【优质文档】高中化学溶液中水解与电离守恒.pdf

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1、学习必备欢迎下载 高中化学 电离与水解 电解质溶液中有关离子浓度的判断是近年高考的重要题型之一。解此类型题的关键是 掌握“两平衡、两原理”，即弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡和电解质溶液中的电荷守 恒、物料守恒原理。首先，我们先来研究一下解决这类问题的理论基础。 一、电离平衡理论和水解平衡理论 1. 电离理论： 弱电解质的电离是微弱 的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时注意考虑水 的电离的存在；多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主； 2. 水解理论： 从盐类的水解的特征分析：水解程度是微弱的（一般不超过2）。例如：NaHCO3溶液中， c(HCO3 ) c(H 2CO3)

2、或 c(OH ) 理清溶液中的平衡关系并分清主次： 弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO 3溶液中有： c(Na +) c(HCO3 -) 。 弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量 的（双水解除外） ，因此水解生成的弱电解质 及产生 H +的（或 OH-）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以 水解后 的酸性溶液中c(H +) （或碱性溶液中的 c(OH -) ）总是大于水解产生的弱电解质的浓度； 一 般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”，如水解呈酸性的溶液中c(H +) c(OH-) ，水解呈碱性 的溶液中c(OH -) c(H+) ；多元弱酸的酸根离子的水解是

3、分步进行的，主要 以第一步水解 为主 。 。 二、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NaHCO 3溶液中，有如下关系： C(Na )+c(H)=c(HCO 3 )+c(OH)+2c(CO 3 2) 学习必备欢迎下载 书写电荷守恒式必须准确的判断溶液中离子的种类；弄清离

4、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(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 ) 在 NaHS溶液中存在着HS 的水解和电离及水的电离。 HS H 2OH2SOH HS H S2 H

5、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(S2)+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 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 点 击 试 题 0.1mol/L

6、的H2S 溶 液 中 所 存 在 离 子 的 浓 度 由 大 到 小 的 排 列 顺 序 是 _ 解析：在 H2S 溶液中有下列平衡：H2SH +HS ；HS H +S2 。已知多元 弱酸的电离以第一步为主，第二步电离较第一步弱得多，但两步电离都产生H ，因此答案 应为： c(H )c(HS )c(S 2 )c(OH ) 弱酸溶液中离子浓度大小的一般关系是：C(显性离子 ) C(一级电离离子 ) C(二级电离离子 ) C( 水电离出的另一离子 ) 同样的思考方式可以解决弱碱溶液的问题 学习必备欢迎下载 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

7、(OH - ) c(H +) B.c(NH3H2O)+c(NH4 +)=0.1mol/L C.c(NH4 +) c(NH 3H2O)c(OH - )c(H +) D.c(OH -)=c(NH 4 +)+c(H+) 下面我们以弱酸强碱盐为例，来介绍一下能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较的解题方 法 3、能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较- 弱酸强碱型 解此类题型的关键是抓住盐溶液中水解的离子 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(CH 3COO )c(OH)c(H) B、c(CH3COO )c(Na)c(OH)c(H) C、c(Na )c

8、(CH 3COO )c(H)c(OH) D、c(Na )c(OH)c(CH 3COO )c(H) 解析：在CH3COONa溶液中：CH3COONaNa +CH 3COO ，CH3COO +H2O CH3COOH+OH ； 而 使c(CH3COO ) 降 低 且 溶 液 呈 现 碱 性 ， 则c(Na )c(CH 3COO )， c(OH)c(H )， 又因一般盐的水解程度较小， 则 c(CH3COO )c(OH), 因此 A 选项正确。 一元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是：C(不水解离子 ) C(水解离子 )C(显 性离子 )C(水电离出的另外一种离子) 点击试题在Na2CO3溶液中各离子的

9、浓度由小到大的排列顺序是_ 解析：在 Na2CO3溶液中， Na2CO3=2Na +CO 32 ，CO3 2 +H2OHCO3 +OH ， HCO3 +H 2OH2CO3+OH 。CO32 水解使溶液呈现碱性，则 C(OH )C(H )，由于 CO32 少 部 分 水 解 ， 则C(CO32 )C(HCO3 ) ， HCO3 又 发 生 第 二 步 水 解 ， 则 C(OH )C(HCO 3 )，第二步水解较第一步水解弱得多，则 C(HCO3 )与 C(OH )相关不大， 但C(H ) 比C(OH ) 小 得 多 ， 因 此C(HCO3 ) C(H ) 。 此 题 的 答 案 为 ： C(H

10、学习必备欢迎下载 ) C( 水解离子 )C(显 性离子 )C(二级水解离子 )C(水电离出的另一离子 ) 随堂练习 在 Na2S 溶液中下列关系不正确的是 A c(Na +) =2c(HS ) +2c(S 2 ) +c(H2S) Bc(Na +) +c(H+ )=c(OH )+c(HS )+2c(S 2 ) Cc(Na +) c(S2 )c(OH )c(HS ) Dc(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 解析：因NaHCO3=Na +HCO3 ， HCO 3 +H2OH2CO3+OH ，HCO 3 H +C

11、O32 。HCO3 的水解程度大于电离程度，因此溶液呈碱性，且 C(OH ) C(CO 32 )。 由于少部分水解和电离，则C(Na )C(HCO3 )C(OH)C(H ) C(CO 32 )。 二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般关系是：C(不水解离子 )C(水解 离子)C(显性离子 )C( 水电离出的另一离子 )C( 电离得到的酸根离子 ) 随堂练习草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC 2O4溶液中，下列 关系正确的是（CD ） Ac(K +)+c (H + )=c(HC2O4 - )+c(OH - )+ c(C2O4 2- ) Bc(HC 2O4 -)+ c(

