溶液中的三大守恒学案

溶液中的三大守恒关系适用学科高中化学适用年级高中三年级适用区域课标版试用地区课时时长（分钟）60知识点1.溶液中三个守恒关系的书写2.三个守恒关系的应用3.比较离子浓度大小的方法及规律4.影响水解平衡的因素学习目标知识与技能：学生自己掌握溶液中的三个守恒关系过程与方法：学生自己培养的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力情感态度与价值观：学生自己体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。学习重点溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用学习难点溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用学习过程一、复习预习复习盐类水解的相关知识，了解盐类水解的实质二、知识讲解考点1：电荷守恒电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于阳离子的正电荷总数例如，在NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na＋)+c(H＋)==c(HCO3―)+c(OH―)+2c(CO32―)考点2：物料守恒就电解质溶液而言，物料守恒是指电解质发生变化（反应或电离）前某元素的原子（或离子）的物质的量等于电解质变化后溶液中所有含该元素的原子（或离子）的物质的量之和。实质上，物料守恒属于原子个数守恒和质量守恒。例如：在Na2S溶液中存在着S2―的水解、HS―的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系c(S2―)+c(HS―)+c(H2S)==1/2c(Na＋)(Na＋,S2―守恒)C(HS―)+2c(S2―)+c(H)==c(OH―)(H、O原子守恒)例如：在NaHS溶液中存在着HS―的水解和电离及水的电离。HS―＋H2OH2S＋OH―；HS―H＋＋S2―；H2OH＋＋OH―从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS―)+C(S2―)+c(H2S)==c(Na＋)；从电荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS―)+2(S2―)+c(OH―)==c(Na＋)+c(H＋)；将以上两式相加，有：c(S2―)+c(OH―)==c(H2S)+c(H＋)得出的式子被称为质子守恒考点3：质子守恒无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。电荷守恒式与物料守恒式相加减可得质子守恒式考点4：几种常见物质的三大守恒Na2CO3中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)物料守恒式c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)质子守恒式c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)NaHCO3中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)物料守恒式c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)质子守恒式c(H2CO3)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)(NH4)2CO3中电荷守恒式c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2c(CO32-)质子守恒式c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(NH3·H2O)NH4HCO3中电荷守恒式c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)质子守恒式c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(NH3·H2O)+c(CO32-)CH3COONa电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)物料守恒式c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)质子守恒式c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)NH4Cl中电荷守恒式c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)质子守恒式c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)Na2S中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)物料守恒式c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)质子守恒式c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-)Na3PO4中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO42-)物料守恒式c(Na+)=3c(PO43-)+3c(HPO42-)+3c(H2PO42-)+3c(H3PO4)质子守恒式c(H+)+c(HPO42-)+2c(H2PO42-)+3c(H3PO4)=c(OH-)等浓度等体积的混合液醋酸和醋酸钠电荷守恒式c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)物料守恒式2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)质子守恒式c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)氯化铵和氨水电荷守恒式c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)质子守恒式c(NH4+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)NaCN和电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)HCN物料守恒式2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)质子守恒式c(HCN)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CN-)小结：此类溶液中的质子守恒式只能用电荷守恒式与物料守恒式相加减来获得三、例题精析【例题1】下列浓度关系正确的是A.