(Na+)=2c(HA )+2c(A2 )
11.(2022年6月浙江卷17題)時,苯酚的,下列說法正確的是
A.相同溫度下,等的和溶液中,
B.將濃度均為的和溶液加熱,兩種溶液的均變大
C.時,溶液與溶液混合,測得,則此時溶液中
D.時,的溶液中加少量固體,水的電離程度變小
12.(2021年湖北卷14題)常溫下,已知H3PO3溶液中含磷物種的濃度之和為0.1mol·L-1,溶液中各含磷物種的pc—pOH關系如圖所示。圖中pc表示各含磷物種的濃度負對數(pc=-lgc),pOH表示OH-的濃度負對數[pOH=-lgc(OH-)];x、y、z三點的坐標:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列說法正確的是
A.曲線①表示pc(H3PO3)隨pOH的變化
B.H3PO3的結構簡式為
C.pH=4的溶液中:c(H2P)<0.1mol·L-1-2c(HP)
D.H3PO3+HP 2H2P的平衡常數K>1.0×105
13.(2022年江蘇卷12題)一種捕集煙氣中CO2的過程如圖所示。室溫下以0.1mol L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發可忽略,溶液中含碳物種的濃度c總=c(H2CO3)+c()+c()。H2CO3電離常數分別為Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列說法正確的是
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c()
B.KOH完全轉化為K2CO3時,溶液中:c(OH-)= c(H+)+c()+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c總=0.1mol L-1溶液中:c(H2CO3)>c()
D.如圖所示的“吸收”“轉化”過程中,溶液的溫度下降
14.(2020年7月浙江卷23題)常溫下,用氨水滴定濃度均為的和的混合液,下列說法不正確的是
A.在氨水滴定前,和的混合液中
B.當滴入氨水時,
C.當滴入氨水時,
D.當溶液呈中性時,氨水滴入量大于,
第27講-電解質溶液中的三大守恒答案及解析
1.(2024年安徽卷13題)
【答案】B
【解析】A.溶液中只有5種離子,分別是,溶液是電中性的,存在電荷守恒,可表示為,A正確;
B.溶液中,水解使溶液呈堿性,其水解常數為,根據硫元素守恒可知,所以,則,B不正確;
C.遠遠大于,向的溶液中加入時,可以發生沉淀的轉化,該反應的平衡常數為,因此該反應可以完全進行,的飽和溶液中,若加入足量時可使,C正確
D.的平衡常數 ,該反應可以完全進行,因此,當向的溶液中通入氣體至飽和,可以完全沉淀,所得溶液中,D正確;
綜上所述,本題選B。
2.(2024年全國甲卷7題)
【答案】D
【解析】A.2mL時與溶液恰好完全反應,則a點時溶質為NaCl和Na2CrO4,電荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c()+c(Cl-)+c(OH-),此時c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不計,a點為Cl-和曲線的交點,即c()=c(Cl-),則溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A錯誤;
B.當V(NaCl)=1.0mL時,有一半的Ag2CrO4轉化為AgCl,Ag2CrO4與AgCl共存,均達到沉淀溶解平衡,取圖中橫坐標為1.0mL的點,得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c()=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,則==102.21,B錯誤;
C.V<2.0mL時,Ag+未沉淀完全,體系中Ag2CrO4和AgCl共存,則=為定值,即為定值,由圖可知,在V≤2.0mL時c(Ag+)并不是定值,則的值也不是定值,即在變化,C錯誤;
D.V>2.0mL時AgCl處于飽和狀態,V(NaCl)=2.4mL時,圖像顯示c(Cl-)=10-1.93mol/L,則c(Ag+)===10-7.82mol/L,故y1=-7.82,此時Ag2CrO4全部轉化為AgCl,n()守恒,等于起始時n(Ag2CrO4),則c(CrO)===mol/L,則y2=lg c(CrO)=lg=-lg34,D正確;
