1、第3课时 电解质溶液中微粒间的关系 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第三节 盐类的水解 知识梳理知识梳理 1电荷守恒电荷守恒 (1)含义：电解质溶液中无论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阳离子所带 的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。 (2)应用：如Na2CO3溶液中存在Na、CO3 2、H、OH、HCO3，根据电荷守恒有 n(Na)n(H)n(OH)n(HCO3 )2n(CO32)或c(Na)c(H)c(OH) c(HCO3 )2c(CO32)。 (3)意义：由电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度关系 问题。在应用时，务必弄清电解质溶液中所存在的离子的全部种
2、类，切勿忽视 H2O电离所产生的H和OH。 一、电解质溶液中的三个“守恒”一、电解质溶液中的三个“守恒” 2物料物料守恒守恒 (1)含义：在电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，某种元素的存在形式可 能不同，但元素种类、每种元素的原子总数、不同元素之间原子数目之比都是保 持不变的，称为物料守恒。它的数学表达式叫做物料恒等式或质量恒等式。 (2)应用：如Na2S溶液中存在的物料守恒为c(Na)2c(H2S)c(S2)c(HS)。 (3)意义：物料守恒能用于准确、快速地解决电解质溶液中复杂的离子、分子的物 质的量浓度或物质的量关系的问题。在应用时，务必弄清电解质溶液中存在的变 化(电离和水解反应
3、)，抓住物料守恒的实质。 可得Na2S溶液中质子守恒关系为c(H3O)2c(H2S)c(HS)c(OH)或c(H) 2c(H2S)c(HS)c(OH)。质子守恒关系也可由电荷守恒关系与物料守恒关系推 导得到。 3质子守恒质子守恒 (1)含义：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H总数等于粒子接受的H总数。 (2)应用：如Na2S溶液中的质子转移如下： 1单一单一溶液中粒子浓度的大小比较溶液中粒子浓度的大小比较 (1)多元弱酸溶液 根据多步电离分析知：一级电离二级电离三级电离。 例如，0.1 mol L1 H3PO4溶液中离子间的关系是c(H)c(H2PO4 )c(HPO42) c(PO4 3)
4、c(OH)。 二二、溶液中粒子浓度大小比较、溶液中粒子浓度大小比较 (2)多元弱酸的正盐溶液 根据弱酸根分步水解分析知：一级水解二级水解。 例如，0.1 mol L1 Na2S溶液中： 一级水解：S2H2O HSOH(主要) 二级水解：HSH2O H2SOH(次要) 故离子浓度的关系为c(Na)c(S2)c(OH)c(HS)c(H)。 (3)多元弱酸的酸式盐溶液 若离子的水解程度大于电离程度，溶液显碱性(如NaHCO3溶液)。 0.1 mol L1 NaHCO3溶液中存在： 水解：HCO3 H 2O H2CO3OH(主要) 电离：HCO3 HCO32 (次要) 水的电离：H2O HOH(极微弱
5、) 因水解程度电离程度，故溶液呈碱性；溶液中微粒大小关系为 c(Na)c(HCO3 )c(OH)c(H 2CO3)c(H)c(CO3 2)。 若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性(如NaHSO3溶液)。 0.1 mol L1 NaHSO3溶液中存在： 电离：HSO3 HSO32 (主要) 水解：HSO3 H 2O H2SO3OH(次要) 水的电离：H2O HOH(极微弱) 因电离程度水解程度，故溶液呈酸性，溶液中微粒大小关系为 c(Na)c(HSO3 )c(H)c(SO32)c(OH)c(H 2SO3)。 2混合混合溶液中粒子浓度大小比较溶液中粒子浓度大小比较 混合溶液中粒子浓度的大小比较
6、，根据电离程度、水解程度的相对大小分析。 (1)电离程度大于相应离子的水解程度 例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3 H2O的混合溶液中存在： NH3 H2O的电离：NH3 H2O NH4 +OH(主要) NH4 +的水解：NH4+H 2O NH3 H2OH(次要) 因为电离程度水解程度，故混合溶液呈碱性。 溶液中存在的电荷守恒式：c(NH4 +)c(H)c(Cl)c(OH)，由于c(OH) c(H)，则c(NH4 +)c(Cl)。 溶液中存在的电荷守恒式：c(NH4 +)c(H)c(Cl)c(OH)，由于c(OH) c(H)，则c(NH4 +)c(Cl)。 物料守恒式：c(NH4 +)c(
7、NH 3 H2O)2c(Cl) 由于c(NH4 +)c(Cl)，则c(Cl)c(NH 3 H2O) 故混合溶液中粒子浓度大小顺序为 c(NH4 +)c(Cl)c(NH 3 H2O)c(OH)c(H)。 再如等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性，溶液中粒 子浓度关系为c(CH3COO)c(Na)c(CH3COOH)c(H)c(OH)。 (2)电离程度小于相应离子的水解程度 例如等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液中存在： CN的水解：CNH2O HCNOH(主要) HCN的电离：HCN HCN(次要) 因为水解程度电离程度，故混合溶液呈碱性。 溶液中各粒子浓度大
