溶液中的三大守恒

1、溶液中的三大守恒關(guān)系(一) 溶液中的守恒關(guān)系1、 電荷守恒規(guī)律：電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)總是呈電中性，即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)如 NaHCO3 溶液中存在著Na+、 HCO3- 、 H+、 CO32-、 OH-存在如下關(guān)系c(H+)+c (Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-) 這個(gè)式子叫電荷守恒2、 物料守恒規(guī)律：某元素的原始濃度等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和如 Na2S溶液中，S2-能水解，故 S元素以S2-、 HS-、 H2S 三種形式存在，它們之間有如下守恒關(guān)系：1/2c(Na+)=c(S2-)+ c(HS-)+c(H2S) 這個(gè)式子叫物料守恒

2、如 Na2CO3 溶液中，CO32-離子存在形式有HCO3-、 CO32-、 H2CO3則 1/2c(Na+)=c(HCO3-)+ c(HS-)+c(H2S)3、 質(zhì)子守恒：由水電離產(chǎn)生的H+、 OH-濃度相等如 Na2CO3 溶液中，由水電離產(chǎn)生的OH-以游離態(tài)存在，而H+因 CO32-水解有三種存在形式H+、HCO3-、 H2CO3，則有c (OH-)=c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)同理在 Na3PO4溶液中有：c (OH-)=c(H+)+ c(HPO42-)+2c(H2PO4-)+3c(H3PO4)練習(xí)：寫出下列溶液中三大守恒關(guān)系 Na2S溶液電荷守恒：c(Na+)+

3、c( H+) =2c(S2-)+ c(HS-)+c(OH-)物料守恒：1/2c(Na+)=c(S2-)+ c(HS-)+c(H2S)質(zhì)子守恒：c (OH-)=c(H+)+ c(HS-)+2c(H2S) NaHCO3 溶液電荷守恒：c(H+)+c (Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)物料守恒：c (Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)質(zhì)子守恒：c (OH-)=c(H+)+ c(H2CO3)-c(CO32-) 電荷守恒-物料守恒 =質(zhì)子守恒溶液中離子濃度大小比較1、 單一溶質(zhì)1、 多元弱酸溶液，根據(jù)多步電離規(guī)律，前一步電離產(chǎn)生的離子濃度大于后一步

4、電離產(chǎn)生的離子，如在H3PO4 溶液中，c(H+)> c(H2PO4-) > c(HPO42-) > c(PO43-)2、 多元弱酸的正鹽，根據(jù)弱酸根的多步水解規(guī)律，前一步水解遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后一步水解，如在 Na2CO3 溶液中(Na+)> c(CO32-)> c(OH-) > c(HCO3-)+ c(H2CO3)3、 不同溶液中，同一離子濃度大小的比較，要看其它離子對(duì)其影響因素 練習(xí)： 1、寫出下列溶液中離子濃度大小的關(guān)系NH4CL 溶液中：c(CL-) >c(NH4+) >c(H+) > c(OH-)CH3COONa 溶液中：c(Na+) &

5、gt; c(CH3COO-) > c(OH-) >c(H+)2、物質(zhì)的量濃度相同的下列各溶液，Na2CO3 NaHCO3 H2CO3( NH4) 2CO3 NH4HCO3 ，c(CO32-)由小到大排列順序?yàn)?、 混合溶液混合溶液中各離子濃度的比較，要進(jìn)行綜合分析，如離子間的反應(yīng)、電離因素、水解因素等。 若酸與堿恰好完全反應(yīng)，則相當(dāng)于一種鹽溶液例一： 0.1mol/L 的氨水與0.1mol/L 鹽酸等體積混合，溶液中離子濃度大小關(guān)系為：c(CL-) >c(NH4+) >c(H+) > c(OH-) 若酸與堿反應(yīng)后尚有弱酸或弱堿剩余，則弱電解質(zhì)的電離程度>對(duì)應(yīng)

