第三章 第三节 第4课时 电解质溶液中微粒间的关系 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1
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| 名称 | 第三章 第三节 第4课时 电解质溶液中微粒间的关系 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 95.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-05 22:38:06 | ||
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文档简介
第4课时 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.会分析单一溶液中的粒子浓度的比较。
3.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。
一、溶液中的守恒关系
1．电荷守恒
(1)含义：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________，即电荷守恒，溶液呈电中性。
(2)应用：如Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，根据电荷守恒有n(Na＋)＋n(H＋)＝n(OH－)＋n(HCO)＋2n(CO)或c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)。
注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式。
2．元素守恒
(1)含义：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。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的，即元素守恒。
(2)应用：如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中＝，Na2CO3溶于水后，电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3，共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]。
3．质子守恒
(1)含义：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H＋总数等于粒子接受的H＋总数。
(2)应用
方法一：可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如：Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋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，不论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(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H3O＋)或c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)。
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 Na2SO3溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中：
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)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)：
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中：c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中：c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)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(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2．碳酸氢钠溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
3．氯化铵溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
4．0.1 mol·L－1氯化铵和0.1 mol·L－1氨水混合溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
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
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、单一溶液中粒子浓度大小比较
1．理解两大平衡，树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如，醋酸中存在两个平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋，
H2OOH－＋H＋
溶液中微粒浓度大小关系： ________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如，CH3COONa中存在两个平衡：
CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，
H2OH＋＋OH－
溶液中微粒浓度大小关系：________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知：一级电离＞二级电离＞三级电离。例如，0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知：一级水解＞二级水解。
例如，0.1 mol·L－1Na2S溶液中：
一级水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)
二级水解：HS－＋H2OH2S＋OH－(次要)
故离子浓度的关系为______________________________________________________。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。
例如，0.1 mol·L－1 NaHS溶液中存在：
水解：HS－＋H2OH2S＋OH－(主要)
电离：HS－H＋＋S2－(次要)
水的电离：H2OH＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为________________________________________________。
②若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性。
例如，0.1 mol·L－1NaHSO3溶液中存在：
电离：HSOH＋＋SO(主要)
水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－(次要)
水的电离：H2OH＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为________________________________________________。
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
2．氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是( )
A．氯水中：c(Cl－)＝c(HClO)
B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)
C．氯水中：c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)
D．等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性：c(ClO－)>c(HClO)>
c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
3．(2022·哈尔滨三中高二期末)室温下，下列溶液中粒子浓度关系不正确的是( )
A．0.2 mol·L－1氨水：c(NH3·H2O)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．pH＝2的H3PO4溶液：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)
C．0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)
D．0.1 mol·L－1NaHCO3溶液：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
4．已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)
②c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
③c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