8、小顺序为c(HCN)c(Na)c(CN)c(OH)c(H)。 (1)书写电荷守恒式时容易漏写部分离子和未在离子浓度前乘以该离子所带电荷 数，如Na2CO3溶液中漏写HCO3 或未在c(CO32)前乘以“2”。 (2)书写物料守恒时，未列出含某元素的全部粒子，如Na2CO3溶液中漏写H2CO3。 (3)应用原子守恒时，要抓住电解质溶液中得失原子的基准态物质。 名师点拨 巩固练习巩固练习 1在CH3COONa溶液中各离子的浓度由大到小的顺序正确的是 ( ) Ac(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H) Bc(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H) Cc(Na)c(CH3COO)c(H)c(
9、OH) Dc(Na)c(OH)c(CH3COO)c(H) A 【解析】 在 CH3COONa 溶液中由于 CH3COO 的水解， 使得 c(Na)c(CH3COO)； 并且由于水解，使溶液显碱性，故 c(OH )c(H)；由于盐的水解程度比较小，所 以 c(CH3COO )c(OH)，即 A 项正确。 2室温下，下列溶液中粒子浓度大小关系正确的是 ( ) A0.1 mol L1 Na2S溶液中：c(Na)c(HS)c(OH)c(H2S) B0.1 mol L1 Na2CO3溶液中：c(OH)c(H)c(HCO3 )2c(H 2CO3) C0.1 mol L1 NaHCO3溶液中：c(Na)c(
10、H)c(HCO3 )c(CO32)c(OH) D浓度均为0.1 molL1的CH3COONa和CaCl2混合溶液中：c(Na)c(Ca2) c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Cl) B 【解析】Na2S 为强碱弱酸盐，弱酸阴离子硫离子会水解，使溶液呈碱性，虽然硫 离子会水解但水解程度较小，则 c(HS )c(OH)，所以 c(Na)c(S2)c(OH) c(HS )c(H2S)，故 A 错；0.1 mol L1 Na2CO3 溶液中：根据质子守恒有 c(OH ) c(H )c(HCO 3)2c(H2CO3)，故选 B；0.1 mol L 1 NaHCO 3溶液中：根据电荷守恒可得 c
11、(Na )c(H )c(HCO 3)2c(CO2 3 )c(OH )，故 C 错；浓度均为 0.1 mol L1 的 CH3COONa 和 CaCl2混合溶液中：根据电荷守恒有 c(Na )2c(Ca2)c(H) c(CH3COO )c(OH)c(Cl)，故 D 错。 3比较下列几组溶液中指定粒子浓度的大小(填序号)。 (1)浓度均为0.1 mol L1的H2S溶液、NaHS溶液、Na2S溶液、H2S和 NaHS的混合溶液，pH由大到小的顺序是_。 (2)相同浓度的CH3COONH4溶液、CH3COONa溶液、CH3COOH溶液中， c(CH3COO)由大到小的顺序是_。 (3)c(NH4 +
12、)相等的(NH 4)2SO4溶液、NH4HSO4溶液、(NH4)2CO3溶液、 NH4Cl溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为_。 【解析】(1)物质的量浓度相等的四种溶液中，H2S溶液、H2S和NaHS的混合溶液显酸性， 溶液的pH7，由于中HS抑制了H2S的电离，则中氢离子浓度小于，溶液的pH： ；NaHS溶液、Na2S的溶液显碱性，pH7，由于H2S的酸性大于HS，则的水解程度 大于，所以溶液的pH：，故四种溶液的pH由大到小的顺序为；(2) CH3COONH4溶液中铵根离子促进醋酸根离子的水解，CH3COONa溶液中醋酸根离子少部分 水解，醋酸根离子浓度最大，CH3COOH溶液中，CH
13、3COOH电离出少量的醋酸根离子，醋 酸根离子浓度最小，则c(CH3COO)由大到小的顺序是；(3)铵根离子水解， (NH4)2SO4分子中含有2个铵根离子，所以铵根离子浓度最大，NH4HSO4电离出的氢离子抑制 铵根离子水解，(NH4)2CO3分子中含有2个铵根离子，碳酸根离子和铵根离子相互促进水解， NH4Cl是强酸弱碱盐，铵根离子能水解但较弱；所以当四种溶液的物质的量浓度相同时， c(NH4)大小顺序为，则c(NH4 +)相同时，电离出铵根离子越多的物质，其物 质的量浓度越小，物质的量浓度由大到小的顺序为。 能力提升能力提升 酸碱中和滴定图像中粒子浓度的变化25 时，向20.00 mL的
14、NaOH溶液中逐滴加 入某浓度的CH3COOH溶液。滴定过程中，溶液的pH与滴入CH3COOH溶液的体 积关系如图所示，点时NaOH溶液恰好被中和。则下列说法中错误的是 ( ) ACH3COOH溶液的浓度为0.1 mol L1 B图中点到点所示溶液中，水的电离程度先增大 后减小 C点所示溶液中存在：c(CH3COOH)c(H) c(CH3COO)c(OH) D滴定过程中会存在：c(Na)c(CH3COO) c(OH)c(H) C 提示：根据图像分析，滴定前NaOH溶液的pH13，则氢氧化钠溶液的浓度为0.1 mol L1，点时氢氧化钠恰好被中和，消耗醋酸溶液20 mL，则醋酸溶液的浓度为 0.
