鹽類水解中三大守恒解析

1、引入電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度的判斷是近年高考的重要題型之一。解此類型題的關(guān)鍵是掌握“兩平衡、兩原理”，即弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡和電解質(zhì)溶液中的電荷 守恒、物料守恒原理。首先，我們先來研究一下解決這類問題的理論基礎(chǔ)。一、電離平衡理論和水解平衡理論1. 電離理論：弱電解質(zhì)的電離是 微弱的，電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的，同時(shí)注意考慮水的電離的存在；多元弱酸的電離是分步的，主要以第一步電離為主；2. 水解理論：從鹽類的水解的特征分析：水解程度是微弱的(一般不超過2%。)。例如：NaHC瀚液中，c(HCQ ) >> c(H2C。或 c(OH )理清溶液中的平衡關(guān)系并分清主

2、次：弱酸的陰離子和弱堿的陽離子因水解而損耗；如NaHCO溶液中有：c(Na+)c(HCO-)。弱酸的陰離子和弱堿的陽離子的水解是微量的(雙水解除外)，因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的(或OH)也是微量，但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在，所以 水解后 的酸性溶液中c(H+)(或堿性溶液中的 c(OH-)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度；一般來說“誰弱誰水解，誰強(qiáng)顯誰性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+) > c(OH),水解呈堿性的溶液中c(OH-) > c(H+);多元弱酸的酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，主要 以第一步水解 為主。守恒作為自然界的普遍規(guī)律，是人類征服改造自然的過

3、程中對(duì)客觀世界抽象概括的結(jié)果。在物質(zhì)變化的過程中守恒關(guān)系是最基本也是本質(zhì)的關(guān)系之一，化學(xué)的學(xué)習(xí)若能建構(gòu)守恒思想， 善于抓住物質(zhì)變化時(shí)某一特定量的固定不變，可對(duì)化學(xué)問題做到微觀分析，宏觀把握，達(dá)到簡化解題步驟，既快又準(zhǔn)地解決化學(xué)問題之效。守恒在化學(xué)中的涉及面寬，應(yīng)用范圍極廣， 熟練地應(yīng)用守恒思想無疑是解決處理化學(xué)問題的重要方法工具。守恒思想是一種重要的化學(xué)思想，其實(shí)質(zhì)就是抓住物質(zhì)變化中的某一個(gè)特定恒量進(jìn)行分析， 不探究某些細(xì)枝末節(jié)， 不考慮途徑變化，只考慮反應(yīng)體系中某些組分相互作用前后某種物理 量或化學(xué)量的始態(tài)和終態(tài)。利用守恒思想解題可以達(dá)到化繁為簡，化難為易，加快解題速度，提高解題能力，對(duì)溶液

4、中離子濃度大小進(jìn)行比較可以用守恒法。有關(guān)溶液中離子濃度大小比較的問題是中學(xué)化學(xué)中常見問題。這類題目知識(shí)容量大、綜合性強(qiáng)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)有：弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解、電解質(zhì)之間的反應(yīng)等，既是教學(xué)的重點(diǎn)，也是高考的重點(diǎn)。 如何用簡捷的方法準(zhǔn)確尋找這類問題的答案呢？在電解質(zhì)溶液中常存在多個(gè)平衡關(guān)系，應(yīng)抓住主要矛盾(起主要作用的平衡關(guān)系)，利用三種守恒關(guān)系電荷守恒(溶液電中性)、物料守恒(元素守恒)、質(zhì)子守恒(水的電離守恒)。除此之外還有如質(zhì)量守恒、元素守恒、電子守恒、能量守恒等這里只討論電解質(zhì)溶液中的守恒問題。、電解質(zhì)溶液中的守包關(guān)系1、電荷守包：電解質(zhì)溶液中的陰離子的負(fù)電荷總數(shù)等丁陽離子的正

5、電荷總數(shù)， 電荷守恒的重要應(yīng)用是依據(jù)電荷守恒列出等式，比較或計(jì)算離子的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。如(1)在只含有 A*、M、4、OH四種離子的溶液中c(A+)+c(H + )=c(M-)+c(OH ),若c(H +) > c(OH )，則必然有 c(A+) v c(M')o例如，在NaHC潞液中，有如下關(guān)系：C(Na+)+c(H + )=c(HCO )+c(OH )+2c(COs2 )書寫電荷守恒式必須準(zhǔn)確的判斷溶液中離子的種類；弄清離子濃度和電荷濃度的關(guān)系。2、 物料守包：就電解質(zhì)溶液而言，物料守包是指電解質(zhì)發(fā)生變化(反應(yīng)或電離) 前某元素的原子(或離子)的物質(zhì)的量等丁電解質(zhì)變化