6、鹽的水解程度例二： PH=13 的氨水與PH=1 的鹽酸等體積混合，溶液中離子濃度大小關(guān)系是：c(NH4+) > c(CL-> c(OH-) > c(H+)練習(xí)：1、將 PH=3 的鹽酸溶液與PH=11 的氨水等體積混合，溶液中離子濃度大小關(guān)系是：c(NH4+)> c(CL-)> c(OH-) > c(H+)2、 在 0.1mol/L 的 氨水 滴 加 同 濃度 的 鹽 酸至 溶 液 正 好呈 中 性 ，溶 液 中 離 子濃 度 大 小關(guān) 系為： c(NH4+)=c(CL-)> c(OH-) > c(H+)3、濃度均為0.1mol/L 的甲酸和氫

7、氧化鈉溶液等體積相混合后，溶液中離子濃度大小關(guān)系是：c(Na+)>c(HCOO-) > c(OH-) > c(H+)4、 (雙選)已知某溫度下，0.1mol/LNaHA 的強(qiáng)電解質(zhì)溶液中，c(H+)<c(OH-)，則下列關(guān)系中一定正確的是：( BD )A. c (Na+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)B. c (H2A) +c(HA-)+c(A2-)=0.1mol/LC. c(H+)* c(OH-)=10-14D. c(A2-)+ c(OH-)= c(H+)+ c (H2A)5、 (雙選)下列各溶液中，微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是：( AC)A. 0.1

8、mol/LH2S 溶液： c(H+) > c(OH-)B. 0.1mol/LNH4CL 溶液： c(H+) =c(OH-)C.在 0.1mol/L CH3COONa 溶液中： c(OH-)=c(H+)+ c(CH3COOH)D.向醋酸鈉溶液中加入適量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na+) > c(CH3COO-) > c(H+) > c(OH-)典型題溶質(zhì)單一型1、弱酸溶液中離子濃度的大小判斷二、 典型題溶質(zhì)單一型1、弱酸溶液中離子濃度的大小判斷解此類題的關(guān)鍵是緊抓弱酸的電離平衡 0.1mol/L 的 H2S溶液中所存在離子的濃度由大到小的排列順序是解析：在H2S 溶液

9、中有下列平衡：H2SH +HS-； HS-H +S2-。已知多元弱酸的電離以第一步為主，第二步電離較第一步弱得多，但兩步電離都產(chǎn)生H ，因此答案應(yīng)為：c(H )>c(HS)>c(S2)>c(OH)弱酸溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(顯性離子) > C(一級(jí)電離離子) > C(二級(jí)電離離子) > C(水電離出的另一離子)同樣的思考方式可以解決弱堿溶液的問(wèn)題2、弱堿溶液中離子濃度的大小判斷室溫下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是A. c(OH-) > c(H+) B.c(NH3 H2O)+c(N· H4+)=0.1mol/

10、LC.c(NH4+) > c(NH3· H2O) > c(OH-) > c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)3、能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較-弱酸強(qiáng)堿型解此類題型的關(guān)鍵是抓住鹽溶液中水解的離子 在 CH3COONa 溶 液 中 各 離 子 的 濃 度 由 大 到 小 排 列 順 序 正 確 的 是A、 c(Na)>c(CH3COO)>c(OH )>c(H )B、 c(CH3COO )>c(Na )>c(OH)>c(H )C、 c(Na )>c(CH3COO )>c(H )>c(OH)D

11、、 c(Na )>c(OH)>c(CH3COO )>c(H )解析：在CH3COONa 溶液中：CH3COONaNa +CH3COO ，CH3COO +H2O C H3COOH+O H而使c(CH3COO)降低且溶液呈現(xiàn)堿性，則c(Na )>c(CH3COO )， c(OH)>c(H )，又因一般鹽的水解程度較小，則c(CH3COO)>c(OH ),因此A選項(xiàng)正確。一元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子) > C(水解離子)>C(顯性離子)>C(水電離出的另外一種離子)在 Na2CO3 溶液中各離子的濃度由小到大的排列順序是解