故答案選D。
3.(2024年新課標卷7題)
【答案】D
【解析】A.根據分析,曲線M表示的變化關系,A錯誤;
B.根據,初始,若溶液中溶質只有,則,但a點對應的,說明此時溶液中加入了酸性更強的酸,根據電荷守恒,,B錯誤;
C.根據分析,CH2ClCOOH的電離常數Ka=10-2.8,C錯誤;
D.電離度,,則=,,時,,,D正確;
故答案選D。
4.(2023年福建卷9題)
【答案】B
【解析】A.1.0 mol L 1NaHA溶液稀釋過程中,隨著水的加入,因存在電離平衡HA- H++A-和水解平衡HA-+H2OOH-+H2A,HA-的分布系數開始時變化不大且保持較大,故曲線n為δ(HA-)的變化曲線,選項A正確;
B.a點, pc(Na+)=1.0,則c(Na+)=0.1 mol L 1,δ(HA-) =0.70,δ(H2A)= δ(A2-)=0.15,=10-4.73,,PH≠4.73,選項B錯誤;
C.b點, δ(HA-) =0.70,δ(H2A)= δ(A2-)=0.15,即c(H2A) = c(A2-),根據物料守恒有,c(A2-) + c(H2A) + c(HA-)=c(Na+),故2 c(H2A)+ c(HA-)= c(Na+),選項C正確;
D.c點:δ(HA-)=δ(A2-),故c(HA-) = c(A2-)根據電荷守恒有c(Na+)+ c(H+)=2 c(A2-) + c(HA-)+ c(OH-),故c(Na+)+ c(H+)=3 c(HA-)+ c(OH-),選項D正確;
答案選B。
5.(2021年福建卷10題)
【答案】A 
【解析】A.Kw=c(H+)c(OH-),隨著溫度的升高,Kw增大;a點、c點的pH相同,即氫離子濃度相同,但是不同,c點的Kw大,所以a點溶液的比c點溶液的小,故A正確;
B.碳酸氫鈉溶液中存在電離平衡和水解平衡,根據圖示可知,碳酸氫鈉溶液顯堿性,水解過程大于電離過程,Kh= ,所以,故B錯誤;
C.b點溶液顯堿性,溶液中存在電荷守恒: ,由于c(H+)D.碳酸氫鈉溶液中存在電離和水解2個過程,而電離和水解均為吸熱過程,升高溫度,促進了電離和水解的兩個過程,故D錯誤;
故選A。
6.(2021年湖南卷9題)
【答案】C 
【解析】A.NaX為強堿弱酸鹽,在溶液中水解使溶液呈堿性,則溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正確;
B.弱酸的酸性越弱,電離常數越小,由分析可知,HX、HY、HZ三種一元弱酸的酸性依次減弱,則三種一元弱酸的電離常數的大小順序為Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B正確;
C.當溶液pH為7時,酸越弱,向鹽溶液中加入鹽酸的體積越大,酸根離子的濃度越小,則三種鹽溶液中酸根的濃度大小順序為c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C錯誤;
D.向三種鹽溶液中分別滴加20.00mL鹽酸,三種鹽都完全反應,溶液中鈉離子濃度等于氯離子濃度,將三種溶液混合后溶液中存在電荷守恒關系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),故D正確;
故選C。
7.(2021年海南卷13題)
【答案】AB
【解析】A.存在水解平衡和電離平衡,點溶液是由于水解程度大于電離程度,故A正確;
B.根據電荷守恒,,b點pH=7即,所以,故B正確;
C.點,溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉、碳酸,溶液中的主要來自的電離,故C錯誤;
D.點,碳酸氫鈉和鹽酸恰好反應,,故D錯誤;
選AB。
8.(2021年廣東卷8題)
【答案】B 
【解析】A.GHCl為強酸弱堿鹽,電離出的GH+會發生水解,弱離子的水解較為微弱,因此0.001mol/L GHCl水溶液的pH>3,故A錯誤;
B.稀釋GHCl溶液時,GH+水解程度將增大,根據勒夏特列原理可知溶液中c(H+)將減小,溶液pH將升高,故B正確;
C.GHCl為強酸弱堿鹽,在水中電離方程式為GHCl=GH++Cl-,故C錯誤;
D.根據電荷守恒可知,GHCl溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故D錯誤;
綜上所述,敘述正確的是B項,故答案為B。
