化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題

化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題1/2三大守恒電荷守恒1基本概念1.化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零2.指溶液必須保持電中性，即溶液中所有陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)等于所有陰離子所帶的電荷數(shù)3.除六大強(qiáng)酸，四大強(qiáng)堿外都水解，多元弱酸部分水解。產(chǎn)物中有分步水解時(shí)產(chǎn)物。參見例題Ⅳ4.這個(gè)離子所帶的電荷數(shù)是多少，離子前寫幾。例如：Na2CO3：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)因?yàn)樘妓岣鶠閹蓚€(gè)單位的負(fù)電荷，所以碳酸根前有一個(gè)2。例如:在0.1mol/LNaHCO3溶液中Ⅰ.CH3COONa：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)Ⅱ.Na2CO3：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)Ⅲ.NaHCO3：c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)Ⅳ.Na3PO4：c(Na+)+c(H+)=3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(OH-)2電荷守恒定律物理學(xué)的基本定律之一。它指出，對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，不論發(fā)生什么變化，其中所有電荷的代數(shù)和永遠(yuǎn)保持不變。電荷守恒定律表明，如果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有等量的電荷進(jìn)入或離開該區(qū)域；如果在一個(gè)物理過(guò)程中產(chǎn)生或消失了某種符號(hào)的電荷，那么必定有等量的異號(hào)電荷同時(shí)產(chǎn)生或消失。3電荷守恒應(yīng)用所謂電荷守恒是指溶液中所有陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等。1．正確分析溶液中存在的陰陽(yáng)離子是書寫電荷守恒式的關(guān)鍵，需要結(jié)合電解質(zhì)電離及鹽類的水解知識(shí)，尤其是對(duì)多級(jí)電離或多級(jí)水解，不能有所遺漏。如Na2CO3溶液中存在如下電離和水解平衡：Na2CO3==2Na++CO32-；CO32-+H2OHCO3-+OH-；HCO3—+H2OH2CO3+OH—；H2OH++OH—。所以溶液中陽(yáng)離子有：Na+、H+，陰離子有：CO32—、HCO3—、OH—。2．結(jié)合陰陽(yáng)離子的數(shù)目及其所帶的電荷可以寫出：化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。N(Na+)+N(H+)=2N(CO32—)+N(HCO3—)+N(OH—)化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。3．將上式兩邊同時(shí)除以NA得：n(Na+)+n(H+)=2n(CO32—)+n(HCO3—)+n(OH—)；再同時(shí)除以溶液體積V得：C(Na+)+C(H+)=2C(CO32—)+C(HCO3—)+C(OH—)，這就是Na2CO3溶液的電荷守恒式。電荷守恒式即溶液中所有陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度與其所帶電荷乘積之和等于所有陰離子的物質(zhì)的量濃度與其所帶電荷的絕對(duì)值乘積之和。物料守恒即溶液中某一組分的原始濃度應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。也就是元素守恒，變化前后某種元素的原子個(gè)數(shù)守恒。1基本概念物料守恒可以理解為原子守恒的另一種說(shuō)法。就是說(shuō)“任一化學(xué)反應(yīng)前后原子種類（指原子核中質(zhì)子數(shù)相等的原子，就是元素守恒）和數(shù)量分別保持不變”，可以微觀地應(yīng)用到具體反應(yīng)方程式，就是左邊帶電代數(shù)和等于右邊。其中的也可以理解為原子核，因?yàn)橥鈬娮訑?shù)可能有變，這時(shí)候可以結(jié)合電荷守恒來(lái)判斷問(wèn)題?？梢晕⒂^地應(yīng)用到具體反應(yīng)方程式，就是左邊（反應(yīng)物）元素原子（核）個(gè)數(shù)種類與總數(shù)對(duì)應(yīng)相等于右邊（生成物）（當(dāng)然也不會(huì)出現(xiàn)種類不同的情況）。物料守恒和電荷守恒，質(zhì)子守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系。2物料守恒應(yīng)用對(duì)于溶液中微粒濃度（或數(shù)目）的比較，要遵循兩條原則：一是電荷守恒，即溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)；二是物料守恒，即溶液中某一組分的原始濃度應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。（物料守恒實(shí)際屬于原子個(gè)數(shù)守恒和質(zhì)量守恒。）用NaHCO3溶液為例如果HCO3-沒(méi)有電離和水解，那么Na+和HCO3-濃度相等?，F(xiàn)在HCO3-會(huì)水解成為H2CO3，電離為CO32-（都是1：1反應(yīng)，也就是消耗一個(gè)HCO3-，就產(chǎn)生一個(gè)H2CO3或者CO32-），那么守恒式中把Na+濃度和HCO3-及其產(chǎn)物的濃度和畫等號(hào)（或直接看作鈉與碳的守恒）：即c(Na+)==c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)再例：在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下電離過(guò)程:H2S=(H+)+(HS-)(HS-)=(H+)+(S2-)化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。