資源簡介

一、三大守恒
1.電荷守恒
(1)原理：電解質溶液中陽離子所帶的電荷總數與陰離子所帶的電荷總數相等，即電荷守恒，溶液呈電中性。
(2)解題方法：①找出溶液中所有的陰、陽離子。②陰、陽離子濃度乘以自身所帶的電荷數建立等式。
舉例，如：Na2CO3溶液中
①Na＋、H＋、CO、HCO、OH－。
②1×c(Na＋)＋1×c(H＋)＝2×c(CO)＋1×c(HCO)＋1×c(OH－)。
化簡得：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)。
2.元素守恒
(1)原理：在電解質溶液中，由于某些離子發生水解或電離，離子的存在形式發生了變化，該離子所含的某種元素在變化前后是守恒的，即元素守恒。
(2)解題方法：①分析溶質中的特定元素的原子或原子團間的元素守恒關系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
舉例，如：Na2CO3溶液中
①＝，即n(Na＋)＝2n(CO)，CO在水中部分會水解成HCO、H2CO3，共三種含碳元素的存在形式。
②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]。
3.質子守恒
方法一：可以由電荷守恒與元素守恒推導出來。
如Na2CO3中將電荷守恒和元素守恒中的金屬陽離子消去得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。
方法二：質子守恒是依據水的電離平衡：H2OH＋＋OH－，水電離產生的H＋和OH－的物質的量總是相等的，無論在溶液中由水電離出的H＋和OH－以什么形式存在。
如：Na2CO3溶液中
即c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H3O＋)或c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)。
說明：①由電荷守恒與元素守恒也可以推出質子守恒，即方法一。②化學計量數為得(或失)質子的數目。③H3O＋簡寫為H＋。
針對練1.判斷下列電解質溶液中的守恒關系是否正確。
(1)0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中：
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液與0.1 mol·L－1 HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸)：
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中：
c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中：
c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液與0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液等體積混合：
c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
答案：正確的有(2)(4)(6)，其余不正確。
解析：(1)不符合元素守恒，正確的關系式為c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)。
(2)符合質子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)移項即可。
(3)不符合電荷守恒，漏寫c(Cl－)，正確的關系式是c(Cl－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)符合電荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，故關系式成立。
(5)不符合元素守恒，正確的關系式為c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(H2C2O4)＋c(C2O)。
(6)符合元素守恒，c(Na＋)＝0.15 mol·L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
針對練2.在10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同體積、同濃度的CH3COOH溶液，反應后溶液中各微粒的濃度關系錯誤的是(　　)
A.c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)
B.c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
C.c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
D.c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)
答案：A
解析：在10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液中加入同體積、同濃度的CH3COOH溶液，發生反應生成醋酸鈉和水，醋酸根離子水解顯堿性，溶液中離子濃度大小為c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)；溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)；溶液中存在電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)。
二、溶液中粒子濃度大小比較三大類型
類型一　單一溶液中各粒子濃度的比較
(1)HClO溶液中存在的電離平衡有：HClOH＋＋ClO－、H2OH＋＋OH－，溶液中的微粒有H2O、HClO、H＋、OH－、ClO－，由于HClO電離程度小，且H2O的電離程度更小，所以溶液中微粒濃度由大到小的順序(H2O除外)是c(HClO)>c(H＋)>c(ClO－)>c(OH－)。
(2)碳酸的電離方程式是H2CO3HCO＋H＋、HCOH＋＋CO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H＋、HCO、CO、OH－。
碳酸是弱酸，第一步電離很微弱，第二步電離更微弱。推測其溶液中粒子濃度由大到小的順序(水分子除外)是c(H2CO3)>c(H＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)。
針對練3.在0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，下列關系不正確的是(　　)
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＋)＋2c(H2S)
答案：A
解析：A項不符合元素守恒，應為c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋2c(H2S)，錯誤；B項符合電荷守恒，正確；C項，S2－＋H2OHS－＋OH－，HS－＋H2OH2S＋OH－，正確；D項符合質子守恒，正確。
