粒子数目比较试题分类解析

1溶液中粒子数目比较试题分类解析纵观历年高考化学、理科综合试题，有关粒子数目比较试题每考必现，这类试题能够较好地将电解质电离理论、盐类的水解、酸碱中和反应等知识和溶液中阴、阳离子电荷守恒，物料守恒，过量计算等技能有机地结合起来，考查学科内综合及整体思维的能力，是常考常新的热点。解这类题的思路是：（1）确定溶液中溶质的成分（处理溶液混合过程中溶质恰好反应或某一反应物过量的问题时要细心、谨慎）。（2）全面分析溶液中溶质、溶剂和两者之间存在的平衡关系，确定微粒的种类。（3）综合电解质的电离、盐类的水解、pH等知识，电荷守恒、物料守恒等方法，确定粒子间的等量或不等量关系。现将相关试题分类解析，供参考。一、单一溶液中离子浓度的比较例1.在0.2mol/L的Na2CO3溶液中，下列各关系是正确的是（）A.c(Na+)＞c(OH—)＞c(HCO3－)＞c(H+)＞c(CO32－)B.c(Na+)+c(H+)＝c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH—)C.c(OH－)＝c(H+)+c(HCO3－)+c(H2CO3)D.c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)=0.2mol/L解析：Na2CO3为强电解质，电离是完全的。溶液中存在CO32－+H2OHCO3－+OH－，HCO3－+H2OH2CO3+OH－，H2OH++OH－三种平衡关系，故溶液中粒子有Na+、CO32－、HCO3－、H2CO3、H+、OH－。离子浓度大小关系为c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH—)＞c(HCO3－)＞c(H+)，A错；根据电荷守恒，c(Na+)+c(H+)＝2c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH—)，B错；根据物料守恒得，21c(Na+)=[c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)]＝0.2mol/L，D正确；根据水电离的H+和OH—数目相等，c(OH—)=c(HCO3－)+2c(H2CO3)+c(H+)，C错，答案为D。例2.草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（）A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+c(C2O42－)2B.c(HC2O4－)+c(C2O42－)=0.1mol/LC.c(C2O42－)＞c(H2C2O4)D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O42—)解析：0.1mol/LKHC2O4溶液中存在下列平衡，HC2O4－H++C2O42－，HC2O4－+H2OH2C2O4+OH—，H2OH++OH－。由于溶液呈酸性，故HC2O4－的电离强于水解，c(C2O42－)＞c(H2C2O4)，C正确；由电荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(OH—)+2c(C2O42－)，A错；由物料守恒得c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O42—)=0.1mol/L，c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O42—)，B错，D正确，答案为CD。二、两溶液混合发生反应所得溶液中离子浓度比较这类试题通常包含酸、碱恰好反应，有一种过量等情况。解题时要特别注意反应物溶液的体积、浓度和反应后溶液体积大小的判断，若有一种为弱电解质，且给出量为溶液的pH时，需根据弱电解质的电离度与pH的关系，整体思维，方能顺利解题。1.反应后溶液呈中性例题3在常温下10mLpH＝10的KOH溶液中，加入pH＝4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7（假设反应前后体积不变），则对反应后溶液的叙述正确的是A.c(A－)＝c(K+)B.c(H+)＝c(OH－)＜c(K+)＜c(A－)C.V总≥20mLD.V总≤20mL解析：常温下，溶液的pH=7，则c(H+)＝c(OH－)，c(A－)＝c(K+)，故选项A正确，B错误；若HA为强酸，两溶液等体积混合时，反应后溶液的pH=7，V总=20mL。HA为弱酸，两溶液等体积混合后，HA的剩余量较大（因HA为弱电解质，只有部分电离），溶液呈酸性；要使反应后混合液的pH=7，需适量减少一元酸HA溶液的体积，即V[HA(aq)]＜10mL，故V总＜20mL。综合上述分析，D选项正确，答案为A、D。2.反应后溶液呈酸性3例题4将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是A.c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(H+)＞c(CH3COOH)B.c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H+)C.c(CH3COO－)＝c(Cl－)＞c(H+)＞c(CH3COOH)D.c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)解析：两溶液混合后，溶液为等浓度的醋酸、醋酸钠、氯化钠的混合液。因溶液呈酸性，说明CH3COOH的电离强于CH3COO－的水解，所以c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)，由于CH3COOH的电离程度较小，c(CH3COOH)＞c(H+)，故A、C错，B正确，根据电荷守恒可知D正确。答案为B、D。3.反应后溶液呈碱性例题5将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式中正确的是（）A.c(HCN)＜c(CN－)B.c(Na+)＞c(CN－)C.c(HCN)－c(CN－)＝c(OH－)D.c(HCN)+c(CN－)＝0.1mol/L解析：根据两溶液中溶质存在的反应关系判断，反应后溶液中的溶质为0.05mol/LHCN和0.05mol/LNaCN组成的混合液。