④c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的，则溶质为_____________________________________________；若上述关系中④是正确的，则溶质为____________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)_____(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)
________c(OH－)。
第4课时 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.会分析单一溶液中的粒子浓度的比较。3.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。
一、溶液中的守恒关系
1．电荷守恒
(1)含义：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。
(2)应用：如Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，根据电荷守恒有n(Na＋)＋n(H＋)＝n(OH－)＋n(HCO)＋2n(CO)或c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)。
注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式。
2．元素守恒
(1)含义：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。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的，即元素守恒。
(2)应用：如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中＝，Na2CO3溶于水后，电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3，共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]。
3．质子守恒
(1)含义：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H＋总数等于粒子接受的H＋总数。
(2)应用
方法一：可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如：Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。
方法二：质子守恒是依据水的电离平衡：H2O??H＋＋OH－，水电离产生的H＋和OH－的物质的量总是相等的，不论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(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H3O＋)或c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)。
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 Na2SO3溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中：
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)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)：
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中：c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中：c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)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(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
答案 正确的有(2)(4)(6)，其余不正确。
解析 (1)不符合元素守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)。(2)符合质子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋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(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。(4)符合电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，故关系式成立。(5)不符合元素守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(H2C2O4)＋c(C2O)。(6)符合元素守恒，c(Na＋)＝0.15 mol·
L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
2．碳酸氢钠溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
(2)c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
(3)c(OH－)＝c(H2CO3)＋c(H＋)－c(CO)
3．氯化铵溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
(2)c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)
(3)c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)
4．0.1 mol·L－1氯化铵和0.1 mol·L－1氨水混合溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
(2) 2c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)
(3) c(NH)＋2c(H＋)＝2c(OH－)＋c(NH3·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
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、单一溶液中粒子浓度大小比较
1．理解两大平衡，树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如，醋酸中存在两个平衡：
CH3COOH??CH3COO－＋H＋，
H2O??OH－＋H＋
溶液中微粒浓度大小关系：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如，CH3COONa中存在两个平衡：
CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，
H2O??H＋＋OH－
溶液中微粒浓度大小关系：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。
2．单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知：一级电离＞二级电离＞三级电离。例如，0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是c(H＋)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO)＞c(OH－)。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知：一级水解＞二级水解。
例如，0.1 mol·L－1Na2S溶液中：
一级水解：S2－＋H2O??HS－＋OH－(主要)
二级水解：HS－＋H2O??H2S＋OH－(次要)
故离子浓度的关系为c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。
例如，0.1 mol·L－1 NaHS溶液中存在：
水解：HS－＋H2O??H2S＋OH－(主要)
电离：HS－??H＋＋S2－(次要)
水的电离：H2O??H＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S)＞c(H＋)＞c(S2－)。
②若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性。
例如，0.1 mol·L－1NaHSO3溶液中存在：
电离：HSO??H＋＋SO(主要)
水解：HSO＋H2O??H2SO3＋OH－(次要)
水的电离：H2O??H＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HSO)＞c(H＋)＞c(SO)＞c(OH－)＞c(H2SO3)。
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
答案 A
解析 A项不符合元素守恒，应为c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋2c(H2S)；B项符合电荷守恒；C项，S2－＋H2O??HS－＋OH－，HS－＋H2O??H2S＋OH－，故正确；D项符合质子守恒，正确。
2．氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是( )
A．氯水中：c(Cl－)＝c(HClO)
B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)
C．氯水中：c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)
