高中化学系列课件_选修4-三大守恒_新人教版

1、 第三课时第三课时 溶液中的三大守恒关系溶液中的三大守恒关系 （一）溶液中的守恒关系（一）溶液中的守恒关系 1、电荷守恒规律电荷守恒规律：电解质溶液中，溶液总是呈：电解质溶液中，溶液总是呈 电中性。电中性。 即阴离子所带即阴离子所带负电荷总数负电荷总数一定等于一定等于 阳离子所带阳离子所带正电荷总数正电荷总数。 如如NaHCO3溶液中溶液中 存在着存在着Na 、 、H 、 、HCO3-、CO32- 、OH ， ， 存在如下关系：存在如下关系： c (Na ) c (H ) = c (HCO3-) c(OH-) 2c(CO32- )。 2、物料守恒规律物料守恒规律：某元素的原始浓度等于它在：某元

2、素的原始浓度等于它在 溶液中各种存在形式的浓度之和。溶液中各种存在形式的浓度之和。 如如Na2S溶液中，溶液中， S2 能水解，故 能水解，故S元素以元素以S2-、HS- 、H2S三种三种 形式存在，它们之间有如下守恒关系：形式存在，它们之间有如下守恒关系： 1/2c (Na ) = c (S2) c (HS- ) c (H2S) 如在如在c mol/L的的Na2CO3溶液中溶液中 CO32-离子存在形式有离子存在形式有CO32- HCO3- H2CO3 则则c( CO32-) + c (HCO3-) + c(H2CO3)=1/2c(Na+) 3、质子守恒质子守恒：由水电离产生的：由水电离产生

3、的H+、OH-浓度相浓度相 等。等。 如如Na2CO3溶液中，溶液中， 由水电离产生的由水电离产生的OH-以游离态存在，而以游离态存在，而H+因因CO32- 水解有三中存在形式水解有三中存在形式H+、HCO3-、H2CO3，有：，有： c(OH-)=c(H+) +c(HCO3-) +2c (H2CO3)。 同理在同理在Na3PO4溶液中有：溶液中有： c(OH-)= c (H+) + c (HPO42-) +2c (H2PO4-) +3c (H3PO4) 训练一训练一写出写出CHCH3 3COONaCOONa溶液中三个守恒关系式溶液中三个守恒关系式 电荷守恒：电荷守恒： 物料守恒：物料守恒：

4、质子守恒：质子守恒： 训练二训练二写出写出NaHCONaHCO3 3溶液中三个守恒关系式溶液中三个守恒关系式 电荷守恒：电荷守恒： 物料守恒：物料守恒： 质子守恒：质子守恒： c(Nac(Na+ +)+c(H)+c(H+ +) )c(CHc(CH3 3COOCOO- -)+c(OH)+c(OH- -) ) c(Nac(Na+ +) )c(CHc(CH3 3COOCOO- -)+c(CH)+c(CH3 3COOH)COOH) c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +)+c(CH)+c(CH3 3COOH)COOH) c(Nac(Na+ +)+c(H)+c(H+ +) )c(HCOc(HCO

5、3 3- -)+2c(CO)+2c(CO3 32- 2-)+c(OH )+c(OH- -) ) c(Nac(Na+ +) )c(HCOc(HCO3 3- -)+c(CO)+c(CO3 32- 2-)+c(H )+c(H2 2COCO3 3) ) c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +) )c(COc(CO3 32- 2-)+c(H )+c(H2 2COCO3 3) ) 练习：写出下列溶液中的三大守恒关系。练习：写出下列溶液中的三大守恒关系。 Na2S溶液溶液 电荷守恒电荷守恒: c(Na ) c(H ) 2c(S2 ) c(HS ) c(OH ) 物料守恒物料守恒 : c(Na ) 2

6、c(S2 ) 2c(HS ) 2c(H2S) 质子守恒质子守恒: 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 ) NaHCO3溶液溶液 【试一试】 Na2CO3溶液中溶液中 （1）电荷守恒：）电荷守恒： （2）物料守恒：）物料守恒： （3）质子守恒：）质子守恒： 由于两种溶液中微粒种类相同，所以阴、阳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。但物料守离子

7、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。恒及质子守恒不同，这与其盐的组成有关。 c c(Na(Na+ +)+)+c c(H(H+ +)=)=c c(OH(OH- -)+)+c c(HCO(HCO3 3- -)+2)+2c c(CO(CO3 32- 2-) ) c c(Na(Na+ +)=2)=2c c(HCO(HCO3 3- -)+2)+2c c(CO(CO3 32- 2-)+2c(H )+2c(H2 2COCO3 3) ) c(OHc(OH- -)=c(H)=c(H+ +)+)+ c c(HCO(HCO3 3- -)+2c(H)+2c(H2 2COCO3 3