由信息“溶液显碱性”，推知NaCN的水解强于HCN的电离，故溶液中c(HCN)＞c(CN－)，选项A错误；c(Na+)＞c(CN－)，B正确；根据电荷守恒，c(Na+)+c(H+)=c(CN－)+c(OH－)，又因c(Na+)+c(H+)＜c(HCN)，故c(HCN)－c(CN－)＞c(OH－)，选项C错误；由物料守恒可得c(HCN)+c(CN－)＝0.1mol/L，选项D正确，答案为B、D。三、两溶液混合不发生反应例题6用物质的量都是0.1mol的CH3COOH与CH3COONa配成1L混合溶液，已知其中c(CH3COO－)大于c(Na+)，对该混合溶液下列判断正确的是()A.c(H+)＞c(OH－)B.c(CH3COOH)+c(CH3COO－)＝0.2mol·L-1C.c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)D.c(CH3COO－)+c(OH－)＝0.1mol·L-1解析：根据题给信息“c(CH3COO－)大于c(Na+)”推知，等浓度的CH3COOH与4CH3COONa混合液中，CH3COOH的电离强于CH3COONa的水解，所以溶液中c(H+)＞c(OH－)，c(CH3COOH)＜c(CH3COO－)，A正确，C错误；由物料守恒得，c(CH3COOH)+c(CH3COO－)＝0.2mol·L-1，选项B正确，选项D错误，故答案为AB。四、每个选项为一种特定溶液的综合题这类试题的显著特点是知识容量和思维容量大，是考查学科内综合的好题型，其解题方法与前述例题相同。例题7下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是（）A.0.1mol/L10mL氨水与0.1mol/L10mL盐酸混合，)H()OH()NH()Cl(4ccccB.0.1mol/L10mLClNH4溶液与0.2mol/L5mLNaOH溶液混合，)H()OH()Cl()Na(ccccC.COOH0.1mol/LCH10mL3溶液与OH0.2mol/LNa5mL溶液混合，)H()OH()COOCH()Na(3ccccD.COONa0.5mol/LCH10mL3溶液与1mol/L6mL盐酸混合，)H()OH()Na()Cl(cccc解析：0.1mol/L10mL氨水与0.1mol/L10mL盐酸混合时恰好反应得氯化铵溶液，由于NH4+水解使溶液呈酸性，故c(H+)＞c(OH－)，A错；0.1mol/L10mLClNH4溶液与0.2mol/L5mLNaOH溶液混合，得等浓度的氨水和NaCl溶液，NH3·H2O的电离强于NH4+水解，故溶液呈碱性，c(OH－)＞c(H+)，B正确；COOH0.1mol/LCH10mL3溶液与OH0.2mol/LNa5mL溶液混合得CH3COONa溶液，由于CH3COO－的水解，c(Na+)＞c(CH3COO－)，C错；COONa0.5mol/LCH10mL3溶液与1mol/L6mL盐酸混合，盐酸5剩余使溶液呈酸性，故c(H+)＞c(OH－)，D错，答案为B。五、溶液中粒子总数的比较例题10有五瓶溶液分别是①10mL0.60mol·L-1NaOH水溶液②20mL0.50mol·L-1硫酸水溶液③30mL0.40mol·L-1HCl水溶液④40mL0.30mol·L-1CH3COOH水溶液⑤50mL0.20mol·L-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是()A.①②③④⑤B.②①③④⑤C.②③④①⑤D.⑤④③②①解析：本题考查了强电解质、弱电解质的电离及电离达到平衡时溶液中离子、分子组成和总数。如果把离子、分子分别计算再相加，过程太繁琐，且易出错。倘若仔细观察，认真思考，便知上述溶液均为稀溶液，溶剂是决定微粒总数的主要因素，且决定溶液的体积，这样将微粒总数比较转化为溶液的体积比较，一看便知答案为D。六、不同溶液中离子浓度的比较例题8某二元弱酸（简写为H2A）溶液，按下式发生一级和二级电离：①H2AH+＋HA－，②HA-H++A2－已知相同浓度时的电离度α(H2A)＞α(HA-)，设有下列四种溶液：A．0.01mol·L－1的H2A溶液B．0.01mol·L－1的NaHA溶液C．0.02mol·L－1的HCl与0.04mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液D．0.02mol·L－1的NaOH与0.02mol·L－1的NaHA溶液等体积混合液据此，填写下列空白（填代号）：（1）[H+]最大的是________，最小的是______。（2）[H2A]最大的是_______，最小的是______。（3）[A2-]最大的是_______，最小的是______。解析：首先确定C、D两选项分别反应后所得溶液的溶质，运用题给的其他6信息，结合电离理论、盐类的水解及其溶质相互影响等因素进行综合、比较，得出正确结论。C选项的两溶液混合后，得到0.01mol·L－1H2A、0.01mol·L－1NaHA和0.01mol·L－1NaCl组成的混合液。D选项中两溶液混合后得0.01mol·L－1的Na2A溶液。（1）对比四个选项中的溶液，A、C两溶液c(H2A)虽相同，但由于C中HA－的存在抑制了H2A的电离，故A中的c(H+)大于C中c(H+)；选项B溶液中的c(H+)取决于HA－的电离程度，由于相同浓度时的电离度α(H2A)＞α(HA－)，因此，溶液A的c(H+)大于溶液B的c(H+)；溶液C的c(H+)大于溶液B的c(H+)，溶液D的c(H+)最小。（2）溶液中c(H2A)大小的比较只需比较溶液A和溶液C，因为溶液D中c(H2A)明显最小。溶液C中与H2A共存的HA－，抑制了H2A的电离，溶液C中c(H2A)较溶液A中c(H2A)大，因为溶液B中HA－的微弱水解得到的c(H2A)是很小的。（3）溶液D中A2－的水解是微弱的，故c(A2－)最大；因为A2－是由HA－电离得到，对于其它的三种溶液，只要比较c(HA－)即可。溶液C中c(HA－)明显大于溶液A，溶液B中HA－电离出来的A2－的浓度也多于A，因此，c(A2－)最小的是A。答案：（1）AD（2）CD（3）DA七、由离子种类和浓度的排序确定溶液中溶质的成分解这类题与上述试题不同，从形式上看，溶液中的溶质不确定；从解题时的思维方式上看，思维方式恰好相反，由顺向思维转向逆向思维。但需要运用上述