1、个性化教案溶液中的三大守恒关系适用学科 高中化学 适用年级 高中三年级适用区域 课标版试用地区 课时时长（分钟） 60知识点 1.溶液中三个守恒关系的书写2.三个守恒关系的应用3.比较离子浓度大小的方法及规律4.影响水解平衡的因素教学目标 知识与技能：掌握溶液中的三个守恒关系过程与方法：培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力情感态度与价值观：体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。教学重点 溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用教学难点 溶液中三个守恒关系的书写、三个守恒关系的应用教学过程一、复习预习复习盐类水解的相关知识，了解盐类水解的实质个性
2、化教案二、知识讲解考点 1：电荷守恒电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于阳离子的正电荷总数例如，在 NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na )+c(H )=c(HCO3 )+c(OH )+2c(CO32 )考点 2：物料守恒就电解质溶液而言，物料守恒是指电解质发生变化（反应或电离）前某元素的原子（或离子）的物质的量等于电解质变化后溶液中所有含该元素的原子（或离子）的物质的量之和。实质上，物料守恒属于原子个数守恒和质量守恒。例如：在 Na2S 溶液中存在着 S2 的水解、HS 的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系c(S2 )+c(HS )+c(H2S)=1/2c(Na ) ( Na ,S2
3、 守恒)C(HS )+2c(S2 )+c(H)=c(OH ) (H、O 原子守恒)例如：在 NaHS 溶液中存在着 HS 的水解和电离及水的电离。HS H 2OH2SOH ；HS H S 2 ；H 2OH OH 从物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS )+C(S2 )+c(H2S)=c(Na )；从电荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS )+2(S2 )+c(OH )=c(Na )+c(H )；将以上两式相加，有：c(S2 )+c(OH )=c(H2S)+c(H )得出的式子被称为质子守恒考点 3：质子守恒无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，但氢原子总数始终为定值，也就是说结合的氢离子的
4、量和失去氢离子的量相等。电荷守恒式与物料守恒式相加减可得质子守恒式考点 4：几种常见物质的三大守恒电荷守恒式c(Na+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)个性化教案物料守恒式c(Na+) =2 c(CO32-) +2c(HCO3-) +2c(H2CO3)Na2CO3中质子守恒式c(OH-)= c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)电荷守恒式c(Na+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)NaHCO3中质子守恒式c(H2CO
5、3) +c(H+)= c(CO32-)+ c(OH-)电荷守恒式c(NH4+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3H2O)=2c(H2CO3)+2c(HCO3-)+2 c(CO32-)(NH4)2CO3中质子守恒式c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)= c(OH-)+ c(NH3H2O)电荷守恒式c(NH4+) + c(H+)= c(HCO3-) +2 c(CO32-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)NH4HCO3中质子
