高中化学系列课件_选修4-三大守恒_新人教版

第三课时溶液中的三大守恒关系（一）溶液中的守恒关系1、电荷守恒规律：电解质溶液中，溶液总是呈电中性。即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na＋、H＋、HCO3-、CO32-、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)=c(HCO3-)＋c(OH-)＋2c(CO32-)。2、物料守恒规律：某元素的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。如Na2S溶液中，S2－能水解，故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：1/2c(Na＋)=c(S2－)＋c(HS-)＋c(H2S)如在cmol/L的Na2CO3溶液中CO32-离子存在形式有CO32-HCO3-H2CO3则c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=1/2c(Na+)3、质子守恒：由水电离产生的H+、OH-浓度相等。如Na2CO3溶液中，由水电离产生的OH-以游离态存在，而H+因CO32-水解有三中存在形式H+、HCO3-、H2CO3，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)〖训练一〗写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式电荷守恒：物料守恒：质子守恒：〖训练二〗写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式电荷守恒：物料守恒：质子守恒：c(Na+)+c(H+)＝c(CH3COO-)+c(OH-)c(Na+)＝c(CH3COO-)+c(CH3COOH)c(OH-)＝c(H+)+c(CH3COOH)c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)c(Na+)＝c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)c(OH-)＝c(H+)－c(CO32-)+c(H2CO3)练习：写出下列溶液中的三大守恒关系。①Na2S溶液电荷守恒:c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)物料守恒:c(Na＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)质子守恒:c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO3－)＋2c(CO32－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)c(OH－)＝c(H+)＋c(H2CO3)—c(CO32－)②NaHCO3溶液【试一试】Na2CO3溶液中（1）电荷守恒：（2）物料守恒：（3）质子守恒：由于两种溶液中微粒种类相同，所以阴、阳离子间的电荷守恒方程是一致的。但物料守恒及质子守恒不同，这与其盐的组成有关。c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)c(Na+)=2c(HCO3-)+2c(CO32-)+2c(H2CO3)c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)【温馨提示】你能写出NaHS溶液中相应的三个守恒式吗？c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)c(H+)+c(H2S)—c(S2-)=c(OH-)电荷守恒：物料守恒：质子守恒：三、盐类水解——典型物质离子关系剖析（一）单一溶质类型1.NH4Cl类型。类似NH4NO3等2.(NH4)2SO4类型。注意区别1。3.NaA类型。类似，CH3COONa、KF、NaClONaN3、KCN等。4.Na2CO3类型。类似Na2S、Na2SO3、Na2C2O4等5.NaHCO3类型。类似NaHS.水解强于电离，pH76.NaHSO3类型。NaHC2O4.电离强于水解，pH70.1mol/LNa2CO3溶液：①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)②c(Na+)=2c(HCO3-)+2c(CO32-)+2c(H2CO3)③c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)大小关系：c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)0.1mol/LNaHCO3溶液：①电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)②原子守恒：c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)③质子守恒：c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)大小关系：c(Na+)c(HCO3-)c(OH-)c(CO32-)c(H+)Ka2=5.6×10-11NaHSO3、NaHC2O4类型：已知pH7，电离水解①电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)②原子守恒：c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)③质子守恒：c(OH-)+c(SO32-)=c(H+)+c(H2SO3)④大小关系：c(SO32-)c(H2SO3)电离大于水解c(Na+)c(HSO3-)c(H+)c(SO32-)c(OH-)说明：比较H+与SO32-大小，依据Ka2=5.6×10-8H2C2O4,Ka1=5.6×10-2,Ka2=5.42×10-5混合溶液中离子浓度关系NH4Cl与NH3·H2O等量（均为0.1mol/L)混合：常温下，Kb=1.75×10-5，水解常数Kh=Kw/KbKb.因此，凡是弱酸、弱碱平衡常数大于10-7时，弱酸或弱碱与对应的盐混合，都是电离强于水解。①电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)恒等式②原子守恒：c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)=0.2mol/L①×2-②得：c(NH4+)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)大小关系：c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+)混合溶液中离子浓度关系CH3COONa与CH3COOH等量（均为0.1mol/L)混合：常温下，Ka=1.75×10-5，水解常数Kh=Kw/KbKa.