溶液三大守恒定律
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电解质溶液中的三个守恒一、电荷守恒电解质溶液中不论存在多少种离子,溶液老是呈电中性的,就是说阳离子所带的正电荷总数必然等于阴离子所带负电荷的总数,这就是电荷守恒规律。
在应用这个定律时,要明确溶液呈电中性和溶液呈中性是两个不同的概念,因为只有当c(H+)=c(OH-)时,溶液才呈中性(相对于酸碱性)。
例如:NaHCO3溶液中存在着:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32—) 解析:溶液中存在有以下电离:NaHCO3=Na++HCO3-、HCO3-H++CO32—、H2O H++OH-和水解:HCO3-+H2O H2CO3 +OH-,所以溶液中存在Na+、H+、HCO3--、CO32—、OH-这些离子,阳离子所带正电荷总数为:c(Na+) +c(H+),由于CO32—带两个单位负电荷,故阴离子所带电荷总数为c(HCO3-) +c(OH-)+ 2c(CO32—)。
按照电荷守恒,必然有如下关系:c(Na+)+c(H+) =c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32—)例题1.某地的雨水呈酸性,取其少量进行检测,其中含各离子的物质的量浓度别离为:c (Na+)=×10-5mol·L-1,c(Cl-)=×10-5mol·L-1,c(SO42-)=×10-6mol·L-1,c (NH4+)=×10-6mol·L-1,则雨水pH约是多少?判断正误:c(Na+)+c (NH4+)+ c (H+)=c (OH-)+c(Cl-)+c (SO42-)解析:该题可采用电荷守恒法:c (Na+) + c (NH4+)+ c (H+)=c (OH-)+ c(Cl-) +2c (SO42-),由于溶液显酸性,c (OH-)水很小,即由水电离出来氢氧根离子可以略去不计。
代入数据有:×10-5mol·L-1+×10-6mol·L-1+c (H+)=×10-5mol·L-1+2××10-6mol·L-1,解得:c (H+) =×10-5mol·L-1电荷守恒是用离子的浓度或物质的量来表示电荷关系的,所以不仅要考虑离子的浓度或物质的量,还要考虑离子所带的电荷。
物料守恒物料守恒和电荷守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
物料守恒即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
也就是元素守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。
例:0.1mol/L的NaOH溶液0.2L,通入标准状况下448m L H2S气体,所得溶液离子浓度大小关系正确的是(D)A.[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]>[S2-]>[H+]B.[Na+]+[H+]=[HS-]+[S2-]+[OH-]C.[Na+]=[H2S]+[HS-]+[S2-]+[OH-]D.[S2-]+[OH-]=[H+]+[H2S]〖分析〗对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条原则:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
上述溶液实际上是含0.02molNaHS的溶液。
根据上面的规律:电荷守恒:溶液中阳离子有Na+ 、H+,阴离子有HS-、S2-、OH-。
[Na+]+[H+]=[HS-]+2[S2-]+[OH-]…………………①物料守恒:HS-由于水解和电离,其存在形式为HS-、S2-、H2S。
S=[S2-]+[HS-]+[H2S]而钠元素物质的量等于硫元素物质的量即[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S]…………②②代入①中,得[S2-]+[OH-]=[H+]+[H2S]…………………③另在溶液中,H+ 、OH-都由H2O电离而来(仅对20摄氏度时pH=7的溶液),故H+ 、OH-二者的总量应相等,而H+由于HS-水解的原因存在形式为H+、H2S,OH-由于HS -电离的原因存在形式为O H-、S2-。
同样可得到③。
综上所述,答案选D 物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。
三大守恒定律化学三大守恒定律是化学中非常重要的概念,它们是质量守恒定律、能量守恒定律和电荷守恒定律。
这些定律在化学反应和物质转化过程中起着至关重要的作用。
下面我将为大家详细介绍这三大守恒定律的内容。
首先是质量守恒定律。
质量守恒定律是指在任何化学反应中,参与反应的各种物质的质量之和等于反应后生成物的质量之和。