D．等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性：c(ClO－)>c(HClO)>
c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
答案 C
解析 氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO。HCl完全电离，HClO部分电离，所以
c(Cl－)>c(HClO)，A项错误；因为HCl===H＋＋Cl－，HClO??H＋＋ClO－，故c(H＋)>c(Cl－)，HClO电离产生ClO－，且该溶液显酸性，所以c(ClO－)>c(OH－)，B项错误；根据化学方程式可知，若不发生电离c(HCl)＝c(HClO)，所以在溶液中有①c(Cl－)＝c(HClO)＋c(ClO－)，溶液中存在电荷守恒②c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，①②联立可得c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)，C项正确；次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性，说明ClO－的水解程度大于次氯酸的电离程度，结合元素守恒可知：c(HClO)>c(Na＋)>c(ClO－)，D项错误。
3．(2022·哈尔滨三中高二期末)室温下，下列溶液中粒子浓度关系不正确的是( )
A．0.2 mol·L－1氨水：c(NH3·H2O)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．pH＝2的H3PO4溶液：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)
C．0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)
D．0.1 mol·L－1NaHCO3溶液：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
答案 A
解析 0.2 mol·L－1氨水中存在NH3·H2O??NH＋OH－，H2O??H＋＋OH－，故c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(NH)＞c(H＋)，A错误；pH＝2的H3PO4溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)，B正确；Na2C2O4溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)，C正确；NaHCO3溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)，D正确。
4．已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)
②c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
③c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
④c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的，则溶质为_____________________________________；若上述关系中④是正确的，则溶质为________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)________c(OH－)。
答案 (1)NH4Cl ①
(2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl
(3)小于 大于
解析 (1)若溶液只有一种溶质，该溶质为NH4Cl，因NH水解，溶液呈酸性，离子浓度的大小关系为c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)。
(2)因为c(OH－)＞c(H＋)、c(NH)＞c(Cl－)，所以溶液中除含有NH4Cl外，还必须含有NH3·H2O；若c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)，则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。
(3)NH4Cl水解使溶液呈酸性，若等体积的稀盐酸与氨水混合后呈中性，说明氨水过量，故c(HCl)＜c(NH3·H2O)，混合前盐酸中c(H＋)大于氨水中c(OH－)。
[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.会分析单一溶液中的粒子浓度的比较。
3.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。
一、溶液中的守恒关系
1．电荷守恒
(1)含义：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________，即电荷守恒，溶液呈电中性。
(2)应用：如Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，根据电荷守恒有n(Na＋)＋n(H＋)＝n(OH－)＋n(HCO)＋2n(CO)或c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)。
注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式。
2．元素守恒
(1)含义：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。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的，即元素守恒。
(2)应用：如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中＝，Na2CO3溶于水后，电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3，共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]。
3．质子守恒
(1)含义：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H＋总数等于粒子接受的H＋总数。
(2)应用
方法一：可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如：Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋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，不论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(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H3O＋)或c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)。
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 Na2SO3溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中：
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)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)：
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中：c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中：c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)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(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2．碳酸氢钠溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
3．氯化铵溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
4．0.1 mol·L－1氯化铵和0.1 mol·L－1氨水混合溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
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
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、单一溶液中粒子浓度大小比较
1．理解两大平衡，树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如，醋酸中存在两个平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋，
H2OOH－＋H＋
溶液中微粒浓度大小关系： ________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如，CH3COONa中存在两个平衡：
CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，
H2OH＋＋OH－
