1、能力课时6溶液中的守恒关系及离子浓度大小比较探究任务1.掌握溶液中存在的电荷守恒、质子守恒、物料守恒关系，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2掌握溶液中离子浓度大小比较的方法，能分析常见溶液体系中各离子浓度的大小，培养分析问题解决问题的能力。电解质溶液中的三个守恒关系1电荷守恒关系电解质溶液中，不论存在多少种离子，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，如Na2SO3溶液中存在着Na、SO、H、OH、HSO，它们存在如下关系：c平(Na)c平(H)2c平(SO)c平(HSO)c平(OH)。2物料守恒关系电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原
2、子总数是守恒的，如Na2SO3溶液中SO能水解，故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为c平(Na)2c平(SO)2c平(HSO)2c平(H2SO3)。3质子守恒关系质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时，存在H的转移，在转移时，失去H的物质的量与得到H的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式：c平(OH)c平(H)c平(HSO)2c平(H2SO3)。【例1】在0.1 molL1 Na2S溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是()A.c平(Na)c平(H)c平(HS)c平(OH)2c(S2)B.c平(Na)c平(H)c平(HS)c平(OH)c(
3、S2)C.c平(Na)2c(S2)2c平(HS)2c平(H2S)D.c平(OH)c平(H)c平(HS)2c平(H2S)B在电解质溶液里由电荷守恒得：c平(Na)c平(H)c平(HS)c平(OH)2c(S2)，A项正确，B项错误；由物料守恒得：c平(Na)2c(S2)2c平(HS)2c平(H2S)，C项正确；由质子守恒得：c平(OH)c平(H)c平(HS)2c平(H2S)，D项正确。1草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 molL1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的是 ()A.c平(K)c平(H)c平(HC2O)c平(OH)c平(C2O)B.c平(HC2O)c平(C2O)0.1 mol
4、L1C.c平(C2O)c平(H2C2O4)D.c平(K)c平(H2C2O4)c平(HC2O)2c平(C2O)C根据电荷守恒有c平(K)c平(H)c平(HC2O)c平(OH)2c平(C2O)，A错误；草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O、HC2O，根据物料守恒可知：c平(H2C2O4)c平(C2O)c平(HC2O)0.1 molL1，B错误；草酸氢钾溶液呈酸性，说明HC2O的电离程度大于水解程度，则c平(C2O)c平(H2C2O4)，C正确；根据物料守恒有c平(K)c平(H2C2O4)c平(HC2O)c平(C2O)，D错误。2将0.2 molL1NaHCO3溶液与0.1 molL1KOH溶液等
5、体积混合，下列关系正确的是()A.2c平(K)c平(HCO)2c平(CO)c平(H2CO3)B.c平(Na)c平(K)c平(HCO)c平(CO)c平(OH)c平(H)C.c平(OH)c平(CO)c平(H)c平(H2CO3)0.1 molL1D.3c平(K)c平(H)c平(OH)c平(HCO)2c平(CO)D根据物料守恒可知A中表达式应为2c平(K)c平(HCO)c平(CO)c平(H2CO3)，A错误；题中两溶液反应后含有等浓度的HCO和CO，由于CO的水解程度大于HCO的水解程度，因此选项B中的表达式为c平(Na)c平(HCO)c平(K)c平(CO)c平(OH)c平(H)，B错误；根据电荷守恒
6、有c平(Na)c平(K)c平(H)c平(OH)c平(HCO)2c平(CO)，根据物料守恒有c平(Na)c平(HCO)c平(CO)c平(H2CO3)，两者相减可得表达式为c平(OH)c平(CO)c平(H)c平(H2CO3)0.05 molL1，C错误；由电荷守恒和c平(Na)2c平(K)可知选项D正确。离子浓度大小比较的常用方法1多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4溶液中：c平(H)c平(H2PO)c平(HPO)c平(PO)。2多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析，如Na2CO3溶液中：c平(Na)c平(CO)c平(OH)c平(HCO)c平(H)。3混合溶液中各离子浓度的比较，