换句话说,物质在反应过程中既不会凭空消失,也不会凭空增加。
这个定律的实质是质量的守恒,质量是物质的基本属性,它在化学反应中不会改变。
质量守恒定律的应用范围非常广泛,不仅适用于化学反应,也适用于物理变化和核反应等各种情况。
接下来是能量守恒定律。
能量守恒定律是指在任何化学反应或物质转化过程中,能量的总量保持不变。
化学反应是在分子层面上发生的,当化学键的形成和断裂时,伴随着能量的吸收或释放。
根据能量守恒定律,反应前后的总能量应该保持不变。
能量守恒定律的应用范围也非常广泛,无论是燃烧反应、酸碱中和反应还是化学电池中的电化学反应,能量的守恒都是一个基本原则。
最后是电荷守恒定律。
电荷守恒定律是指在任何物理或化学过程中,电荷的总量保持不变。
电荷是物质带有的一种基本属性,分为正电荷和负电荷。
根据电荷守恒定律,一个封闭系统中的总电荷在任何过程中都保持不变。
这意味着在化学反应中,任何产生或消失的离子或电子数目必须满足电荷守恒定律。
电荷守恒定律的应用非常广泛,例如在电解质溶液中的电解反应,根据电荷守恒定律可以推导出电解反应的化学方程式和离子平衡方程式。
这三大守恒定律是化学中非常基础且重要的原则,它们贯穿于化学的各个领域和方面。
质量守恒定律、能量守恒定律和电荷守恒定律的应用使得化学反应和物质转化过程可以被准确描述和预测。
无论是实验室中的化学合成,还是工业生产中的化学反应,这些守恒定律都是必须遵守的基本原则。
总结起来,质量守恒定律、能量守恒定律和电荷守恒定律是化学中的三大守恒定律。
它们分别描述了物质质量、能量和电荷在化学反应和物质转化过程中的守恒规律。
一、电荷守恒
1、本质:溶液的电中性,即阴阳离子电荷浓度相等
2、守恒书写:一般分两步写
(1)第一步:找离子种类,列等式
(2)第二步:乘电荷(乘以离子所带电荷数)
【举例】
NaHCO3溶液
【解题思路】
第一步:找离子种类,列等式
c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
(左边:阳离子)(右边:阴离子)
第二步:乘电荷(乘以离子所带电荷数)
等式中因CO32-离子带有2个电荷,故需在它前面乘以“2”。
即:c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
(左边:阳离子)(右边:阴离子)
【分析】
1、电荷守恒中必然出现H+和OH-;
2、H+和OH-的相对大小反映了溶液的酸碱性;
3、给定溶液pH,让其他离子间数量关系浮出水面。
【变式练习】
CH3COOH溶液与NaOH溶液混合
【解题思路】
第一步:找离子种类,列等式
c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)
(左边:阳离子)(右边:阴离子)
第二步:乘电荷(乘以离子所带电荷数)
等式中均为单电荷,故电荷守恒等式为:
c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)
(左边:阳离子)(右边:阴离子)
【分析】
整个过程当中都有:
c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)我们称之为:单电荷,四离子。
硫化钠水解三大守恒
守恒定律是物理学中最基础的原理之
一,它指的是能量、物质和质量的守恒,是物理学的基础理论之
一。
其中,硫化钠水解是指将硫化钠溶解在水中,释放出氢离子和氧离子,氢离子和氧离子又分别反应生成氢气和氧气,这就是硫化钠水解的过程。
硫化钠水解的三大守恒原理是:物质守恒定律,能量守恒定律和质量守恒定律。
物质守恒定律指的是物质的总量不会改变,即物质实际上只是从一种形式转变到另一种形式,不会增加或减少。
能量守恒定律指的是能量的总量不会改变,只能从一种形式转变到另一种形式,即从有形能量转变到无形能量,或者从无形能量转变到有形能量,但能量的总量不会改变。
质量守恒定律指的是物质的质量不会改变,即物质的质量在变化过程中保持不变。
硫化钠水解过程中也遵循着这三大守恒定律。
当硫化钠溶解于水中时,其物质的总量不会改变,只是从固体的形式转变到溶液的形式,而能量的总量也不会改变,只是从有形能量转变到无形能量,而硫化钠的质量也不会改变。
此外,硫化钠水解过程中,硫化钠溶解于水中,释放出氢离子和氧离子,氢离子和氧离子又分别反应生成氢气和氧气。
这就是遵循物质守恒定律,因为物质的总量是不变的,只是从一种形式转变到另一种形式,而能量守恒定律也同样适用,因为能量的总量从有形能量转变到无形能量,同样,质量守恒定律也适用,因为硫化钠的质量在变化过程中保持不变。
综上所述,硫化钠水解过程中,物质守恒定律、能量守恒定律和质量守恒定律都适用,即物质的总量不会改变,能量的总量不会改变,物质的质量也不会改变。
它们是物理学中最基础的守恒原理,也是硫化钠水解的基础。
化学三大守恒定律三大守恒定律是化学高考的必考点,还是重点难点,更是解决高考大题必不可少的技能。