15、1 mol L1，A正确；图中点到点所示溶液中，随着滴入醋酸溶液，水电离被抑 制的程度减小，即水的电离程度增大，恰好反应后继续滴加醋酸，对水的电离起到 抑制作用，即图中点到点所示的溶液中水的电离程度先增大后减小，B正确；点 所示溶液是等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液，根据物料守恒：c(CH3COOH) c(CH3COO)2c(Na)，根据电荷守恒：c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)， 则c(CH3COOH)2c(H)c(CH3COO)2c(OH)，C错误；滴定过程中， 醋酸钠 和氢氧化钠混合溶液中会有c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)，D正确。 归纳总结归纳总结 抓反应的“
16、起始”点 判断酸、碱的相对强弱 抓反应的“一半”点 判断是哪种溶质的等量混合 抓溶液的“中性”点 判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足 抓“恰好”反应点 判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性 抓反应的“过量”点 判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量 抓五点破滴定图像抓五点破滴定图像 例如，室温下，向20 mL 0.1 molL1 HA溶液中逐滴加入0.1 molL1 NaOH溶液， 溶液pH的变化如图所示： 1NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。室温时，向100 mL 0.1 molL1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol L1 NaOH溶液，得到的溶液的pH与NaOH 溶液
17、体积的关系曲线如图所示(滴加过程中无气体逸出)。下列说法正确的是 ( ) Aa点溶液中：c(NH4 +)c(NH 3 H2O)c(SO4 2)c(OH) Bb点溶液中：2c(SO4 2)c(NH4+)c(Na) Cc点溶液中：c(SO4 2)c(Na)c(OH)c(NH4+) Da、b、c、d四个点中，b点水的电离程度最大 举一反三举一反三 B 【解析】分析图中曲线，在a点，NaOH与NH4HSO4等摩尔发生反应，生成NaNH4SO4和水； 在b点，溶液为NaNH4SO4、Na2SO4、一水合氨的混合溶液；在c点，反应后的溶液为等摩尔 的NaNH4SO4、Na2SO4、一水合氨的混合溶液；在d
18、点，反应后的溶液为等摩尔的Na2SO4和 一水合氨的混合溶液；反应后的溶液中，某些物质再发生电离或水解。由以上分析知，在a 点，生成物为NaNH4SO4，依据物料守恒，溶液中：c(NH4 +)c(NH 3 H2O)c(SO4 2)，A不正 确；b点溶液中，依据电荷守恒：2c(SO4 2)c(OH)c(NH4+)c(Na)c(H)，溶液呈中 性，c(H)c(OH)，所以2c(SO4 2)c(NH4+)c(Na)，B正确；c点溶液中，一水合氨发生 电离，溶液呈碱性，但溶液中c(Na)最大，所以离子浓度关系为c(Na)c(SO4 2)c(NH4+) c(OH)，C不正确；a、b、c、d四个点中，a点
19、发生NH4 +水解，促进水电离，而其他点， 水的电离都受到抑制，所以a点水的电离程度最大，D不正确。 A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHD B滴定至P点时，溶液中：c(B)c(Na)c(HB) c(H)c(OH) CpH7时，三种溶液中：c(A)c(B)c(D) D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后： c(HA)c(HB)c(HD)c(OH)c(H) 2室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1 mol L1的三种酸 (HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示，下列判断错误的是 ( ) C 【解析】根据起点pH：HAHBHD知酸性：HAHBHD，根据酸性越强， 酸的
20、电离常数越大，则KHAKHBKHD，故A项正确；P点时根据横坐标中和百 分数为50%知c(HB)c(NaB)11，根据纵坐标pH7知酸的电离程度大于盐 的水解程度，故B项正确；根据电荷守恒c(Na)c(H)c(A)c(OH)和pH 7知c(Na)c(A)，同理c(Na)c(B)、c(Na)c(D)，根据中和原理知溶 液显中性时需要的NaOH的量不同，故c(Na)不相同，则c(A)、c(B)、c(D) 三者不相同，C项错误；当中和百分数都达到100%时，溶液为NaA、NaB、NaD 的混合物，则c(OH)c(HA)c(HB)c(HD)c(H)，即c(HA)c(HB)c(HD) c(OH)c(H)
