电离与水解和三大守恒

1电离与水解和三大守恒一、电离平衡理论和水解平衡理论1.电离理论：⑴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；⑵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(H2CO3)或c(OH―)理清溶液中的平衡关系并分清主次：⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)＞c(HCO3-)。⑵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；⑶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+)；⑷多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的，主要以第一步水解为主。小结:盐溶液中粒子浓度比较3、多元弱酸盐分步水解，以第一步为主如：Na2CO3溶液中：c(CO32–)c(HCO3–)c(H2CO3)2、不水解的离子的浓度发生水解的离子的浓度溶液呈酸碱性的离子1、盐电离程度盐水解程度水电离程度2练习1.比较CH3COONa溶液中各微粒的浓度大小关系?c(Na+)c(CH3COO－)c(OH－)c(CH3COOH)c(H+)讨论练习2.能否比较Na2CO3溶液中各粒子的浓度大小？c(Na+)c(CO32–)c(OH–)c(HCO3–)c(H2CO3)c(H+)关键：抓住程度大小二、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NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na＋)+c(H＋)==c(HCO3―)+c(OH―)+2c(CO32―)书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。1.离子守恒CH3COONa：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)Na2CO3：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)NaHCO3：c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2(CO32-)+c(OH-)Na3PO4：c(Na+)+c(H+)=3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(OH-)Na2CO3：C（Na+）+C（H+）=2C（CO32-）+C（HCO3-）+C（OH-）NaHCO3：C（Na+）+C（H+）=2C（CO32-）+C（HCO3-）+C（OH-）3Na3PO4：C（Na+）+C（H+）=3C（PO43-）+2C（HPO42-）+C（H2PO4-）+C（OH-）NH4Cl：C（NH4+）+C（H+）=C（Cl-）+C（OH-）NaOH：C（Na+）+C（H+）=C（OH-）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。即（指某一元素的原始浓度应该等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。）在NH4Cl溶液中Cl和N的关系：N在氨水和铵根离子都有，由因为N的物质的量等于Cl的物质的量，故c(Cl－)=c(NH4＋)+c(NH3·H2O)在CH3COONa溶液中各微粒的关系c(Na+)=c(CH3COO–)+c(CH3COOH)分析amol/L的Na2CO3溶液中Na和C的关系Na2CO3=2Na++CO32–H2OH++OH–CO32–+H2OHCO3–+OH–HCO3–+H2OH2CO3+OH–c(Na+):c(C)＝2:1c(Na+)=2amol/Lc(CO32–)+c(HCO3–)+c(H2CO3)=amol/Lc(Na+)=2[(c(CO32–)+c(HCO3–)+c(H2CO3)]物料守恒NaHCO3：c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)Na2CO3：c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]Na2S：2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]=c(Na+)NH4Cl：c（NH4+）+c（NH3.H2O）=c（Cl-）Na3PO4：c（Na+）=3c[（PO43-）+c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(H3PO4)］4从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS―)+C(S2―)+c(H2S)==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(S2―)+c(OH―)==c(H2S)+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。即电解质溶液中,水电离出来的H+与OH－总是相等。（3）.质子（H+）守恒电解质溶液中,水电离出来的H+与OH－总是相等。在Na2S溶液中H2OH+OH-HS-H2SH+c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)注：质子守恒可以利用电荷守恒与物料守恒推出。S2-2.质子守恒Na2CO3：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)NaHCO3：c（H+）+c（H2CO3）=c（CO32-）+c(OH-)NaH2PO4：c（H+）=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c（H3PO4）NH4Cl：c（H+）=c（OH-）+c（NH3.H2O）Na2S：c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)NaHS：c(OH-)+c(S2-)=c(H+)+c(H2S)5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(S2―)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(OH-)＞c(H+)B.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC.c(NH4+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)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(CH3COO―)c(OH―)c(H＋)B、c(CH3COO―)c(Na＋)c(OH―)c(H＋)C、c(Na＋)c(CH3COO―)c(H＋)c(OH―)D、c(Na＋)c(OH―)c(CH3COO―)c(H＋)解析：在CH3COONa溶液中：CH3COONaNa＋+CH3COO―，CH3COO―+H2OCH3COOH+OH―；而使c(CH3COO―)降低且溶液呈现碱性，则c(Na＋)c(CH3COO―)，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溶液中各离子的浓度由小到大的排列顺序是______解析：在Na2CO3溶液中，Na2CO3==2Na＋+CO32―，CO32―+H2OHCO3―+OH―，HCO3―+H2OH2CO3+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(HCO3―)，第二步水解较第一步水6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＋)C(HCO3―)C(OH―)C(CO32―)C(Na＋)二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(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(S2－)+c(H2S)B．c(Na+)+c(H+)=c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－)C．c(Na+)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)D．c(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―，HCO3―+H2OH2CO3+OH―，HCO3―H＋+CO32―。HCO3―的水解程度大于电离程度，因此溶液呈碱性，且C(OH―)C(CO32―)。由于少部分水解和电离，则C(Na＋)C(HCO3―)C(OH―)C(H＋)C(CO32―)。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/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（CD）A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)B．c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/LC．c(C2O42-)＞c(H2C2O4)D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)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(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)B.c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)C.c(NH4+)＝c(Cl-)＞c(H+)＝c(OH-)D.c(Cl-)＝c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)