溶液中微粒浓度大小关系：________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知：一级电离＞二级电离＞三级电离。例如，0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知：一级水解＞二级水解。
例如，0.1 mol·L－1Na2S溶液中：
一级水解：S2－＋H2OHS－＋OH－(主要)
二级水解：HS－＋H2OH2S＋OH－(次要)
故离子浓度的关系为______________________________________________________。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。
例如，0.1 mol·L－1 NaHS溶液中存在：
水解：HS－＋H2OH2S＋OH－(主要)
电离：HS－H＋＋S2－(次要)
水的电离：H2OH＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为________________________________________________。
②若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性。
例如，0.1 mol·L－1NaHSO3溶液中存在：
电离：HSOH＋＋SO(主要)
水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－(次要)
水的电离：H2OH＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为________________________________________________。
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
2．氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是( )
A．氯水中：c(Cl－)＝c(HClO)
B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)
C．氯水中：c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)
D．等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性：c(ClO－)>c(HClO)>
c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
3．(2022·哈尔滨三中高二期末)室温下，下列溶液中粒子浓度关系不正确的是( )
A．0.2 mol·L－1氨水：c(NH3·H2O)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．pH＝2的H3PO4溶液：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)
C．0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)
D．0.1 mol·L－1NaHCO3溶液：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
4．已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)
②c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
③c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
④c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的，则溶质为_____________________________________________；若上述关系中④是正确的，则溶质为____________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)_____(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)
________c(OH－)。
第4课时 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.会分析单一溶液中的粒子浓度的比较。3.掌握电解质溶液中粒子浓度间的三个守恒关系。
一、溶液中的守恒关系
1．电荷守恒
(1)含义：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。
(2)应用：如Na2CO3溶液中存在Na＋、CO、H＋、OH－、HCO，根据电荷守恒有n(Na＋)＋n(H＋)＝n(OH－)＋n(HCO)＋2n(CO)或c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)。
注意 阴、阳离子浓度乘自身所带的电荷数建立等式。
2．元素守恒
(1)含义：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。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的，即元素守恒。
(2)应用：如Na2CO3溶液中
①在Na2CO3固体中＝，Na2CO3溶于水后，电离出的CO在水中部分会水解成HCO、H2CO3，共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]。
3．质子守恒
(1)含义：质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出的H＋总数等于粒子接受的H＋总数。
(2)应用
方法一：可以由电荷守恒与元素守恒推导出来。
如：Na2CO3溶液中
将电荷守恒和元素守恒中的金属阳离子消去得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。
方法二：质子守恒是依据水的电离平衡：H2O??H＋＋OH－，水电离产生的H＋和OH－的物质的量总是相等的，不论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(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H3O＋)或c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(H＋)。
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 Na2SO3溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)。
(2)0.1 mol·L－1 Na2S溶液中：
c(H＋)＝c(OH－)－2c(H2S)－c(HS－)。
(3)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)：
2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。
(4)pH＝1的NaHSO4溶液中：c(H＋)＝c(SO)＋c(OH－)。
(5)0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中：c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(C2O)。
(6)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(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
答案 正确的有(2)(4)(6)，其余不正确。
解析 (1)不符合元素守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)。(2)符合质子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋2c(H2S)＋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(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。(4)符合电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(OH－)，因c(Na＋)＝c(SO)，故关系式成立。(5)不符合元素守恒，正确的关系式为c(Na＋)＝c(HC2O)＋c(H2C2O4)＋c(C2O)。(6)符合元素守恒，c(Na＋)＝0.15 mol·
L－1，c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，故c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)。
2．碳酸氢钠溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)
(2)c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
(3)c(OH－)＝c(H2CO3)＋c(H＋)－c(CO)
3．氯化铵溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
(2)c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)
(3)c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)
4．0.1 mol·L－1氯化铵和0.1 mol·L－1氨水混合溶液中：
(1)电荷守恒：____________________________________________________________；
(2)元素守恒：________________________________________________________；