21、，D项正确。 当堂检测当堂检测 1常温下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液发生中和反应。下列说法正确的是 ( ) A当溶液中c(CH3COO)c(Na)时，醋酸与氢氧化钠恰好完全反应 B当溶液中c(CH3COO)c(Na)时，一定是氢氧化钠过量 C当溶液中c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)时，一定是醋酸过量 D当溶液中c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)时，一定是氢氧化钠过量 C 【解析】当CH3COOH与NaOH恰好完全反应时，生成CH3COONa，溶液显碱 性；当溶液中c(CH3COO)c(Na )时，根据电荷守恒c(Na)c(H) c(CH3COO)c(OH)可得c(H)
22、c(OH)，溶液呈中性，故一定是醋酸过 量，A、B项错误，C项正确；D项，当氢氧化钠与醋酸恰好完全反应时，也 符合，错误。 2下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( ) A25 时，向0.1 molL1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性： c(Na)c(NH4 +)c(SO42)c(OH)c(H) B25 时，NaB溶液的pH8，c(Na)c(B)9.9107 mol L1 C0.1 mol L1 NaHCO3溶液：c(Na)c(OH)c(HCO3 )c(H) D相同物质的量浓度的CH3COONa和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小 关系是：c(Na)c(ClO)c(CH3
23、COO)c(OH)c(H) B 【解析】室温下向0.1 mol L1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至NH4HSO4和NaOH等物质 的量，此时溶液中溶质为Na2SO4和(NH4)2SO4，且两者等物质的量，此时溶液仍呈中性， 需要继续滴加适量NaOH溶液至中性，则中性溶液中离子浓度大小关系为c(Na)c(SO4 2 ) c(NH4 +)c(OH)c(H)，故A错误；根据电荷守恒得c(Na)c(H)c(OH)c(B)， 所以得c(Na)c(B)c(OH)c(H)9.9 107 mol L1，故B正确；在NaHCO3溶液 中存在HCO3 水解：HCO3H 2O H2CO3OH，溶液呈碱性，
24、且水解是微弱的反应， 则溶液中c(HCO3 )c(OH)，即溶液中离子浓度大小关系为c(Na)c(HCO3)c(OH) c(H)，故C错误；醋酸的酸性大于次氯酸，则CH3COO的水解程度小于ClO，醋酸钠 和次氯酸钠都是强碱弱酸盐，其混合溶液呈碱性，所以相同物质的量浓度的CH3COONa 和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小关系是c(Na)c(CH3COO)c(ClO)c(OH) c(H)，故D错误。 A该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂 B由c点数值可求得醋酸的电离平衡常数为1.66105 mol L1 Cb点溶液中各微粒浓度关系为2c(H)c(CH3COOH)c(CH3COO)c(OH
25、) D中和同体积同pH的醋酸和盐酸所用氢氧化钠的物质的量后者多 3298 K时，向20 mL 0.100 0 molL1 CH3COOH溶液中滴入0.100 0 molL1 NaOH溶液，滴定曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是 ( ) B 【解析】中和滴定实验中不用石蕊作指示剂，CH3COOH 为弱酸，滴定终点溶液显 碱性，应用酚酞作指示剂，故 A 错误；c 点溶液显中性，即 c(H )c(OH)107 mol L 1，根据电荷守恒 c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)，即有 c(Na) c(CH3COO )19.88 10 3 L 0.100 0 mol L1 （201
26、9.88） 10 3 L 19.88 0.100 0 2019.88 mol L 1， 根据物料 守恒 c(CH3COOH) c(CH3COO ) 20 10 3 L 0.100 0 mol L1 （2019.88） 10 3 L 20 0.100 0 2019.88 mol L 1，推出 c(CH3COOH)（2019.88） 0.100 0 2019.88 mol L 1，CH3COOH 的 电离平衡常数 Kac（H ） c（CH3COO） c（CH3COOH） 10 7 19.88 0.100 0 2019.88 （2019.88） 0.100 0 2019.88 1.66 10 5 mol L 1，故 B 正确；b 点时的溶质为等量的 CH3COOH 和 CH3COONa，质子守恒有 c(H )c(CH3COOH)c(CH3COO)2c(OH)，故 C 错误；醋酸为弱酸，在水溶液 中部分电离，盐酸为强酸，因此相同 pH 时：c(CH3COOH)c(HCl)，同体积时，相 同 pH 时醋酸消耗 NaOH 的物质的量比盐酸消耗 NaOH 的物质的量多，故 D 错误。