6、后溶液中所有含該元素 的原子(或離子)的物質(zhì)的量之和。實(shí)質(zhì)上，物料守恒屬于原子個(gè)數(shù)守恒和質(zhì)量守恒。在N&S溶液中存在著ST的水解、HST的電離和水解、水的電離，粒子間有如下關(guān)系c(S2 )+c(HS )+c(H 2S)=1/2c(Na +) ( Na ,S2 守叵)C(HST)+2c(S 2 )+c(H)=c(OH ) (H、。原子守恒)在NaH晞液中存在著H項(xiàng)的水解和電離及水的電離。_ _+ _ 2_.+ _ HS + H2= H2S+ OHHS=H + SH2=H + OH從物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS )+C(S2 )+c(H 2S)=c(Na +);從電荷守恒的角度

7、分析，有如下等式：c(HS )+2(S 2 )+c(OH )=c(Na + )+c(H +);將以上兩式相加，有：_ 2_ +c(S )+c(OH )=c(H 2S)+c(H )得出的式子被稱為質(zhì)子守恒3、質(zhì)子守包：無論溶液中結(jié)合氫離子還是失去氫離子，但氫原子總數(shù)始終為定 值，也就是說結(jié)合的氫離子的量和失去氫離子的量相等。現(xiàn)將此類題的解題方法作如下總結(jié)。二、典型題溶質(zhì)單一型1、弱酸溶液中離子濃度的大小判斷解此類題的關(guān)鍵是緊抓弱酸的電離平衡點(diǎn)擊試題0.1mol/L 的H2S溶液中所存在離子的濃度由大到小的排列順序是解析：在H2S溶液中有下列平衡： H2SH + +HS ; HS 一一H + +S

8、 2 。已知多元弱酸 的電離以第一步為主， 第二步電離較第一步弱得多， 但兩步電離都產(chǎn)生 H + ,因此答案應(yīng)為： c(H + )>c(HS )>c(S 2 )>c(OH )弱酸溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(顯性離子)> C( 一級(jí)電離離子)>C(二級(jí)電離離子)> C(水電離出的另一離子)同樣的思考方式可以解決弱堿溶液的問題2、弱堿溶液點(diǎn)擊試題室溫下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是A. c(OH -) > c(H+)B. c(NH3 - H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC. c(NH4+) >c(NH3 -

9、H2O)>c(OH) >c(H+)D. c(OH-)=c(NH 4+)+c(H +)下面我們以弱酸強(qiáng)堿鹽為例，來介紹一下能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較的解題方法3、 能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較-弱酸強(qiáng)堿型 解此類題型的關(guān)鍵是抓住鹽溶液中水解的離子在CHCOONa溶液中各離子的濃度由大到小排列順序正確的是()Ac(Na + )>c(CH 3COO)>c(OH )>c(H +)8c(CH3COO)>c(Na + )>c(OH )>c(H +)Gc(Na + )>c(CH 3COO)>c(H + )>c(OH )以c(

10、Na + )>c(OH )>c(CH 3COO)>c(H +)解析：在 CH3COONa 溶液中： CH3COONa Na +CH 3COO , CH 3COO +H 2O 一 CH 3COOH+OH;而使 c(CH 3COO )降低且溶液呈現(xiàn)堿性，貝U c(Na+ )>c(CH 3COO ), c(OH )>c(H +),又因一般鹽的水解程度較小， 貝U c(CH 3COO )>c(OH ), 因此A選項(xiàng)正確。一元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子)> C(水解離子)>C(顯性離子)>C(水電離出的另外一種離子)點(diǎn)擊試題在N

