3.3.3电解质溶液中微粒间的关系 学案（含答案）

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1、第第 3 3 课时课时 电解质溶液中微粒间的关系电解质溶液中微粒间的关系 核心素养发展目标 1.会分析判断常见电解质(酸、碱、盐)溶液中的粒子种类。2.分析判断 常见混合溶液中的粒子种类。3.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。 一一、溶液中的守恒关系溶液中的守恒关系 1电荷守恒 电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等，即电荷守恒，溶液呈电 中性。 (1)解题方法 分析溶液中所有的阴、阳离子。 阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。 (2)举例 如：Na2CO3溶液中 Na 、H、CO2 3、HCO 3、OH 。 1c(Na )1c(H)2c(CO2 3)1c(

2、HCO 3)1c(OH )。 化简得：c(Na )c(H)2c(CO2 3)c(HCO 3)c(OH )。 2元素质量守恒 在电解质溶液中，由于某些离子发生水解或电离，离子的存在形式发生了变化。就该离子所 含的某种元素来说，其质量在变化前后是守恒的，即元素质量守恒。 (1)解题方法 分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的定量关系(特定元素除 H、O 元素外)。 找出特定元素在水溶液中的所有存在形式。 (2)举例 如：Na2CO3溶液中 nNa nCO2 3 2 1，即 n(Na )2n(CO2 3)，CO 2 3在水中部分会水解成 HCO 3、H2CO3，共三种含 碳元素的存在形式。 c(Na

3、 )2c(CO2 3)c(HCO 3)c(H2CO3)。 3质子守恒 方法一：可以由电荷守恒与元素质量守恒推导出来。 如 Na2CO3中将电荷守恒和元素质量守恒中的金属阳离子消去得 c(OH )c(H)c(HCO 3) 2c(H2CO3)。 方法二：质子守恒是依据水的电离平衡：H2OH OH，水电离产生的 H和 OH的物 质的量总是相等的，无论在溶液中由水电离出的 H 和 OH以什么形式存在。 如：Na2CO3溶液中 即 c(OH )2c(H 2CO3)c(HCO 3)c(H3O )或 c(OH)2c(H 2CO3)c(HCO 3)c(H )。 1碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中含有的粒子种类是否相

4、同？ 提示 相同。都含有 Na 、H 2O、H 、OH、CO2 3、HCO 3、H2CO3 7 种粒子。 2碳酸氢钠溶液中： (1)电荷守恒：_； (2)元素质量守恒：_； (3)质子守恒：_。 提示 (1)c(Na )c(H)2c(CO2 3)c(HCO 3)c(OH ) (2)c(Na )c(HCO 3)c(CO 2 3)c(H2CO3) (3)c(OH )c(H 2CO3)c(H )c(CO2 3) 3氯化铵溶液中： (1)电荷守恒：_； (2)元素质量守恒：_； (3)质子守恒：_。 提示 (1)c(NH 4)c(H )c(Cl)c(OH) (2)c(Cl )c(NH 4)c(NH3

5、H2O) (3)c(H )c(OH)c(NH 3 H2O) 1分析电解质的电离和水解情况，找全溶液中的离子和分子。 2分清题目考查的哪种守恒关系，可以是单一守恒关系式，也可以是它们的变形关系式，也 可以是两种守恒关系式导出的新的守恒式。 3注意选择题常涉及的易错点： 守恒关系式中多写或漏写离子或分子； 守恒关系式浓度前的化学计量数设错； 在混合后忽视溶液体积变化上设错。 1判断下列电解质溶液中的守恒关系是否正确。 (1)0.1 mol L 1 Na 2SO3溶液中： c(Na )2c(SO2 3)c(HSO 3)c(H2SO3)。 (2)0.1 mol L 1 Na 2S 溶液中： c(H )

6、c(OH)2c(H 2S)c(HS )。 (3)0.1 mol L 1 Na 2C2O4溶液与 0.1 mol L 1 HCl 溶液等体积混合(H 2C2O4为二元弱酸)： 2c(C2O2 4)c(HC2O 4)c(OH )c(Na)c(H)。 (4)pH1 的 NaHSO4溶液中： c(H )c(SO2 4)c(OH )。 (5)0.1 mol L 1 NaHC 2O4溶液中： c(Na )c(HC 2O 4)c(C2O 2 4)。 (6)0.1 mol L 1 Na 2CO3溶液与 0.1 mol L 1 NaHCO 3溶液等体积混合： 2 3c(Na )c(CO2 3)c(HCO 3)c

