专题七分布系数图及溶液中粒子浓度关系

1、专题七分布系数图及溶液中粒子浓度关系【考情分析】借助分布系数图判断电解质溶液中粒子浓度的关系，是高考常考题型，其中不同 阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的热点和亮点。如2018江苏化学14题考 查NaOH溶液滴定H2c2O4过程中微粒的物质的量浓度关系 ；2017全国I卷13 题考查二元酸与NaOH溶液反应过程中粒子关系；2017全国II卷12题考查二元 酸随pH变化粒子关系等，该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质的成分及 其量的关系，以及离子的电离程度和水解程度的大小。该题型一般综合性强、难 度较大，能够很好考查学生的分析推理能力，复习备考中应特别关注。斛旗有依据要点梳理元弱酸（以CH3

2、COOH为例）二元酸（以草酸H2c2O4为例）一、透析分布曲线 奠定思维方向分布曲线是指以pH为横坐标、分布系数（即组分的平衡浓度占总浓度的分数）为纵 坐标的关系曲线。80为H2c2O4分布系数、可为HC2O1分 乙 乙 IJL乙 I布系数、s2为c2O2-分布系数注：pe为电离常数的负对数80为CH3COOH分布系数，81为CH3COO-分布系数随着pH增大，溶质分子浓度不断减小，离子浓度逐渐增大，酸根离子增多。根 据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式同一 pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的分 析浓度，就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度二、熟悉

3、两大理论构建思维基点1 .电离平衡一建立电离过程是微弱的意识弱电解质(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。如在稀醋酸溶液中：CH3COOH -CH3COO- + H +,H2Q-OH-+H+,在溶液中，粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)>c (H+) > c (CH3COO-) > c (OH-)。2 .水解平衡一建立水解过程是微弱的意识弱酸根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CH3COO-+度。如稀的 CH3COONa 溶液中，CH3COONa=CH3COO- + Na+,h2oCH3COOH

4、+ OH -, H2O-xH + + OH -,溶液中，c (Na +) >c (CH3COO-) > c (OH-) > c (CH3COOH) > c (H+)。三、把握三大守恒明确定量关系1 .电荷守恒在电解质溶液中，阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等，即溶液呈电中性。2 .物料守恒(原子守恒)在电解质溶液中，由于某些离子能够水解，粒子种类增多，但这些粒子所含某些 原子的总数始终不变，符合原子守恒。3 .质子守恒在水溶液中由水电离出的H+和OH-总数相等。四、抓准五个关键点形成思维模型以室温时用0.1 mol-L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol-L-1 H

5、A溶液为例。滴定曲线关键点离子浓度关系;原点(点0)原点为HA的单一溶液，0.1 mol-L-1 HA溶 液 pH>1 说明 HA 是弱酸；c(HA)>c(H+)> c (A-)> c (OH-)反应半点两者反应生成等物质的量的NaA和HA混合(点)液，此时溶液pH<7,说明HA的电离程度 大于A-的水解程度，c(A-)>c(Na+)>c(HA) > c (H+)> c (OH-)中性点 (点)此时溶液pH=7,溶液是中性，酸没有完全被中和，c(Na+) = c(A-)>c(HA)>c(H+) =c (OH-)恰好完全反 应点(

6、点)此时二者恰好完全反应生成NaA,为强碱弱 酸盐，溶液显碱性，c(Na+)>c(A-)c(OH-) > c (HA)> c (H+)过量点 (点)此时，NaOH溶液过量，得到NaA与NaOH 等物质的量的混合液，溶液显碱性，c(Na+)>c (OH-)> c (A-)> c (H+)互动探完 预型峪突破考点指导1单一溶液中离子浓度关系【典例1】(安徽理综)室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是()A.Na2s 溶液：c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)B.Na2c2O4 溶液：c(OH-) = c(H+) + c(HC2

