溶液中的三大守恒学案.pdf

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1、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

2、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NaHCO 3溶液中，有如下关系： C(Na )+c(H)=c(HCO 3 )+c(OH)+2c(CO 3 2) 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S 2的水解、 HS的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系 c(S 2 )+c

3、(HS )+c(H 2S)=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 H2OH2SOH ； HS H S2；H 2OH OH 从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS )+C(S2)+c(H 2S)=c(Na ) ；从电荷守恒的角度 分析，有如下等式：c(HS )+2(S 2 )+c(OH )=c(Na )+c(H ) ；将以上两式相加，有： c(S 2 )+c(OH )=c(H 2S)+c(H ) 得出的式子被称为质子守恒 考点 3：质子守恒 无论溶

4、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(HCO 3 - ) +2 c(CO 3 2- ) + c(OH - ) 物 料 守 恒式 c(Na +) =2 c(CO3 2- ) +2c(HCO3 - ) +2c(H2CO3) 质 子 守 恒式 c(OH -)= c(H +)+ c(HCO3 -)+2 c(H2CO3) NaHCO 3中电 荷 守 恒式 c(Na +) + c(H+)= c(

5、HCO 3 - ) +2 c(CO 3 2- ) + c(OH - ) 物 料 守 恒式 c(Na +)=c(HCO 3 - )+c(CO3 2- )+c(H2CO3) 质 子 守 恒式 c(H2CO3) +c(H +)= c(CO 3 2- )+ c(OH -) (NH4)2CO3中电 荷 守 恒式 c(NH4 +) + c(H+)= c(HCO 3 -) +2 c(CO 3 2- ) + c(OH -) 物 料 守 恒式 c(NH4 +)+ c(NH3H2O)=2c(H2CO3)+2c(HCO3 -)+2 c(CO 3 2- ) 质 子 守 恒式 c(H +)+ c(HCO3 - )+2c

6、(H2CO3)= c(OH -)+ c(NH3H2O) NH4HCO3中电 荷 守 恒式 c(NH4 +) + c(H+)= c(HCO 3 -) +2 c(CO 3 2- ) + c(OH -) 物 料 守 恒式 c(NH4 +)+ c(NH3H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3 - )+c(CO3 2-) 质 子 守 恒式 c(H +)+ c(H2CO3)= c(OH -)+ c(NH3 H2O) + c(CO3 2-) CH3COONa 电 荷 守 恒式 c(Na +)+ c(H+)=c(CH 3COO - )+ c(OH -) 物 料 守 恒式 c(Na +)=c(CH 3COO

7、-)+c(CH 3COOH) 质 子 守 恒式 c(H +)+c(CH 3COOH)=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(NH3H2O) =c(Cl -) 质 子 守c(H +)= c(OH -)+ c(NH3H2O) 恒式 Na2S中电 荷 守 恒式 c(Na +)+ c(H+)=2c(S2- )+c(HS - )+ c(OH -) 物 料 守 恒式 c(Na +)=2 c(S2- )+2c(HS -)+ 2c(H 2S) 质 子 守 恒式 c(H +)+c

8、(HS-)+2c(H 2S)=c(OH - ) Na3PO4中电 荷 守 恒式 c(Na +)+c(H+)=c(OH-)+3c(PO 4 3- )+2c(HPO4 2-)+c(H 2PO4 2- ) 物 料 守 恒 式 c(Na +)=3c(PO 4 3- )+3c(HPO4 2- )+3c(H2PO4 2-)+3c(H 3PO4) 质 子 守 恒式 c(H +)+c(HPO 4 2-)+2c(H 2PO4 2- )+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(CH 3COO - )+c(OH

9、 - ) 物 料 守 恒式 2c(Na +)= c(CH 3COO -)+c(CH 3COOH) 质 子 守 恒式 c(CH3COO -)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH 3COOH) 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(NH3H2O) =2c(Cl - ) 质 子 守 恒式 c(NH4 +)+2 c(H +) =2c(OH-)+ c(NH3 H2O) NaCN和 HCN 电 荷 守 恒式 c(Na +)+ c(H +) = c(CN -) + c(OH -) 物

10、 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(Cl 2) 2c(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(CH 3COO ) D. Na2CO3溶液中： c(Na +) c(CO 3 2) c(OH) c(HCO 3 )

11、 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(CH 3COO ) ； 【例题 2】 向体积为0.05molL 1CH 3COOH 溶液中加入体积为Vb的 0.05molL 1KOH溶液， 下列

12、关系错误的是 A. VaVb时：c (CH3COOH) +c (CH3COO ) c (K +） B. VaVb时：c (CH3COOH) +c (H +) c (OH ） C. VaVb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 VaVb，反应后为CH3COOK 溶液， 由于的 CH3C