H2O=(H+)+(OH-)化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)?？傻梦锪鲜睾闶絚(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L,（在這里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的離子和分子即可）例3：Na2CO3溶液的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒碳酸鈉：電荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)上式中，陰陽(yáng)離子總電荷量要相等，由于1mol碳酸根電荷量是2mol負(fù)電荷，所以碳酸根所帶電荷量是其物質(zhì)的量的2倍。物料守恒c(Na+)是碳酸根離子物質(zhì)的量的2倍，電離水解后，碳酸根以三種形式存在所以c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]質(zhì)子守恒水電離出的c(H+)=c(OH-)在碳酸鈉水溶液中水電離出的氫離子以（H+，HCO3-,H2CO3）三種形式存在，其中1mol碳酸分子中有2mol水電離出的氫離子所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)質(zhì)子守恒1概念簡(jiǎn)述質(zhì)子守恒就是酸失去的質(zhì)子和堿得到的質(zhì)子數(shù)目相同，質(zhì)子守恒和物料守恒，電荷守恒一樣同為溶液中的三大守恒關(guān)系2質(zhì)子守恒簡(jiǎn)析化合物電荷⒈化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零溶液電荷⒉溶液中所有陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)例：NaHCO3溶液中C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)這個(gè)式子叫電荷守恒化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。物料守恒化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。⒈含特定元素的微粒（離子或分子）守恒⒉不同元素間形成的特定微粒比守恒⒊特定微粒的來(lái)源關(guān)系守恒例1：在0.1mol/LNa3PO4溶液中：根據(jù)P元素形成微?？偭渴睾阌校篶[PO43-]+c[HPO42-]+c[H2PO4-]+c[H3PO4]=0.1mol/L根據(jù)Na與P形成微粒的關(guān)系有：c[Na+]=3c[PO43-]+3c[HPO42-]+3c[H2PO4-]+3c[H3PO4]根據(jù)H2O電離出的H+與OH-守恒有：c[OH-]=c[HPO42-]+2c[H2PO4-]+3c[H3PO4]+c[H+]例2：NaHCO3溶液中C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)這個(gè)式子叫物料守恒質(zhì)子守恒也可以由電荷守恒和物料守恒關(guān)系聯(lián)立得到NaHCO3溶液中存在下列等式C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-){電子守恒}C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3){物料守恒}方法一：兩式相減得C（H+）+C（H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-)這個(gè)式子叫質(zhì)子守恒。方法二：由酸堿質(zhì)子理論原始物種：HCO3-，H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物H2CO3，產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物CO32-，OH-C（H+）=C（CO32-）+C(OH-)-C（H2CO3）即C（H+）+C（H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-)關(guān)系：剩余的質(zhì)子數(shù)目等于產(chǎn)生質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目-消耗質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目直接用酸堿質(zhì)子理論求質(zhì)子平衡關(guān)系比較簡(jiǎn)單，但要細(xì)心；如果用電荷守恒和物料守恒關(guān)系聯(lián)立得到則比較麻煩，但比較保險(xiǎn)又如NaH2PO4溶液原始物種：H2PO4-，H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物：H3PO4,產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物：HPO42-（產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子），PO43-（產(chǎn)生二個(gè)質(zhì)子），OH-所以：c（H+）=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c（H3PO4）你可以用電荷守恒和物料守恒聯(lián)立驗(yàn)證下.化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。3快速書寫質(zhì)子守恒的方法：化學(xué)三大守恒知識(shí)和例題全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。第一步：確定溶液的酸堿性，溶液顯酸性，把氫離子濃度寫在左邊，反之則把氫氧根離子濃度寫在左邊。第二步：根據(jù)溶液能電離出的離子和溶液中存在的離子，來(lái)補(bǔ)全等式右邊。具體方法是，判斷溶液你能直接電離出的離子是什么。然后選擇能電離產(chǎn)生氫離子或者水解結(jié)合氫離子的離子為基準(zhǔn)，用它和它電離或者水解之后的離子（這里我稱它為對(duì)比離子）做比較，是多氫還是少氫，多N個(gè)氫，就減去N倍的該離子（對(duì)比離子）濃度。少N個(gè)氫離子，就減去N倍的該離子（對(duì)比離子）。