溶液中离子浓度的守恒关系
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1 一、电荷守恒
电解质溶液中,不论存在多少种离子,但溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,也就是电荷守恒定律。在这个定律中,首先要注意的是溶液呈电中性这个关键词,溶液呈电中性与溶液呈中性是两个不同的概念,溶液呈中性则说明存在如下关系:c(H+)= c(OH-)。所以理解其概念就不会混淆了。
如在KHCO3溶液中必存在以下关系:c(K+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)
分析:溶液中存在以下的电离:KHCO3= K++ HCO3- HCO3- H++ CO32- 、H2O H++ OH- 和水解:HCO3-+ H2O H2CO3+ OH- ,所以溶液中存在K+、H+、HCO3-、OH-、CO32- 这些离子,由于CO32-带2个负电荷,阴离子所带负电荷总数为c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),阳离子所带正电荷总数为c(K+)+c(H+)。根据电荷守恒定律,两者相等就是如下关系式:c(K+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)
电荷守恒的具体应用:
例1:某地的雨水呈明显酸性,取少量水样检测,其中含各离子的物质的量浓度分别是:c(Na+)=5.0×10-5mol·L-1,c(Cl-)=7.1×10-5mol·L-1,c(SO42-)=4.5×10-6mol·L-1,c(NH4+)=1.0×10-6mol·L-1.则雨水中氢离子的物质的量浓度为多少?
分析:本题已知溶液中四种离子的浓度,求氢离子的浓度,可选用电荷守恒法:c(Na+)+ c(NH4+)+ c(H+)
+ c(H+)水= c(OH-)水 +c(Cl-) +2c(SO42-),由于c(H+)水= c(OH-)水,所以:5.0×10-5mol·L-1+1.0×10-6mol·L-1+ c(H+)
=7.1×10-5mol·L-1+2×4.5×10-6mol·L-1
1. 粒子浓度之间的守恒关系
(1)电荷守恒:在任何电解质中,阴阳离子所带电荷总数相等
书写时等号一边写出所有的阳离子,一边写出所有的阴离子,其浓度的系数为其所带电荷数
如Na2CO3溶液中离子电荷守恒:
(2)物料守恒:在平衡状态时,某种元素的各种存在形式的物质的量浓度之和等于其起始浓度之和
如Na2CO3溶液中粒子物料守恒:
(3)质子守恒:书写质子守恒时,选择发生水解的离子为基准,一边列所有的得质子产物.....,一边列所有的失质子产物.....,其浓度的系数为得、失质子个数
如Na2CO3溶液中粒子质子守恒:
专练1、写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
专练2、写出NH4Cl溶液中三个守恒关系式
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
专练3、写出Na2S溶液中存在如下关系:
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
专练4、写出Na 2SO3溶液中三个守恒关系式
电荷守恒:
第 1 页 共 12 页 1 溶液中三大守恒
一、 电荷守恒
电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。
例:写出碳酸钠(Na2CO3)溶液中的电荷守恒关系式
(1) 找出溶液中的离子:Na+ H+ CO32- HCO3- OH-
(2) 根据电荷的物质的量: n(Na+)+n(H+)=2n(CO32-)+n(HCO3-)+n(OH-)
(3) 根据电荷离子浓度关系: c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
注意:
A、 准确判断溶液中的离子种类。
B、 弄清离子浓度与电荷的关系。即Rn+的电荷浓度nC(Rn+)
练:1、NH4HCO3溶液的电荷守恒试
2、Na2S溶液的电荷守恒试
二、物料守恒
第 2 页 共 12 页 2 电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化,变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子总数是不会改变的。
某些特征性的原子是守恒的
例:NaHCO3溶液中C(Na+)的物料守恒关系式
C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)
练:1、Na2CO3溶液中的物料守恒关系式、
2、H2S溶液中的电荷守恒关系式
三、质子守恒
电解质溶液中分子或离子得到质子的物质的量应相等失去质子的物质的量
(由水电离出来的c(H+)、 c(OH-)相等)
例:NaHCO3溶液中的质子守恒关系式
第 3 页 共 12 页 3 1、先找出溶液电离出的阴离子 HCO3-
2、列下列式子
练:1、Na2 CO3溶液中的质子守恒关系式
2、Na HS溶液中的质子守恒关系式
综合练习:
1、CH3COONa溶液中三大守恒关系式
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
2、Na2 CO3溶液中三大守恒关系式
第 4 页 共 12 页 4 电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
[规律总结]正确的思路:
三大守恒定律和离子浓度大小关系
1 / 41 / 4 1 盐类的水解
第3课时 电解质溶液中三种守恒及其应用
班级 小组 姓名 评价
【学习目标】
1、学会电荷守恒、物料守恒、质子守恒的书写方法
2、会用三种守恒解决有关问题
3、学会方法的灵活应用
【课前2分钟】
请写出下列盐类水解的离子方程式
NH4Cl:
Na2S:
NaHCO3:
Na2CO3:
【基础感知与合作探究一】以Na2S溶液为例分析下列问题:
(1)、电解质溶液中存在哪些电离?
(2)、电解质溶液中哪些微粒可以发生水解?请用方程式书写出来。
(3)、电解质溶液中有哪些阴阳离子?它们存在怎么样的关系?
(4)、电解质溶液中物料(原子间)存在什么关系?
(5)、电解质溶液中哪些微粒会得质子或失去质子?得失质子间存在什么样关系?
电荷守恒:
【用一用1】请你写出下列物质的电荷守恒
NH4Cl
NaHCO3