(讲义)第3章 第3节 能力课时5 水溶液中离子浓度的关系-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

能力课时5　水溶液中离子浓度的关系 能综合运用电离平衡和水解平衡原理，判断溶液中粒子浓度大小关系，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 1．理解两大平衡，建立微弱意识 (1)电离平衡→建立电离过程是微弱的意识 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。如在稀醋酸溶液中：CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OOH－＋H＋，粒子浓度由大到小的顺序：c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)。 (2)水解平衡→建立水解过程是微弱的意识 弱酸根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。如稀的CH3COONa溶液中，CH3COONa===CH3COO－＋Na＋，CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，H2OH＋＋OH－，粒子浓度由大到小的顺序：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)。 2．把握三大守恒，明确定量关系 (1)元素守恒(原子守恒) 在电解质溶液中，由于某些离子能够水解，粒子种类增多，但这些粒子所含某些原子的总数始终不变，符合原子守恒。如NaHCO3溶液中，n(Na＋)∶n(C原子)＝1∶1，因HCO水解：HCO＋H2OH2CO3＋OH－以及HCO电离：HCOH＋＋CO，C元素的存在形式有3种，即HCO、H2CO3、CO，由n(Na＋)∶n(C原子)＝1∶1，得c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)。 (2)电荷守恒 在电解质溶液中，阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等，即溶液呈电中性。如NaHCO3溶液中有Na＋、H＋、HCO、CO、OH－，存在如下关系：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)(因CO带2个单位负电荷，所以其所带电荷数为其离子数的2倍)。 (3)质子守恒(了解) 电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H＋)的物质的量相等。例如： ①在Na2CO3溶液中： 质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)。 ②在NaHCO3溶液中： 质子守恒：c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(OH－)＋c(CO)。 另外，质子守恒式可以由电荷守恒式和元素守恒式推导得出。 以KHS溶液为例，电荷守恒式为c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HS－)＋2c(S2－)①，元素守恒式为c(K＋)＝c(HS－)＋c(S2－)＋c(H2S)②，由①－②消去没有参与变化的K＋得质子守恒式c(H＋)＋c(H2S)＝c(OH－)＋c(S2－)。 3．明晰三大类型，掌握解题流程 溶液中粒子浓度大小比较三大类型 类型一　单一溶液中各粒子浓度的比较 ①多元弱酸溶液：多元弱酸分步电离，电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中：c(H＋)＞c(H2PO)＞c(HPO)＞c(PO)。 ②多元弱酸的正盐溶液：多元弱酸的酸根离子分步水解，水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中：c(Na＋)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(HCO)＞c(H2CO3)。 类型二　混合溶液中各粒子浓度的比较 混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，NH3·H2O的电离程度强于NH的水解程度，溶液呈碱性，各离子浓度大小顺序为c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)。 类型三　不同溶液中同一粒子浓度的比较 不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。解题流程为 如在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl； ②CH3COONH4；③NH4HSO4，c(NH)由大到小的顺序为③＞①＞②。 4．厘清解题思路，四步突破问题 (1)判断反应产物：判断两种溶液混合时生成了什么物质，是否有物质过量，再确定反应后溶液的组成。 (2)写出反应后溶液中存在的平衡：根据溶液的组成，写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡)，尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系，在具体应用时要注意防止遗漏。 (3)列出溶液中存在的等式：根据反应后溶液中存在的溶质的守恒定律，列出两个重要的等式，即电荷守恒式和元素守恒式，据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式。 (4)比大小：根据溶液中存在的平衡和题给条件，结合平衡的有关知识，分析哪些平衡进行的程度相对大一些，哪些平衡进行的程度相对小一些，再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较最重要的一步，关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论，树立“主次”意识。 【例1】　(双选)含SO2的烟气会形成酸雨，工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液