溶液中的三大守恒教案.docx

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1、教学过程溶液中的三大守恒关系适用学科高中化学适用年级高中三年级适用区域课标版试用地区课时时长分钟60知识点3.比拟离子浓度大小的方法及规律4.影响水解平衡的因素教学目标知识及技能：掌握溶液中的三个守恒关系过程及方法：培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力情感态度及价值观：体验科学探究的艰辛及愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。教学重点溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用教学难点溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用 一、复习预习复习盐类水解的相关知识，了解盐类水解的实质 二、知识讲解考点1：电荷守恒电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于阳离子的正电荷总数例

2、如，在NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na)+c(H)=c(HCO3)+c(OH)+2c(CO32)考点2：物料守恒 就电解质溶液而言，物料守恒是指电解质发生变化反响或电离前某元素的原子或离子的物质的量等于电解质变化后溶液中所有含该元素的原子或离子的物质的量之和。实质上，物料守恒属于原子个数守恒和质量守恒。例如：在Na2S溶液中存在着S2的水解、HS的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系c(S2)+c(HS)+c(H2S)=1/2c(Na) ( Na,S2守恒)C(HS)+2c(S2)+c(H)=c(OH) (H、O原子守恒)例如：在NaHS溶液中存在着HS的水解和电离及水的电离。HSH

3、2OH2SOH；HSHS2；H2OHOH从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+C(S2)+c(H2S)=c(Na)；从电荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+2(S2)+c(OH)=c(Na)+c(H)；将以上两式相加，有：c(S2)+c(OH)=c(H2S)+c(H)得出的式子被称为质子守恒考点3：质子守恒 无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。 电荷守恒式及物料守恒式相加减可得质子守恒式考点4：几种常见物质的三大守恒Na2CO3中电荷守恒式c(Na+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-)

4、 + c(OH-)物料守恒式c(Na+) =2 c(CO32-) +2c(HCO3-) +2c(H2CO3)质子守恒式c(OH-)= c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)NaHCO3中电荷守恒式c(Na+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)质子守恒式c(H2CO3) +c(H+)= c(CO32-)+ c(OH-)(NH4)2CO3中电荷守恒式c(NH4+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c

5、(NH3H2O)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2 c(CO32-)质子守恒式c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)= c(OH-)+ c(NH3H2O)NH4HCO3中电荷守恒式c(NH4+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)质子守恒式c(H+)+ c(H2CO3)= c(OH-)+ c(NH3H2O) + c(CO32-)CH3COONa电荷守恒式c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-)物料守恒式c(Na

6、+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)质子守恒式c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)NH4Cl中电荷守恒式c(H+) + c(NH4+) = c(Cl-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+) + c(NH3H2O) =c(Cl-) 质子守恒式c(H+)= c(OH-)+ c(NH3H2O)Na2S中电荷守恒式c(Na+)+ c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+ c(OH-)物料守恒式c(Na+)=2 c(S2-)+2c(HS-)+ 2c(H2S)质子守恒式c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-)Na3PO4中电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(

7、OH-)+3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO42-)物料守恒式c(Na+)=3c(PO43-)+3c(HPO42-)+3c(H2PO42-)+3c(H3PO4)质子守恒式c(H+)+c(HPO42-)+2c(H2PO42-)+3c(H3PO4)= c(OH-)等浓度等体积的混合液醋酸和醋酸钠电荷守恒式c(H+ )+c(Na+) = c(CH3COO-)+c(OH-)物料守恒式2c(Na+)= c(CH3COO-)+c(CH3COOH)质子守恒式c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)氯化铵和氨水电荷守恒式c(H+) + c(NH4+) = c

8、(Cl-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3H2O) =2c(Cl-)质子守恒式c(NH4+)+2c(H+) =2c(OH-)+ c(NH3H2O)NaCN和HCN电荷守恒式c(Na+)+c(H+) = c(CN-) + c(OH-)物料守恒式2c(Na+)= c(CN-) + c(HCN) 质子守恒式c(HCN) +2c(H+)=2c(OH-)+ c(CN-)小结：此类溶液中的质子守恒式只能用电荷守恒式及物料守恒式相加减来获得 三、例题精析【例题1】 以下浓度关系正确的选项是A. 氯水中：c(Cl2)2c(ClO)+c(Cl)+c(HClO)B. 氯水中：c(Cl)c(H

