水溶液中離子平衡解題思維模型

關于水溶液中離子平衡解題思維模型第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四分析對象抓主要矛盾三守恒得結果電荷守恒物料守恒電離水解①CH3COOH②CH3COOHCH3COONa1:1③CH3COOHCH3COONapH=7④CH3COONa質子守恒等式不等式一、思維模型第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四1.明確“三個”守恒原理(1)電荷守恒：即電解質溶液中陰離子所帶電荷總數(shù)等于陽離子所帶電荷總數(shù)。根據(jù)電荷守恒可準確、快速地解決電解質溶液中許多復雜的離子濃度問題。(2)物料守恒：是指物質發(fā)生變化前后，有關元素的存在形式不同，但元素的種類和原子數(shù)目在變化前后保持不變。根據(jù)物料守恒可準確快速地解決電解質溶液中復雜離子、分子、物質的量濃度或物質的量的關系。(3)質子守恒：是指在電離或水解過程中，會發(fā)生質子(H＋)轉移，但在質子轉移過程中其數(shù)量保持不變。二、解題思路第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四2.正確理解質子守恒以Na2CO3和NaHCO3溶液為例，可用下圖所示幫助理解質子守恒：(1)Na2CO3溶液第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四(2)NaHCO3溶液另外，將混合溶液中的電荷守恒式和物料守恒式相聯(lián)立，通過代數(shù)運算消去其中某離子，即可推出該溶液中的質子守恒。第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四3.建立解題思路(3)不同溶液中某離子濃度的變化若其他離子能促進該離子的水解，則該離子濃度減小，若抑制其水解，則該離子濃度增大。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四4.歸納類型，逐一突破(1)單一溶液①Na2S溶液水解方程式：______________________________________________；離子濃度大小關系：__________________________________；電荷守恒：______________________________________；物料守恒：________________________________；質子守恒：______________________________。答案c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四②NaHS溶液水解方程式：______________________；離子濃度大小關系：__________________________________；電荷守恒：______________________________________；物料守恒：_____________________________；質子守恒：_____________________________。解析NaHS既能發(fā)生水解又能發(fā)生電離，水溶液呈堿性：c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2S)－c(S2－)解析答案第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四③NaHSO3溶液水解方程式：__________________________；離子濃度大小關系：____________________________________；電荷守恒：_________________________________________；物料守恒：__________________________________；質子守恒：________________________________。解析NaHSO3既能發(fā)生電離又能發(fā)生水解，水溶液呈酸性：解析答案第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四(2)混合溶液①1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液水解方程式：_____________________________________________________；離子濃度大小關系：____________________________________；電荷守恒：__________________________________________；物料守恒：______________________________________；質子守恒：_____________________________________________。解析答案第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四②1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液水解方程式：_________________________________；離子濃度大小關系：_________________________________；電荷守恒：___________________________________；物料守恒：__________________________________；質子守恒：___________________________________________。水溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)解析答案第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四③CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液離子濃度大小關系：__________________________________；電荷守恒：___________________________________；物料守恒：____________________。若溶液呈中性，則電離和水解相互抵消。c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(CH3COO－)解析答案第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四④pH＝2的CH3COOH與pH＝12的NaOH等體積混合離子濃度大小關系：________________________________；電荷守恒：___________________________________。解析由于CH3COOH是弱酸，所以當完全反應后，CH3COOH仍過量許多，溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)解析答案第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四答案5.不同溶液，同一離子有物質的量濃度相同的以下幾種溶液：①(NH4)2SO4溶液②(NH4)2CO3溶液

③NH4HSO4溶液④(NH4)2Fe(SO4)2

⑤NH4Cl溶液

⑥NH4HCO3溶液⑦NH3·H2O④>①>②>③>⑤>⑥>⑦第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析121.(2016·全國卷Ⅰ，12)298K時，在20.0mL0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·L－1的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關系如圖所示。已知0.10mol·L－1氨水的電離度為1.32%，下列有關敘述正確的是(

