溶液中的三大守恒教案

教学过程

一、复习预习

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溶液中，有如下关系：

C(Na[+c(H +)==c(HCO3—)+c(OH —)+2c(CO s2—)

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N@S溶液中存在着S2—的水解、HO的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系

c(S2—)+c(HS —)+c(H 2S)==1/2c(Na +) ( Na +,S2—守恒)

C(HO)+2c(S 2—)+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。

—— _ ____ ——_ ____ 亠2—T _______ 亠一

HS + H2O HS+ OH; HS H++ S ; H2O H++ 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(S2—)+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

二、例题精析

【例题1】下列浓度关系正确的是

A. 氯水中：c(CI 2) = 2[c(CI0「)+c(CI「)+c(HCIO)]

B. 氯水中：c(CI「) > c(H+ ) > c(OH「) > c(CIO「)

C. 等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na+) = c(CWCOO)

D. Na 2CO溶液中：c(Na ) > c(CQ _) > c(OH「)> c(HCO_) > 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CI2 +H>O ' HCIO+H +CI , HCI完全电

离而HCIO部分电离，可知正确的顺序c(H+)>c(CI _)>c(CIO _ )>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(CfCOO);

【例题2】向体积为0.05mol ? L_1CHCOOH溶液中加入体积为V的0.05mol ? L_ 1KOH溶液,

F列关系错误的是

A. V a> V b时：c (CH 3COOH) +c (CH3COO) >c (K +)

B. 乂时：c (CH 3COOH) +c (H +) > c (OH_)

C. V a V W时：c (CH3COO) >c (K+)> c (OH_) > c (H )

D. W与W任意比时：c (K +) + c (H +) = c (OH _) + c (CH3COO)

【答案】C

【解析】若V a>V b,醋酸过量，根据物料守恒可知，n(CHCOOHj+XCfCOO) = 0.05Va ,n(K+)

=0.05VVb,则A选项正确；若Va= Vb,反应后为CHCOOK^液，由于的CHCOO水解而显碱性，根据质子守恒可知，

B选项正确；若Va v Vb,说明碱过量，当碱液加的量足够多，则可

以存在c(K+) >c(CfCOO) , 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 C,有关叙述正确的是()

A、某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐

B pH= 4.5的番茄汁中c(H +)是pH= 6.5的牛奶中c(H +)的100倍

C AgCl在同浓度的CaCI2和NaCl溶液中的溶解度相同

D pH= 5.6 的CH3COO与CH3COON混合溶液中，c(Na + )>c(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，女口NaHSO4 NaH2PO4溶液显酸性，A 项错误；pH= 4.5 的溶液c(H + ) = 10-4.5mol ? L —1, pH= 6.5的溶液c(H + ) = 10—6.5mol ? L-1 , B项正确；相同浓度的CaCl2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(CH3CO(—)，因此c(Na + )

四、课堂运用

【基础】

1. HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1 mol ? L —1NaA溶液中，离子浓度关系正确的

是()

A 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 —)

【答案】D

【解析】选0因HA为弱酸，贝U NaA溶液水解显碱性，即c(H + )c(A

—)>c(OH —)>c(H + )，故B 项错误；NaA溶液中存在电荷守恒：c(Na + ) + c(H + ) = c(A —)

+ c(OH—)，故C项错误，D项正确。

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溶液至中性：

c(Na+) > C(SO42「)>C(NH4+) > c(OH「)= c(H+)

B. 0.1 mol/L NaHCO 3溶液：c(Na+) > c(OH「)> c(HCQ「)> c(H+)

C. Na 2CO溶液：c(OH「)—c(H+) = c(HCO3「)+ 2c(H 2CO)

D. 25 C时，pH= 4.75，浓度均为0.1 mol/L 的CHCOOH CHCOON混合溶液：

c(CH3COO-) + c(OH —) v c(CH3COOH) + c(H+)

【答案】AC

【解析】B选NaHCO溶液中，OH-是由HCO—水解和水的电离所出成的，但是这些都是微弱的。HCO—的浓度远大于OH-浓度，故错；D项，由电荷守恒有：c(CH3CO—)+ c(OH-)

=c(H+) + c(Na+)，由物料守恒可得：2c(Na+) = c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)将两式中的

c(Na+)消去，可得c(CH3COQ- )+2c(OH —) = 2c(H + )+ c(CH3COOH)。所以

c(CH3COO-) + c(OH —) —c(H+) —c(CH3COOH) = c(H+) —c(OH—)，因为pH= 4.75 , 故c(H+) —c(OH—) > 0,所以D项不等式应为“〉”，故错。

的浓度关系错误的是(

【巩固】

1. 在物质的量浓度均为 0.01mol/L

c (Na +)，则下列式正确的是()

+ -

A. c (H ) > c (OH)

B

C. c (CH s COOH > c (CH 3COONa) D .

【答案】A

【解析】两溶液混合后不发生反应，

CHCOQHaO CHCOOH+O H 根据电荷守恒得

息C (CH 3COO >c (Na +)，即等物质的量浓度的 溶液呈酸性，即 c (H +

) >c (OH -

)。故应选A o

的CHCOOH^ CH I CO ON 混合溶液中，测得 c (CH 3COO >

+ -

c (H) v c (OH)

c (CH 3COOH)+c (CH 3COONa)= 0.02mol/L

混合液中存在以下两个平衡式： CHCOOH CHCOOH*,

C (CH 3COO+ c (OH')= c (Na +)+ c (H +)，结合题给信

CHCOOHfe 离程度大于CHCOO 勺水解程度，故 同