9.(2021年天津卷10題)
【答案】A 
【解析】A.由于磷酸為多元酸,第一步電離大于第二步電離大于第三步電離,所以在溶液中,離子濃度大小為:,故A正確;
B.在溶液中,根據電荷守恒得到,故B錯誤;
C.在溶液中,根據物料守恒得到,故C錯誤;
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,則,根據電荷守恒,則,故D錯誤;故選A。
10.(2019年4月浙江卷21題)
【答案】B 
【解析】A. 0.1 mol·L 1H2A溶液存在電荷守恒,其關系為c(H+)=c(OH )+2c(A2 )+ c(HA ),因而c(H+)-c(OH )-c(A2 )= c(A2 )+c(HA )=0.1mol·L 1,A項正確;
B.若NaOH用去10ml,反應得到NaHA溶液,由于HA H++A2 ,溶液顯酸性,因而滴加至中性時,需要加入超過10ml的NaOH溶液,B項錯誤;
C.當用去NaOH溶液體積10 mL時,得到NaHA溶液,溶液的pH<7,存在質子守恒,其關系為c(A2 )=c(H+)-c(OH ),C項正確;
D.當用去NaOH溶液體積20 mL時,得到Na2A溶液,根據物料守恒有:c(Na+)=2c(HA )+2c(A2 ),D項正確。
故答案選B。
11.(2022年6月浙江卷17題)
【答案】C 
【解析】A.醋酸的酸性大于苯酚,則醋酸根離子的水解程度較小,則相同溫度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)B.C6H5ONa溶液中,C6H5O-離子水解出氫氧根離子,升溫促進C6H5O-離子的水解,氫氧根離子濃度增大,pH變大,而升高溫度,Kw增大,NaOH溶液中OH-濃度不變,H+濃度增大,pH減小,B錯誤;
C.當pH=10.00時,c(H+)=1.0×10-10,,故c(C6H5O-)= c(C6H5OH),C正確;
D.C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,會促進水的電離,D錯誤;
故選C。
12.(2021年湖北卷14題)
【答案】D 
【解析】A.圖象中含P物質只有3種,說明為二元弱酸。隨著逐漸增大,減小,根據 、 ,知逐漸減小,先增大后減小,逐漸增大,,則逐漸增大,先減小后增大,逐漸減小,故曲線③表示,曲線②表示,曲線①表示;根據x點知,時,,c(OH-)=10-7.3mol/L,c(H+)=10-6.7mol/L,則的,根據z點知,,,c(OH-)=10-12.6mol/L,c(H+)=10-1.4mol/L,則的,曲線①表示隨的變化,故A錯誤;
B.為二元弱酸,其結構簡式為,故B錯誤;
C.即,由圖可知,此時,,即,而,
故,故C錯誤;
D.由減去,可得,則平衡常數,故D正確;
故答案:D。
13.(2022年江蘇卷12題)
【答案】C 
【解析】A.KOH吸收CO2所得到的溶液,若為K2CO3溶液,則主要發生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(),若為KHCO3溶液,則發生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(),A不正確;
B.KOH完全轉化為K2CO3時,依據電荷守恒,溶液中:c(K+)+ c(H+)=c(OH-)+ +c()+2c(),依據物料守恒,溶液中:c(K+)=2[c()+c()+c(H2CO3)],則c(OH-)= c(H+)+c()+2c(H2CO3),B不正確;
C.KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1mol L-1,c總=0.1mol L-1,則溶液為KHCO3溶液, Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明以水解為主,所以溶液中:c(H2CO3)>c(),C正確;
D.如圖所示的“吸收”“轉化”過程中,發生反應為:CO2+2KOH=K2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3與KHCO3的混合物,則原理相同),二式相加得:CO2+CaO=CaCO3↓,該反應放熱(碳酸鈣分解吸熱),溶液的溫度升高,D不正確;故選C。
14.(2020年7月浙江卷23題)
【答案】 D
