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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 无机推断 一氧化氮 二氧化氮 氨气 水的电离平衡 溶液的酸碱性 粒子浓度大小的比较 试题正文
  • 推断题
    A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示（反应条件均已略去）。

    请回答下列问题：
    （1）D的化学式为__________________；
    （2）反应③的离子方程式为____________________。
    （3）Y和E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为__________________。
    （4）0.1mol/L的X溶液和0.1mol/L的Y溶液等体积混合，溶液呈________性；（填“酸”、“碱”或“中”）该溶液中各离子浓度大小关系为：_______________________
    （5）常温下0.1mol/L的Y溶液中c(H+)/c(OH-)=1×10－8，下列叙述正确的是_________
    A．该溶液的pH=11
    B．该溶液中的溶质电离出的阳离子浓度0.1mol/L
    C．该溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)乘积为1×10－22
    D．pH=3的盐酸溶液V1 L与该0.1mol/L的Y溶液V2 L混合，若混合溶液pH=7，则:V1>V2
    E．将pH=11的Y溶液加水稀释100倍后，pH值为9
    （6）化合物E在一定条件下于一定体积的容器中可发生身氧化还原反应，测得容器内气体的压强略小于原来的2/3，请写出该反应的化学方程式____________________
    本题信息：2012年模拟题化学推断题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示（反应条件均已略去）。请回答下列问题：（1）D的化学式为...” 主要考查您对

无机推断

一氧化氮

二氧化氮

氨气

水的电离平衡

溶液的酸碱性

粒子浓度大小的比较

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  • 无机推断
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  • 溶液的酸碱性
  • 粒子浓度大小的比较