6、守恒式c(H+)+ c(H2CO3)= c(OH-)+ c(NH3H2O) + c(CO32-)电荷守恒式c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-)物料守恒式c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)CH3COONa质子守恒式c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)电荷守 c(H+) + c(NH4+) = c(Cl-) + c(OH-)个性化教案恒式物料守恒式c(NH4+) + c(NH3H2O) =c(Cl-) NH4Cl 中质子守恒式c(H+)= c(OH-)+ c(NH3H2O)电荷守恒式c(Na+)+ c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)
7、+ c(OH-)物料守恒式c(Na+)=2 c(S2-)+2c(HS-)+ 2c(H2S)Na2S 中质子守恒式c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-)电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO42-)物料守恒式c(Na+)=3c(PO43-)+3c(HPO42-)+3c(H2PO42-)+3c(H3PO4)Na3PO4中质子守恒式c(H+)+c(HPO42-)+2c(H2PO42-)+3c(H3PO4)= c(OH-)电荷守恒式c(H+ )+c(Na+) = c(CH3COO-)+c(OH-)物料守恒式2c(Na+)
8、= c(CH3COO-)+c(CH3COOH)醋酸和醋酸钠质子守恒式c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)电荷守恒式c(H+) + c(NH4+) = c(Cl-) + c(OH-)物料守恒式c(NH4+)+c(NH3H2O) =2c(Cl-)等浓度等体积的混合液氯化铵和氨水质子守恒式c(NH4+)+2c(H+) =2c(OH-)+ c(NH3H2O)个性化教案电荷守恒式c(Na+)+c(H+) = c(CN-) + c(OH-)物料守恒式2c(Na+)= c(CN-) + c(HCN) NaCN 和HCN质子守恒式c(HCN) +2c(H+)=2c(OH-)
9、+ c(CN-)小结：此类溶液中的质子守恒式只能用电荷守恒式与物料守恒式相加减来获得三、例题精析【例题 1】 下列浓度关系正确的是A. 氯水中：c(Cl 2)2c(ClO )+c(Cl )+c(HClO)B. 氯水中：c(Cl )c(H + )c(OH )c(ClO )C. 等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合：c(Na +) c(CH 3COO )D. Na2CO3溶液中：c(Na +) c(CO 32 )c(OH )c(HCO 3 ) c(H + )【答案】D【解析】根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子 A 设置了一个貌似物料守恒的式子而忽视了氯气分子的存在，故 A 错；根据 Cl
10、2 +H2O HClO+H+ +Cl ，HCl 完全电离 而 HClO 部分电离，可知正确的顺序 c(H+)c(Cl )c(ClO )c(OH )，B 错；C 项等物资的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性 c(OH )c(H +)，再根据溶液中电荷守恒可以判断 c(Na+) c(CH 3COO ) ；【例题 2】 向体积为 0.05molL1 CH3COOH 溶液中加入体积为 Vb的 0.05molL1 KOH 溶液，下列关系错误的是个性化教案A. VaV b时： c (CH3COOH) +c (CH3COO ) c (K+）B. Va Vb时： c (CH3COOH) +c (H+)
11、 c (OH ）C. Va Vb时： c (CH3COO ) c (K+） c (OH ） c (H）D. Va与 Vb任意比时： c (K+）+ c (H+) c (OH ）+ c (CH3COO )【答案】C【解析】 若 VaVb，醋酸过量，根据物料守恒可知， n(CH3COOH)+ n(CH3COO )0.05Va， n(K+)0.05VVb，则 A 选项正确；若 VaVb，反应后为 CH3COOK 溶液，由于的CH3COO 水解而显碱性，根据质子守恒可知，B 选项正确；若 VaVb，说明碱过量，当碱液加的量足够多，则可以存在 c(K+) c(CH3COO )，C 选项错误；D 选项符合
