发布时间 : 星期六 文章高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第三节 盐类的水解(第3课时)粒子浓度关系学案 新人教版选修4更新完毕开始阅读
第3课时 粒子浓度关系
[目标导航] 1.会判断溶液中的粒子种类。2.会判断溶液中粒子浓度关系。
一、水解平衡中的三大守恒关系
1．醋酸钠溶液中存在的平衡有CH3COONa__＋__H2OH＋OH，存在的离子有Na、H__、CH3COO、OH。
(1)电荷守恒：溶液呈电中性，所以溶液中n(正电荷)＝n(负电荷) 即：n(Na)＋n(H)＝n(CH3COO)＋n(OH)(两边同时除以体积)。 即：c(Na)＋c(H)＝c(CH3COO)＋c(OH)。
(2)物料守恒：CH3COONa固体中，n(Na)＝n(CH3COO)，但在CH3COONa溶液中，因为CH3COO
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CH3COOH__＋__NaOH、H2O
水解，所以n(Na)>n(CH3COO)，即c(Na)>c(CH3COO)；根据CH3COONa固体中，n(Na)
－
＋
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＋－＋－＋
＝n(CH3COO)，所以该溶液中n(Na)＝n(CH3COO)＋n(CH3COOH)，(两边同时除以体积)即：
c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Na＋)。
(3)质子守恒：将上述两式相加得到以下关系：c(OH)＝c(H)＋c(CH3COOH)。根据水电离出的c(OH)＝c(H)，溶液中的H或OH虽与其他离子结合而以不同的形式存在，但其总量相同。
2．NH4Cl溶液中存在的离子有NH4、Cl、H、OH。 (1)电荷守恒：c(NH4)＋c(H)＝c(Cl)＋c(OH)。 (2)物料守恒：c(NH4)＋c(NH3·H2O)＝c(Cl)。 (3)质子守恒：c(H)＝c(NH3·H2O)＋c(OH)。 二、完成下列弱电解质溶液中离子浓度大小比较 1．在0.1 mol·L醋酸溶液中 (1)存在的电离平衡有CH3COOH
CH3COO＋H、H2O
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－1＋
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H＋OH。
＋－
(2)含有的粒子有CH3COOH、H2O、CH3COO、H、OH。
(3)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c(CH3COOH)＞c(H)＞c(CH3COO)＞c(OH)。 2．(1)碳酸溶液中的电离方程式是H2CO3OH。
(2)碳酸溶液中存在的粒子有H2CO3、H2O、HCO3、H、CO3、OH。
(3)碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小
1
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H＋HCO3、HCO3
＋－－
H＋CO3、H2O
＋2－
H＋
＋
的顺序(水分子除外)是c(H2CO3)＞c(H)＞c(HCO3)＞c(CO3)＞c(OH)。 3．(1)氨气通入水中反应的化学方程式是NH3＋H2O(2)氨水中存在的平衡有NH3＋H2O
NH3·H2O。
NH4＋OH、H2O
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＋－2－－
NH3·H2O、NH3·H2O
＋
＋
H＋OH。
＋－
(3)氨水中含有的粒子有H2O、NH3、NH3·H2O、H、NH4、OH。
(4)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c(NH3·H2O)＞c(OH)＞c(NH4)＞c(H)。
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＋
一、单一溶液中粒子浓度关系判断 【例1】 Na2CO3溶液
(1)写出溶液中所有电离、水解方程式 Na2CO3===2Na＋CO3、CO3＋H2O＋OH。
(2)粒子种类：Na、CO3、HCO3、OH、H、H2CO3、H2O。 (3)关系判断
①离子浓度大小关系c(Na)＞c(CO3)＞c(OH)＞c(HCO3)＞c(H)； ②电荷守恒关系c(Na)＋c(H)===2c(CO3)＋c(HCO3)＋c(OH)； ③物料守恒关系c(Na)===2[c(CO3)＋c(HCO3)＋c(H2CO3)]； ④质子守恒关系c(OH)＝c(HCO3)＋2c(H2CO3)＋c(H)。 【例2】 NaHCO3溶液
(1)写出溶液中所有电离、水解方程式 NaHCO3===Na＋HCO3、HCO3＋H2O
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2－
HCO3＋OH、HCO3＋H2O
－－－
H2CO3＋OH、H2O
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H
＋
H2CO3＋OH、HCO3
＋
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－－
H＋CO3、H2O
＋2－
H＋OH。
＋－
(2)粒子种类Na、HCO3、H2CO3、CO3、H、OH、H2O。 (3)关系判断
①离子浓度大小关系c(Na)＞c(HCO3)＞c(OH)＞c(H)＞c(CO3)； ②电荷守恒关系c(Na)＋c(H)===2c(CO3)＋c(HCO3)＋c(OH)； ③物料守恒关系c(Na)===c(HCO3)＋c(CO3)＋c(H2CO3)； ④质子守恒关系c(OH)===c(H2CO3)＋c(H)－c(CO3)。 【归纳总结】
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2－
2
物料守恒??确定溶液中利用守推断电荷守恒―解题方法→――→―→结论 ?