无机推断的解题题眼：

1.题眼一：
常见气体单质气体：H2、O2、N2、Cl2（黄绿色）、F2（淡黄绿色）
气态氢化物：NH3（无色有刺激性气味，易液化，极易溶于水，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，遇到HCl形成白烟）
HCl（无色有刺激性气味，极易溶于水，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，在空气中形成白雾，遇到NH3形成白烟）
H2S（无色有臭鸡蛋气味，蛋白质腐败的产物，能溶于水，能使湿润的醋酸铅试纸变黑）
非金属气态氧化物：CO、CO2（直线型非极性分子）、NO（遇到空气变红棕色）、NO2（红棕色，加压、降温会转变成无色N2O4）、SO2（无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色） [固态氧化物]：SO3（无色晶体、易挥发）、P2O5（白色固体、易吸湿，常用作干燥剂）、SiO2（不溶于水、不溶于普通酸的高熔点固体，但溶于氢氟酸和强碱溶液）
气态卤代烃：一氯甲烷（CH3Cl）、氯乙烯（CH2＝CHCl）气态醛：甲醛（HCHO）
2.题眼二：
气体溶解性归纳难溶于水的：H2、N2、CO、NO、CH4、C2H4；
微溶于水的：O2、C2H2；
能溶于水的：Cl2（1:1）、H2S（1:2.6）、SO2（1:40）；
极易溶于水的：NH3（1:700）、HCl（1:500）、HF、HBr、HI。
3.题眼三：
常见液态物质无机物：液溴Br2、水（H2O）、过氧化氢（H2O2）、二硫化碳（CS2）、三氯化磷（PCl3）
有机物：一般5个碳原子以上的低级烃；除一氯甲烷、氯乙烯之外的低级卤代烃；低级醇；除甲醛之外的低级醛；低级羧酸；低级酯。
4.题眼四：
常见物质的颜色
①红色：Fe(SCN)3（红色溶液）； Cu2O（红色固体）；Fe2O3（红棕色固体）； 液溴（深红棕色）；Fe(OH)3（红褐色固体）；Cu（紫红色固体）；溴蒸气、NO2（红棕色）
②紫色：Fe3+与苯酚反应产物（紫色）；I2（有金属光泽紫黑色固体）KMnO4固体（紫黑色）；MnO4-（紫红色溶液） 钾的焰色反应（紫色） I2蒸气、I2在非极性溶剂中（紫色）
③橙色：溴水（橙色） K2Cr2O7溶液（橙色）
④黄色：AgI（黄色固体）；AgBr（淡黄色固体）； FeS2（黄色固体）；Na2O2（淡黄色固体）；S（黄色固体）；I2的水溶液（黄色）；Na的焰色反应（黄色）；工业浓盐酸（黄色）（含有Fe3+）；Fe3+的水溶液（黄色）；久置的浓硝酸（黄色）（溶有分解生成的NO2）；浓硝酸粘到皮肤上（天然蛋白质）（显黄色）；
⑤绿色：Cu2(OH)2CO3（绿色固体）；Fe2+的水溶液（浅绿色）；FeSO4?7H2O（绿矾）；Cl2、氯水（黄绿色）；F2（淡黄绿色）； CuCl2的浓溶液（蓝绿色）；
⑥棕色：FeCl3固体（棕黄色）；CuCl2固体（棕色）
⑦蓝色：Cu(OH)2、CuSO4?5H2O、Cu2+在水溶液中（蓝色）；淀粉遇I2变蓝色； Cu(OH)2溶于多羟基化合物（如甘油、葡萄糖等）的水溶液中（绛蓝色）；
⑧黑色：FeO；Fe3O4；FeS；CuO；CuS；Cu2S；MnO2；C粉；Ag2S；Ag2O；PbS； AgCl、AgBr、AgI、AgNO3光照分解均变黑；绝大多数金属在粉末状态时呈黑色或灰黑色。
⑨白色：常见白色固体物质如下（呈白色或无色的固体、晶体很多）：AgCl；Ag2CO3；Ag2SO4；Ag2SO3；BaSO4；BaSO3；BaCO3；CaCO3；MgO；Mg(OH)2；MgCO3；Fe(OH)2；AgOH；PCl5；SO3；三溴苯酚；铵盐（白色固体或无色晶体）； Fe(OH)2沉淀在空气中的现象：白色→（迅速）灰绿色→（最终）红褐色
 5.题眼五：
根据框图中同一元素化合价的变化为主线，即A→B→C→……型归纳
CCOCO2；H2SSSO2SO3（H2SO4）； NH3(N2)NONO2→HNO3； NaNa2ONa2O2； Fe→Fe2+→Fe(OH)2Fe(OH)3；Fe→Fe2+→Fe3+；
CH2=CH2CH3CHOCH3COOH；CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
6.题眼六：
根据化学反应形式
(1)根据置换反应“单质+化合物=新的单质+新的化合物” 进行推理
㈠金属置换金属
铝热反应：需高温条件才能引发反应的发生，通常用来冶炼一些高熔点金属。如：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe; 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
㈡.金属置换非金属
①金属与水反应置换出H2  2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑ （非常活泼的金属在常温下与H2O反应） 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑
②金属与非氧化性酸(或氧化物)反应 2Al+6H+==2Al3++3H2↑；2Mg+CO22MgO+C
㈢.非金属置换非金属
①非金属单质作氧化剂的如：2F2+2H2O==4HF+O2；2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br2；X2+H2S==2H++2X-+S↓（X2=Cl2、Br2、I2）；2H2S+O2(不足)2S+2H2O （H2S在空气中不完全燃烧） 2H2S+O2==2S↓+2H2O（氢硫酸久置于空气中变质）
②非金属单质作还原剂的如：C+H2OCO+H2 （工业上生产水煤气的反应） Si+4HF==SiF4(易挥发)+2H2↑
㈣.非金属置换金属
如：2CuO+C2Cu+CO2↑
①根据反应“化合物+化合物=单质+化合物”进行推理，常见的该类型反应有：
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2H2S+SO2==3S↓+2H2O
KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②根据反应“一种物质三种物质”进行推理，常见该类型的反应有：
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
NH4HSO3NH3↑+SO2↑+H2O
③根据反应“化合物+单质==化合物+化合物+……”，常见该类型的反应有：
Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl
Na2SO3+Br2+H2O==Na2SO4+2HBr
C+4HNO3(浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7．题眼七：
根据常见反应的特征现象。
(1)两种物质反应既有沉淀又有气体生成的
①双水解：主要指Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-等之间的双水解
②Ba(OH)2和(NH4)2SO4生成氨气和硫酸钡沉淀
(2)遇水能放出气体的
①Li、Na、K、Ca、Ba、Mg（△）、Fe（高温）[氢后面的金属不跟水反应]
②Na2O2、NaH、CaC2、Al2S3、Mg3N2
③加碱能产生气体的：Al、Si、NH4+
④加酸有沉淀生成的：如SiO32-、AlO2-、S2O32-、C6H5O-（常温下）
⑤有“电解”条件的，通常联想到下列代表物：
a.电解电解质型：不活泼金属的无氧酸盐如CuCl2（aq）
b.放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐如CuSO4（aq）
c.放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐如NaCl（aq）
d.电解熔融离子化合物：如Al2O3（l）、NaCl（l）