13、OO 水解而显碱 性，根据质子守恒可知，B选项正确；若VaVb，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pHc(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； pH4.5 的溶液 c(H ) 10 4.5mol L 1，pH6.5 的溶液 c(H) 106.5mol L1，B 项正确；相同浓度的CaC

14、l2 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(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0.01 mol/L NaHSO 4溶液中滴加NaOH

15、溶液至中性： c(Na +) c(SO 4 2) c(NH 4 +) c(OH ) c(H +) B. 0.1 mol/L NaHCO3溶液： c(Na +) c(OH) c(HCO 3 ) c(H+) C. Na2CO3溶液： c(OH ) c(H+) c(HCO 3 ) + 2c(H 2CO3) D. 25 时， pH4.75 ，浓度均为0.1 mol/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 CH 3COOH 和 CH3COONa 混合溶液中，

16、测得 c(CH3COO -) c(Na +) ，则下列式正确的是 ( ) Ac(H +) c(OH -) B c(H +) c(OH -) Cc(CH3COOH) c(CH3COONa) Dc(CH3COOH)+ c(CH3COONa)= 0.02mol/L 2. 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（） Ac(Na +) c(CH3COO -) c(H +) c(OH ) Bc(Na +) c(CH3COO -) c(OH ) c(H +) Cc(Na +) c(CH3COO -) c(CH3COOH)

17、Dc(Na +) c(H +) c(CH3COO - ) c(OH ) 【拔高】 1. 把 0.2 mol/L NH 4Cl 溶液与 0.1 mol/L NaOH 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(NH 3H2O) B.c(NH4 +)=c(Na+)c(NH 3H2O)c(OH ) C.c(NH4 +)c(Na+)c(OH)c(NH 3H2O) D.c(NH4 +)c(Na+)c(NH 3H2O)c(OH ) 2. 在 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，各种微粒之间存在下列关系，其中不正确的是（） A.c(

18、Na +)+c(H+)=2c(CO 3 2)+c(HCO 3 )+c(OH ) B.c(Na +)=c(CO 3 2)+c(HCO 3 )+c(H 2CO3) C.c(OH)=c(H +)+c(HCO 3 )+2c(H 2CO3) D.c(Na +)c(HCO 3 )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

19、的练习，以熟悉并掌握相关应用。 课后作业 【基础】 1. 把 50 mL 2 mol/L NaOH 溶液，100 mL 1 mol/L H2SO4及 170 mL1% 的氨水溶液 （密度为 1 g/mL） 混合后所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为：（） A.c(SO4 2)c(Na+) c(NH 4 +)c(OH )c(H +) B.c(Na+) c(NH 4 +) c(SO 4 2)c(H+)c(OH ) C. c(SO4 2)=c(Na+)C(H+) c(NH 4 +)c(OH) D. c(SO4 2)=c(Na+) c(NH 4 +)c(H+)c(OH) 2. 室温时下列混合溶液的pH一

20、定小于7的是 ( ) ApH 3 的盐酸和pH11 的氨水等体积混合 BpH 3 的盐酸和pH11 的氢氧化钡等体积混合 CpH 3 的醋酸和pH11 的氢氧化钡等体积混合 DpH 3 的硫酸和pH11 的氨水等体积混合 【巩固】 1. 25时， 将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH7 时， 下列关系正确的是 （） Ac(NH4 +) c(SO4 2) B c(NH4 +) c(SO4 2 ) Cc(NH4 +) c(SO4 2) D c(OH ) c(SO4 2 ) c(H +) c (NH 4 +) 2.常温下将稀NaOH 溶液和稀CH3COOH 溶液混合，不可能出现的结果是（） Ap

21、H7，且c(OH - ) c(Na +) c(H +) c(CH3COO - ) BpH7，且c(Na +) c(H+) c(CH3COO -) c(OH -) CPH 7，且c(CH3COO - ) c(H +) c(Na +) c(OH -) DpH7，且c(CH3COO - ) c(Na +) c(H+) c(OH -) 【拔高】 1.用物质的量都是0.1 mol 的 CH3COOH和 CH3COONa配成 1L 混合溶液，已知其中 C(CH3COO-) 大于 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-)

22、0.2 mol/L C、C(CH3COOH) C(CH3COO-) D、C(CH3COO-) C(OH-) 0.1 mol/L 2. MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的 关系是 A、c(M)c(OH )c(A )c(H ) B、c(M)c(A )c(H )c(OH ) C、c(M)c(A )c(OH )c(H ) D、c(M)c(H )c(A )c(OH ) 3. 0.02 mol L1 的 HCN溶液与 0.02 mol L1 NaCN溶液等体积混合，已知混合溶液中 c(CN)c(CN )c(H )c(OH) B、c(HCN) c(CN) 0.04 mol L1 C、c(Na) c(H) c(CN) c(OH) D、c(CN)c(HCN) 课后评价