9、+ )c(OH)c(ClO)C. 等体积等浓度的氢氧化钠及醋酸混合：c(Na+) c(CH3COO)D. Na2CO3溶液中：c(Na+) c(CO32)c(OH)c(HCO3) c(H+ ) 【答案】D 【解析】根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子A设置了一个貌似物料守恒的式子而无视了氯气分子的存在，故A错；根据Cl2 +H2OHClO+H+ +Cl，HCl完全电离 而HClO局部电离，可知正确的顺序c(H+)c(Cl)c(ClO)c(OH)，B错；C项等物资的量的强碱及弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性c(OH)c(H+)，再根据溶液中电荷守恒可以判断c(Na+) c(CH3CO

10、O) ；【例题2】向体积为0.05molL1CH3COOH溶液中参加体积为Vb的0.05molL1KOH溶液，以下关系错误的选项是A. VaVb时：c (CH3COOH) +c (CH3COO)c (K+B. VaVb时：c (CH3COOH) +c (H+)c (OHC. VaVb时：c (CH3COO)c (K+c (OH c (HD. Va及Vb任意比时：c (K+ c (H+) c (OH+ c (CH3COO)【答案】C【解析】假设VaVb，醋酸过量，根据物料守恒可知，n(CH3COOH)+ n(CH3COO)，n(K+)，那么A选项正确；假设VaVb，反响后为CH3COOK溶液，由

11、于的CH3COO水解而显碱性，根据质子守恒可知，B选项正确；假设VaVb，说明碱过量，当碱液加的量足够多，那么可以存在c(K+)c(CH3COO)，C选项错误；D选项符合电荷守恒，正确。【例题3】以下液体均处于25 ，有关表达正确的选项是()A、某物质的溶液pHc(CH3COO)【答案】B【解析】L1，B项正确；一样浓度的CaCl2溶液中的c(Cl)是NaCl溶液中c(Cl)的2倍，因此AgCl在CaCl2溶液中的溶解度是NaCl中的1/2，C项错误；pH5.6的溶液显酸性，c(H)c(OH)，根据电荷守恒可知：c(H)c(Na)c(OH)c(CH3COO)，因此c(Na)c(A)c(H)c(

12、OH)B、c(Na)c(OH)c(A)c(H)C、c(Na)c(OH)c(A)c(H)D、c(Na)c(H)c(A)c(OH)【答案】D【解析】选D。因HA为弱酸，那么NaA溶液水解显碱性，即c(H)c(A)c(OH)c(H)，故B项错误；NaA溶液中存在电荷守恒：c(Na)c(H)c(A)c(OH)，故C项错误，D项正确。2. 以下溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的选项是A. 室温下，向0.01 mol/L NaHSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：c(Na+)c(SO42)c(NH4+)c(OH)c(H+)B. 0.1 mol/L NaHCO3溶液：c(Na+)c(OH)c(HCO3)c(

13、H+)C. Na2CO3溶液：c(OH)c(H+) c(HCO3) + 2c(H2CO3)D. 25时，pH，浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液：c(CH3COO) + c(OH) c(CH3COOH) + c(H+)【答案】AC【解析】B 选NaHCO3溶液中，OH是由HCO3水解和水的电离所出成的，但是这些都是微弱的。HCO3的浓度远大于OH浓度，故错；D项，由电荷守恒有：c(CH3COO)+ c(OH)c(H+) + c(Na+)，由物料守恒可得：2c(Na+) c(CH3COO)+ c(CH3COOH)，将两式中的c(Na+) 消去，可得c(CH3CO

14、O)+2c(OH)2c(H)+ c(CH3COOH)。所以c(CH3COO) + c(OH) c(H+) c(CH3COOH) c(H+)c(OH)，因为pH，故c(H+)c(OH)0，所以D项不等式应为“，故错。【稳固】 1.3COOH和CH3COONa混合溶液中，测得c(CH3COO-)c(Na+)，那么以下式正确的选项是( )Ac(H+)c(OH-) Bc(H+)c(OH-)Cc(CH3COOH)c(CH3COONa) Dc(CH3COOH)+ c(CH3【答案】A【解析】两溶液混合后不发生反响，混合液中存在以下两个平衡式：CH3COOHCH3COO-+H+，CH3COO-+H2OCH3