无机推断题的突破方法：

解决无机框图推断题的一般流程是：
整体浏览、寻找突破；
由点到面、广泛联系；
大胆假设、验证确认；
明确要求、规范解答 。
解题的关键是仔细审题，依据物质的特征来寻找突破口，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。常用的突破方法主要有以下几种。
1．依据元素或物质的特征数据突破
常用的有：
(1)在地壳中含量最多的元素是氧；
(2)在地壳中含量最多的金属元素是铝；
(3)组成化合物种类最多的元素是碳；
(4)相对分子质量最小的单质是氢气；
(5)日常生活中应用最广泛的金属是铁。
2．依据物质的特性突破
常用的有：
(1)使淀粉变蓝的是I2；
(2)能使铁、铝钝化的是冷的浓硫酸或浓硝酸；
(3)能与SiO2反应而能雕刻玻璃的是氢氟酸；
(4)能使品红溶液褪色，褪色后的溶液受热后恢复红色的是二氧化硫；
(5)遇SCN-溶液变红色的是Fe3＋；
(6)在放电的条件下与氧气化合生成NO的是氮气；
(7)能与水剧烈反应生成氧气的气体是F2；
(8)具有磁性的黑色固体是Fe3O4；
(9)红棕色粉末是Fe2O3；
(10)黄绿色气体是Cl2，红褐色沉淀是Fe(OH)3，能与水反应放出气体的淡黄色粉末是Na2O2。
3．依据物质的特殊用途突破
常用的有：
(1)可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂的是Na2O2；
(2)可用于杀菌、消毒、漂白的物质主要有Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等；
(3)可用作半导体材料、太阳能电池的是晶体硅；
(4)用于制造光导纤维的是SiO2；
(5)可用于治疗胃酸过多的物质是NaHCO3、Al(OH)3等；
(6)可用于制造发酵粉的是NaHCO3；
(7)可用作钡餐的是BaSO4；
(8)可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属的是铝热剂；
(9)可用作感光材料的是AgBr；
(10)可用作腐蚀印刷电路板的是FeCl3溶液。
4．依据特殊现象突破
常用的有：
(1)燃烧时产生苍白色火焰的是氢气在氯气中燃烧；
(2)灼烧时火焰呈黄色的是含钠元素的物质；
(3)灼烧时火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的是含钾元素的物质；
(4)在空气中迅速由无色变红棕色的气体是NO；
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3；
(6)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3；
(7)使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的是CO2、SO2；
(8)加入NaOH溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解的溶液中含有Al3＋。
5．根据限定条件和解题经验突破
常用的有：
(1)“常见金属”往往是铁或铝；
(2)“常见气体单质”往往是H2、N2、O2、Cl2；
(3)“常用的溶剂”往往是H2O；
(4)“常温常压下为液态”的往往是H2O；
(5)“能与过量HNO3反应”则意味着某元素有变价；
(6)“与浓酸反应”的物质往往是铜、碳、MnO2等；
(7)“电解”生成三种物质的往往为NaCl溶液或CuSO4溶液或AgNO3溶液；“电解”生成两种物质的往往是电解水型的溶液，生成的两种物质为氢气和氧气。熔融电解往往是电解Al2O3、NaCl或MgCl2。


无机物间的特殊转化关系：

二、三角型转化

1．铁三角：

2．铝三角：

3．氯三角：

4．硅三角：

三、交叉型转化关系

1．硫及其重要化合物间的转化 ：

2．氮及其重要化合物间的转化 ：

3．钠及其重要化合物间的转化 ：




氮的氧化物：

氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价，五种正价对应六种氧化物N2O(俗称“笑气”，具有麻醉作用)、 NO、N2O4(暗蓝色气体)、NO2、N2O4、N2O5(白色固体)。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐，它们都是空气污染物，空气中的NO2是造成光化学污染的主要因素。另外，在思考某些问题时，要注意：2NO2N2O4。对气体体积及平均相对分子质量的影响：