氯水中：c(Cl2)＝2[c(ClO－)+c(Cl－)+c(HClO)]B.氯水中：c(Cl－)＞c(H+)＞c(OH－)＞c(ClO－)C.等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na+)＝c(CH3COO－)D.Na2CO3溶液中：c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+)【答案】D【解析】根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子A设置了一个貌似物料守恒的式子而忽视了氯气分子的存在，故A错；根据Cl2+H2OHClO+H++Cl－，HCl完全电离而HClO部分电离，可知正确的顺序c(H+)c(Cl－)c(ClO－)c(OH－)，B错；C项等物资的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性c(OH－)＞c(H+)，再根据溶液中电荷守恒可以判断c(Na+)＞c(CH3COO－)；【例题2】向体积为0.05mol·L－1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05mol·L－1KOH溶液，下列关系错误的是A.Va＞Vb时：c(CH3COOH)+c(CH3COO－)＞c(K+）B.Va＝Vb时：c(CH3COOH)+c(H+)＞c(OH－）C.Va＜Vb时：c(CH3COO－)＞c(K+）＞c(OH－）c(H）D.Va与Vb任意比时：c(K+）+c(H+)＝c(OH－）+c(CH3COO－)【答案】C【解析】若VaVb，醋酸过量，根据物料守恒可知，n(CH3COOH)+n(CH3COO－)＝0.05Va，n(K+)＝0.05VVb，则A选项正确；若Va＝Vb，反应后为CH3COOK溶液，由于的CH3COO－水解而显碱性，根据质子守恒可知，B选项正确；若Va＜Vb，说明碱过量，当碱液加的量足够多，则可以存在c(K+)＞c(CH3COO－)，C选项错误；D选项符合电荷守恒，正确。【例题3】下列液体均处于25℃，有关叙述正确的是()A、某物质的溶液pH7，则该物质一定是酸或强酸弱碱盐B、pH＝4.5的番茄汁中c(H＋)是pH＝6.5的牛奶中c(H＋)的100倍C、AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同D、pH＝5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中，c(Na＋)c(CH3COO－)【答案】B【解析】选B。显酸性的溶液可能是酸溶液，也可能是强酸弱碱盐溶液，还可能是酸式盐溶液，如NaHSO4、NaH2PO4溶液显酸性，A项错误；pH＝4.5的溶液c(H＋)＝10－4.5mol·L－1，pH＝6.5的溶液c(H＋)＝10－6.5mol·L－1，B项正确；相同浓度的CaCl2溶液中的c(Cl－)是NaCl溶液中c(Cl－)的2倍，因此AgCl在CaCl2溶液中的溶解度是NaCl中的1/2，C项错误；pH＝5.6的溶液显酸性，c(H＋)c(OH－)，根据电荷守恒可知：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，因此c(Na＋)c(CH3COO－)，D项错误。四、课堂运用【基础】1.HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1mol·L－1NaA溶液中，离子浓度关系正确的是()A、c(Na＋)c(A－)c(H＋)c(OH－)B、c(Na＋)c(OH－)c(A－)c(H＋)C、c(Na＋)＋c(OH－)＝c(A－)＋c(H＋)D、c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)2.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是A.室温下，向0.01mol/LNaHSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：c(Na+)＞c(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H+)B.0.1mol/LNaHCO3溶液：c(Na+)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+)C.Na2CO3溶液：c(OH－)－c(H+)＝c(HCO3－)+2c(H2CO3)D.25℃时，pH＝4.75，浓度均为0.1mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液：c(CH3COO－)+c(OH－)＜c(CH3COOH)+c(H+)【巩固】1.在物质的量浓度均为0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中，测得c(CH3COO-)＞c(Na+)，则下列式正确的是()A．c(H+)＞c(OH-)B．c(H+)＜c(OH-)C．c(CH3COOH)＞c(CH3COONa)D．c(CH3COOH)+c(CH3COONa)=0.02mol/L2.在10mL0.1mol/LNaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是（）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－)【拔高】1.把0.2mol/LNH4Cl溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是（）A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH－)c(NH3·H2O)B.c(NH4+))=c(Na+)c(NH3·H2O)c(OH－)C.c(NH4+))c(Na+)c(OH－)c(NH3·H2O)D.c(NH4+)c(Na+)c(NH3·H2O)c(OH－)2.在0.1mol/LNa2CO3溶液中，各种微粒之间存在下列关系，其中不正确的是（）A.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32－)+c(HCO3－)+c(OH－)B.c(Na+)={c(CO32－)+c(HCO3－)+c(H2CO3)}C.c(OH－)=c(H+)+c(HCO3－)+2c(H2CO3)D.c(Na+)c(HCO3－)c(OH－)c(H+)课程小结1、本节内容从生活出发，培养学生学习兴趣，由简单到复杂建立学生的自信心和学习兴趣。让学生爱学习，想学习。2．通过练习，引导学生自己总结各概念应用时的注意事项；通过视频实验来仔细观察，归纳总结出实验过程中的注意事项及误差分析，培养学生谨慎、认真的习惯。3．本讲内容重在应用，多引导学生进行一定量的练习，以熟悉并掌握相关应用。课后作业【基础】1.把50mL2mol/LNaOH溶液，100mL1mol/LH2SO4及170mL1%的氨水溶液（密度为1g/mL）混合后所得溶液