如何写出化学中三大守恒式,小伙伴们看过来。
【问异同】三大守恒的联系与区别电荷守恒规律:电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性。
阴离子所带的负电荷=阳离子所带的正电荷总数物料平衡是元素守恒:要明晰溶质进入溶液后各离子的去向。
由于水溶液中一定存在水的H、O元素,所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素的关系。
⒈含特定元素的微粒(离子或分子)守恒例如:在0.2mol/L的Na2CO3溶液中,根据C元素形成微粒总量守恒有:c(CO32-) + c(HCO3-) + c(H2CO3) = 0.2mol/L。
⒉不同元素间形成的特定微粒比守恒例如:在Na2CO3溶液中,根据Na与C形成微粒的关系有:c(Na+) = 2[c(CO32- ) + c(HCO3- ) + c(H2CO3 )]分析:上述Na2CO3溶液中,C原子守恒,n(Na) : n(C)恒为2:13.混合溶液中弱电解质及其对应离子总量守恒例如:相同浓度的HAc溶液与NaAc溶液等体积混合后,混合溶液中有:2c(Na+ )=c(Ac-)+c(HAc)分析:上述混合溶液中,虽存在Ac-的水解和HAc的电离,但也仅是Ac-和HAc 两种微粒间的转化,其总量不变。
质子守恒规律:水电离的特征是c(H)=c(OH-),只不过有些会水解的盐会导致氢离子、氢氧根可能会有不同的去向,我们需要把它们的去向全部找出来。
例如:NaHCO3溶液,初始H+来源于HCO3-和H2O的电离,c初(H+) = c(CO32- ) + c(OH- );伴随着的水解的发生,一部分H+转化到H2CO3中,因此,c初(H+) = c现(H+) + c(H2CO3 ),从而得出,溶液中离子浓度的关系如下:c(CO32- ) + c(OH- ) = c(H+) +c(H2CO3 )对同一溶液来说:质子守恒=电荷守恒-物料平衡【问疑难】快速书写质子守恒的方法第一步:确定溶液的酸碱性,溶液显酸性,把氢离子浓度写在左边,反之则把氢氧根离子浓度写在左边。
nahso3的三大守恒离子浓度关系下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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物料守恒物料守恒和电荷守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
物料守恒即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
也就是元素守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。
例.0.1mol/L的NaOH溶液0.2L,通入标准状况下448mL H2S气体,所得溶液离子浓度大小关系正确的是(D)A.[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]>[S2-]>[H+]B.[Na+]+[H+]=[HS-]+[S2-]+[OH-]C.[Na+]=[H2S]+[HS-]+[S2-]+[OH-]D.[S2-]+[OH-]=[H+]+[H2S]〖分析〗对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条原则:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
上述溶液实际上是含0.02mol NaHS的溶液。
根据上面的规律:电荷守恒:溶液中阳离子有Na+ 、H+,阴离子有HS-、S2-、OH-。
[Na+]+[H+]=[HS-]+2[S2-]+[OH-] …………………①物料守恒:HS-由于水解和电离,其存在形式为HS-、S2-、H2S。
S=[S2-]+[HS-]+[H2S]而钠元素物质的量等于硫元素物质的量即[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S] …………②②代入①中,得[S2-]+[OH-]=[H+]+[H2S] …………………③另在溶液中,H+ 、OH-都由H2O电离而来(仅对20摄氏度时pH=7的溶液),故H+ 、OH-二者的总量应相等,而H+由于HS-水解的原因存在形式为H+、H2S,OH-由于HS-电离的原因存在形式为OH-、S2-。
同样可得到③。
综上所述,答案选D物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。
电荷守恒和物料守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