7、O-) + 2c(H2C2O4)C.Na2CO3 溶液：c(Na+) + c(H+) = 2c(CO3-) + c(OH-)D.CH3COONa 和 CaCl2 混合溶液：c(Na+) + c(Ca2+) = c(CH3COO-) + c(CH3COOH) + 2 c (Cl-)解析 A 项，由于 S2 - +h2O-HS- + 0H 一、hs- +h2O-H2S + OH-xH2O'=H+OH-,故离子浓度关系应为 c(Na + )>c(OH - )>c(HS - )>c(H2S), 错误；B项，符合电解质溶液中质子守恒关系，正确；C项，根据电荷守恒有 c(Na +

8、 ) + c(H + )= c(HCO3-) + 2c(COg -) + c(OH -)，错误；D 项，根据物料守恒， 离子浓度的关系应为 c(Na + ) + c(Ca2 + ) = c(CH3COO -) + c(CH3COOH) + gc(Cl -), 错误。答案B 【对点训练】1.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(NHp = c(OH-) = 0.1 mol-L-1B.NH4C1 溶液中，c(NH)>c(Cl-)C.Na2SO4 溶液中，c(Na+) >c(SOg-) >c(OH-) = c(H+)

9、 D.Na2sO3 溶液中，c(Na+) = 2c(SOg-) + c(HSO-) + c(H2SO3) 乙 JJJ乙 J解析 氨水为弱碱溶液，只能部分电离出氢氧根离子，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， 铵根离子部分水解、氯离子浓度不变，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(SO4-)，溶液中 离子浓度大小为c(Na + )

10、 > c(SO2-) > c(OH-) = c(H + ) , C正确；根据亚硫酸钠溶液 中的物料守恒可得：c(Na + )= 2c(SO3 -) + 2c(HSO-) + 2c(H2SO3) , D 错误。答案 C2.(2018郴州质检)已知NaHSO3溶液显酸性，NaHCO3溶液显碱性，现有浓度均 为0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3两种溶液，两种溶液中各粒子的物质的量浓度 存在下列关系(R表示S元素或C元素)，其中正确的一组是()A. c (Na+) > c (HRO-) > c (H+) > c (RO3-) > c (OH-)B. c

11、(Na+) + c (H+) = c (HRO-) + c (RO-) + c (OH-)C. c (H+) + c (H2RO3) = c (RO3-) + c (OH-)D. c (Na+) = c (HRO-) + c (H2RO3) + 2 c (RO2-)解析A项，NaHCO3溶液显碱性，说明HCO3-的水解程度大于电离程度，离子 浓度大小为 C (Na +)> c (HCO3-) > c (OH-)> c (H + ) > c (COg-) , A 错；B 项，根据电 荷守恒得，c(Na + ) + c(H + ) = c(HRO-) + 2c(ROg-)

12、+ c(OH-) , B 错；C 项，根据质 子守恒得(可联合电荷守恒和物料守恒得到),c(H +) + c(H2RO3) = c(OH -) + c(ROg -) ,C 正确;D 项根据物料守恒得 c(Na+)= c(RO3 -) + c(HRO3) + c(H2RO3), D错。答案C考点指导2混合溶液及反应过程中离子浓度关系【典例2】(四川理综)室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽 略体积变化)，实验数据如下表：实验编号起始浓度/mol-L-1反应后溶 液的pHc (HA)c (KOH)0.10.19X0.27下列判断不正确的是()A.实验反应后的溶液中：c(K+) &g

13、t;c(A-)> c(OH-) >c(H+)、一一一 KB.实验反应后的溶液中：c(OH-) = c(K+)-c(A-)= 1 丫 w . mol/L 1 A 10-9C.实验反应后的溶液中：c(A-) + c(HA)>0.1 mol/LD.实验反应后的溶液中：c(K+) = c(A-)> c(OH-) = c(H+)解析 实验反应后溶液的pH = 9 ,即溶液显碱性，说明HA为弱酸，二者等浓 度等体积混合恰好反应生成KA , A-水解，A项正确；实验反应后的溶液中， 由电荷守恒式 c(H + ) + c(K + ) = c(A-) + c(OH-)知，c(K + )