15、COOH+OH-。根据电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，结合题给信息c(CH3COO-)c(Na+)，即等物质的量浓度的CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度，故溶液呈酸性，即c(H+)c(OH-)。故应选A。 2.在10mL0.1mol/LNaOH溶液中参加同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反响后溶液中各微粒的浓度关系错误的选项是 Ac(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH)Bc(Na+)c(CH3COO-)c(OH)c(H+)Cc(Na+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)Dc(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(O

16、H)【答案】A【解析】由于混合的NaOH及CH3COOH的物质的量都为110-3 mol，两者恰好完全中和生成CH3COONa，但CH3COONa是强碱弱酸盐，要水解，这种情况实际上等于单一溶质。CH3COO-要发生水解：CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-，故有c(Na+)c(CH3COO-)c(OH)c(H+)，根据物料守恒知C正确，根据电荷守恒知D正确。故此题应选A。【拔高】 1. mol/L NH4 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液中以下微粒的物质的量浓度的关系正确的选项是 A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH)c(NH3H2O)B.c(NH4+)=c(Na+)c

17、(NH3H2O)c(OH)C.c(NH4+)c(Na+)c(OH)c(NH3H2O)D.c(NH4+)c(Na+)c(NH3H2O)c(OH)【答案】D【解析】此类型题目，假设发生化学反响，优先考虑化学反响，通过化学反响各种离子浓度能比拟出来，那么不必考虑水解和电离，因为弱电解质电离或盐的水解程度都很小，对离子浓度，影响不大。假设通过化学反响各种离子浓度大小比拟不出来那么再考虑水解和弱电解质电离。此题中NH4Cl和NaOH发生反响：NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3H2O生成NH3H2O，同时NH4+有剩余假设不考虑NH3H2O电离和NH4+水解，有c(NH3H2O)=c(NH4+)=c(

18、Na+ mol/L，此时考虑电离和水解：NH3H2O =NH4+OH，NH4+H2O =NH3H2O+H+。发生使溶液c(NH4+)增大，反响使溶液c(NH4+)减小，溶液c(NH4+)是增大还是减小，取决于两个反响哪一个为主要，根据经历规那么可知，盐的水解和弱电解质的电离，以电离为主，因此c(NH4+)增大，大于c(Na+ mol/L，同样分析c(NH3H2O)应减少，小于c(Na+)，溶液中c(OH)来自NH3H2O电离，电离很微弱，c(OH)浓度很小，故微粒浓度顺序为c(NH4+)c(Na+)c(NH3H2O)c(OH)，选择D。 2. mol/L Na2CO3溶液中，各种微粒之间存在以

19、下关系，其中不正确的选项是 A.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(OH)B.c(Na+)=c(CO32)+c(HCO3)+c(H2CO3)C.c(OH)=c(H+)+c(HCO3)+2c(H2CO3)D.c(Na+)c(HCO3)c(OH)c(H+)【答案】D【解析】Na2CO3溶液存在如下微粒：Na+、H+；CO32、HCO3、OH；H2CO3、H2O，从不同角度观察各种微粒之间定存在相互关系。Na2CO3溶液保持电中性，正电荷所带正电量等于负电荷所带负电量，存在关系c(Na+)+c(H+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(OH)；Na2CO3溶液Na+的

20、物质的量为碳原子物质的量的2倍，但碳原子有三种存在形式；CO32，HCO3、H2CO3，故存在关系c(Na+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(H2CO3)；在Na2CO3溶液中OH都来自水的电离，水电离出c(H+)=c(OH)，H+在溶液中有三种存在方式；H+，HCO3、H2CO3，故存在关系：c(OH)=c(H+)+c(HCO3)+2c(H2CO3)；CO32离子水解：CO32+H2O =H2CO3 +OH，HCO3+H2O =H2CO3+OH可知c(HCO3)c(Na+) c(NH4+)c(OH)c(H+)B.c(Na+) c(NH4+) c(SO42)c(H+)c(OH)C. c