12、C 2O4 2- )=0.1mol/L Cc(C2O4 2- )c(H2C2O4) Dc(K + )= c(H2C2O4)+ c(HC2O4 -)+ c (C2O4 2- ) 下面再让我们利用上述规律来解决一下强酸弱碱盐的问题 点击试题在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（） A.c(Cl -) c(NH 4 +) c(H+) c(OH- ) B.c(NH 4 +) c(Cl- ) c(H +) c(OH- ) C.c(NH4 +) c(Cl- ) c(H +) c(OH- ) D.c(Cl -) c(NH 4 +) 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

13、 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 NH3H2O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_ 解析： PH=1的 HCl ， C(H )=0.1 mol/L ， PH=13的 NH3 H2O， C(OH )= 0.1 mol/L ， 学习必备欢迎下载 则 NH3 H2O 的浓度远大于0.1 mol/L ，因此，两溶液混合时生成NH4Cl 为强酸弱碱盐， 氨水过量， 且 C(NH3 H2O)C(NH

14、4Cl)，则溶液的酸碱性应由氨水决定。即 NH3 H2O 的电 离 大 于NH4 的 水 解 ， 所 以 溶 液 中 的 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为 ： C(NH4 )C(Cl )C(OH )C(H )。 需要我们注意的是，强酸弱碱盐溶液中加入一定量的弱碱，解题方法与此题相同。 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 YC(CH 3COO )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(CH 3COO

15、)C(H)C(OH) 解析：同上，PH=X的 NaOH溶液中， C(OH )=10 -(14-X) mol/L ，PH=Y的 CH3COOH 溶液中， C(H )=10-Y mol/L ，因为 X+Y=14，NaOH溶液中 C(OH )等于 CH3COOH 溶液中 C(H )。 因此 C(CH 3COOH) 远大于 10 -Y mol/L ， CH 3COOH 过量，因此选项B 正确。 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

16、碱盐与强碱混合 点击试题0.2 mol/L的 CH3COOK 与 0.1 mol/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(CH 3COOH) B、C(CH3COO )=C(Cl)C(CH 3COOH)C(H ) C、C(CH3COO )C(Cl)C(H)C(CH 3COOH) D、C(CH3COO )C(Cl)C(CH 3COOH)C(H ) 解析：两溶液混合后CH3COOK+HCl KCl+CH3COOH ，又知CH3COOK过量，反 应后溶液中CH3COOK 、CH3COOH和 KCl 物质的量相等。由于CH3C

17、OOH的电离和 CH3COO 的水解程度均很小， 且 CH 3COOH 的电离占主导地位， 因此，C(CH3COO )C(H 学习必备欢迎下载 )C(OH )。又知 C(Cl )=0.05 mol/L ，C(CH3COOH)C(HCO 3 )C(CO 3 2)C(H)C(OH) B 、C(Na )+C(H)=C(HCO 3 )+C(CO 3 2)+C(OH) C 、C(Na )+C(H)=C(HCO 3 )+2C(CO 3 2)+C(OH) D 、C(Na )=C(HCO 3 )+C(CO 3 2)+C(H 2CO3) 解析： A、NaHCO3溶液因为水解大于电离而呈碱性，因此C(OH )C(

18、H )。 B、应考虑电荷守恒，C(CO32 )前应乘以 2；C、电荷守恒符合题意；D、含弱电解质分子应 考虑物料守恒，在NaHCO3溶液中存在下列关系：NaHCO3=Na +HCO 3 ； HCO3 H +CO32 ；HCO3 +H2OH2CO3+OH 则C(Na )=C(HCO 3 )+C(CO 32 )+C(H 2CO3)符合题意。故选CD 1、两种物质混合不反应： 点击试题用物质的量都是0.1 mol 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-

19、) B.C(CH 3COOH) C(CH3COO -) 0.2 mol/L C.C(CH3COOH) C(CH3COO -) D.C(CH 3COO - ) C(OH - ) 0.2 mol/L 2、两种物质恰好完全反应 点击试题在10ml 0.1mol 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( )。 Ac(Na +) c(Ac -) c(H +) c(OH -) Bc(Na +) c(Ac -) c(OH -) c(H +) Cc(Na +) c(Ac -) c(HAC) Dc(Na +) c(H +) c(Ac - )c(OH -) 3

20、、两种物质反应，其中一种有剩余： 学习必备欢迎下载 (1) 酸与碱反应型 关注所给物质的量是物质的量浓度还是pH 。 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0.02 mol L -1 HAc 溶液与 0.01 mol 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(

21、Ac -) 0.01 mol L-1 （2）盐与碱 (酸)反应型 讲解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程 度的相对大小。 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( )。 Ac(CH3COO - ) c(Cl -) c(H +) c(CH3COOH) Bc(CH3COO - ) c(Cl -) c(CH3COOH) c(H +) Cc(CH3COO - ) c(Cl -) c(H +) c(CH3COOH) Dc(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（ ） 。 ANH4Cl B NH4HSO4 CNH3COONH4 DNH4HCO3 解析： NH4+在溶液中存在下列平衡：NH4+ H2ONH3 H2O + H + B 中 NH4HSO4电离出大量H + ，使平衡向左移动，故B 中c(NH4 + )大于 A 中的c(NH4 + )，C 项 的 CH3COO - 和 D 项的 HCO3-水解均呈碱性，使平衡向右移动，故C、D 中c(NH4+)小于 A 中c(NH4 +)，正确答案为 B。