第三章 素养微专题07 电解质溶液中微粒间的关系-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（人教版）

1．电解质溶液中的“三大守恒”关系 (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。 ②应用：如Na2CO3溶液中存在的阳离子有Na＋、H＋，存在的阴离子有OH－、CO、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)。 ③意义：由电荷守恒可准确、快速地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－。 (2)元素质量守恒(物料守恒) 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。就该离子所含的某种元素来说，其质量在变化前后是守恒的，即元素质量守恒。它的数学表达式叫做物料恒等式或质量恒等式。 ②应用：如Na2 S溶液中Na＋和S2－的原始浓度之间的关系为c(Na＋)＝2c(S2－)，由于S2－发生水解，其在溶液中的存在形式除了S2－，还有HS－和H2S，则根据硫元素质量守恒，存在的物料守恒为c(Na＋)＝2[c(H2S)＋c(S2－)＋c(HS－)]。 ③意义：元素质量守恒能准确、快速地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)，抓住元素质量守恒的实质。 (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来的H＋总数等于粒子接受的H＋总数。 ②应用：如Na2S溶液中的质子转移如下： 可得Na2S溶液中质子守恒关系为c(H3O＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)或c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)。 质子守恒关系也可由电荷守恒关系与物料守恒关系推导得到。 2．溶液中粒子浓度的大小比较 (1)不同溶液中同一离子浓度的比较 要看溶液中其他离子对其影响。例如：在相同物质的量浓度的下列溶液中：a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4，c(NH)由大到小的顺序：c>a>b。 (2)同一溶液中不同离子浓度的大小比较 ① ② (3)混合溶液中各离子浓度的比较 根据电离程度、水解程度的相对大小分析。 ①分子的电离大于相应离子的水解 例如，等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液中，c(NH)>c(Cl－)>c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(H＋)。 再如，等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液中：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－) ②分子的电离小于相应离子的水解 例如，在0.1 mol·L－1的NaCN和0.1 mol·L－1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为c(HCN)>c (Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。 　物质的量浓度相同的下列溶液： ①Na2CO3　②NaHCO3　③H2CO3 ④(NH4)2CO3　⑤NH4HCO3，按c(CO)由小到大顺序排列正确的是(　　) A．⑤<④<③<②<① B．③<⑤<②<④<① C．③<②<⑤<④<① D．③<⑤<④<②<① [解析]　NH水解呈酸性，CO水解呈碱性，二者相互促进水解，所以Na2CO3溶液中c(CO)大于(NH4)2CO3溶液中c(CO)。同理，NaHCO3溶液中c(CO)大于NH4HCO3溶液中c(CO)。H2CO3是弱电解质，所以c(CO)最小。 [答案]　B 　已知HF和HCN都是一元弱酸，但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100 mL 0.1 mol·L－1的NaF溶液和100 mL 0.1 mol·L－1的NaCN溶液，下列有关这两种溶液的说法不正确的是(　　) A．溶液pH：NaF<NaCN B．溶液中弱酸分子浓度：c(HF)>c(HCN) C．NaF溶液中：c(HF)＝c(OH－)－c(H＋) D．NaCN溶液中：c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN) [解题思路]　确定溶液中粒子的水解或电离程度，结合三个守恒确定粒子浓度的大小，综合分析得出结论。 [解析]　因为Ka(HF)>Ka(HCN)，所以水解程度：NaF<NaCN，溶液pH：NaF<NaCN，溶液中弱酸分子浓度：c(HF)<c(HCN)，故A正确，B错误；NaF溶液中存在质子守恒c(OH－)＝c(H＋)＋c(HF)，故C正确；NaCN溶液中存在元素质量守恒：c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)，故D正确。 [答案]　B [拓展探究] 1．试写出NaF溶液中的电荷守恒，并比较离子浓度的大小。 提示：电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝c(F－)＋c