14、- 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，所以实验反应后的溶液中，c(A-) + c(HA) > 0.1 mol/L , C项正确； 实验反应后溶液显中性，根据电荷守恒式c (H + ) + c (K + )=c (A-) + c (OH -),且 c(H + )= c(OH-)，贝u c(K + )= c(A-)，即 c(K + )= c(A-)> c(H + )= c(OH-) , D 项正 确。答案B【思维建

15、模】酸、碱中和型离子浓度的关系按单一钻富演讨论L适坨爰同时考虑水解和电离 机热信息病定虹禹与水解哪个业“强翳”【对点训练】3 .向 1 L 含 0.01 mol NaAlO2 和 0.02 mol NaOH 的溶液中缓慢通入 CO2，随 n(CO2) 增大，先后发生三个不同的反应，当0.01 mol<n(CO2X0.015 mol时发生的反应 是：2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3 l+Na2cO3。下列对应关系正确的是()选项n (CO2)/mol溶液中离子的物质的量浓度A0c (Na+)> c (AlO了) + c (OH-)B0.01c (Na+)> c

16、 (AlO-)> c (OH-)> c (CO3-)C0.015c (Na+)> c (HCO-)> c (CO2-)> c (OH-)D0.03c (Na+)> c (HCO-)> c (OH-)> c (H+)解析 A项，NaAlO2与NaOH的混合溶液，由电荷守恒有：c(Na + ) + c(H + )二c(AlO2-) + c(OH -),有 c(Na + )<c(AlO-) + c(OH -)，错误；B 项，通入 CO2，先与NaOH 反应：2NaOH + CO2=Na2cO3 + H2。(若 NaAlO2 先反应生成 Al(OH

17、)3 溶于NaOH)，此时为NaAlO2与Na2cO3的混合溶液，因AlO-水解程度大(由题给反应可知AlO2-结合H +能力强于CO3 -),有c(CO2 - )>c(AlO2-)，错误；C项，继续通CO2，发生题给反应：2NaAlO2 + CO2 + 3H2O=2Al(OH)3 l + Na2cO3，当 n(CO2) = 0.015 mol，此时为 Na2CO3 溶液，有 c(CO2 - )>c(HCO3-)，错误；D 项，继续通CO2 发生反应：Na2cO3 + CO2 + H2O=2NaHCO3，当 n(CO2) = 0.03 mol ,此时为 NaHCO3溶液，因HCO3

18、-水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，正确。答案D4 .2018江苏化学，14H2c2O4 为二元弱酸，Ka1(H2c2。4) = 5.4王 10-2, Ka2(H2c2O4) = 5.4X10-5,设 H2c2O4溶液中 c(总尸c(H2c2O4) + c(HC2O-) + c92。2-)。室温下 用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 molL-iH2c2O4溶液至终点。滴定过程得到的 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是(双选)()A.0.100 0 mol-L-i H2c2O4 溶液：c(H+) = 0.100 0 mol-L-i + c92。4-) + c(OH-)

19、一 c(H2C2O4)B.c(Na+) = c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2c2O4)>c(C2O2-)>c(H+) C.pH=7 的溶液：c(Na+) = 0.100 0 mol-L-1 + c(C2O4-)- c(H2C2O4) D.c(Na+) = 2c(总)的溶液：c(OH-) c(H+) = 2c(H2C2O4) + c(HC2O-) 解析 H2c2O4 溶液中存在电荷守恒：c(H +)= c(OH-) + c(HC2O4-) + 2c(C2O4-), 物料守恒：c(H2c2O4) + c(HC2O4-) + c(C2O2-) = 0.100 0 mol.L-