【解析】A.未滴定時,溶液溶質為HCl和CH3COOH,且濃度均為0.1mol/L,HCl為強電解質,完全電離,CH3COOH為弱電解質,不完全電離,故,c(Cl-)>c(CH3COO-),A正確;
B.當滴入氨水10mL時,n(NH3·H2O)=n(CH3COOH),則在同一溶液中c()+ c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+ c(CH3COO-),B正確;
C. 當滴入氨水20mL時,溶液溶質為NH4Cl和CH3COONH4,質子守恒為c(CH3COOH)+c(H+)= c()+c(OH-),C正確;
D.當溶液為中性時,電荷守恒為:c()+c(H+)= c(CH3COO-)+c(Cl-)+ c(OH-),因為溶液為中性,則c(H+)=c(OH-),故c()>c(Cl-),D不正確;
故選D。第27講-電解質溶液中的三大守恒
一、知識重構
1.電荷守恒(溶液呈電中性)
(1)概念:陽離子所帶正電荷總量=陰離子所帶負電荷總量。
(2)步驟:
①找到所有的離子反應
②分別將陰、陽離子歸類
③寫出電荷守恒等式
例1:中的電荷守恒。
①寫出電離和水解過程
電離:;
水解
②將陰、陽離子歸類,陰離子兩種:和;陽離子兩種:和。
③寫出電荷守恒等式:
2物料守恒(元素質量守恒)
(1)概念:電解質溶液中,由于某些離子發生水解和電離,離子的存在形式發生了變化,但該離子含有的某種元素,在變化前后質量是守恒的。
例2:寫出溶液中的物料守恒。
思考方法:物料守恒主要是針對溶質,以醋酸鈉為例,在晶體中醋酸根離子和鈉離子的比例是1:1,進入溶液中之后,醋酸根離子發生水解,部分醋酸根離子轉化為醋酸分子,但是,醋酸根離子和醋酸分子的總和保持不變,還是等于鈉離子的總數,這就是物料守恒。
據此,可以寫出物料守恒等式:=
3質子守恒()
(1)概念:酸失去的質子和堿得到的質子數目相同。
例3:寫出溶液中的質子守恒。
思考方法:有兩種。
方法一:基準物質法,基準物質就是可以得到質子或者失去質子的物質,基準物質本身不出現在質子守恒表達式中。
兩種基準物質,和,可以結合1個,形成。可以結合1個,形成,簡寫為,可以失去1個,形成。
將得到質子后形成的物質放在一邊,失去質子后形成的物質放在另一邊,得到或者失去質子的個數就是該粒子的系數。據此,寫出質子守恒式:。
方法二:先寫出電荷守恒和物料守恒式,再通過消元法,消去不參與質子傳遞的離子,一般是強堿的陽離子和強酸的陰離子,可以得到質子守恒式。
二、重溫經典
例4(2024江蘇卷12題). 室溫下,通過下列實驗探究的性質。已知,。
實驗1:將氣體通入水中,測得溶液。
實驗2:將氣體通入溶液中,當溶液時停止通氣。
實驗3:將氣體通入酸性溶液中,當溶液恰好褪色時停止通氣。下列說法正確的是( )
A. 實驗1所得溶液中:
B. 實驗2所得溶液中:
C. 實驗2所得溶液經蒸干、灼燒制得固體
D. 實驗3所得溶液中:
【答案】D
【詳解】A. 實驗1得到H2SO3溶液,其質子守恒關系式為:,則 ,A錯誤;
B.實驗2為pH為4,依據,則=,溶液,則,B錯誤;
C.NaHSO3溶液蒸干、灼燒制得固體,C錯誤;
D.實驗3依據發生的反應:,則恰好完全反應后,D正確;
故選D。
例5(2024年湖北卷13題)氣氛下,溶液中含鉛物種的分布如圖。縱坐標()為組分中鉛占總鉛的質量分數。已知,、,。下列說法錯誤的是( )
A. 時,溶液中
B. 時,
C. 時,
D. 時,溶液中加入少量,會溶解
【答案】C
【詳解】A.由圖可知,pH=6.5時δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5mol/L,則c()≤=mol/L=10-7.1mol/LB.由圖可知,δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時,溶液中還存在Pb(OH)+,根據c0(Pb2+)=2.0×10-5mol/L和Pb守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5mol/L,B項正確;
C.溶液中的電荷守恒為2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]+c(H+)=2c()+c()+c()+2c[]+c(OH-),pH=7時溶液中c(H+)=c(OH-),則2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c()+c()+c()+2c[],C項錯誤;