8、) ) 【温馨提示温馨提示】 你能写出你能写出NaHS溶液中相应的三个守恒式吗？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：电荷守恒： 物料守恒：物料守恒： 质子守恒：质子守恒： 三、盐类水解三、盐类水解典型物质离子关系剖析典型物质离子关系剖析 （一）单一溶质类型（一）单一溶质类型 1. NH4Cl 类型。类型。 类似类似NH4NO3等等 2. (NH4)2SO4类型。注意区别类型。注意区别

9、1。 3. NaA类型。类似，类型。类似，CH3COONa、KF、NaClO NaN3、KCN等。等。 4. Na2CO3类型。类似类型。类似Na2S 、Na2SO3、Na2C2O4等等 5. NaHCO3类型。类似类型。类似NaHS.水解强于电离，水解强于电离，pH7 6. NaHSO3类型。类型。NaHC2O4.电离强于水解，电离强于水解，pH c(CO32-) c(OH-) c(HCO3-)c(H+) 0.1mol/L NaHCO3溶液：溶液： 电荷守恒：电荷守恒：c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-) 原子守恒：原子守恒：c(Na+) = c(H

10、CO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3) 质子守恒：质子守恒：c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3) 大小关系：大小关系： c(Na+)c(HCO3-)c(OH-)c(CO32-)c(H+) Ka2=5.610-11 NaHSO3 、NaHC2O4类型：已知类型：已知pH水解水解 电荷守恒：电荷守恒：c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-) 原子守恒：原子守恒：c(Na+) = c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3) 质子守恒：质子守恒：c(OH-)+c(SO32-)=c(H+)+c(H2SO3) 大小关系：大小关

11、系：c(SO32- )c(H2SO3) 电离大于水解电离大于水解 c(Na+)c(HSO3-)c(H+)c(SO32-)c(OH-) 说明：比较说明：比较H+与与SO32-大小，依据大小，依据Ka2=5.610-8 H2C2O4, Ka1=5.610-2, Ka2=5.4210-5 混合溶液中离子浓度关系混合溶液中离子浓度关系 NH4Cl与与NH3H2O等量（均为等量（均为0.1mol/L)混合：混合： 常温下，常温下，Kb=1.7510-5， 水解常数水解常数Kh=Kw/Kb c(Cl-) c(OH-) c(H+) 混合溶液中离子浓度关系混合溶液中离子浓度关系 CH3COONa与与CH3CO

12、OH等量（均为等量（均为0.1mol/L)混合：混合： 常温下，常温下，Ka=1.7510-5， 水解常数水解常数Kh=Kw/Kb Ka. 电离强于水解电离强于水解, pH=4.75c(Na+)c(CH3COOH)c(H+)c(OH-) 混合溶液中离子浓度关系混合溶液中离子浓度关系 NaCN与与HCN等量（均为等量（均为0.1mol/L)混合：混合： 常温下，常温下，Ka=6.210-10， 水解常数水解常数Kh=Kw/Kb Ka. 水解强于电离水解强于电离, pH7 （根据题目信息答题）（根据题目信息答题） 电荷守恒电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-) 恒等恒等

13、原子守恒原子守恒: 2c(Na+) = c(CN-)+c(HCN) 2- 得：得：c(HCN)+2c(H+)=c(CN-)+2c(OH-) 大小关系：大小关系： c(HCN)0.1,c(Na+)=0.1, c(CN-)c(Na+)c(CN-) c(OH-) c(H+) 酸碱中和过程中离子浓度的动态变化：酸碱中和过程中离子浓度的动态变化： 实例：往实例：往0.1mol/LNH3H2O中滴加中滴加0.1mol/L HCl （1）NH3H2O(由多到少由多到少)+NH4Cl(由少到多由少到多) c(NH4+)c(OH-)c(Cl-)c(H+) ; c(NH4+)c(OH-)=c(Cl-)c(H+);

14、 c(NH4+) c(Cl-) c(OH-)c(H+); c(NH4+)= c(Cl-) c(OH-)=c(H+); pH=7，中性，中性(不是中和）（不是中和）（B点）点） （2）恰好中和，只有）恰好中和，只有NH4Cl （C点，点，pH c(NH4+)c(H+) c(OH-) (3)NH4Cl与与HCl（由少到多）混合（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：酸碱中和过程中离子浓度的动态变化： 实例：往实例：往0.1mol/LCH3COOH中滴加中滴加0.1mol/L

15、 NaOH （1）CH3COOH(由多到少由多到少)+CH3COONa(由少到多由少到多) 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，中性(不是中和）图中不是中和）图中D （2）恰好中和，只有）恰好中和，只有CH3COONa (E点）点） c(Na+) c(CH3COO-) c(OH-) c(H+) (3)CH3COONa与与NaOH（由少到多）混合（由少到多）混合 c(Na