針對練4.關于a：0.1 mol·L－1CH3COONa溶液和b：0.1 mol·L－1CH3COOH溶液，下列說法不正確的是(　　)
A.兩溶液中存在的微粒種類：a>b
B.若兩者等體積混合，則混合液中微粒有6種
C.若兩者按體積比2∶1混合，則混合液中微粒有7種
D.水電離出的c(H＋)：a>b
答案：C
類型二　混合溶液中各粒子濃度的比較
(1)等濃度、等體積的鹽與堿的混合溶液
在0.1 mol·L－1NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中：由于NH3·H2O的電離程度大于NH的水解程度，導致溶液呈堿性。溶液中各離子濃度的大小順序為c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)。
(2)等濃度、等體積的鹽與酸的混合溶液
①分子的電離程度大于對應離子的水解程度
在0.1 mol·L－1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液，pH＜7，溶液中粒子濃度關系：
粒子濃度大小關系：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(OH－)
元素守恒：2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)
電荷守恒：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
②分子的電離程度小于對應離子的水解程度
在0.1 mol·L－1的HCN和0.1 mol·L－1的NaCN混合溶液中：由于HCN的電離程度小于CN－的水解程度，導致溶液呈堿性。溶液中各離子濃度的大小順序為c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)，且c(HCN)>c(Na＋)＝0.1 mol·L－1。
針對練5.室溫下，向20.00 mL 1 mol·L－1的氨水中逐滴加入物質的量濃度相同的鹽酸，直至鹽酸過量。請分析上述實驗過程，回答下列問題：
(1)實驗過程中水的電離程度變化趨勢是先______后________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
(2)當V(HCl)＝20.00 mL時，溶液中溶質為________，溶液中離子濃度的大小順序是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)實驗過程中，當溶液pH恰好等于7時，此時溶液中主要溶質的化學式是________________________________________________________________________，
V(HCl)______20.00 mL(填“>”、“＝”或“<”)。
答案：(1)變大　變小
(2)NH4Cl　c(Cl－)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
(3)NH4Cl、NH3·H2O　<
針對練6.25 ℃時，按下表配制兩份溶液。
一元弱酸溶液 加入的NaOH溶液 混合后所得溶液
HA 10.0 mL 0.20 mol·L－1 5.0 mL 0.20 mol·L－1 溶液 ⅠpH＝5.0
HB 10.0 mL 0.20 mol·L－1 5.0 mL 0.20 mol·L－1 溶液 ⅡpH＝4.0
下列說法錯誤的是(　　)
A.溶液Ⅰ中，c(A－)>c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)
B.Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0，說明＝10
C.混合Ⅰ和Ⅱ：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)
D.混合Ⅰ和Ⅱ：c(HA)＞c(HB)
答案：B
解析：A項，根據電荷守恒Ⅰ中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于pH＝5.0，溶液顯酸性，c(H＋)＞c(OH－)，因此，c(A－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，正確；B項，由于溶液Ⅰ、Ⅱ的pH分別為5.0和4.0，所以Ka(HA)＜Ka(HB)，＜1，錯誤；C項，由電荷守恒可知，Ⅰ和Ⅱ的混合溶液中，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)，正確；D項，由B的分析可知，Ka(HA)＜Ka(HB)，則Ⅰ、Ⅱ混合后必有c(HA)＞c(HB)，正確。
類型三　不同溶液中同一粒子濃度的比較
要考慮溶液中其他離子對該離子的影響，如：在相同濃度的下列溶液中①NH4Cl，②CH3COONH4，③NH4HSO4，④(NH4)2SO4，⑤(NH4)2CO3，c(NH)由大到小的順序：④>⑤>③>①>②。
針對練7.在25 ℃時，在濃度為1 mol·L－1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，測得其c(NH)分別為a、b、c(單位為mol·L－1)，下列判斷正確的是(　　)
A.a＞b＞c B.b＞a＞c
C.c＞b＞a D.c＞a＞b
答案：D
解析：NH在溶液中存在水解平衡：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋；Fe2＋水解呈酸性，能抑制NH的水解，c最大；CO水解呈堿性，能促進NH的水解，b最小，故c＞a＞b，D項正確。
針對練8.有4種混合溶液，分別由等體積0.1 mol·L－1的2種溶液混合而成：
①CH3COONa溶液與Na2CO3溶液
②CH3COONa溶液與NaCl溶液
③CH3COONa溶液與NaOH溶液
④CH3COONa溶液與鹽酸
c(CH3COO－)排序正確的是(　　)
A.③>①>②>④ B.③>②>①>④
C.④>②>①>③ D.④>②>③>①
答案：A
解析：①、③中Na2CO3、NaOH均抑制CH3COO－水解，但NaOH抑制能力更強，④中HCl促進CH3COO－水解，所以c(CH3COO－)：③>①>②>④，選A。
歸納總結
理清解題思路，四步突破問題
1.判斷生成物：判斷兩種溶液混合時生成了什么物質，是否有物質過量，再確定反應后溶液的組成。
2.寫出反應后溶液中存在的平衡：根據溶液的組成，寫出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、電離平衡)，尤其要注意不要漏寫在任何水溶液中均存在的水的電離平衡。這一步的主要目的是分析溶液中存在的各種粒子及比較直接地看出某些粒子濃度間的關系，在具體應用時要注意防止遺漏。
3.列出溶液中存在的等式：根據反應后溶液中存在的溶質的守恒原理，列出兩個重要的等式，即電荷守恒式和元素守恒式，據此可列出溶液中陰、陽離子間的數學關系式。
4.比大小：根據溶液中存在的平衡和題給條件，結合平衡的有關知識，分析哪些平衡進行的程度相對大一些，哪些平衡進行的程度相對小一些，再依此比較溶液中各粒子濃度的大小。這一步是溶液中粒子濃度大小比較最重要的一步，關鍵是要把握好電離平衡和水解平衡兩大理論，樹立“主次”意識。　　
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