一氧化氮的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：无色、不溶于水、有毒的气体，密度比空气稍重。
(2)化学性质：
①极易被空气中的O2氧化：
②NO中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。


二氧化氮的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水、易液化，比空气重。
(2)化学性质：
与H2O反应：
(工业制HNO3原理，在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)


NO、NO2的性质、实验室制法的比较：


隐含反应：的应用:

通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生反应，由于此平衡的存在，导致一些物理量的理论值与实验值有一定的误差。例如：
1．收集到的1mo1NO2在标准状况下的体积应小于22．4L 
2．标准状况下22．4LNO2的质量大于46g。
3．NO与O2混合后，所得物质的相对分子质量应大于按体积比求得的数值。
4．温度影响“”平衡体系，其他条件不变，体系颜色随温度改变而改变。升高温度，气体颜色变深；降低温度，气体颜色变浅。
5．恒容时，在“”平衡体系中增加 N01，相当于增大压强。

有关混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算:

 
①×2+②得NO2、O2与水反应生成HN3，的化学方程式为：

①×2+②×3得NO、O2与水反应生成HNO3的化学方程式为：

一般NO、NO2、O2与水反应，可归纳成四种情况：
1．NO和NO2混合
剩余气体为NO
2．NO2和O2混合
 
3．NO和O2混合

4．NO2、NO、O2的混合
当时,反应后无气体剩余
特例:当时，无气体剩余。


氨：

NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子。 分子结构为：


氨的物理性质和化学性质：

1.物理性质：
氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；氨易液化，在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热。液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；氨气极易溶于水，在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用，若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。
2.化学性质：
(1)与水反应，，氨的水溶液叫做氨水。在氨水中所含的微粒有：氨水具有碱的通性，如能使无色酚酞溶液变红。
(2)与酸反应生成铵盐反应实质为：

反应原理拓展NH3分子中N原子有一对孤电子，能够跟有空轨道的H+形成配位键：

(3)具有还原性
(工业制HNO3的基础反应)
 (Cl2过量)
 (NH3过量，可用于检验Cl2瓶是否漏气)
(实验室制N2)
 
(治理氮氧化物污染)
(4)与CO2反应制尿素

(5)配合反应


的比较：



氨的结构与性质的关系总结：


氨的用途:

(1)氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。
(2)氨也是有机合成工业(如制尿素、合成纤维、染料等)上的常用原料。
(3)氨还可用作制冷剂。

对实验室制氨气常见问题的解释：

l.制取氨气时为什么用的铵盐一般是氯化铵而不是硝铵、硫铵或碳铵实验室制氨气用固体混合反应，加热时反应速率显著增大。因为在加热时可能发生爆炸性的分解反应：，若用硝铵代替，在制氨气过程中可能会发生危险；因为碳铵受热极易分解出CO2：，使生成的NH3中混有较多CO2杂质，故不用碳铵；若用硫铵，由于反应时生成，易使反应混合物结块，产生的氨气不易逸出。故制NH3时选用。
2．不用铵盐与强碱反应能否制取氨气能。
①加热浓度在20％以上的浓氨水，若浓度不够可加人适量固体和生石灰(CaO)或烧碱：
②将浓氨水滴入盛有固体烧碱或生石灰(CaO)的烧瓶中，使平衡右移，放出，且NaOH、CaO溶于水均放热，可降低，在水中的溶解度。
③将溶于水或使尿素在碱性条件下水解。

