水溶液中三大守恒定理.docx

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水溶液中三大守恒定理

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水溶液中三大守恒定理

溶液中三大守恒

一、电荷守恒

电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。

例：

写出碳酸钠（Na2CO3）溶液中的电荷守恒关系式

（1）找出溶液中的离子：

Na+H+CO32-HCO3-OH-

（2）根据电荷的物质的量:

n（Na+）＋n（H+）＝2n（CO32-）＋n（HCO3-）＋n（OH-）

（3）根据电荷离子浓度关系:

c（Na+）＋c（H+）＝2c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（OH-）

注意：

A、准确判断溶液中的离子种类。

B、弄清离子浓度与电荷的关系。

即Rn+的电荷浓度nC（Rn+）

练：

1、NH4HCO3溶液的电荷守恒试

2、Na2S溶液的电荷守恒试

二、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总数是不会改变的。

某些特征性的原子是守恒的

例：

NaHCO3溶液中C（Na+）的物料守恒关系式

C（Na+）=C（HCO3-）+C（CO32-）+C（H2CO3）

练：

1、Na2CO3溶液中的物料守恒关系式、

2、H2S溶液中的电荷守恒关系式

三、质子守恒

电解质溶液中分子或离子得到质子的物质的量应相等失去质子的物质的量

（由水电离出来的c（H+）、c（OH-）相等）

例：

NaHCO3溶液中的质子守恒关系式

1、先找出溶液电离出的阴离子HCO3-

2、列下列式子

练：

1、Na2CO3溶液中的质子守恒关系式

2、NaHS溶液中的质子守恒关系式

综合练习：

1、CH3COONa溶液中三大守恒关系式

电荷守恒：

物料守恒：

质子守恒：

2、Na2CO3溶液中三大守恒关系式

电荷守恒：

物料守恒：

质子守恒：

［规律总结］正确的思路：

一、溶质单一型※※关注三个守恒

1.弱酸溶液：

【例1】在L的H2S溶液中，下列关系错误的是（）

（H+）=c（HS-）+c（S2-）+c（OH-）（H+）=c（HS-）+2c（S2-）+c（OH-）

（H+）＞[c（HS-）+c（S2-）+c（OH-）]（H2S）+c（HS-）+c（S2-）=L

分析：

由于H2S溶液中存在下列平衡：

H2S

H++HS-，HS-

H++S2-，H2O

H++OH-，根据电荷守恒得c（H+）=c（HS-）+2c（S2-）+c（OH-），由物料守恒得c（H2S）+c（HS-）+c（S2-）=L，所以关系式错误的是A项。

（注意：

解答这类题目主要抓住弱酸的电离平衡。

）

2.弱碱溶液：

【例2】室温下，L的氨水溶液中，下列关系式中不正确的是（）

A.c（OH-）＞c（H+）（NH3·H2O）+c（NH4+）=L

（NH4+）＞c（NH3·H2O）＞c（OH-）＞c（H+）（OH-）=c（NH4+）+c（H+）

分析：

由于氨水溶液中存在一水合氨的电离平衡和水的电离平衡，所以所得溶液呈碱性，根据电荷守恒和物料守恒知BD正确，而一水合氨的电离是微量的，所以C项错误，即答案为C项。

3.强酸弱碱盐溶液：

【例3】在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（）

（Cl-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）（NH4+）＞c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）

（NH4+）＝c（Cl-）＞c（H+）＝c（OH-）（Cl-）＝c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）

分析：

由于氯化铵溶液中存在下列电离过程：

NH4Cl=NH4++Cl-，H2O

H++OH-和水解过程：

NH4++H2O

H++NH3·H2O，由于NH4+水解被消耗，所以c（Cl-）＞c（NH4+），又因水解后溶液显酸性，所以c（H+）＞c（OH-），且水解是微量的，所以正确的是A项。

（注意：

解答这类题时主要抓住弱碱阳离子的水解，且水解是微量的，水解后溶液呈酸性。

）

4.强碱弱酸盐溶液：

【例4】在Na2S溶液中下列关系不正确的是

A．c（Na+）=2c（HS－）+2c（S2－）+c（H2S）B．c（Na+）+c（H+）=c（OH－）+c（HS－）+2c（S2－）

C．c（Na+）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）D．c（OH－）=c（HS－）+c（H+）+c（H2S）

解析：

电荷守恒：

c（Na+）+c（H+）=c（OH－）+c（HS－）+2c（S2－）；

物料守恒：

c（Na+）=2c（HS－）+2c（S2－）+2c（H2S）；

质子守恒：

c（OH－）=c（HS－）+c（H+）+2c（H2S），选AD

5.强碱弱酸的酸式盐溶液：

【例5】（2004年江苏卷）草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（CD）

A．c（K+）+c（H+）=c（HC2O4-）+c（OH-）+c（C2O42-）B．c（HC2O4-）+c（C2O42-）=L

C．c（C2O42-）＞c（H2C2O4）D．c（K+）=c（H2C2O4）+c（HC2O4-）+c（C2O42-）

分析：

因为草酸氢钾呈酸性，所以HC2O4-电离程度大于水解程度，故c（C2O42-）＞c（H2C2O4）。

又依据物料平衡，所以D．c（K+）=c（H2C2O4）+c（HC2O4-）+c（C2O42-）正确，又根据电荷守恒：

c（K+）+c（H+）=c（HC2O4-）+c（OH-）+2c（C2O42-），所以综合上述C、D正确。

二、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较

1、两种物质混合不反应：

【例】：

用物质的量都是mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C（CH3COO-）＞C（Na+），对该混合溶液的下列判断正确的是（）