12、析：在Na2CO3 溶液中， Na2CO3=2Na +CO32 ，CO32+H2O-HCO3 +OH ， HCO3+H2O H2CO3+OH 。CO32水解使溶液呈現(xiàn)堿性，則C(OH)>C(H )，由于CO32少部分水解，則 C(CO32)>C(HCO3 )， HCO3又發(fā)生第二步水解，則C(OH )>C(HCO3 )，第二步水解較第一步水解弱得多，則C(HCO3 )與 C(OH )相關(guān)不大，但C(H )比 C(OH )小得多，因此C(HCO3 ) > C(H )。此題的答案為：C(H )<C(HCO3 )<C(OH)<C(CO32)<C(Na

13、)二元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子)> C(水解離子 )>C(顯性離子)>C(二級(jí)水解離子 )>C(水電離出的另一離子)在 Na2S溶液中下列關(guān)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+)+c(H2S)判斷 0.1mol/L 的 NaHCO3 溶液中離子濃度的大小關(guān)系解析：因NaHCO3=Na +HCO3 ， HCO3

14、+H2OH2CO3+OH ，HCO3H +CO32 。 HCO3 的水解程度大于電離程度， 因此溶液呈堿性，且 C(OH ) > C(CO32 )。由于少部分水解和電離，則C(Na )>C(HCO3)>C(OH )>C(H ) > C(CO32 )。二元弱酸的酸式鹽溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(不水解離子)>C(水解離子)>C(顯性離子 )>C(水電離出的另一離子)>C(電離得到的酸根離子)練習(xí) 草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，在 0.1mol/LKHC2O4 溶液中， 下列關(guān)系正確的是( CD)A c(K+)+c(H+)=c(H

15、C2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-)B c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/LC c(C2O42-)> c(H2C2O4)D c(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)下面再讓我們利用上述規(guī)律來(lái)解決一下強(qiáng)酸弱堿鹽的問(wèn)題在氯化銨溶液中，下列關(guān)系正確的是()A.c(Cl-)> c(NH4+) > c(H+) > c(OH-)B.c(NH4+) > c(Cl-)> c(H+) > c(OH-)C.c(NH4+) c(Cl-)> c(H+) c(OH-)D.c(Cl-) c(NH4+) &

16、gt; c(H+) > c(OH-)四、典型題兩種電解質(zhì)溶液相混合型的離子濃度的判斷解此類題的關(guān)鍵是抓住兩溶液混合后生成的鹽的水解情況以及混合時(shí)弱電解質(zhì)有無(wú)剩余，若有剩余，則應(yīng)討論弱電解質(zhì)的電離。下面以一元酸、一元堿和一元酸的鹽為例進(jìn)行分析。1、強(qiáng)酸與弱堿混合PH=13 的 NH3 · H2O 和 PH=1 的鹽酸等體積混合后所得溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是 解析： PH=1 的 HCl ， C(H )=0.1 mol/L ， PH=13 的 NH3 H2O， C(OH)= 0.1 mol/L ， 則 NH3 H2O 的濃度遠(yuǎn)大于0.1 mol/L ， 因此， 兩溶液混

17、合時(shí)生成NH4Cl 為強(qiáng)酸弱堿鹽，氨水過(guò)量，且 C(NH3 H2O)>C(NH4Cl) ，則溶液的酸堿性應(yīng)由氨水決定。即 NH3 H2O 的電離大于NH4的水解，所以溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篊(NH4 )>C(Cl)>C(OH )>C(H )。需要我們注意的是，強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中加入一定量的弱堿，解題方法與此題相同。2、強(qiáng)堿與弱酸混合PH=X 的 NaOH 溶液與 PH=Y 的 CH3COOH 溶液，已知X+Y=14，且Y<3。將上述兩溶液等體積混合后，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序正確的是A、 C(Na )>C(CH3COO)>C(OH)

