1、1破解溶液中电荷守恒的应用密码刘连亮安阳市第一中学 河南安阳 455000摘要：本文提出了溶液中电荷守恒的选取及使用时的注意事项，并对溶液中电荷守恒的各种具体应用进行了分类解析，总结出其使用规律，为广大学生突破此部分知识的学习找到了一条简捷的途径。关键词：应用 电荷守恒 判断 离子 电荷守恒，思路简单、关系明确、计算快捷，成为高中化学中最常用的守恒法之一，是高中化学学习中重点、难点，也是高考命题专家追逐的热点，在近些年的高考中，试题中多次出现有关电荷守恒的题目尤其是关于溶液中电荷守恒的题目。在电中性体系中，凡涉及到溶液、尤其是混合溶液中离子的物质的量或物质的量浓度等问题时，可考虑选用电荷守恒。
2、使用电荷守恒时应注意：必须找全溶液中存在的所有带电粒子；列出的电荷守恒式中，各离子物质的量或物质的量浓度前面的系数，必须与其所带的电荷数保持一致；还应注意与物料守恒、质子守恒的联合使用。溶液中电荷守恒的主要应用：溶液中离子浓度的大小判断；溶质的组成、确定离子类别的判断；溶液中某些离子浓度的计算等方面。1 溶液中离子浓度的大小判断例 1 （2009 全国）用 0.1 molL-1 的盐酸滴定 0.10 molL-1 的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是( )A. c(NH4+) c(Cl-)，c(OH -) c(H+) B. c(NH4+)= c(Cl-)，c(OH -) = c(H+) C.
3、c(Cl-) c(NH4+)，c(OH -) c(H+) D. c(Cl-) c(NH4+)，c(H +)c(OH-) 【解析】反应过程中，溶液中的离子为 Cl 、NH 4+、H + 、OH ，根据电荷守恒 c(NH4+) +c(H+)= c(Cl-)+c(OH-)，不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，故 C 项不可能。例 2已知 HF 的电离程度大于等浓度的 CH3COOH 的电离程度，则在相同条件下，同浓度等体积的 NaF、CH 3COONa 溶液中，离子总数( )A.前者多 B.后者多 C.一样多 D.无法确定【解析】NaF 溶液中离子总数：n 1=n(Na+)+n(H+)1+n(F-)
4、+n(OH-)1，CH 3COONa 溶液中离子总数：n 2=n(Na+)+n(H+)2+n(CH3COO-) +n(OH-)2。由电荷守恒原理：n(Na +)+n(H+)1=n(F-)+n(OH-)1、n(Na +)+n (H+)2=n(CH3COO-) +n (OH-)2，推出 n1=2n(Na+)+2n(H+)21、n 2=2n(Na+)+2n(H+)2；由于两溶液 n(Na+)相等，且 CH3COONa 水解程度大，n (H +)2 n2，A 项正确。推论：含有弱离子的盐，水解后溶液中的离子总数减少，且弱离子水解程度越大，离子总数减少得越多。例 3常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得
5、溶液 pH=7，则此溶液中( )A.c(HCOO-)c(Na +) B.c(HCOO-)c (Na+)C.c(HCOO-)=c(Na+) D.无法确定 c(HCOO-)与 c(Na+)的关系【解析】由电荷守恒可知，c(HCOO -)+c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，因 pH=7，则 c(OH-)= c(H+)，故 c(HCOO-)=c(Na+)，C 项正确。2 溶质的组成、确定离子类别的判断例 4 （2007 上海）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、 NH4+、Cl -、Mg 2+、Ba 2+、CO 32-、SO 42-，现取三份 100 mL 溶液进行如下实
