水溶液中離子平衡解題思維模型

關(guān)于水溶液中離子平衡解題思維模型第1頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三分析對(duì)象抓主要矛盾三守恒得結(jié)果電荷守恒物料守恒電離水解①CH3COOH②CH3COOHCH3COONa1:1③CH3COOHCH3COONapH=7④CH3COONa質(zhì)子守恒等式不等式一、思維模型第2頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.明確“三個(gè)”守恒原理(1)電荷守恒：即電解質(zhì)溶液中陰離子所帶電荷總數(shù)等于陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)。根據(jù)電荷守恒可準(zhǔn)確、快速地解決電解質(zhì)溶液中許多復(fù)雜的離子濃度問(wèn)題。(2)物料守恒：是指物質(zhì)發(fā)生變化前后，有關(guān)元素的存在形式不同，但元素的種類和原子數(shù)目在變化前后保持不變。根據(jù)物料守恒可準(zhǔn)確快速地解決電解質(zhì)溶液中復(fù)雜離子、分子、物質(zhì)的量濃度或物質(zhì)的量的關(guān)系。(3)質(zhì)子守恒：是指在電離或水解過(guò)程中，會(huì)發(fā)生質(zhì)子(H＋)轉(zhuǎn)移，但在質(zhì)子轉(zhuǎn)移過(guò)程中其數(shù)量保持不變。二、解題思路第3頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.正確理解質(zhì)子守恒以Na2CO3和NaHCO3溶液為例，可用下圖所示幫助理解質(zhì)子守恒：(1)Na2CO3溶液第4頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)NaHCO3溶液另外，將混合溶液中的電荷守恒式和物料守恒式相聯(lián)立，通過(guò)代數(shù)運(yùn)算消去其中某離子，即可推出該溶液中的質(zhì)子守恒。第5頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.建立解題思路(3)不同溶液中某離子濃度的變化若其他離子能促進(jìn)該離子的水解，則該離子濃度減小，若抑制其水解，則該離子濃度增大。第6頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.歸納類型，逐一突破(1)單一溶液①Na2S溶液水解方程式：______________________________________________；離子濃度大小關(guān)系：__________________________________；電荷守恒：______________________________________；物料守恒：________________________________；質(zhì)子守恒：______________________________。答案c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)第7頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三②NaHS溶液水解方程式：______________________；離子濃度大小關(guān)系：__________________________________；電荷守恒：______________________________________；物料守恒：_____________________________；質(zhì)子守恒：_____________________________。解析NaHS既能發(fā)生水解又能發(fā)生電離，水溶液呈堿性：c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2S)－c(S2－)解析答案第8頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三③NaHSO3溶液水解方程式：__________________________；離子濃度大小關(guān)系：____________________________________；電荷守恒：_________________________________________；物料守恒：__________________________________；質(zhì)子守恒：________________________________。解析NaHSO3既能發(fā)生電離又能發(fā)生水解，水溶液呈酸性：解析答案第9頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)混合溶液①1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液水解方程式：_____________________________________________________；離子濃度大小關(guān)系：____________________________________；電荷守恒：__________________________________________；物料守恒：______________________________________；質(zhì)子守恒：_____________________________________________。解析答案第10頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三第11頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三②1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液水解方程式：_________________________________；離子濃度大小關(guān)系：_________________________________；電荷守恒：___________________________________；物料守恒：__________________________________；質(zhì)子守恒：___________________________________________。水溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)解析答案第12頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三③CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液離子濃度大小關(guān)系：__________________________________；電荷守恒：___________________________________；物料守恒：____________________。若溶液呈中性，則電離和水解相互抵消。c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(CH3COO－)解析答案第13頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三④pH＝2的CH3COOH與pH＝12的NaOH等體積混合離子濃度大小關(guān)系：________________________________；電荷守恒：___________________________________。解析由于CH3COOH是弱酸，所以當(dāng)完全反應(yīng)后，CH3COOH仍過(guò)量許多，溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)解析答案第14頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三答案5.不同溶液，同一離子有物質(zhì)的量濃度相同的以下幾種溶液：①(NH4)2SO4溶液②(NH4)2CO3溶液

③NH4HSO4溶液④(NH4)2Fe(SO4)2

⑤NH4Cl溶液

⑥NH4HCO3溶液⑦NH3·H2O④>①>②>③>⑤>⑥>⑦第15頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析121.(2016·全國(guó)卷Ⅰ，12)298K時(shí)，在20.0mL0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·L－1的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.10mol·L－1氨水的電離度為1.32%，下列有關(guān)敘述正確的是(