3．为什么制NH3用Ca(OH)2而不用NaOH ①固体NaOH易吸湿结块，不易与铵盐混合充分而反应；②在加热条件下，NaOH易腐蚀玻璃仪器。
4．制NH3的装置有哪些注意事项
①收集装置和发生装置的试管和导管必须是干燥的，因为氨气易溶于水；
②发生装置的试管口略向下倾斜，以免生成的水倒流使试管炸裂；
③导管应插入收集装置的底部，以排尽装置中的空气；
④收集NH3的试管口塞一团棉花，作用是防止NH3与空气形成对流，使收集的NH3较纯，还可防止NH3逸散到空气中。
5．用什么方法收集NH3只能用向下排空气法，因为NH3极易溶于水，密度又比空气小。
6．怎样收集干燥的NH3将NH3通过盛有碱石灰或固体NaOH的干燥管，但不能选用浓、无水等作干燥剂，因为它们均能与NH3发生反应。
7．怎样检验NH3已充满试管把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处，若试纸变蓝，则NH3已充满；把蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口，若产生大量白烟，则NH3已充满。


水的电离:

水是一种极弱的电解质，可以发生微弱电离，电离方程式为：H2OH++OH-。25℃时，水电离出来的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L
注：水的电离是永恒存在的，不研究水溶液的体系中均存在水的电离平衡，不要忽略H+和OH-共同存在。
溶液的酸碱性：

(1)pH=-lg[c(H+)]，在溶液的c(H+)很小时，用pH来表示溶液的酸度。
(2)pH越大，c(H+)越小，c(OH-)越大，酸性越弱，碱性越强。pH越小，c(H+)越大，c(OH-)越小，酸性越强，碱性越弱。
(3)pH的范围：0~14
(4)溶液酸碱性判断：
当c(H+)>c(OH-)时，溶液呈酸性；
当c(H+)>=c(OH-)时，溶液呈键性；
当c(H+)<c(OH-)时，溶液呈中性。

(5)关于pH相同的酸（含强酸和弱酸）
①溶液中c（H+）相等（填“相等”或“不等”）。
②溶液中溶质的物质的量的浓度：强酸<弱酸（填“>”或“<”）。
③耗碱规律：pH和溶液体积均相同的HCl、H2SO4、CH3COOH与碱完全反应时，消耗碱物质的量最多的是CH3COOH。
④稀释规律：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的1/m,强酸中c（H+）变为原来的1/m,但弱酸中c（H+）减小小于（填“大于”或“小于”）m倍，故稀释后弱酸酸性强于强酸。

溶液的pH：

1．定义：溶液里H+的物质的量浓度的负对数叫做pH。
2．表达式：

3．含义： pH越大，c(H+)越小，c(O-一)越大，酸性越弱，碱性越强。pH越小，c(H+)越大，c(OH-)越小，酸性越强，碱性越弱。
4．适用范围：
c(H+)很小时，用pH来表示溶液的酸碱度更方便。所以，pH适用于酸、碱的稀溶液之间]，pH取值范刚为0～14。
5．溶液的酸碱性和pH：


离子浓度大小比较方法：

(1)考虑水解因素：如溶液

所以
(2)不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。如相同浓度的三种溶液中，由大到小的顺序是c>a>b。
(3)混合液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素。如相同浓度的的混合液中，离子浓度顺序为：
的电离程度大于的水解程度。


盐溶液的“三大守恒”:

①电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中：

推出：
②物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中nc(Na+)：nc(C)＝1：1，
推出：
③质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：

(2)粒子浓度大小比较的方法：
①单一溶液中离子浓度大小的比较
A. 一元弱酸盐溶液中离子浓度的关系是：
c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子)>c(水电离出的另一离子)
如：在CH3COONa溶液中各离子浓度大小关系：

B. 二元弱酸盐溶液中离子浓度的关系是：
c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子)> c(二级水解离子)>c(水电离出的另一离子)
如：Na2CO3溶液中离子浓度的关系：

②比较不同电解质溶液中同一种粒子浓度的大小。应注意弱酸、弱碱电离程度的大小以及影响电离度的因素，盐类水解及水解程度对该粒子浓度的影响。
③比较经过反应化学反应后离子浓度的大小：
A. 确定电解质溶液的成分
B. 确定溶液中含哪些粒子(分子、离子)，此时要考虑物质的电离和水解情况
C. 确定各种粒子的浓度或物质的量的大小
D. 根据题目要求做出判断
注：要抓住“两小”。即弱电解质电离程度小，故未电离的弱电解质分子数远多于已电离出离子数目；盐的水解程度小，故未水解的粒子数目远多于水解生成的粒子数目


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