)√A.該滴定過程應該選擇酚酞作為指示劑B.M點對應的鹽酸體積為20.0mLC.M點處的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)D.N點處的溶液中pH<12345三、典例解析第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析A項，鹽酸滴定氨水時，滴定終點溶液為NH4Cl溶液，呈酸性，故指示劑應選甲基橙，錯誤；B項，一水合氨屬于弱堿，與鹽酸正好反應生成NH4Cl時溶液呈酸性，故二者等濃度反應時，若溶液的pH＝7，鹽酸的體積應小于氨水的體積，即小于20.0mL，錯誤；解析12345第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四D項，由圖可知，N點即為0.10mol·L－1氨水，由其電離度為1.32%，可知0.10mol·L－1氨水中c(OH－)＝0.00132mol·L－1，即c(H+)=7.6×10-12，故該氨水中11<pH<12，正確。12345第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四課例、水溶液中的離子平衡【2014年高考海南卷】室溫下，用0.l00mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.100mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是（）A．II表示的是滴定醋酸的曲線B．pH=7時，滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20mLC．V(NaOH)=20.00mL時，兩份溶液中c(Cl)=C(CH3COO)D．V(NaOH)=10.00mL時，醋酸溶液中c(Na)>C(CH3COO)>c(H)>c(OH)B-+---+看起點，弱電解質電離平衡，若該點pH=3,試計算醋酸的電離平衡常數(shù)。--------------------------n(CH3COOH):n(CH3COONa)=1:1,分析圖像pH<7，電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：2c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)質子守恒：2c(OH)+c(CH3COO)=c(CH3COOH)+2c(H)大小比較：c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)--++++-----++20.00mL時溶質為CH3COONa,pH>7溶液顯堿性，CH3COONa水解平衡，電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)質子守恒：c(CH3COOH)+c(H)=c(OH）大小比較：c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)++++++------pH=7時，加入的NaOH溶液小于20.00mL,電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)大小比較：c(Na)=c(CH3COO)>c(H)=c(OH）++++----第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四3.(2016·天津理綜，6)室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1mol·L－1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是(

)A.三種酸的電離常數(shù)關系：KHA>KHB>KHDB.滴定至P點時，溶液中：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)C.pH＝7時，三種溶液中：c(A－)＝c(B－)＝c(D－)D.當中和百分數(shù)達100%時，將三種溶液混合后：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝

c(OH－)－c(H＋)√解析12345第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析A項，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時，0.1mol·L－1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1，說明三種酸均為弱酸，且HA的pH最小、酸性最強，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強，電離常數(shù)越大，故KHA>KHB>KHD，正確；B項，滴定至P點時，溶液中未反應的HB與生成的NaB的濃度相等，且溶液呈酸性，說明HB的電離程度大于B－水解程度，故c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)，正確；C項，pH＝7時，三種離子的濃度分別等于c(Na＋)，然而三種溶液中陰離子水解程度不同，加入的NaOH的體積不同，故三種陰離子的濃度也不同，錯誤；D項，根據(jù)質子守恒即可得出，三種溶液混合后溶液的質子守恒關系：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－c(H＋)，正確。12345第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四4.(2015·江蘇，14)室溫下，向下列溶液中通入相應的氣體至溶液pH＝7(通入氣體對溶液體積的影響可忽略)，溶液中部分微粒的物質的量濃度關系正確的是(

)解析√12345第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析12345第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四D項，對于CH3COONa溶液根據(jù)物料守恒有：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，c(Na＋)>c(CH3COOH),根據(jù)混合溶液的電荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)，溶液呈中性，則c(H＋)＝c(OH－)，由此可知c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)，進而可知c(CH3COOH)＝c(Cl－)，故c(Na＋)>c(CH3COOH)＝c(Cl－)，正確。12345第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析5.20℃時向20mL0.1mol·L－1醋酸溶液中不斷滴入0.1mol·L－1NaOH(aq)，溶液pH變化如圖所示。此過程溶液中離子濃度的關系錯誤的是(

)A.a點：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)B.b點：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)C.c點：c(H＋)＝c(CH3COOH)＋c(OH－)D.d點：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)√方法技巧12345第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析a點是CH3