7、(H2CO3)。 答案 正确的有(2)(4)(6)，其余不正确。 解析 (1)不符合元素质量守恒，正确的关系式为 c(Na )2c(SO2 3)2c(HSO 3)2c(H2SO3)。 (2)符合质子守恒，c(OH )c(H)2c(H 2S)c(HS )移项即可。 (3)不符合电荷守恒，漏写 c(Cl )，正确的关系式是 c(Cl)2c(C 2O 2 4)c(HC2O 4)c(OH ) c(Na )c(H)。 (4)符合电荷守恒，c(Na )c(H)2c(SO2 4)c(OH )，因 c(Na)c(SO2 4)，故关系式成立。 (5)不符合元素质量守恒。正确的关系式为 c(Na )c(HC 2O

8、 4)c(H2C2O4)c(C2O 2 4)。 (6)符合元素质量守恒。c(Na )0.15 mol L1，c(CO2 3)c(HCO 3)c(H2CO3)0.1 mol L 1， 故2 3c(Na )c(CO2 3)c(HCO 3)c(H2CO3)。 2(2020 四川棠湖中学高二期末)在 10 mL 0.1 mol L 1 NaOH 溶液中加入同体积、同浓度的 CH3COOH 溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( ) Ac(Na )c(CH 3COO )c(H)c(OH) Bc(Na )c(CH 3COO )c(OH)c(H) Cc(Na )c(CH 3COO )c(CH 3COO

9、H) Dc(Na )c(H)c(CH 3COO )c(OH) 答案 A 解析 在 10 mL 0.1 mol L 1 NaOH 溶液中加入同体积同浓度的 CH 3COOH 溶液，发生反应生 成醋酸钠和水，醋酸根离子水解显碱性，溶液中离子浓度大小为 c(Na )c(CH 3COO ) c(OH )c(H)；溶液中元素质量守恒：c(Na)c(CH 3COO )c(CH 3COOH)；溶液中电荷守 恒为 c(Na )c(H)c(CH 3COO )c(OH)；故选 A。 二二、溶液中粒子浓度比较的四种类型溶液中粒子浓度比较的四种类型 1弱酸溶液中粒子浓度大小比较 (1)HClO 溶液中存在的电离平衡有

10、：HClOH ClO、H 2O H OH，溶液中的微 粒有 H2O、HClO、H 、OH、ClO，由于 HClO 电离程度小，且 H 2O 的电离程度更小，所 以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O 除外)是 c(HClO)c(H )c(ClO)c(OH)。 (2)碳酸的电离方程式是 H2CO3HCO 3H 、HCO 3 H CO2 3。碳酸溶液中存在的微 粒有 H2O、H2CO3、H 、HCO 3、CO 2 3、OH 。 碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺 序(水分子除外)是 c(H2CO3)c(H )c(HCO 3)c(CO 2 3)c(OH

11、)。 2不同溶液中同一离子浓度比较 要考虑溶液中其他离子对该离子的影响，如：在相同浓度的下列溶液中NH4Cl， CH3COONH4，NH4HSO4，(NH4)2SO4，(NH4)2CO3，c(NH 4)由大到小的顺序： 。 3单一溶液中离子浓度大小的比较 (1)氯化铵溶液 先分析 NH4Cl 溶液中的电离、水解过程： 电离：NH4Cl=NH 4Cl 、H 2O H OH。 水解：NH 4H2O NH3 H2OH 。 判断溶液中存在的离子有 NH 4、Cl 、H、OH。 再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是 c(Cl )c(NH 4)c(H )c(OH)

12、。 (2)碳酸钠溶液 先分析 Na2CO3溶液中的电离、水解过程： 电离：Na2CO3=2Na CO2 3、H2O H OH。 水解：CO2 3H2O HCO 3OH 、HCO 3H2O H2CO3OH 。 溶液中存在的离子有 Na 、CO2 3、HCO 3、OH 、H。 溶液中离子浓度由大到小的顺序是 c(Na )c(CO2 3)c(OH )c(HCO 3)c(H )。 (3)碳酸氢钠溶液 分析 NaHCO3溶液中的电离、水解过程： 电离：NaHCO3=Na HCO 3、HCO 3 H CO2 3、H2O H OH。 水解：HCO 3H2O H2CO3OH 。 溶液中存在的离子有 Na 、H