)√A.該滴定過(guò)程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑B.M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.0mLC.M點(diǎn)處的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)D.N點(diǎn)處的溶液中pH<12345三、典例解析第16頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析A項(xiàng)，鹽酸滴定氨水時(shí)，滴定終點(diǎn)溶液為NH4Cl溶液，呈酸性，故指示劑應(yīng)選甲基橙，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，一水合氨屬于弱堿，與鹽酸正好反應(yīng)生成NH4Cl時(shí)溶液呈酸性，故二者等濃度反應(yīng)時(shí)，若溶液的pH＝7，鹽酸的體積應(yīng)小于氨水的體積，即小于20.0mL，錯(cuò)誤；解析12345第17頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三D項(xiàng)，由圖可知，N點(diǎn)即為0.10mol·L－1氨水，由其電離度為1.32%，可知0.10mol·L－1氨水中c(OH－)＝0.00132mol·L－1，即c(H+)=7.6×10-12，故該氨水中11<pH<12，正確。12345第18頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三課例、水溶液中的離子平衡【2014年高考海南卷】室溫下，用0.l00mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.100mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．II表示的是滴定醋酸的曲線B．pH=7時(shí)，滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20mLC．V(NaOH)=20.00mL時(shí)，兩份溶液中c(Cl)=C(CH3COO)D．V(NaOH)=10.00mL時(shí)，醋酸溶液中c(Na)>C(CH3COO)>c(H)>c(OH)B-+---+看起點(diǎn)，弱電解質(zhì)電離平衡，若該點(diǎn)pH=3,試計(jì)算醋酸的電離平衡常數(shù)。--------------------------n(CH3COOH):n(CH3COONa)=1:1,分析圖像pH<7，電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：2c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)質(zhì)子守恒：2c(OH)+c(CH3COO)=c(CH3COOH)+2c(H)大小比較：c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)--++++-----++20.00mL時(shí)溶質(zhì)為CH3COONa,pH>7溶液顯堿性，CH3COONa水解平衡，電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)質(zhì)子守恒：c(CH3COOH)+c(H)=c(OH）大小比較：c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)++++++------pH=7時(shí)，加入的NaOH溶液小于20.00mL,電荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)大小比較：c(Na)=c(CH3COO)>c(H)=c(OH）++++----第19頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.(2016·天津理綜，6)室溫下，用相同濃度的NaOH溶液，分別滴定濃度均為0.1mol·L－1的三種酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲線如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是(

)A.三種酸的電離常數(shù)關(guān)系：KHA>KHB>KHDB.滴定至P點(diǎn)時(shí)，溶液中：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)C.pH＝7時(shí)，三種溶液中：c(A－)＝c(B－)＝c(D－)D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí)，將三種溶液混合后：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝

c(OH－)－c(H＋)√解析12345第20頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析A項(xiàng)，根據(jù)圖像知，在未滴加NaOH溶液時(shí)，0.1mol·L－1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1，說(shuō)明三種酸均為弱酸，且HA的pH最小、酸性最強(qiáng)，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越強(qiáng)，電離常數(shù)越大，故KHA>KHB>KHD，正確；B項(xiàng)，滴定至P點(diǎn)時(shí)，溶液中未反應(yīng)的HB與生成的NaB的濃度相等，且溶液呈酸性，說(shuō)明HB的電離程度大于B－水解程度，故c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)，正確；C項(xiàng)，pH＝7時(shí)，三種離子的濃度分別等于c(Na＋)，然而三種溶液中陰離子水解程度不同，加入的NaOH的體積不同，故三種陰離子的濃度也不同，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)質(zhì)子守恒即可得出，三種溶液混合后溶液的質(zhì)子守恒關(guān)系：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－c(H＋)，正確。12345第21頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.(2015·江蘇，14)室溫下，向下列溶液中通入相應(yīng)的氣體至溶液pH＝7(通入氣體對(duì)溶液體積的影響可忽略)，溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(

)解析√12345第22頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析12345第23頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三D項(xiàng)，對(duì)于CH3COONa溶液根據(jù)物料守恒有：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，c(Na＋)>c(CH3COOH),根據(jù)混合溶液的電荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)，溶液呈中性，則c(H＋)＝c(OH－)，由此可知c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)，進(jìn)而可知c(CH3COOH)＝c(Cl－)，故c(Na＋)>c(CH3COOH)＝c(Cl－)，正確。12345第24頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析5.20℃時(shí)向20mL0.1mol·L－1醋酸溶液中不斷滴入0.1mol·L－1NaOH(aq)，溶液pH變化如圖所示。此過(guò)程溶液中離子濃度的關(guān)系錯(cuò)誤的是(

)A.a點(diǎn)：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)B.b點(diǎn)：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)C.c點(diǎn)：c(H＋)＝c(CH3COOH)＋c(OH－)D.d點(diǎn)：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)√方法技巧12345第25頁(yè)，講稿共29頁(yè)，2023年5月2日，星期三解析a點(diǎn)是CH3