11、&CO溶液中各離子的濃度由小到大的排列順序是 解析：在 Na 2CO3 溶液中，Na2CO3=2Na + +CO 32 , CO32 +H 2。HCO 3 +OH , HCO 3 +H 2OH2CO3+OH 。 CO 32 水解使溶液呈現(xiàn)堿性，貝U C(OH )>C(H +),由于 CO32 一少部分水解，貝U C(CO32 )>C(HCO 3 ) , HCO 3 又發(fā)生第二步水解，則 C(OH )>C(HCO 3 )，第二步水解較第一步水解弱得多，貝U C(HCO 3 )與C(OH )相關(guān)不大，但 C(H + )比 C(OH )小 得多，因此 C(HCO 3 ) &

12、gt; C(H + )。此 題的答 案為：C(H + )<C(HCO 3 )<C(OH )<C(CO 32 )<C(Na +)二元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子)> C(水解離子)>C(顯性離子)>C(二級(jí)水解離子)>C(水電離出的另一離子)隨堂練習(xí)在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是A. c(Na+) =2c(HS ) +2c(S 2 ) +c(H 2S)B . B . c(Na +) +c(H +)=c(OH )+c(HS )+2c(S 2 )C. c(Na +)> c(S2 )> c(OH )>c(HS )

13、D . c(OH )=c(HS )+c(H+)+c(H 2S)點(diǎn)擊試題判斷 0.1mol/L的NaHCO溶液中離子濃度的大小關(guān)系解析：因 NaHCO 3=Na + +HCO 3 , HCO 3 +H 2OH2CO3+OH , HCO 3 H + +CO 32 。 HCO 3的水解程度大于電離程度，因此溶液呈堿性，且 C(OH ) > C(CO 32 )。由于少部分水解和電離，貝UC(Na + )>C(HCO 3 )>C(OH )>C(H +) > C(CO 32 )。二元弱酸的酸式鹽溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(不水解離子)>C(水解離子)>C(

14、顯性離子)>C(水電離出的另一離子)>C(電離得到的酸根離子)隨堂練習(xí)草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，在 0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是(CD )A. c(K+)+c(H + )=c(HC 2O4-)+c(OH -)+ c(C2O42-)B . c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/LC. c(C2O42-)>c(H2C2O4)D . c(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC 2O4-)+ c(C2O42-)過下面再讓我們利用上述規(guī)律來解決一下強(qiáng)酸弱堿鹽的問題點(diǎn)擊試題在氯化俊溶液中，下列關(guān)系正確的是()-+- +-+-A. c(

15、Cl ) > c(NH4) > c(H ) > c(OH) B.c(NH 4) > c(Cl ) > c(H ) > c(OH )C.c(NH)=c(Cl -) > c(H+) = c(OH) D.c(Cl ) = c(NH4+) > c(H+) >c(OH-)三、典型題-兩種電解質(zhì)溶液相混合型的離子濃度的判斷解此類題的關(guān)鍵是抓住兩溶液混合后生成的鹽的水解情況以及混合時(shí)弱電解質(zhì)有無剩余，若有剩余，則應(yīng)討論弱電解質(zhì)的電離。下面以一元酸、一元堿和一元酸的鹽為例進(jìn)行分析。1、強(qiáng)酸與弱堿混合點(diǎn)擊試題:PH=13的NHH2O和PH=1的鹽酸等體積混合

16、后所得溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是解析:PH=1 的 HCl ,C(H + )=0.1 mol/L ,PH=13 的 NH 3 H2O ,C(OH )= 0.1 mol/L ,則NH 3 H2O的濃度遠(yuǎn)大于0.1 mol/L ，因此，兩溶液混合時(shí)生成NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，氨水過量，且C(NH 3 H2O)>C(NH 4Cl),則溶液的酸堿性應(yīng)由氨水決定。即NH 3 H2O的電 離大于 NH 4 +的水解，所以溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篊(NH 4+ )>C(Cl )>C(OH )>C(H + )。需要我們注意的是，強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中加入一定量的弱堿，解題

17、方法與此題相同。2、強(qiáng)堿與弱酸混合點(diǎn)擊試題: PH=X的NaOHB液與 PH=Y的CHCOO濟(jì)液，已知 X+Y=14,且丫<3。將上述兩溶液等體積混合后，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序正確的是()A、C(Na+)>C(CH3COO)>C(OH )>C(H +)8C(CH3COO)>C(Na + )>C(H + )>C(OH )GC(CF3COO)>C(Na + )>C(OH )>C(H +)以C(Na+)>C(CH3COO)>C(H + )>C(OH )解析：同上，PH=X 的 NaOH 溶液中，C(OH )=1