6、验： (1)第一份加入 AgNO3 溶液有沉淀产生(2)第二份加足量 NaOH 溶液加热后，收集到气体 0.68g(3)第三份加足量 BaCl2 溶液后，得干燥沉淀 6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为 2.33 g。根据上述实验，以下推测正确的是( )A.K+一定存在 B.100 mL 溶液中含 0.6g CO32- C.Cl 可能存在 D.Ba2+一定不存在，Mg 2+可能存在【解析】本题考查离子检验、推断、计算。 (1)说明溶液中可能存在 Cl-、SO 42-、CO 32-等离子。据 (2)知 NH4+ + OH- = NH3 + H2O ，则 NH4+物质的量为 0.04
7、mol。据 (3)知 ： BaSO4 2.33 g（ 0.01 mol），即 100 mL 溶液中含有 0.0l mol SO42-；BaCO 3 为6.27g-2.33g=3.94g（0.02 mol），即 CO32- 有 0.02 mol； Ba2+、Mg 2+不会存在，C1 -可能存在。由于 n（NH 4+）7，且 c(OH-) c(Na+) c(H+) c(CH3COO-)B.pH 7，且 c(Na+)+ c(H+) = c(OH-)+ c(CH3COO-)C.pH c(H+) c(Na+) c(OH-) D.pH = 7，且 c(CH3COO-) c(Na+) c(H+) = c(O
8、H-) 3已知某 H2SO4、FeSO 4、Fe 2SO43 混合溶液 100 mL，其中阳离子浓度相等，4SO42-浓度为 6 mol / L，此溶液中可溶解铁粉的质量为( )A. 112 g B. 168 g C. 336 g D. 56 g4在硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合溶液中，当 SO42-的浓度为 0.40 mol / L 时，加入等体积 0.40 mol / L 的 KOH 溶液，使生成的白色沉淀恰好完全溶解，那么原溶液中 K+浓度是 ( )A. 0.40 mol / L B. 0. 5 mol / L C. 0.225 mol / L D. 0.45 mol / L5(
9、2007 海南)有 BaCl2 和 NaCl 的混合溶液 a L， 将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使 Ba2+离子完全沉淀；另一份滴加 AgNO3 溶液，使 Cl-离子完全沉淀。反应中消耗x mol H2SO4、y mol AgNO3。据此得知原混合溶液中的 c(Na+)（molL -1）为( )A. (y2x)/ a B. (yx)/a C. (2y2x)/a D. (2y4x)/ a6 (2008 宁波) 有氧化铁和氧化铜的混合物 a g，加入 2mol/L 的硫酸溶液 50mL 时，恰好完全溶解。若将这种混合物 b g 在氢气流中加热并充分反应，冷却后剩余固体的质量为( )A. gab
10、.1 B. a6.1 C. gab)2.3( D. gab8.07.已 知 HF 的 酸 性 比 HCN 的 酸 性 强 。 现 有 物 质 的 量 浓 度 和 体 积 均 相 同 的 NaF 和 NaCN 两种 溶 液 ， 已 知 前 者 溶 液 中 离 子 数 目 为 n1， 后 者 溶 液 中 离 子 数 目 为 n2。 下 列 关 系 正 确 的 是 ( )A. n1=n2 B. n1n2 C. n1c(CN-)，NaF溶液中 c(H+)相对较大，即：c(Na +)+c(H+)1c (Na +)+c(H+)2， 故 n1n2。8.BD 提示：反应后溶液中溶质为等物质的量 HCN 与 N
11、aCN，由电荷守恒原理得：c (Na+)+c(H+)= c (CN-)+c (OH-)，由于溶液呈碱性得 ：c (OH-)c (H +)，故 c(Na+)c(CN -)；根据物料守恒知 D 选项正确。作者简介刘连亮，男，1975 年 5 月出生，中共党员，中国化学会会员，大学本科学历，中学一级教师。多次在化学教学 、 高中数理化 、 教育探索 、 班主任 、 中小学教师培训 、 数理化学习 、 高考等杂志发表文章多篇，承担全国教育科学“十五” 、 “十一五”规划国家重点课题、省课题三项，曾被评为河南省高考优秀评卷教师、河南省奥赛优秀辅导教师、安阳市社科先进工作者等荣誉称号。邮箱： 电话：0372-8888625。
