(共25张PPT)
第三章水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
第三课时 盐类水解的应用
( 三大守恒和离子浓度大小的比较)
1.掌握电离平衡和水解平衡的影响因素及其关系。
2.能运用电离平衡和水解平衡的关系解决三大守恒。
3.会判断混合溶液中粒子浓度的大小关系。
学习目标
2.应用:如Na2CO3溶液中存在Na+、、H+、OH-、,根据电荷守恒有n(Na+)+n(H+)=)或c(Na+)+c(H+)=)。
一、三大守恒
(1)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。
3.意义:由电荷守恒可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类,切勿忽视H2O电离所产生的H+和OH-。
①Na2SO4溶液
c( Na+ ) + c ( H+ ) = 2c ( SO42– ) + c ( OH– )
②NaHCO3溶液
c (Na+) + c (H+) = c (OH-) + c (HCO3-)+2 c (CO32-)
练习1: 写出下列物质溶液的电荷守恒
做题关键:
①准确判断溶液中离子的种类;
②弄清离子浓度和电荷浓度的关系,即离子所带电荷量做系数。
(2)物料守恒
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。
2.应用:如Na2S溶液中
物料守恒为c(Na+)=2[c(H2S)+c(S2-)+c(HS-)]。
3.意义:物料守恒能用于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),抓住物料守恒的实质。
如在Na2CO3 溶液中
根据 c (Na) : c (C) =2 : 1
c (Na+ ) = 2
c (C )
C在溶液中的存在形式有CO32–、 HCO3–、 H2CO3
∴ c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ]
关键:弄清某元素或原子团的去向。
①NH4Cl溶液
c (Cl –) = c (NH4+) + c (NH3·H2O)
②CH3COONa溶液
c(Na+)= c (CH3COO-) + c (CH3COOH)
练习2: 列出下列物质溶液的物料守恒
(3)质子守恒
1含义:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等。
例:Na2CO3 溶液
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
2.理解:质子守恒一般指由水电离出的H+和OH-是相等的,而H2O电离出的H+或OH-由于被其它离子结合而有多种存在形式。
3.关键:弄清H+或OH-的去向。
练习3: 列出下列物质溶液的质子守恒
①Na2S 溶液
c(HS- )+c(H+) +2c(H2S)=c(OH-)
②CH3COONa溶液
c( CH3COOH )+c(H+)=c(OH-)
练习4:分别写出NaHCO3溶液中三个守恒关系式
①电荷守恒:
②物料守恒:
③质子守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
c(CO32-)+ c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)
③也可以由①-②得
结论4.质子守恒可将电荷守恒和物料守恒关系式叠加得到
练习5:①写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式
②写出NH4Cl溶液中三个守恒关系式
1.明确两个“微弱”(弱酸或弱碱溶液)(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的离子的浓度小于弱电解质分子的浓度。
(2)单一的弱酸根阴离子和弱碱阳离子的水解是微弱的,水解生成的粒子的浓度小于盐电离产生的离子的浓度。
二、粒子浓度大小比较
做题关键:写出所有电离方程式根据各物质电离程度的大小比较
①H2S溶液
H2O H++ OH–
H2S HS– + H+
HS– = H++S2–
c (H2S)> c (H+) > c (HS–) > c (S2–) > c (OH–)
粒子浓度大小关系
特别提示:一元酸HA、一元碱BOH的混合溶液中只含有H+、A-、B+、OH- 4种离子,不可能出现两种阳(阴)离子浓度同时大于两种阴(阳)离子浓度的情况。如c(B+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)等肯定错误。
练习:比较NH3 · H2O 溶液粒子浓度大小关系
c (NH3 · H2O) > c (OH–) > c (NH4+) > c (H+)
①NH4HSO4
2.盐溶液
NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
H2O H++ OH–
NH4HSO4=NH4+ + SO42- + H+
H+ > SO42- >NH4+ >NH3·H2O
二、粒子浓度大小比较
写出所有电离方程式和水解方程式根据电离和水解程度的大小比较
粒子浓度大小关系
规律:份数优先原则,出现在前,不出现在后
基本遵循c(不水解离子)>c(水解离子)>c(显性离子),当离子外有角标时,顺序提前
③酸式盐溶液:NaHCO3溶液
H2O H+ + OH–
HCO3– CO32– + H+
HCO3– + H2O H2CO3 + OH–