电离强于水解,pH=4.757①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)恒等②原子守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)①×2-②得：即为质子守恒关系c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)大小：c(CH3COO-)c(Na+)c(CH3COOH)c(H+)c(OH-)混合溶液中离子浓度关系NaCN与HCN等量（均为0.1mol/L)混合：常温下，Ka=6.2×10-10，水解常数Kh=Kw/KbKa.水解强于电离,pH7（根据题目信息答题）①电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)恒等②原子守恒:2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)①×2-②得：c(HCN)+2c(H+)=c(CN-)+2c(OH-)大小关系：c(HCN)0.1,c(Na+)=0.1,c(CN-)0.1c(HCN)c(Na+)c(CN-)c(OH-)c(H+)酸碱中和过程中离子浓度的动态变化：实例：往0.1mol/LNH3·H2O中滴加0.1mol/LHCl（1）NH3·H2O(由多到少)+NH4Cl(由少到多)c(NH4+)c(OH-)c(Cl-)c(H+);c(NH4+)c(OH-)=c(Cl-)c(H+);c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+);c(NH4+)=c(Cl-)c(OH-)=c(H+);pH=7，中性(不是中和）（B点）（2）恰好中和，只有NH4Cl（C点，pH7）c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)(3)NH4Cl与HCl（由少到多）混合c(Cl-)c(NH4+)=c(H+)c(OH-);c(Cl-)c(H+)c(NH4+)c(OH-);酸碱中和过程中离子浓度的动态变化：实例：往0.1mol/LCH3COOH中滴加0.1mol/LNaOH（1）CH3COOH(由多到少)+CH3COONa(由少到多)c(CH3COO-)c(H+)c(Na+)c(OH-);c(CH3COO-)c(H+)=c(Na+)c(OH-);c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-);c(CH3COO-)=c(Na+)c(H+)=c(OH-);pH=7，中性(不是中和）图中D（2）恰好中和，只有CH3COONa(E点）c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)(3)CH3COONa与NaOH（由少到多）混合c(Na+)c(CH3COO-)=c(OH-)c(H+);c(Na+)c(OH-)c(CH3COO-)c(H+);（4）强碱弱酸盐溶液：【例4】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)(AD)解析：电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－)；物料守恒：c(Na+)=2c(HS－)+2c(S2－)+2c(H2S)；质子守恒：c(OH－)=c(HS－)+c(H+)+2c(H2S)，选AD1、关于小苏打水溶液的表述正确的是（）A．c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)B．c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)C．HCO3-的电离程度大于HCO3-的水解程度D．存在的电离有：NaHCO3=Na++HCO3-,HCO3-H++CO32-,H2OH++OH-E．c(H2CO3)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)F．c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(H+)c(OH-)ADE物料守恒电荷守恒质子守恒离子浓度大小比较溶液中离子浓度大小比较1、多元弱酸溶液，根据多步电离规律，前一步电离产生的离子的浓度大于后一步电离产生的离子，如在H3PO4溶液中2、多元弱酸的正盐，根据弱酸根的多步水解规律，前一步水解远远大于后一步水解，如在Na2CO3溶液中，3、不同溶液中，同一离子浓度大小的比较，要看其他离子对其影响因素。c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H2CO3)c(H+)c(H2PO4-)c(HPO42-)c(PO43-)。一、单一溶质练习1、写出下列溶液中离子浓度大小关系。NH4Cl溶液中：c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)CH3COONa溶液中：c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)2、物质的量浓度相同的下列各溶液，①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3，c(CO32－)由小到大排列顺序为。③⑤②④①①若酸与碱恰好完全反应，则相当于一种盐溶液②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余，则弱电解质的电离程度＞对应盐的水解程度。二、混合溶液混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如离子间的反应、电离因素、水解因素等。例1：0.1mol/L的氨水与0.1mol/L盐酸等体积混合，溶液中离子浓度大小关系是________c(Cl－)＞c(NH4＋)＞c(H＋)＞c(OH－)例2：PH=13的氨水与PH=1盐酸等体积混合，溶液中离子浓度大小关系是________c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)3、将pH＝3的盐酸溶液和pH＝11的氨水等体积混合后，溶液中离子浓度的关系正确的是A.c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)B.c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)C.c(Cl－)＞c(NH4＋)＞c(H＋)＞c(OH－)D.