16、+) c(CH3COO-)=c(OH-) c(H+); c(Na+) c(OH-) c(CH3COO-) c(H+); （4）强碱弱酸盐溶液）强碱弱酸盐溶液： 【例【例4】在】在Na2S溶液中下列关系不正确的是溶液中下列关系不正确的是 Ac(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 ) Dc(OH )=c(HS)+c(H+)+ c(H2S) ( AD ) 解析：解析： 电荷守恒：电荷守恒：c(Na+) +c(H+)=c(OH )+c(HS)+2c(

17、S2)； ； 物料守恒：物料守恒：c(Na+) =2c(HS ) +2c(S2) +2c(H2S)； ； 质子守恒：质子守恒：c(OH )=c(HS)+c(H+)+2c(H2S)，选 ，选A D 1、关于小苏打水溶液的表述正确的是（、关于小苏打水溶液的表述正确的是（ ） Ac (Na+)=c (HCO3-) + c (CO32-) + c (H2CO3) Bc (Na+) + c (H+) = c(HCO3-)+c (CO32-) +c (OH-) CHCO3- 的电离程度大于的电离程度大于HCO3-的水解程度的水解程度 D存在的电离有：存在的电离有：NaHCO3 = Na+ + HCO3-,

18、 HCO3- H+ + CO32- , H2O H+OH- Ec(H2CO3) + c(H+) = c(CO32-) + c(OH-) Fc(Na+) c(HCO3-) c(CO32-) c(H+) c(OH-) ADE 物料守恒物料守恒 电荷守恒电荷守恒 质子守恒质子守恒 离子浓度大小比较离子浓度大小比较 溶液中离子浓度溶液中离子浓度 大小比较大小比较 1、多元弱酸溶液多元弱酸溶液，根据多步电离规律，根据多步电离规律，前一步前一步 电离产生的离子的浓度大于后一步电离产生的电离产生的离子的浓度大于后一步电离产生的 离子离子，如在，如在H3PO4溶液中溶液中 2、多元弱酸的正盐多元弱酸的正盐，根

19、据弱酸根的多步水解，根据弱酸根的多步水解 规律，规律，前一步水解远远大于后一步水解前一步水解远远大于后一步水解，如在，如在 Na2CO3溶液中，溶液中， 3、不同溶液中，同一离子浓度大小的比较，、不同溶液中，同一离子浓度大小的比较， 要看要看其他离子对其影响因素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、单一溶质一、单一溶质 练习练习1、写出下列溶液中离子浓度大小、写出下列溶液中离子浓度大小 关系。关系。 NH4Cl溶液中：溶液中： c(Cl-)c(NH4+)c(H+

20、)c(OH-) CH3COONa溶液中：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，、物质的量浓度相同的下列各溶液， Na2CO3 NaHCO3 H2CO3 (NH4)2CO3 NH4HCO3 ， c(CO32 ) 由小到大排列顺序为 由小到大排列顺序为 。 若酸与碱若酸与碱恰好完全反应，则相当于一种盐溶液恰好完全反应，则相当于一种盐溶液 若酸与碱反应后若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余尚有弱酸或弱碱剩余， 则则弱电解质的电离程度对应盐的水解程度弱电解质的电离程度对应盐的水解程度。 二、混合溶液二、混合溶液 混合溶液中各离子浓度的比较，要进

21、行混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析综合分析，如，如 离子间的反应、电离因素、水解因素等。离子间的反应、电离因素、水解因素等。 例例1：0.1mol/L的氨水与的氨水与0.1mol/L盐酸等体积盐酸等体积 混合，溶液中离子浓度大小关系是混合，溶液中离子浓度大小关系是_ c(Cl ) c(NH4 ) c(H ) c(OH ) 例例2：PH=13的氨水与的氨水与PH=1盐酸等体积混合，盐酸等体积混合， 溶液中离子浓度大小关系是溶液中离子浓度大小关系是_ c(NH4 ) c(Cl ) c(OH ) c(H ) 3、将、将pH3的盐酸溶液和的盐酸溶液和pH11的氨水等体积的氨水等体积 混合后，溶液中离子浓度的关系正确的是混合后，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.c(Cl ) c(NH4 ) c(OH ) c(H ) 由题意知当由题意知当NH3H2O剩余剩余 B 4、在、在0.1mol/L氨水中滴加同浓度的盐酸，至氨水中滴加同浓度的盐酸，至 溶液正好呈中性，溶液中离子浓度的大小关溶液正好呈中性，溶液中离子浓度的大小关 系为系为 。 c(NH