3.3 课时3 溶液中的三大守恒及离子浓度比较 课件(共32张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 3.3 课时3 溶液中的三大守恒及离子浓度比较 课件(共32张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修1
格式 pptx
文件大小 813.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-11 14:28:33

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文档简介

(共32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 课时3
1. 根据电解质的电离平衡和“弱”离子的水解平衡,会准确判断溶液中微粒种类;
2. 明确弱电解质的电离程度和“弱”离子的水解程度都是微弱的,并且分得清主次,从而学会比较离子(粒子)浓度的大小关系;
3. 牢记三个平衡(弱电解质的电离平衡,“弱”离子的水解平衡和水的电离平衡)结合三个守恒的思想,判断复杂溶液中有关离子(粒子)浓度的大小关系。
一、 理论依据
1. 电离
强电解质——完全电离
弱电解质——不完全电离( 一般很微弱)
发生电离的微粒 > 电离产生的微粒
例:H2S溶液中:
c(H2S) c(H+) c(HS–) c(S2–)
>
>
>
发生水解的微粒 > 水解产生的微粒
>
>
>
>
2. 水解
弱离子的水解也是微弱的(完全双水解除外),因此水解生成的弱电解质及产生H+的(或OH-)也是微量的,同时一定要注意考虑水的电离的存在。
例1:Na2CO3溶液中: 、 、H2CO3
浓度大小关系应是c( )>c( )>c(H2CO3)。
c(Cl–) c( ) c(H+) c(NH3·H2O) c(OH–)
例2: NH4 Cl 溶液中:
二、电解质溶液中的守恒关系
1.电荷守恒
电解质溶液中 所带的电荷总数与 所带的电荷总数 。即电荷守恒,溶液呈 。
(1)解题方法
①分析溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。
阳离子
阴离子
相等
电中性
(2)举例
如:NH4Cl溶液中
阳离子:NH4+、 H+
阴离子:Cl- 、OH-
n(NH4+)+n(H+)= n(Cl-)+n(OH-)
c(NH4+)+c(H+) = c(Cl-)+c(OH-)
H2O H++OH-
NH4Cl= +Cl-
+H2O NH3·H2O+H+
再如:Na2CO3溶液中
阴离子 、OH-、HCO3-
它们存在如下关系:
c(Na+)+c(H+)=2c( )+c(HCO3-)+c(OH-)
阳离子:Na+、H+
H2O H++OH-
+H2O HCO3-+OH-
Na2CO3=2Na++
+H2O H2CO3+OH-
H
NaHCO3溶液
K2S溶液
c(K+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)
写出下列溶液中的电荷守恒式
【练一练】
c(Na+)+c(H+)=c( )+c(OH-)+2c( )
H
2.元素质量守恒(物料守恒)
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,就该离子所含的某种元素来说,其质量在反应前后是守恒的,即元素质量守恒。
(1)解题方法
①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的定量关系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
(2)举例
如:Na2CO3溶液中
① = ,即n(Na+)=2c( ),
在水中部分会水解成 、H2CO3,共三种含碳元素的存在形式。
②c(Na+)=2[c( )+c( )+c(H2CO3)]。
n(Na+)
n( )
2
1
H
H
所以:c (Na+ ) = 2 [ c ( S2–) + c (HS–) + c (H2S) ]
因为:c (Na+) : c (S) =2 : 1
又如:Na2S 溶液
Na2S = 2 Na+ + S2– H2O H+ + OH–
S2– + H2O HS– + OH–
HS– + H2O H2S + OH–
写出CH3COONa、NaHCO3溶液中的物料守恒式。
CH3COONa溶液中:
NaHCO3溶液中:(再与碳酸钠溶液中的物料守恒式作比较)
n(Na+)= n(CH3COO-) + n(CH3COOH)
c(Na+)= c(CH3COO-) + c(CH3COOH)
n(Na+)= n(HCO3-) + n(CO32-)+ n(H2CO3)
c(Na+)= c(HCO3-) + c(CO32-)+ c(H2CO3)
【练一练】
3.质子守恒
方法一:可以由电荷守恒与元素质量守恒推导出来。
如Na2CO3中将电荷守恒和元素质量守恒中的金属阳离子消去得
c(OH-)=c(H+)+c( HCO3- )+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,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
如:Na2CO3溶液中
再如K3PO4溶液
K3PO4=3K++ H2O H++OH-
+ H2O +OH-
+ H2O +OH-
+ H2O H3PO4+OH-
c(OH- )= c(H+)+c( )+2c( )+3c(H3 PO4)
三、电解质溶液中粒子浓度大小比较
④>⑤>③>①>②
1.不同溶液中同一离子浓度比较
要考虑溶液中其他离子对该离子的影响,如:在相同浓度的下列溶液中①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④(NH4)2SO4,⑤(NH4)2CO3,c( )由大到小的顺序: 。
2.弱酸溶液中离子浓度大小比较
(1)HClO溶液中存在的电离平衡有: ,溶液中微粒有 ,由于HClO电离程度小,且H2O的电离程度更小,所以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O除外)是 。
H2O、HClO、H+、OH-、ClO-
c(HClO)>c(H+)>c(ClO-)>c(OH-)
(2)碳酸的电离方程式是 。
碳酸溶液中存在的微粒有___________________________________________。
碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是_____________________________________________。
3.单一溶液中离子浓度大小的比较
(1)氯化铵溶液
①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。
电离:________________________________________。
水解:________________________________________。
判断溶液中存在的离子有___________________________。
②再根据其电离和水解程度的相对大小,比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________________。
(2)碳酸钠溶液
①先分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程:
电离:_____________________________________。
水解:________________________________________________ 。
溶液中存在的离子有__________________________ 。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序是