D.NaHCO3溶液中的水解平衡常數為==10-7.6>Ka2(H2CO3),NaHCO3溶液呈堿性,加入少量NaHCO3固體,溶液pH增大,PbCO3轉化成而溶解,D項正確;
答案選C。
例6.(2022年全國Ⅰ卷13題)常溫下,一元酸HA的()=。在某體系中,與離子不能穿過隔膜,未電離的HA可自由穿過該膜(如圖所示)。
設溶液中,當達到平衡時,下列敘述正確的是( )
A.溶液Ⅰ中()=()+()
B.溶液Ⅱ中的HA的電離度
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比為
【答案】B
【詳解】A.常溫下溶液I的pH=7.0,則溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A錯誤;
B.常溫下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c總(HA)=c(HA)+c(A-),則=1.0×10-3,解得=,B正確;
C.根據題意,未電離的HA可自由穿過隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C錯誤;
D.常溫下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c總(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c總(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c總(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c總(HA)=1.01c(HA),未電離的HA可自由穿過隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c總(HA)之比為[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D錯誤;
答案選B。
例7.(2022年海南新高考13題)NaClO溶液具有漂白能力,已知25℃時,(HClO)=4.0×。下列關于NaClO溶液說法正確的是 ( )
A.0.01mol/L溶液中,c()<0.01
B.長期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過量,反應的離子方程式為+ + H2O = + HClO
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c()=c()
【答案】AD
【詳解】A.由題意可知,次氯酸是弱酸,次氯酸根離子會在溶液中發生水解反應使溶液呈堿性,則0.01mol/L次氯酸鈉溶液中次氯酸根離子濃度0.01mol/L,故A正確;
B.次氯酸鈉是強堿弱酸鹽,次氯酸鈉在溶液中發生水解反應生成次氯酸和氫氧化鈉,溶液中次氯酸長期露置在空氣中遇光會發生分解反應生成鹽酸和氧氣,不可能釋放出氯氣,故B錯誤;
C.過量的二氧化硫與次氯酸鈉溶液發生氧化還原反應生成硫酸和氯化鈉,反應的離子方程式為SO2+ClO +H2O=Cl—++2H+,故C錯誤;
D.25℃,pH=7.0的次氯酸鈉和次氯酸的混合溶液呈中性,溶液中存在電荷守恒關系c(ClO—)+c(OH—)=c(H+)+c(Na+),則溶液中c(ClO—)=c(Na+),由次氯酸的電離常數可知,次氯酸根離子在溶液中水解常數為Kh===>Ka,則等濃度的次氯酸鈉和次氯酸的混合溶液中,次氯酸根離子的水解程度大于次氯酸的電離程度,溶液呈堿性,所以中性溶液中次氯酸的濃度大于次氯酸根離子,溶液中微粒濃度的大小關系為c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),故D正確;
故選AD。
例8.(2021年山東新高考15題)賴氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人體必需氨基酸,其鹽酸鹽(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR-。向一定濃度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系數δ(x)隨pH變化如圖所示。已知δ(x)=,下列表述正確的是
A.