(3)质子守恒：____________________________________________________________。
答案 (1)c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
(2) 2c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)
(3) c(NH)＋2c(H＋)＝2c(OH－)＋c(NH3·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
①守恒关系式中多写或漏写离子或分子；
②守恒关系式浓度前的化学计量数设错；
③在混合后忽视溶液体积变化上设错。
二、单一溶液中粒子浓度大小比较
1．理解两大平衡，树立微弱意识
(1)电离平衡
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。
例如，醋酸中存在两个平衡：
CH3COOH??CH3COO－＋H＋，
H2O??OH－＋H＋
溶液中微粒浓度大小关系：c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)。
(2)水解平衡
弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解是微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。
例如，CH3COONa中存在两个平衡：
CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－，
H2O??H＋＋OH－
溶液中微粒浓度大小关系：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(CH3COOH)>c(H＋)。
2．单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知：一级电离＞二级电离＞三级电离。例如，0.1 mol·L－1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是c(H＋)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO)＞c(OH－)。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知：一级水解＞二级水解。
例如，0.1 mol·L－1Na2S溶液中：
一级水解：S2－＋H2O??HS－＋OH－(主要)
二级水解：HS－＋H2O??H2S＋OH－(次要)
故离子浓度的关系为c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。
例如，0.1 mol·L－1 NaHS溶液中存在：
水解：HS－＋H2O??H2S＋OH－(主要)
电离：HS－??H＋＋S2－(次要)
水的电离：H2O??H＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H2S)＞c(H＋)＞c(S2－)。
②若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性。
例如，0.1 mol·L－1NaHSO3溶液中存在：
电离：HSO??H＋＋SO(主要)
水解：HSO＋H2O??H2SO3＋OH－(次要)
水的电离：H2O??H＋＋OH－(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na＋)＞c(HSO)＞c(H＋)＞c(SO)＞c(OH－)＞c(H2SO3)。
1．在0.1 mol·L－1 Na2S溶液中，下列关系不正确的是( )
A．c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋c(H2S)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)
C．c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)
D．c(OH－)＝c(HS－)＋c(H＋)＋2c(H2S)
答案 A
解析 A项不符合元素守恒，应为c(Na＋)＝2c(HS－)＋2c(S2－)＋2c(H2S)；B项符合电荷守恒；C项，S2－＋H2O??HS－＋OH－，HS－＋H2O??H2S＋OH－，故正确；D项符合质子守恒，正确。
2．氯水、次氯酸盐具有漂白和杀菌作用。下列有关两种溶液浓度关系正确的是( )
A．氯水中：c(Cl－)＝c(HClO)
B．氯水中：c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)>c(ClO－)
C．氯水中：c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)
D．等体积等浓度的次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性：c(ClO－)>c(HClO)>
c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
答案 C
解析 氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO。HCl完全电离，HClO部分电离，所以
c(Cl－)>c(HClO)，A项错误；因为HCl===H＋＋Cl－，HClO??H＋＋ClO－，故c(H＋)>c(Cl－)，HClO电离产生ClO－，且该溶液显酸性，所以c(ClO－)>c(OH－)，B项错误；根据化学方程式可知，若不发生电离c(HCl)＝c(HClO)，所以在溶液中有①c(Cl－)＝c(HClO)＋c(ClO－)，溶液中存在电荷守恒②c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，①②联立可得c(H＋)＝2c(ClO－)＋c(OH－)＋c(HClO)，C项正确；次氯酸钠溶液与次氯酸溶液混合后，溶液呈碱性，说明ClO－的水解程度大于次氯酸的电离程度，结合元素守恒可知：c(HClO)>c(Na＋)>c(ClO－)，D项错误。
3．(2022·哈尔滨三中高二期末)室温下，下列溶液中粒子浓度关系不正确的是( )
A．0.2 mol·L－1氨水：c(NH3·H2O)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．pH＝2的H3PO4溶液：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)
C．0.1 mol·L－1 Na2C2O4溶液：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)
D．0.1 mol·L－1NaHCO3溶液：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)
答案 A
解析 0.2 mol·L－1氨水中存在NH3·H2O??NH＋OH－，H2O??H＋＋OH－，故c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(NH)＞c(H＋)，A错误；pH＝2的H3PO4溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＝c(H2PO)＋2c(HPO)＋3c(PO)＋c(OH－)，B正确；Na2C2O4溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝2c(C2O)＋2c(HC2O)＋2c(H2C2O4)，C正确；NaHCO3溶液中存在元素守恒：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)，D正确。
4．已知某溶液中存在OH－、H＋、NH、Cl－四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)
②c(Cl－)＞c(NH)＞c(OH－)＞c(H＋)
③c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
④c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)
填写下列空白：
(1)若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是________，上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的，则溶质为_____________________________________；若上述关系中④是正确的，则溶质为________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(HCl)______(填“大于”“小于”或“等于”)c(NH3·H2O)，混合前酸中c(H＋)和碱中c(OH－)的关系为c(H＋)________c(OH－)。
答案 (1)NH4Cl ①
(2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl
(3)小于 大于
解析 (1)若溶液只有一种溶质，该溶质为NH4Cl，因NH水解，溶液呈酸性，离子浓度的大小关系为c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)。
(2)因为c(OH－)＞c(H＋)、c(NH)＞c(Cl－)，所以溶液中除含有NH4Cl外，还必须含有NH3·H2O；若c(Cl－)＞c(H＋)＞c(NH)＞c(OH－)，则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。
(3)NH4Cl水解使溶液呈酸性，若等体积的稀盐酸与氨水混合后呈中性，说明氨水过量，故c(HCl)＜c(NH3·H2O)，混合前盐酸中c(H＋)大于氨水中c(OH－)。