
1.能綜合運(yùn)用電離平衡和水解平衡原理,判斷溶液中粒子濃度大小關(guān)系。2.掌握電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒的書寫方法和規(guī)律。
1.能夠從電離平衡和水解平衡角度判斷溶液中離子濃度的關(guān)系 ,培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析‘的學(xué)科素養(yǎng)。2.運(yùn)用電離及平衡移動原理角度,分析溶液中的粒子關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的學(xué)科素養(yǎng)。
一、理解“兩大理論”,貫通思維障礙
樹立微弱意識,立足平衡觀念
1.電離理論——弱電解質(zhì)的電離是微弱的
(1)弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離產(chǎn)生的粒子都非常少,同時還要考慮水的電離。 如氨水中:NH3·H2O、NH4+、OH-、H+濃度的大小關(guān)系是 c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)。(2)多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。 如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的濃度大小關(guān)系是 c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理論——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的
(1)弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的(水解相互促進(jìn)的除外),但由于水的電離,故水解后酸性溶液中c(H+)或堿性溶液中c(OH-)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)溶液的濃度。 如NH4Cl溶液中:NH4+、Cl-、NH3·H2O、H+的濃度大小關(guān)系是 c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3·H2O)。(2)多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的,其主要是第一步水解。 如在Na2CO3溶液中:CO32-、HCO3-、H2CO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是 c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H2CO3)。
電荷守恒是指溶液必須保持電中性,即溶液中所有陽離子的電荷總濃度等于所有陰離子的電荷總濃度。如NaHCO3溶液中: c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。
二、巧用“三個守恒”,明確濃度關(guān)系
2.物料守恒 物料守恒也就是元素守恒,變化前后某種元素的原子個數(shù)守恒。 (1)單一元素守恒,如1 ml NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH4+)=1 ml,即氮元素守恒。 (2)兩元素守恒,如NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),即鈉元素與碳元素守恒。
電解質(zhì)溶液中,由于電離、水解等過程的發(fā)生,往往存在質(zhì)子(H+)的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移過程中質(zhì)子數(shù)量保持不變,稱為質(zhì)子守恒。如NaHCO3溶液中:
質(zhì)子守恒式:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)
如Na2S水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況如圖所示: 質(zhì)子守恒式:c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)
質(zhì)子守恒式也可以由電荷守恒式與物料守恒式推導(dǎo)得到。
Na2S水溶液中電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),物料守恒:c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)],以上兩式通過變換,消去沒有參與變化的Na+,即可得到質(zhì)子守恒式:c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)
三、粒子濃度的分類比較
1.單一溶液中各離子濃度的比較
(1)一元弱酸溶液 如CH3COOH溶液: (2)一元弱堿溶液 如NH3H2O溶液:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
溶質(zhì)分子>顯性離子>電離產(chǎn)物>隱性離子
c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)
(3)多元弱酸溶液: 如H2CO3溶液: 如H2S溶液:
c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)
弱酸分子>c(H+)>一級電離產(chǎn)物>二級電離產(chǎn)物>c(OH-)
(4)簡單鹽溶液: 如CH3COONa溶液:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)物料守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)質(zhì)子守恒:c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
不水解的離子>水解的離子>顯性離子>水解產(chǎn)物>隱性離子
(4)簡單鹽溶液: 如NH4Cl溶液:
電荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)物料守恒:c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)質(zhì)子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(4)簡單鹽溶液: 如Na2CO3溶液:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)物料守恒:c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]質(zhì)子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
(5)多元弱酸的酸式鹽溶液: 如NaHCO3溶液:
c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)濃度改變,某些離子的排序會有變化
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)物料守恒:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)質(zhì)子守恒:c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)
HCO3-的水解程度>HCO3-電離程度
(5)多元弱酸的酸式鹽溶液: 如NaHSO3溶液:
c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)濃度改變,某些離子的排序會有變化
電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)物料守恒:c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)質(zhì)子守恒:c(OH-)+c(SO32-)=c(H+)+c(H2SO3)
HSO3-的電離程度>HCO3-水解程度
2.混合溶液中各離子濃度的比較——綜合分析電離、水解等因素。
【互不反應(yīng)的兩溶液混合】 (1)等物質(zhì)的量濃度的CH3COONa和CH3COOH等體積混合 (電離大于水解)
(2)等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl和NH3·H2O等體積混合 (電離大于水解)
(3)等物質(zhì)的量濃度的NaCN和HCN等體積混合(水解大于電離)
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
【相互反應(yīng)的兩溶液混合】 (1)0.1 ml/l 的HCl 與0.1 ml/l NH3·H2O等體積混合 (NH4Cl ) (2)0.1 ml/l 的HCl 與0.2 ml/l NH3·H2O等體積混合 (NH4Cl 和NH3·H2O 1:1) (3)0.1 ml/l 的NaOH與0.2 ml/l CH3COOH等體積混合 ( CH3COOH和 CH3COONa 1:1)
常溫下,濃度均為0.1 ml·L-1的下列溶液中,粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )A.氨水中,c(NH4+)=c(OH-)=0.1 ml·L-1B.NH4Cl溶液中,c(NH4+)>c(Cl-)C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO42-)>c(OH-)=c(H+)D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
某二元弱酸的酸式鹽NaHA溶液,若pHc(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)B.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)C.c(OH-)+c(A2-)=c(H2A)+c(H+)D.c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+2c(A2-)
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