12、电荷守恒，正确。【例题 3】下列液体均处于 25 ，有关叙述正确的是( )A、某物质的溶液 pHc(CH3COO)【答案】B【解析】选 B。显酸性的溶液可能是酸溶液，也可能是强酸弱碱盐溶液，还可能是酸式盐溶液，如 NaHSO4、NaH2PO4 溶液显酸性，A 项错误；pH4.5 的溶液 c(H)104.5molL1，pH6.5 的溶液 c(H)106.5molL1，B 项正确；相同浓度的 CaCl2 溶液中的 c(Cl)是 NaCl 溶液中 c(Cl)的 2 倍，因此 AgCl 在 CaCl2 溶液中的溶解度是 NaCl 中的 1/2，C 项错误；pH5.6 的溶液显酸性，c(H)c(OH)，
13、根据电荷守恒可知：c(H)c(Na)c(OH)c(CH3COO)，因此 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)【答案】D【解析】选 D。因 HA 为弱酸，则 NaA 溶液水解显碱性，即 c(H)c(A)c(OH)c(H)，故 B 项错误；NaA 溶液中存在电荷守恒：c(Na)c(H)c(A)c(OH)，故 C 项错误，D 项正确。2. 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是A. 室温下，向 0.01 mol/L NaHSO4溶液中滴加 NaOH 溶液至中性：c(Na+)c(S
14、O 42 )c(NH 4+)c(OH )c(H +)B. 0.1 mol/L NaHCO3溶液：c(Na +)c(OH )c(HCO 3 )c(H +)C. Na2CO3溶液：c(OH )c(H +) c(HCO 3 ) + 2c(H2CO3)D. 25时，pH4.75，浓度均为 0.1 mol/L 的 CH3COOH、CH 3COONa 混合溶液：c(CH3COO) + c(OH) c(CH3COOH) + c(H+)【答案】AC【解析】B 选 NaHCO3 溶液中，OH是由 HCO3水解和水的电离所出成的，但是这些都是微弱的。HCO3的浓度远大于 OH浓度，故错；D 项，由电荷守恒有：c(
15、CH3COO)+ c(OH)c(H+) + c(Na+)，由物料守恒可得：2c(Na+) c(CH3COO)+ c(CH3COOH)，将两式中的 c(Na+) 消去，可得 c(CH3COO)+2c(OH)2c(H)+ c(CH3COOH)。所以c(CH3COO) + c(OH) c(H+) c(CH3COOH) c(H+)c(OH)，因为pH4.75，故 c(H+)c(OH)0，所以 D 项不等式应为“”，故错。【巩固】个性化教案1.在物质的量浓度均为 0.01mol/L 的 CH3COOH 和 CH3COONa 混合溶液中，测得 c(CH3COO-) c(Na+)，则下列式正确的是( )A
16、c(H+) c(OH-) B c(H+) c(OH-)C c(CH3COOH) c(CH3COONa) D c(CH3COOH)+ c(CH3COONa)= 0.02mol/L【答案】A【解析】两溶液混合后不发生反应，混合液中存在以下两个平衡式：CH 3COOH CH3COO-A+H+，CH 3COO-+H2O CH3COOH+OH-。根据电荷守恒得 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，结A合题给信息 c(CH3COO-) c(Na+)，即等物质的量浓度的 CH3COOH 电离程度大于 CH3COO-的水解程度，故溶液呈酸性，即 c(H+) c(OH-)。故应选 A。
17、2.在 10mL0.1mol/LNaOH 溶液中加入同体积、同浓度的 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(CH3COOH)D c(Na+) c(H+) c(CH3COO-) c(OH )【答案】A【解析】由于混合的 NaOH 与 CH3COOH 的物质的量都为 110-3 mol，两者恰好完全中和生成 CH3COONa，但 CH3COONa 是强碱弱酸盐，要水解，这种情况实际上等于单一溶质。CH3