21、(SO42)=c(Na+)C(H+) c(NH4+)c(OH)D. c(SO42)=c(Na+) c(NH4+)c(H+)c(OH)【答案】D【解析】此题思考过程中可以分成两个阶段。 mL2 moln(H2SO4 L1 mol，n(NH3)有。 mol Na2SO4 mol (NH4)2SO4。第二阶段为盐类的水解阶段：在该混合液中、对应的碱和酸均为强酸强碱不发生水解，NH及水反响NH4+ + H2O =NH3H2O + H+使浓度下降同时又消耗了水所电离出的OH，从而使溶液中的c(H+)c(OH)，但应注意的是水解是微弱的，所以溶液中的c(NH4+)c(H+)。2.室温时以下混合溶液的pH一

22、定小于7的是 ()ApH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合BpH3的盐酸和pH11的氢氧化钡等体积混合CpH3的醋酸和pH11的氢氧化钡等体积混合DpH3的硫酸和pH11的氨水等体积混合【答案】C【解析】A项氨水过量，pH7；B项pH7；C项CH3COOH过量，pH7；D项氨水过量，pH7.【稳固】 1.25时，将稀氨水逐滴参加到稀硫酸中，当溶液的pH7时，以下关系正确的选项是 Ac(NH4+)c(SO42) Bc(NH4+)c(SO42)Cc(NH4+)c(SO42) Dc(OH)c(SO42)c(H+)c (NH4+)【答案】B【解析】根据氨水和硫酸反响后溶液电荷守恒c(H+)c(NH4)

23、=c(OH)2c(SO42)及溶液的pH7即c(H+)= c(OH)知，c(NH4+)=2c(SO42)，故c(NH4+)c(SO42)。故应选B。 2. 常温下将稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合，不可能出现的结果是 ApH7，且c(OH-)c(Na+)c(H+)c(CH3COO-)BpH7，且c(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-)CPH7，且c(CH3COO-)c(H+)c(Na+)c(OH-)DpH7，且c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)【答案】A、D【解析】因二者混合时发生中和反响生成CH3COONa，那么二者可能恰好反响，可能碱过量，可能酸过

24、量，但无论何种情况，混合液中必存在c(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-)，显然B说法正确。假设pH7，那么二者可能恰好反响或碱过量，不管哪种情况A都不可能正确。假设pH7，说明酸过量，且CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，那么有c(CH3COO-)c(Na+)c(H+)c(OH-)酸过量不多或c(CH3COO-)c(H+)c(Na+)c(OH-) 酸过量较多，C结果可能出现。假设pH=7，c(H+)c(OH-)，根据电荷守恒知，c(CH3COO-)=c(Na+)，D说法不正确。故此题应选A、D。【拔高】 1. 用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH

25、3COONa配成1L混合溶液，其中C(CH3COO-)大于C(Na+)，对该混合溶液的以下判断正确的选项是( )A、C(H+)C(OH-)B、C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/LC、C(CH3COOH)C(CH3COO-)D、C(CH3COO-)C(OH-)0.1 mol/L【答案】A【解析】物质的量一样的两个物质，其水溶液的电离和水解程度谁大。醋酸的电离程度 大于 醋酸根离子的水解程度这是需要记忆的。故这个混合溶液显酸性因为醋酸电离出氢离子。A正确。B：根据物料元素守恒，故：C(CH3COOH)C(CH3COO-)2 C(Na+)=0.1 mol/L，B错。 C：因为电

26、离大于水解。C错。D：根据电荷守恒：醋酸根离子加上氢氧根离子=钠离子加上氢离子。钠离子本来就0.1mol/L了。加上氢离子，会大于0.1mol/L。故左边也就会大于0.1。D错。 2.MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的关系是A、c(M)c(OH)c(A)c(H)B、c(M)c(A)c(H)c(OH)C、c(M)c(A)c(OH)c(H)D、c(M)c(H)c(A)c(OH)【答案】C【解析】MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合，二者恰好发生反响，生成强碱弱酸盐MA：MOHHA=MAH2O，MA中弱酸根离子A发生水解：AH2OHAOH，导致溶液显碱性，那么有c(OH)c(H)；据溶液中电荷守恒关系有c(M)c(H)c(A)c(OH)，从而推知c(M)c(A)。3. 0.02 molL1的HCN溶液及0.02 molL1 NaCN溶液等体积混合，混合溶液中c(CN)c(CN)c(H)c(OH)B、c(HCN)c(CN)0.04 molL1C、c(Na)c(H)c(CN)c(OH)D、c(CN)c(HCN)课后评价第 10 页