(3)碳酸氢钠溶液
①分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程:
电离:_________________________________________________________。
水解:_____________________________________________。
溶液中存在的离子有___________________________________________。
②由于 的电离程度_____ 的水解程度,所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________________________________。
小于
(4)亚硫酸氢钠溶液
①先分析NaHSO3溶液中的电离、水解过程。
电离:_ ____________________________________________________。
水解:__________________________。
溶液中存在离子有:__________________________________。
②由于 的电离程度大于 的水解程度,所以溶液中离子浓度由大到小顺序为:__________________________________________________。
电离程度﹤水解程度,溶液显碱性,如: 、HS- 、
电离程度﹥水解程度,溶液显酸性,如: 、
4.混合溶液中各离子浓度比较
(1)两种溶液混合不反应
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中:由于NH3·H2O的电离程度大于NH4+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______________________________________________。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1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 ,且c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
例:100 mL 0.1 mol/L醋酸与50 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合,在所得溶液中( )
A. c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B. c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
D. c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
A
⑵两种物质恰好完全反应:
例:将0.4 mol/L NH4Cl溶液和0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合后,溶液中下列微粒的物质的量关系正确的是( )
A. c(NH4+)=c(Na+)=c(OH-)>c(NH3·H2O)
B. c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3·H2O) >c(OH-)>c(H+)
C. c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH3·H2O)
D. c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3·H2O) >c(OH-)>c(H+)
D
⑶两种物质反应,其中一种有剩余
判断酸碱混合溶液中离子浓度大小的一般思路
(1)判断反应产物,确定溶液组成。
(2)明确溶液中存在的所有平衡(电离平衡,水解平衡)。
(3)根据题给信息,确定程度大小(是电离为主还是水解为主)。
(4)比较离子大小,在比较中,要充分运用电荷守恒、物料守恒关系
【练一练】
1.常温下,盐酸和氨水混合,所得溶液pH=7,则此溶液中的关系正确的是(  )
A.c(NH4+)<c(Cl-)
B.c(NH4+)=c(Cl-)
C.c(NH4+)>c(Cl-)
D.无法确定c(NH4+)与c(Cl-)的大小
解析:盐酸和氨水混合后的溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因为所得溶液pH=7,即c(H+)=c(OH-),故c(NH4+)=c(Cl-)。
B
2.HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸。在0.1 mol·L-1NaA溶液中,离子浓度关系正确的是(  )
A.c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(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-)
解析:HA为一元弱酸,则NaA为强碱弱酸盐,溶液由于A-的水解显碱性,离子浓度大小为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),A项错误,B项错误;根据溶液中电荷守恒,则c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),C项错误,D项正确。
D
3.常温时将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后(若混合后两者的体积可以相加),恰好完全反应,则下列有关所得混合液的说法正确的是(  )
A.所得混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.混合后溶液pH=7
C.所得混合液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
D.混合后溶液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
C
解析:二者混合后溶质为CH3COONa。根据物料守恒,反应后的溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= ×0.1 mol·L-1=0.05 mol·L-1,C正确。CH3COONa水解显碱性,pH>7,B不正确;离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),A不正确;由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D不正确。
4.硫化氢的水溶液中存在动态平衡:H2S H++HS-;HS- H++S2-;H2O H++OH-。在物质的量浓度为0.1 mol·L-1的H2S溶液中,下列各离子浓度的关系正确的是(  )
A.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
B.2c(H+)=2c(HS-)+c(S2-)+2c(OH-)
C.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)
D.c(H+)=2c(S2-)+c(OH-)
解析:解本题的关键是先要分析清楚硫化氢的水溶液中存在哪些离子,再从守恒的角度分析题目。H2S为二元弱酸,所以其在水溶液中不能完全电离。由电荷守恒得,c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)。本题选A。
A
电解质溶液
酸或碱溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
单一溶液
混合溶液
不反应——同时考虑电离和水解
反应
恰好反应
生成酸或碱—考虑电离
生成盐—考虑水解
过量—根据过量程度考虑电离或水解