　　　（H+）＞C（OH-）（CH3COOH）＋C（CH3COO-）＝mol/L

　　　（CH3COOH）＞C（CH3COO-）（CH3COO-）＋C（OH-）＝mol/L

［点拨］CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在。

已知C（CH3COO-）＞C（Na+），根据电荷守恒C（CH3COO-）＋C（OH-）＝C（Na+）＋C（H+），可得出C（OH-）＜C（H+）。

说明混合溶液呈酸性，进一步推测出L的CH3COOH和L的CH3COONa溶液中，电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离，即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势。

根据物料守恒，可推出（B）是正确的。

练习1、现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C（填“>”、“<”或“=”）

①若溶液的pH=7，则该溶液中C（NH4＋）C（Cl－）；

②若溶液的pH>7，则该溶液中C（NH4＋）C（Cl－）；

③若C（NH4＋）

2、两种物质恰好完全反应

【例】（2003年上海高考题）在10ml·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度HAc溶液，反应后溶液中各微粒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-）

[解析]由于混合的NaOH与HAc物质的量都为1×10-3mol，两者恰好反应生成NaAc，等同于单一溶质，故与题型①方法相同:

由于少量Ac-发生水解：

Ac-+H2O

HAc+OH-,故有c（Na+）＞c（Ac-）＞c（OH-）＞c（H+），根据物料守恒C正确，根据电荷守恒D正确，A错误,故该题选项为A。

将·L－1HCN溶液和·L－1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－）

C.c（HCN）－c（CN－）＝c（OH－）D.c（HCN）＋c（CN－）＝·L－1

解析：

上述溶液混合后，溶质为HCN和NaCN，由于该题已说明溶液显碱性，所以不能再按照HCN的电离处理，而应按NaCN水解为主。

所以c（Na＋）>c（CN－），选BD

变式：

pH等于7型

【例5】.（2002年全国高考理综）常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得溶液pH＝7，则此溶液中（）。

A．c（HCOO-）＞c（Na+）B．c（HCOO-）＜c（Na+）C．c（HCOO-）＝c（Na+）D．无法确定

[解析]本题绝不能理解为恰好反应，因完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，而现在Ph=7，故酸略为过量。

根据溶液中电荷守恒：

c（Na+）+c（H+）=c（HCOO-）＋c（OH-）

因pH=7，故c（H+）=c（OH-），所以有c（Na+）=c（HCOO-），答案为C。

3、不同物质同种离子浓度比较型：

【例题】（1996年上海高考题）物质的量浓度相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（）。

A．NH4ClB．NH4HSO4C．NH3COONH4D．NH4HCO3

[解析]NH4+在溶液中存在下列平衡：

NH4++H2O

NH3·H2O+H+

B中NH4HSO4电离出大量H+，使平衡向左移动，故B中c（NH4+）大于A中的c（NH4+），C项的CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性，使平衡向右移动，故C、D中c（NH4+）小于A中c（NH4+），正确答案为B。

1、已知某溶液中有四种离子：

X+、Y－、H+、OH－，下列分析结果肯定错误的是（）

　　A.c（Y－）＞c（X+）＞c（H+）＞c（OH－）

　　B.c（X+）＞c（Y－）＞c（OH－）＞c（H+）

　　C.c（H+）＞c（Y－）＞c（X+）＞c（OH－）

　　D.c（OH－）＞c（X+）＞c（H+）＞c（Y－）

　　2、在Na2S溶液中存在的下列关系不正确的是（）

　　A.c（Na+）＝2c（S2－）＋2c（HS－）＋2c（H2S）

　　B.c（Na+）＋c（H+）＝2c（OH－）＋c（HS－）＋c（S2－）

　　C.c（OH－）＝c（H+）＋c（HS－）＋2c（H2S）

　　D.c（Na+）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）

　　3、已知某温度下L的NaHB强电解质溶液中c（H＋）＞c（OH－），则下列关系式中一定正确的是（）。

　　A.c（Na+）＝c（HB－）＋2c（B2－）＋c（OH－）

　　B.c（Na+）＝L≥c（B2－）

　　C.c（H+）·c（OH－）＝10－14D.溶液的pH＝1

　　4、物质的量浓度相同（L）的弱酸HX与NaX溶液等体积混合，溶液中微粒浓度关系错误的是（）。

　　A.c（Na+）＋c（H+）＝c（X－）＋c（OH－）（HX）＋c（X－）＝2c（Na+）

　　C.若混合溶液呈酸性：

则c（X－）＞c（Na+）＞c（HX）＞c（H+）＞c（OH－）

　　D.若混合溶液呈碱性：

则c（Na+）＞c（HX）＞c（X－）＞c（OH－）＞c（H+）

　　5、相同条件下，等体积、等物质的量浓度的NaNO3和NaHCO3两份溶液中，阴离子总数相比较（）。

　　A.前者多B.一样多C.后者多D.无法判断

答案：

1、C；2、B；3、B；4、D；5、A