1. 化合物中元素正负化合价代数和为零 2.指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子所带的电荷数等于所有阴离子所带的电荷数 3.除六大强酸,四大强碱外都水解,多元弱酸部分水解。
产物中有分步水解时产物。
参见例题Ⅳ 4.这个离子所带的电荷数是多少,离子前写几。
例如:Na2CO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO3 2-) 因为碳酸根为带两个单位的负电荷,所以碳酸根前有一个2。
例如:在0.1mol/L NaHCO3溶液中Ⅰ.CH3COONa:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) Ⅱ.Na2CO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO3 2-) Ⅲ.NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-) Ⅳ.Na3PO4:c(Na+)+c(H+)=3c(PO4 3-)+2c(HPO4 2-)+c(H2PO4-)+c(OH-)所谓电荷守恒是指溶液中所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。
1.正确分析溶液中存在的阴阳离子是书写电荷守恒式的关键,需要结合电解质电离及盐类的水解知识,尤其是对多级电离或多级水解,不能有所遗漏。
如Na2CO3溶液中存在如下电离和水解平衡:Na2CO3 ==2 Na+ +CO32-;CO32-+ H2O HCO3-+OH-;HCO3— +H2O H2CO3 +OH—;H2O H ++OH—。
所以溶液中阳离子有:Na+、H +,阴离子有:CO32—、HCO3—、OH—。
2.结合阴阳离子的数目及其所带的电荷可以写出:N(Na+) +N(H +) = 2N(CO32—) + N( HCO3—) + N(OH—) 3.将上式两边同时除以NA得:n(Na+) +n(H +) = 2n(CO32—) + n( HCO3—) + n(OH—);再同时除以溶液体积V得:C(Na+) +C(H +) = 2C(CO32—) + C( HCO3—) + C(OH—),这就是Na2CO3溶液的电荷守恒式。
电荷守恒式即溶液中所有阳离子的物质的量浓度与其所带电荷乘积之和等于所有阴离子的物质的量浓度与其所带电荷的绝对值乘积之和。
化合物电荷⒈化合物中元素正负化合价代数和为零溶液电荷⒉溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数例:NaHCO3 溶液中C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-) 这个式子叫电荷守恒质子守恒:即溶液中基准物得质子数等于失质子数,也可以由物料守恒和电荷守恒关系联立得到。
它和物料守恒、电荷守恒同为溶液中的三大守恒关系。
列出溶液中的质子守恒关系式一般的步骤:1盯基准物利用电离和水解得得质子产物和失质子产物2看基准物、得质子产物和失质子产物相差的质子数3列质子守恒关系式得质子数=失质子数4 用物料守恒和电荷守恒验证质子守恒的主要题型:1单一的酸溶液例:H3PO4溶液中:基准物:H2O H3PO4得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+失质子产物:H2PO4-(相差1个质子)HPO42-(相差2个质子)PO43-(相差3个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为:c(H+) = c(H2PO4-) + 2c(HPO42-) + 3c(PO43-) + c(OH-)2单一的碱溶液例:NH3·H2O溶液中:基准物:H2O NH3·H2O得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+NH4+ (相差1个质子)失质子产物:OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为:c(H+) + c(NH4+) = c(OH-)不难看出单一的酸溶液或者碱溶液的质子守恒其实就是电荷守恒。