18、0 '(14'X) mol/L , PH=Y 的 CH 3COOH溶液中，C(H + )=10 -Y mol/L，因?yàn)?X+Y=14 , NaOH 溶液中 C(OH )等于 CH3COOH溶液中C(H +)。因此C(CH3COOH)遠(yuǎn)大于10-Y mol/L , CH 3COOH 過量，因此選項(xiàng) B正確。上述兩題的特點(diǎn)是 PH+PH=14,且等體積混合。其溶液中各離子濃度的關(guān)系的特點(diǎn)是C(弱電解質(zhì)的離子)>C(強(qiáng)電解質(zhì)的離子)>C(顯性離子)> C (水電離出的另一離 子)3、強(qiáng)堿弱酸鹽與強(qiáng)酸混合和強(qiáng)酸弱堿鹽與強(qiáng)堿混合點(diǎn)擊試題:0.2 mol/L 的CHCOO

19、兩0.1 mol/L的鹽酸等體積混合后，溶液中下列粒子的 物質(zhì)的量關(guān)系正確的是()AC(CHCOO)=C(Cl)=C(H + )>C(CH3COOH)8C(CHCOO)=C(Cl)>C(CH3COOH)>C(H)GC(CHCOO)>C(Cl)>C(H + )>C(CH3COOH)以C(CHCOO)>C(Cl)>C(CH3COOH)>C(H)解析：兩溶液混合后 CH 3COOK+HClKCl+CH 3COOH，又知 CH 3COOK 過量，反應(yīng)后溶液中 CH3COOK、CH 3COOH 和KCl物質(zhì)的量相等。由于 CH3COOH 的電離和CH

20、3COO 的水解程度均很小， 且CH3COOH的電離占主導(dǎo)地位，因此，C(CH 3COO )>C(H+ )>C(OH )。又知 C(Cl )=0.05 mol/L , C(CH 3COOH)<0.05 mol/L。因此，選項(xiàng)中 D是正確的。4、酸堿中和型恰好中和型點(diǎn)擊試題在 10ml 0.1mol - L -1NaO而液中加入同體積、同濃度 HAc溶液，反應(yīng)后溶 液中各微粒的濃度關(guān)系錯(cuò)誤的是()。+-+_- +-_-+A. c(Na ) > c(Ac ) > c(H ) > c(OH)B . c(Na ) > c(Ac ) > c(OH) >

21、; c(H )_+-_ +-一 -C. c(Na ) = c(Ac ) + c(HAC)D. c(Na ) + c(H ) = c(Ac ) + c(OH)解析：由于混合的NaOH與HAc物質(zhì)的量都為1 x 10-3mol ,兩者恰好反應(yīng)生成 NaAc ,等 同于單一溶質(zhì)，故與題型方法相同。由于少量 Ac-發(fā)生水解：Ac- +H2OHAc+ OH- 故有 c(Na +) > c(Ac-) >c(OH -) >c(H+)，根據(jù)物料守恒 C正確，根據(jù)電荷守恒 D正確，A錯(cuò)誤。故該題選項(xiàng)為 A。pH等丁 7型點(diǎn)擊試題常溫下，將甲酸和氫氧化鈉溶液混合，所得溶液pH=乙則此溶液中()。

22、A. c(HCOQ > c(Na+)B . c(HCOO) v c(Na+)C. c(HCOQ = c(Na+)D.無法確定 c(HCOQ與 c(Na+)的關(guān)系解析：本題絕不能理解為恰好反應(yīng)，因完全反應(yīng)生成甲酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈堿性，而現(xiàn)在Ph=7，故酸略為過量。根據(jù)溶液中電荷守恒：c(Na+)+ c(H+)= c(HCOO -) + c(OH-) 因pH=7，故 c(H+)= c(OH -)，所以有 c(Na+)= c(HCOO -)，答案為 C。(3)反應(yīng)過量型點(diǎn)擊試題常溫下將稀 NaOHB液與稀CHCOOHm夜混合，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是A. pH>7,且 c(OH ) &g

23、t; c(Na+) > c(H+) > c (CH3COO)B. pH>7,且 c(Na+) + c(H+) = c (CH3COO) + c(OH )C. pHv 7,且 c(CH3COO) > c(H+) >c(Na+) > c(OH )D. pH= 7,且 c(CH3COO) > c(Na+) >c(H+) = c(OH )隨堂練習(xí):1、將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24LCO 2通入150ml1mol/LnaOH溶液中，下列說法正確的是(A)A. c(HCO 3-)略大于 c(CO32-)B . c(HCO 3-)等于 c(CO32-)C. c(Na