13、CO 3、CO 2 3、H 、OH。 由于 HCO 3的电离常数(K)c(HCO 3)c(OH )c(H)c(CO2 3)。 (4)亚硫酸氢钠溶液 先分析 NaHSO3溶液中的电离、水解过程： 电离：NaHSO3=Na HSO 3、HSO 3 H SO2 3、H2O H OH。 水解：HSO 3H2O H2SO3OH 。 溶液中存在的离子有：Na 、HSO 3、H 、SO2 3、OH 。 由于 HSO 3的电离常数(K)水解常数(Kh) HSO 3的电离程度大于 HSO 3的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小顺序是 c(Na ) c(HSO 3)c(H )c(SO2 3)c(OH )。 4混

14、合溶液中不同离子浓度大小比较，根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综 合分析 (1)分子的电离常数(K)大于对应离子的水解常数(Kh) 在 0.1 mol L 1 NH 4Cl 和 0.1 mol L 1 的氨水混合溶液中： 由于 NH3 H2O 的电离程度大于 NH 4 的水解程度，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为 c(NH 4)c(Cl )c(OH) c(H )。 (2)分子的电离常数(K)小于对应离子的水解常数(Kh) 在 0.1 mol L 1 的 HCN 和 0.1 mol L 1 的 NaCN 混合溶液中：由于 HCN 的电离程度小于 CN 的水解程度

15、，导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为 c(Na )c(CN)c(OH) c(H )，且 c(HCN)c(Na)0.1 mol L1。 10.1 mol L 1 的氨水与 0.1 mol L1 的硫酸等体积混合。 (1)混合液中，溶质为_，其浓度为_ mol L 1 提示 NH4HSO4 0.05 (2)溶液中含有的粒子有_。 提示 NH3 H2O、H2O、H 、OH、NH 4、SO 2 4 (3)写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序_。 提示 c(H )c(SO2 4)c(NH 4)c(OH ) 20.1 mol L 1 CH 3COONa 与 0.1 mol L 1 盐酸等体积混合

16、。 (1)混合液中溶质为_。 提示 CH3COOH、NaCl (2)溶液中含有的粒子有_。 提示 CH3COOH、H2O、Na 、Cl、CH 3COO 、H、OH (3)溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序_ 提示 c(Na )c(Cl)c(CH 3COOH)c(H )c(CH 3COO )c(OH) 判断混合溶液中离子浓度大小的一般思路 (1)判断生成物，确定溶液组成。 (2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡，水解平衡)。 (3)根据题给信息，确定程度大小(是电离为主还是水解为主)。 (4)比较离子大小，在比较中，要充分运用电荷守恒、元素质量守恒关系。 1关于 a：0.1 mol L

17、 1 CH 3COONa 溶液和 b：0.1 mol L 1 CH 3COOH 溶液，下列说法不正确 的是( ) A两溶液中存在的微粒种类：ab B若两者等体积混合，则混合液中微粒有 6 种 C若两者按体积比 21 混合，则混合液中微粒有 7 种 D水电离出的 c(H )：ab 答案 C 2 室温下， 向 20.00 mL 1 mol L 1 氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸， 直至盐酸过量。 请分析上述实验过程，回答下列问题： (1)实验过程中水的电离程度变化趋势是先_后_(填“变大”“变小”或“不 变”)。 (2)当 V(HCl)20.00 mL 时，溶液中溶质为_，溶液中离子浓度的大

18、小顺序是 _。 (3)实验过程中，当溶液 pH 恰好等于 7 时，此时溶液中主 要溶质的化学式是_，V(HCl)_20.00 mL(填“”“”或“c(NH 4)c(H )c(OH) (3)NH4Cl、NH3 H2O c(Na)c(H)c(OH) B和的 pH 相差 1.0，说明KaHA KaHB10 C混合和：c(Na )c(H)c(A)c(B)c(OH) D混合和：c(HA)c(HB) 答案 B 解析 A 项，根据电荷守恒，中 c(Na )c(H)c(OH)c(A)，由于 pH5.0，溶液显 酸性，c(H )c(OH)，因此，c(A)c(Na)c(H)c(OH)，正确；B 项，由于溶液、 的 pH 分别为 5.0 和 4.0，所以 Ka(HA)Ka(HB)，KaHA KaHB1，错误；C 项，由电荷守恒可 知，和的混合溶液中，c(Na )c(H)c(A)c(B)c(OH)，正确；D 项，由 B 的分 析可知，Ka(HA)Ka(HB)，则、混合后必有 c(HA)c(HB)，正确。