B. M點,c(Cl-) +c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C. O點,pH=
D. P點,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】CD
【分析】向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,依次發生離子反應:、、,溶液中逐漸減小,和先增大后減小,逐漸增大。,,,M點,由此可知,N點,則,P點,則。
【詳解】
A.,,因此,故A錯誤;
B.M點存在電荷守恒:,此時,因此,故B錯誤;
C.O點,因此,即,因此,溶液,故C正確;
D.P點溶質為NaCl、HR、NaR,此時溶液呈堿性,因此,溶質濃度大于水解和電離所產生微粒濃度,因此,故D正確;
綜上所述,正確的是CD,故答案為CD。
例9.(2014年江蘇新高考14題) 25℃時,下列有關溶液中微粒的物質的量濃度關系正確的是
A.0.1mol/L CH3COONa與0.1mol/L HCl溶液等體積混合:
c()=c()>c()>c()
B.0.1mol/L NH4Cl與0.1mol/L氨水等體積混合(pH>7):
c(NH3·H2O)>c()>c()>c()
C.0.1mol/LNa2CO3與0.1mol/L NaHCO3溶液等體積混合:
c()=c()+c()+c()
D.0.1mol/L 與0.1mol/L HCl溶液等體積混合(為二元弱酸):
【答案】AC
【解析】A中兩溶液混合恰好完全反應生成NaCl和CH3COOH,CH3COOH不完全電離:CH3COOH CH3COO-+H+,溶液呈酸性,所以有c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-),A正確;B中兩溶液混合呈堿性,說明NH3·H2O的電離程度大于NH4Cl的水解程度,所以溶液中c(N)>c(NH3·H2O),B錯誤;C中混合溶液中鈉原子與碳原子的物質的量之比為3∶2,碳元素以C、HC和H2CO3的形式存在,所以有c(Na+)∶[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)]=3∶2,C正確;D中混合溶液中的陽離子有Na+和H+,陰離子有C2、HC2、OH-和Cl-,由電荷守恒得:2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),D錯誤。
例10.(2024年山東卷10題)常溫下水溶液體系中存在反應:,平衡常數為K。已初始濃度,所有含碳物種的摩爾分數與變化關系如圖所示(忽略溶液體積變化)。下列說法正確的是( )
A. 線Ⅱ表示的變化情況
B. 的電離平衡常數
C. 時,
D. 時,
【答案】C
【詳解】A.根據分析,線Ⅱ表示CH3COO-的變化情況,A項錯誤;
B.由圖可知,當c(CH3COOH)=c(CH3COO-)相等時(即線Ⅰ和線Ⅱ的交點),溶液的pH=m,則CH3COOH的電離平衡常數Ka==10-m,B項錯誤;
C.pH=n時=10-m,c(CH3COO-)==10n-mc(CH3COOH),Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)K=,c(Ag+)=,由圖可知pH=n時,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),代入整理得c(Ag+)=mol/L,C項正確;
D.根據物料守恒,pH=10時溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L,D項錯誤;
答案選C
例11.(2023年湖南卷12題)常溫下,用濃度為的標準溶液滴定濃度均為的和的混合溶液,滴定過程中溶液的隨()的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A. 約為
B. 點a:
C. 點b:
D. 水的電離程度:
【答案】D
【詳解】A.由分析可知,a點時溶質成分為NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L,==10-4.76,故A正確;
B.a點溶液為等濃度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在物料守恒關系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),故B正確;
C.點b溶液中含有NaCl及等濃度的CH3COOH和 CH3COONa,由于pH<7,溶液顯酸性,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,則c(CH3COOH)D.c點溶液中CH3COO-水解促進水的電離,d點堿過量,會抑制水的電離,則水的電離程度c>d,故D錯誤;
答案選D。
