高二化学水溶液中的离子平衡(守恒关系)

1第三章水溶液中的离子平衡（三大守恒）一、电解质溶液中的守恒关系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，电荷守恒的重要应用是依据电荷守恒列出等式，比较或计算离子的物质的量或物质的量浓度。如（1）在只含有A＋、M－、H＋、OH―四种离子的溶液中c(A+)+c(H＋)==c(M-)+c(OH―),若c(H＋)＞c(OH―)，则必然有c(A+)＜c(M-)。例如，在NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na＋)+c(H＋)==c(HCO3―)+c(OH―)+2c(CO32―)书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。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。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)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。现将此类题的解题方法作如下总结。二、典型题――溶质单一型1、弱酸溶液中离子浓度的大小判断解此类题的关键是紧抓弱酸的电离平衡2［点击试题］0.1mol/L的H2S溶液中所存在离子的浓度由大到小的排列顺序是_________________2、弱碱溶液［点击试题］室温下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列关系式中不正确的是A.c(OH-)＞c(H+)B.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC.c(NH4+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)3、能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较---弱酸强碱型在CH3COONa溶液中各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是()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、c(Na＋)c(OH―)c(CH3COO―)c(H＋)［点击试题］在Na2CO3溶液中各离子的浓度由小到大的排列顺序是______［随堂练习］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)［点击试题］判断0.1mol/L的NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系______［随堂练习］草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（）A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+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-)［点击试题］在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（）3A.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+)＞c(H+)＞c(OH-)三、典型题----两种电解质溶液相混合型的离子浓度的判断解此类题的关键是抓住两溶液混合后生成的盐的水解情况以及混合时弱电解质有无剩余，若有剩余，则应讨论弱电解质的电离。下面以一元酸、一元碱和一元酸的盐为例进行分析。1、强酸与弱碱混合［点击试题］PH=13的NH3·H2O和PH=1的盐酸等体积混合后所得溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是____________2、强碱与弱酸混合［点击试题］PH=X的NaOH溶液与PH=Y的CH3COOH溶液，已知X+Y=14，且Y3。将上述两溶液等体积混合后，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序正确的是()A、C(Na＋)C(CH3COO―)C(OH―)C(H＋)B、C(CH3COO―)C(Na＋)C(H＋)C(OH―)C、C(CH3COO―)C(Na＋)C(OH―)C(H＋)D、C(Na＋)C(CH3COO―)C(H＋)C(OH―)归纳：上述两题的特点是PH1+PH2=14，且等体积混合。其溶液中各离子浓度的关系的特点是C(弱电解质的离子)C(强电解质的离子)C(显性离子)C(水电离出的另一离子)3、强碱弱酸盐与强酸混合和强酸弱碱盐与强碱混合［点击试题］0.2mol/L的CH3COOK与0.1mol/L的盐酸等体积混合后，溶液中下列粒子的物质的量关系正确的是()A、C(CH3COO―)==C(Cl―)==C(H＋)C(CH3COOH)B、C(CH3COO―)==C(Cl―)C(CH3COOH)C(H＋)C、C(CH3COO―)C(Cl―)C(H＋)C(CH3COOH)D、C(CH3COO―)C(Cl―)C(CH3COOH)C(H＋)4、酸碱中和型(1)恰好中和型［点击试题］在10ml0.1mol·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+)4C．c(Na+)＝c(Ac-)＋c(HAC)D．c(Na+)＋c(H+)＝c(Ac-)＋c(OH-)(2)pH等于7型［点击试题］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c(HCOO-)与c(Na+)的关系(3)反应过量型［点击试题］常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合，不可能出现的结果是A．pH＞7，且c(OH—)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(CH3COO—)B．pH＞7，且c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO—)+c(OH—)C．pH＜7，且c(CH3COO—)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH—)D．pH＝7，且c(CH3COO—)＞c(Na+)＞c(H+)=c(OH—)［随堂练习］1、向0.1mol·L－1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是（）ANa＋、CO32－BNa＋、HCO3－CHCO3－、CO32－DNa＋、OH－四、守恒问题在电解质溶液中的应用解此类题的关键是抓住溶液呈电中性(即阴阳离子所带电荷总数相等)及变化前后原子的个数守恒两大特点。若题中所给选项为阴阳离子的浓度关系，则应考虑电荷守恒，若所给选项等式关系中包含了弱电解质的分子浓度在内，则应考虑物料守恒。［点击试题］表示0.1mol/LNaHCO3溶液中有关粒子浓度的关系正确的是()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(Na＋)==C(HCO3―)+C(CO32―)+C(H2CO3)1、两种物质混合不反应：［点击试题］用物质的量都是0.1mol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()A.C(H+)＞C(OH-)B.C(CH3COOH)＋C(CH3COO-)＝0.2mol/LC.C(CH3COOH)＞C(CH3COO-)D.C(CH3COO-)＋C(OH-)＝0.2mol/L2、两种物质恰好完全反应［点击试题］在10ml0.1mol·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-)53、两种物质反应，其中一种有剩余：(1)酸与碱反应型在审题时，要关注所给物质的量是“物质的量浓度”还是“pH”，否则会很容易判断错误。（解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。）［点击试题］把0.02mol·L-1HAc溶液与0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合，则混合液中微粒浓度关系正确的是()A、c(Ac-)＞c(Na+)B、c(HAc)＞c(Ac-)C、2c(H+)＝c(Ac-)-c(HAc)D、c(HAc)+c(Ac-)＝0.01mol·L-1（2）盐与碱(酸)反应型将0.1mol·L-1醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子浓度关系正确的是()。A．c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)B．c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)C．c(CH3COO-)＝c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)D．c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO-)＋c(Cl-)＋c(OH-)4、不同物质同种离子浓度比较型：［点击试题］物质的量浓度相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（）。A．NH4ClB．NH4HSO4C．CH3COONH4D．NH4HCO3