24、+)等于 c(CO32-)與 c(HCO 3-)之和D . c(HCO 3-)略小于 c(CO32-)2、向0.1mol - L 1NaOH溶液中通入過量 CO2后，溶液中存在的主要離子是()A Na L CO32B Na L HCO 3C HCO 3、CO32D Na L OH四、守包問題在電解質(zhì)溶液中的應(yīng)用解此類題的關(guān)鍵是抓住溶液呈中性(即陰陽離子所帶電荷總數(shù)相等)及變化前后原子的個(gè)數(shù)守恒兩大特點(diǎn)。若題中所給選項(xiàng)為陰陽離子的濃度關(guān)系，則應(yīng)考慮電荷守恒，若所給選項(xiàng)等式關(guān)系中包含了弱電解質(zhì)的分子濃度在內(nèi)，則應(yīng)考慮物料守恒。點(diǎn)擊試題表示 0.1 mol/L NaHCO 3溶液中有關(guān)粒子濃度的關(guān)系

25、正確的是()A、C(Na+ )>C(HCO )>C(CO32 )>C(H + )>C(OH )B、C(Na+ )+C(H + )=C(HCQ )+C(COs2 )+C(OH )C、C(Na+ )+C(H + )=C(HCQ )+2C(COs2 )+C(OH )-I- 一 一 一一 _ 2 一一D、C(Na )=C(HCO3 )+C(COs )+C(H2CO)解析：A、NaHCO 3溶液因?yàn)樗獯笥陔婋x而呈堿性，因此 C(OH )>C(H + )。B、應(yīng)考慮電荷守恒，C(CO 32 )前應(yīng)乘以2; C、電荷守恒符合題意；D、含弱電解質(zhì)分子應(yīng)考慮物料守恒，在NaHCO

26、 3溶液中存在下列關(guān)系：NaHCO 3=Na + +HCO 3 ； HCO 3H + +CO 32; HCO3 +H2OH2CO3+OH貝U C(Na+ )=C(HCO 3 )+C(CO 32 )+C(H 2CO3)符合題意。故選 CD1、兩種物質(zhì)混合不反應(yīng)：點(diǎn)擊試題用物質(zhì)的量都是0.1 mol的CHCOO劇CHCOONiffi制成1L混合溶液，已知其中C(CHCO。> C(Na+)，對(duì)該混合溶液的下列判斷正確的是()A.C(H+) > C(OH)B.C(CH3COOH頭 C(CHCOO = 0.2 mol/LC.C(CH3COOH> C(CHCOQ D.C(CH 3CO。+

27、 C(OH) = 0.2 mol/L板書2、兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)點(diǎn)擊試題在 10ml 0.1mol - L-1NaOHB液中加入同體積、同濃度 HAc溶液，反應(yīng)后溶液 中各微粒的濃度關(guān)系錯(cuò)誤的是()。+-+_-A. c(Na ) > c(Ac ) > c(H ) > c(OH)B. c(Na+) > c(Ac-) > c(OH) > c(H+)C. c(Na+) = c(Ac-) + c(HAC)+-D. c(Na ) + c(H ) = c(Ac ) + c(OH)3、兩種物質(zhì)反應(yīng)，其中一種有剩余：(1)酸與堿反應(yīng)型關(guān)注所給物質(zhì)的量是物質(zhì)的量濃度還是 pK 在審題時(shí)，要關(guān)注所給物質(zhì)的量是“物質(zhì)的量 濃度”還是“ pH',否則會(huì)很容易判斷錯(cuò)誤。(解答此類題目時(shí)應(yīng)抓住兩溶液混合后剩余的弱酸或弱堿的電離程度和生成鹽的水解程度的相對(duì)大小。)點(diǎn)擊試題把 0.02 mol - L -1 HAc溶液與0.01 mol - L -1NaOHB液等體積混合，則混合液 中微粒濃度關(guān)系正確的是 ()A、c(Ac-) > c(Na+)B、c(HAc) > c(Ac-)C、2c(H+) = c(Ac-)-c(HAc) D 、c(HA