Na2HCO3– == Na+ + HCO3–
溶液显碱性 故:
HCO3– 的电离程度<水解程度
c (Na+ ) > c (HCO3–) > c (OH– ) > c (H2CO3) > c (H+) > c (CO32–)
二、粒子浓度大小比较
练习1: 列出下列溶液中微粒浓度排序
①NaHSO3溶液 (显酸性)
Na+ > HSO3- > H+ > SO32- > OH- >H2SO3
二、粒子浓度大小比较
②KAl(SO4)2溶液
SO42- > K+ > Al3+ > H+ > OH-
a.以电离为主的酸式盐,遵循c(自身)>c(电离产物)>c(水解产物)。如NaHSO3溶液中,c(Na+)>c(HSO3(-))>c(H+)>c(SO3(2-))>c(OH-)。b.以水解为主的酸式盐,遵循c(自身)>c(水解产物)>c(电离产物)。如NaHCO3溶液中,c(Na+)>c(HCO3(-))>c(OH-)>c(H+)>c(CO3(2-))。
二、粒子浓度大小比较
归纳:
1.电离大于水解类型:
①NaHSO3
②等物质的量浓度 NH4Cl 与NH3.H2O 的混合溶液
③等物质的量浓度 CH3COOH 与 CH3COONa的混合溶液
2.水解大于电离类型:
①NaHCO3
②等浓度的HCN与NaCN的混合溶液
二、粒子浓度大小比较
3.混合溶液中各离子浓度的比较要判断真实的溶质综合分析水解因素、电离因素。(1)如相同浓度的NH4Cl和氨水混合液中,NH3·H2O的电离程度大于NH4(+)的水解程度。则c(NH4(+))>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。(2)又如相同浓度的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中,因CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
例1.用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)>C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是( )
A.C(H+)>C(OH-)
B.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.2 mol/L
C.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
D.C(CH3COO-)+C(OH-)=0.2 mol/L
AB
①两种物质混合不反应
二、粒子浓度大小比较
A
②两种物质恰好完全反应
例2.在10ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液,反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)=c(CH3COO -)+c(CH3COO H)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO -)+c(OH-)
③两种物质反应,其中一种有剩余
例3:把0.02 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.01 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,则混合液中微粒浓度关系正确的是( )
A、c(CH3COO -)>c(Na+)
B、c(CH3COOH)>c(CH3COO -)
C、2c(H+)=c(CH3COO -)-c(CH3COOH)
D、c(CH3COOH)+c(CH3COO -)=0.01 mol·L-1
AD
提升题 溶液中离子浓度大小比较
1.常温下,下列有关叙述正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)=H2C2O4H2C22)
C.10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA溶液至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20 mL
D.0.02 mol·L-1 HCN溶液与0.02 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中c(CN-)c(HCN)
A
2. (双选)25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:
c(Na+)=Cl- c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):)>c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):C2C2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
AC
粒子浓度关系的策略
(1)若使用的是“>”或“<”,应主要考虑“电离”和“水解”。
(2)若用“=”连接,应根据“守恒”原理,视不同情况而定。
①若等号一端全部是阴离子或阳离子,应首先考虑电荷守恒;
②若等号一端各项中都含有同一种元素,应首先考虑这种元素的元素质量守恒;
③若出现等号,但既不是电荷守恒,也不是元素质量守恒,则可考虑将电荷守恒和元素质量守恒进行合并处理,即推得质子守恒。
(3)溶液是混合溶液时,先考虑溶质的相互反应,然后再根据反应后的生成物进行比较。