混合酸的溶液或者混合碱溶液亦然!3单一的正盐溶液例(1):Na2CO3溶液基准物:H2O CO32-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+ HCO3-(相差1个质子)H2CO3(相差2个质子)失质子产物:OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为:c(H+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3) = c(OH-)例(2):NH4Cl 溶液基准物:H2O NH4+得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+失质子产物:NH3·H2O(相差1个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+) = c(NH3·H2O) + c(OH-)例(3):(NH4)3PO4溶液基准物:H2O NH4+ PO43-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+ HPO42-(相差1个质子)H2PO4-(相差2个质子)H3PO4(相差3个质子)失质子产物:NH3·H2O(相差1个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+) + c(HPO42-) + 2c(H2PO4-) + 3c(H3PO4) = c(NH3·H2O) + c(OH-)4单一的酸式盐溶液例(1):NaH2PO4溶液基准物:H2O H2PO4-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+H3PO4(相差1个质子)失质子产物:HPO42-(相差1个质子)PO43-(相差2个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+) + c(H3PO4) = c(HPO42-) + 2c(PO43-) + c(OH-)例(2):NH4HCO3溶液基准物:H2O NH4+ HCO3-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+ H2CO3(相差1个质子)失质子产物:NH3·H2O(相差1个质子)CO32- (相差1个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+)+ c(H2CO3) = c(NH3·H2O) + c(CO32-) + c(OH-)例(3):(NH4)2HPO4溶液基准物:H2O NH4+ HPO42-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+H2PO4-(相差1个质子)H3PO4 (相差2个质子)失质子产物:NH3·H2O(相差1个质子)PO43- (相差1个质子)OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+) + c(H2PO4-) + 2c(H3PO4) = c(NH3·H2O) + c(PO43-) + c(OH-)5多种盐的混合溶液例:CH3COONa与NaF的混合液基准物:H2O CH3COO- F-得质子产物:H3O+(相差1个质子)即H+CH3COOH(相差1个质子)HF(相差1个质子)失质子产物:OH- (相差1个质子)质子守恒关系式为c(H+) + c(CH3COOH) + c(HF) = c(OH-)6酸碱反应后的混合溶液:此类型混合溶液,应运用物料守恒和电荷守恒联立消去强酸或强碱离子后得到质子守恒变式。
质子守恒关系式特殊。
例(1):同浓度同体积的CH3COONa与CH3COOH混合液物料守恒:c(CH3COO-)+ c(CH3COOH) = 2c(Na+)电荷守恒:c(Na+)+ c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)即2c(Na+) + 2c(H+) = 2c(CH3COO-) + 2c(OH-)质子守恒关系式为:2c(H+) + c(CH3COOH) = c(CH3COO-) + 2c(OH-)例(2):同浓度同体积的CH3COONa与NaOH混合液物料守恒:2[ c(CH3COO-)+ c(CH3COOH) ]= c(Na+)电荷守恒:c(Na+) + c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)质子守恒关系式为:c(H+) + 2c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = c(OH-)例(3):同浓度同体积的NH4Cl与NH3·H2O混合液物料守恒:c(NH4+)+ c(NH3·H2O) =2 c(Cl-)电荷守恒:c(NH4+) + c(H+) = c(Cl-) + c(OH-)即2c(NH4+) +2 c(H+) = 2c(Cl-) + 2c(OH-)质子守恒关系式为:2c(H+) +c(NH4+) = c(NH3·H2O) + 2c(OH-)例(4):同浓度同体积的NH4Cl与HCl混合液物料守恒:2[ c(NH4+)+ c(NH3·H2O) ]= c(Cl-)电荷守恒:c(NH4+) + c(H+) = c(Cl-) + c(OH-)质子守恒关系式为:c(H+) = c(NH4+) + 2c(NH3·H2O) + c(OH-)。