18、>C(H )B、 C(CH3COO )>C(Na )>C(H )>C(OH )C、 C(CH3COO )>C(Na )>C(OH )>C(H )D、 C( )>C(CH3COO )>C(H )>C(OH)解析：同上，PH=X 的 NaOH 溶液中，C(OH )=10-(14-X)mol/L ， PH=Y 的 CH3COOH 溶液中，C(H )=10-Ymol/L ，因?yàn)?X+Y=14， NaOH 溶液中 C(OH)等于 CH3COOH 溶液中 C(H )。因此C(CH3COOH) 遠(yuǎn)大于 10-Y mol/L， CH3COOH 過(guò)量，

19、因此選項(xiàng)B 正確。上述兩題的特點(diǎn)是PH1+PH2=14， 且等體積混合。其溶液中各離子濃度的關(guān)系的特點(diǎn)是C(弱電解質(zhì)的離子 )>C(強(qiáng)電解質(zhì)的離子)>C(顯性離子) > C (水電離出的另一離子)3、強(qiáng)堿弱酸鹽與強(qiáng)酸混合和強(qiáng)酸弱堿鹽與強(qiáng)堿混合點(diǎn)擊試題0.2 mol/L 的 CH3COOK 與 0.1 mol/L 的鹽酸等體積混合后，溶液中下列粒子的物質(zhì)的量關(guān)系正確的是( )A、 C(CH3COO )=C(Cl )=C(H )>C(CH3COOH)B、 C(CH3COO )=C(Cl )>C(CH3COOH)>C(H )C、 C(CH3COO )>C(C

20、l )>C(H )>C(CH3COOH)D、 C(CH3COO )>C(Cl )>C(CH3COOH)>C(H )解析：兩溶液混合后CH3COOK+HCl KCl+CH3COOH ，又知 CH3COOK 過(guò)量，反應(yīng)后溶液中CH3COOK 、 CH3COOH 和 KCl 物質(zhì)的量相等。由CH3COOH 的電離和CH3COO 的水解程度均很小 ， 且 CH3COOH 的 電 離 占 主 導(dǎo) 地 位 因 此 ， C(CH3COO )>C(H )>C(OH )。 又 知 C(Cl)=0.05 mol/L， C(CH3COOH)<0.05 mol/L 。因

21、此，選項(xiàng)中D 是正確的。4、酸堿中和型(1) 恰好中和型在 10ml 0.1mol· L-1NaOH 溶液中加入同體積、同濃度HAc 溶液，反應(yīng)后溶液中各微粒的濃度關(guān)系錯(cuò)誤的是 ( )。A c(Na+)> c(Ac-)> c(H+) > c(OH-)8 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 與 HAc 物質(zhì)的量都為1× 10-3mol，兩者恰好反應(yīng)生成NaAc，等同于單一溶質(zhì)，故與題型方法相同

22、。由于少量Ac-發(fā)生水解：Ac- + H2OHAc+ OH- 。故有 c(Na+)> c(Ac-)> c(OH-) > c(H+)，根據(jù)物料守恒C 正確，根據(jù)電荷守恒D 正確， A錯(cuò)誤。故該題選項(xiàng)為A。(2) pH 等于 7 型常 溫 下 ， 將 甲 酸 和 氫 氧 化 鈉 溶 液 混 合 ， 所 得 溶 液 pH 7， 則 此 溶 液 中 ( )。 A c(HCOO-) > c(Na+)B c(HCOO-) < c(Na+)C c(HCOO-) c(Na+)D無(wú)法確定c(HCOO-) 與 c(Na+)的關(guān)系解析：本題絕不能理解為恰好反應(yīng)，因完全反應(yīng)生成甲酸鈉為強(qiáng)