例12.(2022年6月浙江選考化學23題)25℃時,向20 mL濃度均為0.1 的鹽酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×;用0.1 的NaOH溶液滴定20 mL等濃度的鹽酸,滴定終點的pH突躍范圍4.3~9.7)。下列說法不正確的是( )
A.恰好中和時,溶液呈堿性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的過程中,發生反應的離子方程式為:+= H2O
C.滴定過程中,c() = c() + c()
D.pH=7時,c() > c() > c() > c()
【答案】B
【詳解】A.恰好中和時,生成氯化鈉溶液和醋酸鈉溶液,其中醋酸根離子會水解,溶液顯堿性,A正確;
B.滴加溶液至的過程中,若只發生反應的離子方程式:,則滴加NaOH溶液的體積為20mL,則根據電離常數,的醋酸中,c(H+)≈c(CH3COO-)= ==>1.0×10-4.3,故用氫氧化鈉滴定的過程中,醋酸也參加了反應,則離子方程式為:H++OH-=H2O和CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,B錯誤;
C.滴定前鹽酸和醋酸的濃度相同,故滴定過程中,根據物料守恒可知:,C正確;
D.向濃度均為的鹽酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入的溶液,當NaOH的體積為20ml時,溶液為氯化鈉和醋酸的混合溶液,顯酸性,需要再滴加適量的氫氧化鈉,當加入的NaOH溶液的體積為30mL時,溶液為NaCl和等濃度的CH3COONa、CH3COOH,根據Ka=1.8×10-5>Kh=可知,此時溶液仍然呈酸性,需繼續滴加NaOH溶液,故有,D正確;
故答案為:B。
例13.(2022年河北新高考9題)某水樣中含一定濃度的、和其他不與酸堿反應的離子。取10.00mL水樣,用0.01000的HCl溶液進行滴定,溶液pH隨滴加HCl溶液體積V(HCl)的變化關系如圖(混合后溶液體積變化忽略不計)。
下列說法正確的是
A.該水樣中c()=0.01
B.a點處c(H2CO3)+c()=c()
C.當V(HCl)≤20.00mL時,溶液中c()基本保持不變
D.曲線上任意一點存在c()+c()+c()=0.03
【答案】C
【分析】向碳酸根和碳酸氫根的混合溶液中加入鹽酸時,先后發生如下反應C+H+=HC、HC+H+= H2CO3,則滴定時溶液pH會發生兩次突躍,第一次突躍時碳酸根離子與鹽酸恰好反應生成碳酸氫根離子,第二次突躍時碳酸氫根離子與鹽酸恰好反應生成碳酸,由圖可知,滴定過程中溶液pH第一次發生突躍時,鹽酸溶液的體積為20.00mL,由反應方程式C+H+=HC可知,水樣中碳酸根離子的濃度為=0.02mol/L,溶液pH第二次發生突躍時,鹽酸溶液的體積為50.00mL,則水樣中碳酸氫根離子的濃度為=0.01mol/L。
【詳解】A.由分析可知,水樣中碳酸根離子的濃度為0.02mol/L,故A錯誤;
B.由圖可知,a點發生的反應為碳酸根離子與氫離子恰好反應生成碳酸氫根離子,可溶性碳酸氫鹽溶液中質子守恒關系為c(H2CO3)+c(H+)=c(OH—)+ c(C),故B錯誤;
C.由分析可知,水樣中碳酸氫根離子的濃度為0.01mol/L,當鹽酸溶液體積V(HCl)≤20.00mL時,只發生反應C+H+=HC,滴定時溶液中碳酸氫根離子濃度為=0.01mol/L,則滴定時溶液中碳酸氫根離子濃度不變,故C正確;
D.由分析可知,水樣中碳酸根離子和碳酸氫根離子濃度之和為0.03mol/L,由物料守恒可知,溶液中c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.03 mol/L,滴定加入鹽酸會使溶液體積增大,則溶液中[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)]會小于0.03 mol/L,故D錯誤;
故選C。
例14.(2020年山東新高考15題)25℃時,某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)隨pH變化的關系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數,下列說法正確的是
A.O點時,
B.N點時,pH=-lg
C.該體系中,
D.pH由7到14的變化過程中,的水解程度始終增大
【答案】BC
【分析】根據圖象分析可知,隨著pH的升高,氫氧根離子和醋酸根離子濃度增大,氫離子和醋酸離子濃度減小,又pH=7的時候,氫氧根離子濃度等于氫離子濃度,故可推
知,圖中各曲線代表的濃度分別是:曲線1為lgc(CH3COO-)隨pH的變化曲線,曲線2為lgc(H+)隨pH的變化曲線,曲線3為lgc(OH-)隨pH的變化曲線,曲線4為lgc(CH3COOH)隨pH的變化曲線,據此結合水溶液的平衡分析作答。
【詳解】A. 根據上述分析可知,O點為曲線2和曲線3的交點,對應的pH=7,應該得出的結論為:c(H+)= c(OH-),故A錯誤;