18、COO-要发生水解：CH 3COO-+H2O CH3COOH+OH-，故有 c(Na+) c(CH3COO-) c(OH )A c(H+)，根据物料守恒知 C 正确，根据电荷守恒知 D 正确。故本题应选 A。【拔高】1.把 0.2 mol/L NH4Cl 溶液与 0.1 mol/L NaOH 溶液等体积混合后溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是 （ ）A.c(NH4+)=c(Na+)=c(OH )c(NH3H2O)个性化教案B.c(NH4+)=c(Na+)c(NH3H2O)c(OH )C.c(NH4+)c(Na+)c(OH )c(NH3H2O)D.c(NH4+)c(Na+)c(NH3H2
19、O)c(OH )【答案】D【解析】此类型题目，若发生化学反应，优先考虑化学反应，通过化学反应各种离子浓度能比较出来，则不必考虑水解和电离，因为弱电解质电离或盐的水解程度都很小，对离子浓度，影响不大。若通过化学反应各种离子浓度大小比较不出来则再考虑水解和弱电解质电离。此题中 NH4Cl 和 NaOH 发生反应：NH 4Cl+NaOH=NaCl+NH3H2O 生成 NH3H2O，同时NH4+有剩余若不考虑 NH3H2O 电离和 NH4+水解，有 c(NH3H2O)=c(NH4+)=c(Na+)=0.05 mol/L，此时考虑电离和水解：NH 3H2O =NH4+OH ，NH 4+H2O =NH3H
20、2O+H+。发生使溶液 c(NH4+)增大，反应使溶液 c(NH4+)减小，溶液 c(NH4+)是增大还是减小，取决于两个反应哪一个为主要，根据经验规则可知，盐的水解和弱电解质的电离，以电离为主，因此c(NH4+)增大，大于 c(Na+)=0.05 mol/L，同样分析 c(NH3H2O)应减少，小于 c(Na+)，溶液中 c(OH )来自 NH3H2O 电离，电离很微弱， c(OH )浓度很小，故微粒浓度顺序为 c(NH4+)c(Na+)c(NH3H2O)c(OH )，选择 D。2.在 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，各种微粒之间存在下列关系，其中不正确的是 （ ）A.c(Na+)+
21、c(H+)=2c(CO32 )+c(HCO3 )+c(OH )B.c(Na+)=c(CO32 )+c(HCO3 )+c(H2CO3)C.c(OH)=c(H +)+c(HCO3 )+2c(H2CO3)D.c(Na+)c(HCO3 )c(OH )c(H+)【答案】D【解析】Na 2CO3溶液存在如下微粒：Na +、H +；CO 32 、HCO 3 、OH ；H 2CO3、H 2O，从不同角度观察各种微粒之间定存在相互关系。Na 2CO3溶液保持电中性，正电荷所带正电量等于负电荷所带负电量，存在关系 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32 )+c(HCO3 )+c(OH )；Na 2CO3溶液 N
22、a+的物质的量为碳原子物质的量的 2 倍，但碳原子有三种存在形式；CO 32 ，HCO 3 、H 2CO3，故存在关系 c(Na+)=2c(CO32 )+c(HCO3 )+c(H2CO3)；在 Na2CO3溶液中 OH 都来自水的电离，水电离出 c(H+)=c(OH )，H+在溶液中有三种存在方式；H +，HCO 3 、H 2CO3，个性化教案故存在关系：c(OH )=c(H+)+c(HCO3 )+2c(H2CO3)；CO32 离子水解：CO 32 +H2O =H2CO3 +OH ，HCO 3 +H2O =H2CO3+OH可知 c(HCO3 )c(Na+) c(NH4+)c(OH )c(H+)
23、B.c(Na+) c(NH4+) c(SO42 )c(H+)c(OH )C. c(SO42 )=c(Na+)C(H+) c(NH4+)c(OH )D. c(SO42 )=c(Na+) c(NH4+)c(H+)c(OH )【答案】D【解析】此题思考过程中可以分成两个阶段。第一阶段中和反应阶段，三种溶液混合时 n(NaOH)有 0.05 mL2 mol/L=0.1 moln(H2SO4)有 0.1 L1 mol/L=0.1 mol，n(NH 3)有。发生中和反应后恰好反应生成 0.5 mol Na2SO4 0.5 mol (NH4)2SO4。第二阶段为盐类的水解阶段：在该混合液中、对应的碱和酸均为