7、根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。(1)电离程度大于水解程度的有NH3H2O和NH、CH3COOH和CH3COO、HSO。如0.1 molL1NH4Cl和0.1 molL1的氨水混合溶液中，由于NH3H2O的电离程度大于NH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平(NH)c平(Cl)c平(OH)c平(H)。(2)电离程度小于水解程度的有HCN和CN、HCO和CO、HCO。如0.1 molL1的HCN和0.1 molL1的NaCN混合溶液中：由于HCN的电离程度小于CN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平(Na)c平(CN)c平(OH)c平(H
8、)。【例2】已知HF和HCN都是一元弱酸，但Ka(HF)Ka(HCN)。现有100 mL 0.1 molL1 的NaF溶液和100 mL 0.1 molL1的NaCN溶液，下列有关这两种溶液的说法中不正确的是()A.溶液pH：NaFc平(HCN)C.NaF溶液中：c平(HF)c平(OH)c平(H)D.NaCN溶液中：c平(Na)c平(CN)c平(HCN)B因为Ka(HF)Ka(HCN)，所以水解程度：NaFNaCN，溶液pH：NaFNaCN，溶液中弱酸分子浓度：c平(HF)c平(H2CO3)D.c平(Na)c平(H)c平(CO)c平(HCO)c平(OH)C碳酸根离子水解而钠离子不水解，所以c平
9、(Na)2c平(CO)，故A错误；碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，碳酸根离子、碳酸氢根离子水解和水电离都生成氢氧根离子，只有水电离生成氢离子，所以溶液中存在质子守恒：c平(OH)c平(H)c平(HCO)2c平(H2CO3)，故B错误；碳酸根离子第一步水解程度远远大于第二步水解程度，所以c平(HCO)c平(H2CO3)，故C正确；溶液中存在电荷守恒：c平(Na)c平(H)c平(HCO)c平(OH)2c平(CO)，故D错误。2将0.2 molL1 HCN溶液和0.1 molL1的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，下列关系式中正确的是()A.c(HCN)c(CN)B.c(Na)c(CN)C.c(H
10、CN)c(CN)c(OH)D.c(HCN)c(CN)0.1 molL1D二者混合后，发生反应：HCNNaOH=NaCNH2O，并且生成的NaCN和剩余的HCN的浓度相同。根据电荷守恒：c(Na)c(H)c(OH)c(CN)，由于溶液显碱性，c(OH)c(H)，故c(Na)c(CN)，B项错误；由于溶液显碱性，说明CN的水解程度大于HCN的电离程度，则c(HCN)c(CN)，A项错误；又由于两溶液等体积混合，c(HCN)c(CN)c(HCN)前0.1 molL1，D项正确；根据物料守恒：2c(Na)c(HCN)c(CN)，再结合电荷守恒：c(Na)c(H)c(OH)c(CN)，将两式联立得：c(
11、HCN)c(CN)2c(OH)2c(H)，C项错误。3下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是()A.常温下，将0.1 molL1NH4Cl溶液与0.05 molL1NaOH溶液等体积混合，溶液显碱性，c(Cl)c(Na)c(NH)c(OH)c(H)B.在小苏打溶液中存在：c(HCO)c(Na)c(CO)c(H2CO3)C.常温下，向CH3COOH溶液中加入适量的NaOH，得到pH4的混合溶液：c(Na)c(CH3COO)c(H)c(OH)D.pH3的一元酸HX和pH11的一元碱MOH等体积混合：c(M)c(X)c(H)c(OH)BNH4Cl溶液与NaOH溶液混合时发生反应：NH4ClNaOH=Na
12、ClNH3H2O，NH4Cl有剩余且最后混合溶液中NH4Cl、NaCl和NH3H2O的物质的量相等，Cl的物质的量等于NH和NH3H2O的物质的量之和，所以c(Cl)c(NH)，溶液呈碱性，则NH3H2O的电离程度大于NH的水解程度，所以c(NH)c(Na)，且c(OH)c(H)，NH3H2O的电离是微弱的，OH浓度较小，所以c(Na)c(OH)，H浓度最小，故离子浓度大小顺序为c(Cl)c(NH)c(Na)c(OH)c(H)，A错误。在NaHCO3溶液中，根据物料守恒有c(HCO)c(CO)c(H2CO3)c(Na)，所以有c(HCO)c(Na)c(CO)c(H2CO3)，B正确。CH3CO
13、OH溶液中加入适量的NaOH，根据电荷守恒有c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)，溶液pH4，则有c(H)c(OH)，所以c(Na)c(CH3COO)，C错误。若HX为强酸，MOH为强碱，则两者电离出的H和OH的物质的量相等，溶液显中性，有c(M)c(X)c(H)c(OH)；若一种为强电解质，另一种为弱电解质，则溶液不会显中性，c(H)不等于c(OH)；若两者均为弱电解质，溶液也不一定会显中性，D错误。425 时，将稀氨水逐滴加入稀硫酸中，当溶液的pH7时，下列关系式正确的是()A.c(NH)c(SO)B.c(NH)c(SO)C.c(NH)c(SO)D.c(OH)c(SO)c(H)c(NH)B25 时，由于溶液的pH7，故溶液呈中性，即c(H)c(OH)。由电荷守恒得，c(NH)c(H)c(OH)2c(SO)，则D项错误；由上述两个等式得，c(NH)2c(SO)，则A、C项错误，B项正确。