20、1，将两式相加，可 得：c(H + ) = 0.100 0 mol-L-1 + c(C2O4-) + c(OH-) - c(H2C2O4) , A项正确；c(Na + ) =c(总)的溶液，相当于等物质的量的H2c2O4与NaOH反应后的溶液，即为K 1X10-14NaHC2O4 溶液，已知 K2 = 5.4X10-5 , K,(HC2O -) = Kw =<K2，说明2 4a2n 2 4K a1 5.4X10-2 a2HC2O-的电离程度大于其水解程度，故NaHC2O4溶液显酸性，则 c(C2O2 -)>c(H2c2O4) , B 项错误；起始时，H2c2O4 溶液中 c(总)=

21、c(H2C2O4) + c (HC2O-) + c (C2O2 -) = 0.100 0 mol.L -1 滴入 NaOH 溶液后c(H2c2O4) + c (HC2O-) + c(C2O2 - )<0.100 0 mol. L -1 ,溶液中存在电荷守恒：c(Na + ) + c(H + ) = c(OH -) + c(HC2O4-) + 2c(C2O2-) ,pH = 7 的溶液中，c(Na + ) = c(HC2O4-) + 2c(C2O2-)<0.100 0 mol-L-1 + c (C2O2 -)-c (H2c2O4) , C 项错误；c (Na + ) = 2 c (总

22、)的溶液，相当于 1 mol H2c2O4与2 mol NaOH反应后的溶液，即为Na2c2O4溶液，Na2c2O4中存在质子 守叵：c(OH 一)= c(H + ) + c(HC2O4-) + 2c(H2C2O4) , D 项正确。答案AD考点指导3分布系数图【典例3】（2018天津理综,6）LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下，LiH2PO4 溶液的pH随c初始（H2P。1）的变化如图1所示，H3Po4溶液中H2Pol的分布分数8随pH的变化如图2所示卜=c （含；元素的粒子）。1 总“、t询虱h L 1闭图I图2下列有关LiH2Po4溶液的叙述正确的是（）A.溶液中存在3个平衡B.

23、含P元素的粒子有H2P。了、HPO2-W PO3-C.随c初始（H2PO-）增大，溶液的pH明显变小D.用浓度大于1 mol-L-1的H3Po4溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66时，H3PO4 几乎全部转化为LiH2PO4解析LiH2PO4溶液中存在H2PO4-的电离平衡：H2PO4- %、H+ + hpo2 -、HPO2 - :H + PO4 - ，H2P。4-的水解平衡：H2PO - + H2O - H3PO4 + OHl"l"乙乙乙Jl"-，H2O的电离平衡：H2O -iH+ OH -，溶液中存在4个平衡，A项错误; 含p元素的粒子有h2PO-、HPO

24、2 -、PO4 -、H3PO4，B项错误；根据图1，随着 c初始（h2PO-）增大，溶液的pH先逐渐减小后趋向不变，C项错误；根据图2，当 pH=4.66时，8=0.994，即H2PO-的分布分数为0.994，故当pH达到4.66时， H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4，D项正确。答案 D【对点训练】5.(2017课标全国I, 13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是().2 -4JrK -1).4 0.11 D. I D.H II .2A. Kaa2(H2X)的数量级为10-6B.曲线N表示pH与1g； (HXX

25、)的变化关系C.NaHX 溶液中 c(H+)>c(OH-)D.当混合溶液呈中性时，c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-) = c(H+)解析 横坐标取0时，曲线M对应pH约为5.4 ,曲线N对应pH约为4.4，因为是NaOH滴定h2X溶液，所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX-) = c(H2X)，所以曲线N表示pH与1g "HX-)的变化关系，B项正确；"X2- 1 =1时，即 c (H2X)c ( HX-)c ( X2-)c ( H+) . c ( X2-)1g7- = 0，pH = 5.4，c(H + ) = 1 X 10- 5.4 mol-L-1，K =7c (HX-)a2 c (HX-)c (X2-)心 1 X 10 - 5.4 ,A 正确,NaHX 溶液中(HX - )>c(X2 -)，即r<1