24、强酸强碱不发生水解，NH 与水反应 NH4+ + H2O =NH3H2O + H+使浓度下降同时又消耗了个性化教案水所电离出的 OH ，从而使溶液中的 c(H+)c(OH )，但应注意的是水解是微弱的，所以溶液中的 c(NH4+)c(H+)。2.室温时下列混合溶液的 pH 一定小于 7 的是 ( )ApH3 的盐酸和 pH11 的氨水等体积混合BpH3 的盐酸和 pH11 的氢氧化钡等体积混合CpH3 的醋酸和 pH11 的氢氧化钡等体积混合DpH3 的硫酸和 pH11 的氨水等体积混合【答案】C【解析】A 项氨水过量，pH7；B 项 pH7；C 项 CH3COOH 过量，pH7；D 项氨水过
25、量，pH7.【巩固】1.25时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的 pH7 时，下列关系正确的是（ ）A c(NH4+) c(SO42 ) B c(NH4+) c(SO42 )C c(NH4+) c(SO42 ) D c(OH ) c(SO42 ) c(H+)c (NH 4+)【答案】B【解析】根据氨水和硫酸反应后溶液电荷守恒 c(H+) c(NH4 )=c(OH )2 c(SO42 )及溶液的 pH7（即 c(H+)= c(OH )）知， c(NH4+)=2c(SO42 )，故 c(NH4+) c(SO42 )。故应选 B。2. 常温下将稀 NaOH 溶液和稀 CH3COOH 溶液混合，不
26、可能出现的结果是（ ）ApH7，且 c(OH-) c(Na+) c(H+) c(CH3COO-)BpH7，且 c(Na+) c(H+) c(CH3COO-) c(OH-)CPH7，且 c(CH3COO-) c(H+) c(Na+) c(OH-)DpH7，且 c(CH3COO-) c(Na+) c(H+) c(OH-)【答案】A、D个性化教案【解析】因二者混合时发生中和反应生成 CH3COONa，则二者可能恰好反应，可能碱过量，可能酸过量，但无论何种情况，混合液中必存在 c(Na+) c(H+) c(CH3COO-) c(OH-)，显然 B 说法正确。若 pH7，则二者可能恰好反应或碱过量，不管
27、哪种情况 A 都不可能正确。若 pH7，说明酸过量，且 CH3COOH 的电离程度大于 CH3COO-的水解程度，则有 c(CH3COO-) c(Na+) c(H+) c(OH-)（酸过量不多）或 c(CH3COO-) c(H+) c(Na+) c(OH-) （酸过量较多） ，C 结果可能出现。若 pH=7， c(H+) c(OH-)，根据电荷守恒知， c(CH3COO-)=c(Na+)，D 说法不正确。故本题应选 A、D。【拔高】1. 用物质的量都是 0.1 mol 的 CH3COOH 和 CH3COONa 配成 1L 混合溶液，已知其中C(CH3COO-)大于 C(Na+)，对该混合溶液的
28、下列判断正确的是( )A、C(H+)C(OH-)B、C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/LC、C(CH3COOH)C(CH3COO-)D、C(CH3COO-)C(OH-)0.1 mol/L【答案】A【解析】物质的量相同的两个物质，其水溶液的电离和水解程度谁大。醋酸的电离程度 大于 醋酸根离子的水解程度（这是需要记忆的） 。故这个混合溶液显酸性（因为醋酸电离出氢离子） 。A 正确。B：根据物料（元素）守恒，故：C(CH3COOH)C(CH3COO-)2 C(Na+)=0.1 mol/L，B 错。 C：因为电离大于水解。C 错。D：根据电荷守恒：醋酸根离子加上氢氧根离子=钠离子
29、加上氢离子。钠离子本来就0.1mol/L 了。加上氢离子，会大于 0.1mol/L。故左边也就会大于 0.1。D 错。2.MOH 强碱溶液和等体积、等浓度的 HA 弱酸溶液混合后，溶液中有关离子的浓度应满足的关系是A、c(M)c(OH)c(A)c(H)个性化教案B、c(M)c(A)c(H)c(OH)C、c(M)c(A)c(OH)c(H)D、c(M)c(H)c(A)c(OH)【答案】C【解析】MOH 强碱溶液和等体积、等浓度的 HA 弱酸溶液混合，二者恰好发生反应，生成强碱弱酸盐 MA：MOHHA=MAH2O，MA 中弱酸根离子 A发生水解：AH2OHAOH，导致溶液显碱性，则有 c(OH)c(H)；据溶液中电荷守恒关系有 c(M)c(H)c(A)c(OH)，从而推知 c(M)c(A)。3. 0.02 molL1 的 HCN 溶液与 0.02 molL1 NaCN 溶液等体积混合，已知混合溶液中c(CN)c(CN)c(H)c(OH)B、c(HCN)c(CN)0.04 molL1C、c(Na)c(H)c(CN)c(OH)D、c(CN)c(HCN)课后评价