B. N點為曲線1和曲線4的交點, lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量關系并變形可知pH=-lgKa,故B正確;
C. c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,則c(CH3COO-)=0.1mol/L- c(CH3COOH),又Ka=,聯立兩式消去c(CH3COO-)并化簡整理可得出,c(CH3COOH)=mol/L,故C正確;
D. 醋酸根離子的水解平衡為:CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-,pH由7到14的變化過程中,堿性不斷增強,c(OH-)不斷增大,則使不利于醋酸根離子的水解平衡,會使其水解程度減小,故D錯誤;
答案選BC。
例15. (2024年湖南卷13題). 常溫下,向溶液中緩慢滴入相同濃度溶液,混合溶液中某兩種離子的濃度隨加入溶液體積的變化關系如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A. 水的電離程度:
B. M點:
C. 當時,
D. N點:
【答案】D
【詳解】A.M點時,,溶液中的溶質為,仍剩余有未反應的甲酸,對水的電離是抑制的,N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,此時僅存在HCOONa的水解,此時水的電離程度最大,故A正確;
B.M點時,,溶液中的溶質為,根據電荷守恒有,M點為交點可知,聯合可得,故B正確;
C.當時,溶液中的溶質為,根據電荷守恒有,根據物料守恒,聯合可得,故C正確;
D.N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,甲酸根發生水解,因此及觀察圖中N點可知,,根據,可知,故D錯誤;
故答案選D。
例16.(2020年江蘇新高考14題)室溫下,將兩種濃度均為的溶液等體積混合,若溶液混合引起的體積變化可忽略,下列各混合溶液中微粒物質的量濃度關系正確的是
A. 混合溶液(pH=10.30):
B. 氨水-NH4Cl混合溶液(pH=9.25):
C. 混合溶液(pH=4.76):
D. 混合溶液(pH=1.68,H2C2O4為二元弱酸):
【答案】AD
【詳解】A. NaHCO3水溶液呈堿性,說明的水解程度大于其電離程度,等濃度的NaHCO3和Na2CO3水解關系為:,溶液中剩余微粒濃度關系為:,和水解程度微弱,生成的OH-濃度較低,由NaHCO3和Na2CO3化學式可知,該混合溶液中Na+濃度最大,則混合溶液中微粒濃度大小關系為:,故A正確;
B.該混合溶液中電荷守恒為:,物料守恒為:,兩式聯立消去c(Cl-)可得:,故B錯誤;
C.若不考慮溶液中相關微粒行為,則c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=c(Na+),該溶液呈酸性,說明CH3COOH電離程度大于CH3COONa水解程度,則溶液中微粒濃度關系為:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),故C錯誤;
D.該混合溶液中物料守恒為:,電荷守恒為:,兩式相加可得:,故D正確;
綜上所述,濃度關系正確的是:AD。
三、模型建構
通常,這類題型會結合圖像,常見的圖像示例如下:
題號 圖像類型 圖像 分析方法
2022年河北高考第9題 滴定曲線 找恰好反應、或者按照特定比例反應的點、起點、溶液呈中性的點等。分析溶液的組成,再去書寫三大守恒。
2021年山東高考第15題 分布系數-pH圖 分析每一條曲線代表的粒子,找一些特殊的點,比方說共軛酸堿對分布系數相等的點。
2020年山東高考第15題 lgc-pH圖 分析每一條曲線代表的粒子,找一些特殊的點,比方說交點,特別注意交點處對應的pH,不同的交點對應的pH一般都不相同。
電荷守恒,關鍵是找全溶液中的離子,離子所帶的電荷是幾,在電荷守恒等式中該離子濃度的系數就是幾。
物料守恒,推回到溶質進入水中之前的狀態,看陰陽離子的比例,進入水中,無論電離、水解,這個恒定的比例都成立。
質子守恒,如果是單一溶質的溶液,用溶質和水做基準物質,分析得質子之后的產物和失質子之后的產物。很容易寫質子守恒式。如果是緩沖溶液,用電荷守恒、物料守恒進行消元,更容易寫出質子守恒。
四、名師導學
考查特點:
(1)這類題型常出現在選擇題中,伴有分布系數、濃度對數、濃度負對數、濃度與體積圖;
(2)情境素材有酸堿中和的頂、緩沖溶液等;
(3)電荷守恒考查最頻繁、物料守恒其次、質子守恒最少;
(4)出現等號的時候,需要辨別是否為三種守恒之一,或者它們的特定組合。
應對策略:
(1)分析圖象,關注特殊點,如起點、交點等;
(2)觀察等式兩側,全部是離子,電荷守恒可能性大;
(3)等式兩側,來自溶質,物料守恒可能性大;
(4)等式兩側,與質子的得失有關的粒子,質子守恒可能性大;
(5)部分等式,是三大守恒的不規律運算。

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