电荷守恒、物料守恒、质子守恒

电荷守恒、物料守恒、质子守恒盐类水解第三课时教学目标•1.掌握电荷守恒,物料守恒,质子守恒同为溶液中的三大守恒关系。•2.学会用这三个守恒判断溶液中粒子浓度的大小，或它们之间的关系等式。一、电荷守恒是指溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。即溶液永远是电中性的，所以阳离子带的正电荷总量＝阴离子带的负电荷总量例如：Na2CO3溶液1.正确分析溶液中存在的阴、阳离子是书写电荷守恒式的关键，需要结合电解质电离及盐类的水解知识，尤其是对多级电离或多级水解，不能有所遗漏。Na2CO3=2Na++CO32-；CO32-+H2O⇋HCO3-+OH-；HCO3-+H2O⇋H2CO3+OH-；H2O⇋H++OH-。所以溶液中阳离子有：Na+、H+阴离子有：CO32-、HCO3-、OH-。2．结合阴阳离子的数目及其所带的电荷可以写出：N(Na+)+N(H+)=2N(CO32-)+N(HCO3-)+N(OH-)3．将上式两边同时除以NA得：n(Na+)+n(H+)=2n(CO32-)+n(HCO3-)+n(OH-)；再同时除以溶液体积V得：C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-)+C(OH-)，这就是Na2CO3溶液的电荷守恒式。练习C（NH4+）+C（H+）=C（Cl-）+C（OH-）NaHCO3溶液：Na3PO4溶液：NH4Cl溶液：NaOH溶液：C（Na+）+C（H+）=2C（CO32-）+C（HCO3-）+C（OH-）C（Na+）+C（H+）=3C（PO43-）+2C（HPO42-）+C（H2PO4-）+C（OH-）C（Na+）+C（H+）=C（OH-）1、要判断准确溶液中存在的所有离子，不能漏掉。2、注意离子自身带的电荷数目。溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。也就是元素守恒，即变化前后某种元素的原子个数守恒。物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的特定比例关系，由于水溶液中一定存在水的H、O元素，所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。二.物料守恒例1：NaHCO3溶液nNa:nC=1:1，如果HCO3-没有电离和水解，那么Na+和HCO3-浓度相等。HCO3-+H2O⇋H2CO3+OH-；HCO3-⇋CO32-+H+；HCO3-会水解成为H2CO3，电离为CO32-，那么守恒式中c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)这个式子叫物料守恒⒈含特定元素的微粒（离子或分子）守恒⒉不同元素间形成的特定微粒比守恒⒊特定微粒的来源关系守恒练习1.Na2CO3溶液c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]3.在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程:H2S⇋H++HS-HS-⇋H++S2-H2O⇋H++OH-H2S物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.1mol/L,在这里物料守恒就是S元素守恒,描述出有S元素的离子和分子即可2.NH4Cl溶液c［NH4+］+c［NH3.H2O］=c［Cl-］4：在0.1mol／LNa3PO4溶液中：根据P元素形成微粒总量守恒有：c［PO43-］+c［HPO42-］+c［H2PO4-］+c［H3PO4］=0.1mol／L根据Na与P形成微粒的关系有：c［Na+］=3c［PO43-］+3c［HPO42-］+3c［H2PO4-］+3c［H3PO4］三、质子（H+）守恒例1：Na2CO3溶液水电离出的c(H+)=c(OH-).在碳酸钠水溶液中水电离出的氢离子以（H+，HCO3-,H2CO3）三种形式存在，其中1mol碳酸分子中有2mol水电离出的氢离子.所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)CO32-+H2O⇋HCO3-+OH-；HCO3-+H2O⇋H2CO3+OH-；H2O⇋H++OH-电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例2：NaHCO3溶液方法一：可以由电荷守恒和物料守恒关系联立得到NaHCO3溶液中存在下列等式C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)｛电荷守恒｝C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)｛物料守恒｝两式相减得C（H+）+C（H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-)这个式子叫质子守恒。方法二：由酸碱质子理论NaHCO3溶液原始物种：HCO3-，H2O消耗质子产物H2CO3，产生质子产物CO32-，OH-C（H+）=C（CO32-）+C(OH-)-C（H2CO3）即C（H+）+C（H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-)关系：剩余的质子数目等于产生质子的产物数目-消耗质子的产物数目练习NaH2PO4溶液原始物种：H2PO4-，H2O消耗质子产物：H3PO4产生质子产物：HPO42-（产生一个质子），PO43-（产生二个质子），OH-c（H+）=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c（H3PO4）快速书写质子守恒的方法：第一步：确定溶液的酸碱性，溶液显酸性，把氢离子浓度写在左边，反之则把氢氧根离子浓度写在左边。第二步：根据溶液能电离出的离子和溶液中存在的离子，来补全等式右边。具体方法是，判断溶液能直接电离出的离子是什么。然后选择能电离产生氢离子或者水解结合氢离子的离子为基准，用它和它电离或者水解之后的离子（这里称为对比离子）做比较，是多氢还是少氢，多N个氢，就减去N倍的该离子（对比离子）浓度。少N个氢离子，就减去N倍的该离子（对比离子）。1．Na2CO3溶液．电荷守恒物料守恒质子守恒2．NaHCO3溶液电荷守恒物料守恒质子守恒4．Na3PO4溶液电荷守恒物料守恒质子守恒3．NH4Cl溶液，电荷守恒物料守恒质子守恒练习