粒子的构成恒思想
??质子守恒
??电离理论
??不等式关系—??水解理论?
解题技巧?
??电荷守恒??
?相互加成等式关系????物料守恒???
变式训练1 在0.1 mol·L的NH4HSO4溶液中，下列关于微粒物质的量浓度的关系式不正确的是( )
A．c(H)＞c(SO4)＞c(NH4)
B．c(NH4)＋c(H)＝2c(SO4)＋c(OH) C．c(H)＝c(NH4)＋c(NH3·H2O)＋c(OH)
D．常温下向该溶液中滴加NaOH溶液至中性后：c(Na)＞c(SO4)＞c(NH4)＞c(OH)＝
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2－
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－1
c(H＋)
答案 C
解析 解本题时要先考虑NH4HSO4的电离，然后再考虑NH4的水解。A项，c(H)＞c(SO4)＞
＋＋2－＋
c(NH＋B项正确；C项，NH4HSO4===NH4＋H＋SO4，NH4＋4)，A项正确；B项，符合电荷守恒，
＋
＋
2－
H2ONH3·H2O＋H，则c(NH4)＋c(NH3·H2O)＝c(SO4)，由电荷守恒得，c(NH4)＋c(H)
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＋
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＋＋2－＋＋
＝2c(SO4)＋c(OH)，所以c(H)＝c(NH4)＋2c(NH3·H2O)＋c(OH)，C项错误；D项，当NaOH溶液和NH4HSO4溶液等浓度、等体积混合后，所得溶液显酸性，所以若使题中所得溶液呈中性，则加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量应大于NH4HSO4溶液中NH4HSO4的物质的量，D项正确。二、混合溶液中离子浓度关系判断
【例3】 比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH溶液和NaOH溶液等浓度等体积混合，离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (2)NaOH溶液和CH3COOH溶液等浓度按1∶2体积比混合后pH＜7，离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (3)pH＝2的CH3COOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，其离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。 (4)将CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等浓度、等体积混合，已知pH＜7，则离子浓度大小关系为______________________________________________________________。
3
解析 (1)恰好反应后，溶质为CH3COONa。
(2)中和反应后，溶质为CH3COONa、CH3COOH，且CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度。
(3)由于CH3COOH是弱酸，c(CH3COOH)要远大于c(NaOH)，反应后溶质为CH3COOH、CH3COONa，且n(CH3COOH)要远大于n(CH3COONa)，溶液中CH3COOH电离程度大于CH3COONa的水解程度，溶液呈酸性。
(4)根据pH＜7，说明CH3COOH的电离大于CH3COO的水解，所以c(CH3COO)＞c(Na)。 答案 (1)c(Na)＞c(CH3COO)＞c(OH)＞c(H) (2)c(CH3COO)＞c(Na)＞c(H)＞c(OH) (3)c(CH3COO)＞c(Na)＞c(H)＞c(OH) (4)c(CH3COO)＞c(Na)＞c(H)＞c(OH) 【归纳总结】 1.
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2．酸与盐混合，要分析盐的水解程度与酸的电离程度的相对大小。
变式训练2 25 ℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH＝7时，下列关系正确的是( ) A．c(NH4)＝c(SO4) B．c(NH4)>c(SO4) C．c(NH4) D．c(OH)＋c(SO4)＝c(H)＋c(NH4) 答案 B 解析 根据溶液中的电荷守恒，由于pH＝7，呈中性，即c(H)＝c(OH)；根据电荷守恒c(NH4)＋c(H)＝c(OH)＋2c(SO4)，则D错；将前两个等式融合得c(NH4)＝2c(SO4)，则A错，B对，C错。 三、不同溶液、同一离子浓度关系判断 【例4】 比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。 ＋ － 2－ ＋ 2－ ＋ － ＋ － 2－ ＋ ＋ ＋ 2－ ＋ 2－ ＋ 2－ 4