23、堿弱酸鹽，溶液呈堿性，而現(xiàn)在Ph=7，故酸略為過(guò)量。根據(jù)溶液中電荷守恒：c(Na+)+ c(H+)= c(HCOO-) c(OH-) 因 pH=7， 故 c(H+)= c(OH-) ，所以有 c(Na+)= c(HCOO-) ，答案為C。(3) 反應(yīng)過(guò)量型常溫下將稀NaOH 溶液與稀CH3COOH 溶液混合，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()ApH>7，且c(OH ) > c(Na+) > c(H+) > c(CH3COO )8 pH>7，且c(Na+) + c(H+) = c(CH3COO ) + c(OH )CpH<7，且c(CH3COO ) > c(H+)

24、> c(Na+)> c(OH)DpH7，且c(CH3COO ) > c(Na+) > c(H+) = c(OH )練習(xí)1、將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24LCO2 通入 150ml1mol/LnaOH 溶液中，下列說(shuō)法正確的是()A c(HCO3-)略大于 c(CO32-)B c(HCO3-)等于c(CO32-)C c(Na+)等于c(CO32-)與 c(HCO3-)之和D c(HCO3-)略小于 c(CO32-)2、向0.1mol· L 1NaOH 溶液中通入過(guò)量CO2 后，溶液中存在的主要離子是()A Na、CO32B Na、HCO3C HCO3 、CO32D Na

25、、OH四、守恒問(wèn)題在電解質(zhì)溶液中的應(yīng)用解此類題的關(guān)鍵是抓住溶液呈中性(即陰陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)相等)及變化前后原子的個(gè)數(shù)守恒兩大特點(diǎn)。若題中所給選項(xiàng)為陰陽(yáng)離子的濃度關(guān)系，則應(yīng)考慮電荷守恒，若所給選項(xiàng)等式關(guān)系中包含了弱電解質(zhì)的分子濃度在內(nèi)，則應(yīng)考慮物料守恒。表示 0.1 mol/L NaHCO3 溶液中有關(guān)粒子濃度的關(guān)系正確的是( )A、 C(Na )>C(HCO3)>C(CO32 )>C(H )>C(OH )B、 C(Na )+C(H )=C(HCO3)+C(CO32)+C(OH )C、 C(Na )+C(H )=C(HCO3)+2C(CO32)+C(OH )D、 C(N

26、a )=C(HCO3)+C(CO32)+C(H2CO3)解析：A、 NaHCO3 溶液因?yàn)樗獯笥陔婋x而呈堿性，因此C(OH )>C(H )。 B、應(yīng)考慮電荷守恒，C(CO32)前應(yīng)乘以2； C、電荷守恒符合題意；D、含弱電解質(zhì)分子應(yīng)考慮物料守恒，在NaHCO3 溶液 中 存 在 下 列 關(guān) 系 ： NaHCO3=Na +HCO3 ； HCO3 H +CO32 ； HCO3 +H2O H2CO3+OH 則 C(Na )=C(HCO3 )+C(CO32 )+C(H2CO3) 符合題意。故選CD1、兩種物質(zhì)混合不反應(yīng)：用物質(zhì)的量都是0.1 mol的 CH3COOH 和 CH3COONa 配制

27、成 1L 混合溶液，已知其中C(CH3COO-)> C(Na+)，對(duì)該混合溶液的下列判斷正確的是( )A.C(H+) > C(OH-)B.C(CH3COOH) C(CH3COO-) 0.2 mol/LC.C(CH3COOH) > C(CH3COO-) D.C(CH3COO-) C(OH-) 0.2 mol/L 2、兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)在10ml 0.1mol· L-1NaOH 溶液中加入同體積、同濃度HAc 溶液，反應(yīng)后溶液中各微粒的濃度關(guān)系錯(cuò)誤的是()。Ac(Na+)>c(Ac-)>c(H+) >c(OH-)Bc(Na+)>c(Ac-)>c(OH-) >c(H+)Cc(Na+)c(Ac-)c(HAC)Dc(Na+)c(H+)c