3.3.4 电解质溶液中微粒间关系（同步课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修1）

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第三节 盐类的水解 第4课时 电解质溶液中微粒间关系 学习目标 1.能分析不同类型的溶液中粒子浓度的守恒关系，培养证据推理和模型认知的化学核心素养。 2.能分析不同类型的溶液中粒子浓度的大小关系，培养证据推理和模型认知的化学核心素养。 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 溶液中的阳离子： NH4+ H+ 溶液中的阴离子： Cl- OH- NH4Cl溶液中电荷守恒：c(NH4+) + c(H+) = c(Cl-) + c(OH- ) 1.电荷守恒 在NH4Cl溶液中含有哪些阴阳离子？ 你能用一个等式表达出所有离子之间的关系吗？ 电解质溶液中无论存在多少种离子，溶液总是呈电中性的，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。 正电荷总数 == 负电荷总数 1*n ( NH4+ ) + 1*n ( H+ ) == n ( Cl– ) + n ( OH– ) 等式量变同除V：c ( NH4+ ) + c ( H+ ) == c ( Cl– ) + c ( OH– ) 思考 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 例1： 1 mol / L K2SO4溶液中 阳离子：K+ H+ 阴离子：SO42– OH– 正电荷总数 = 负电荷总数 c ( K+ ) + c ( H+ ) = 2c(SO42– ) + c ( OH– ) 注意：c(SO42– ) 是离子浓度， 2c(SO42– ) 是该离子所带电荷浓度 1.电荷守恒 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 1.电荷守恒 【归纳】 写反应、找离子 分阴阳 乘电荷、列等式 例2 ：写出Na2S 溶液的电荷守恒 电离: Na2S == 2Na+ + S2– H2O ⇌ H+ + OH– 水解: S2– + H2O ⇌ HS– + OH– HS– + H2O ⇌ H2S + OH– 阳离子： Na+ 、H+ 阴离子： OH– 、 S2– 、 HS– 正电荷总数 = 负电荷总数 c (Na+ ) + c ( H+ ) = c ( OH– ) + 2c ( S2–) + c ( HS– ) 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 【练习】写出下列溶液的电荷守恒关系式 CH3COONa (NH4)2SO4 Na2CO3 CH3COOH与CH3COONa混合液 NaHCO3和Na2CO3 混合液 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 书写电荷守恒式必须注意： ①准确判断并找全溶液中离子的种类； ②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。 小结 ①阴阳离子分两边； ②系数要与电荷同。 技巧 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 思考 1.在NaCl溶液中c(Na+) 和c(Cl-)的关系是什么？在NH4Cl溶液中的c(NH4+)和c(Cl-)呢？ 2.NH4Cl溶液中含氮微粒有哪些？ 3.0.1mol·L-1 NH4Cl溶液中， c(Cl-)= mol·L-1， c(NH4+)+ c(NH3·H2O) = mol·L-1， 则c(NH4+)+ c(NH3·H2O) c(Cl-) 。 0.1 0.1 = 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 2.元素质量守恒 （1）定义：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。 例1：1 mol / L 的Na2CO3 溶液中 Na2CO3 == 2 Na+ + CO32– H2O H+ + OH– CO32– + H2O HCO3– + OH– HCO3– + H2O H2CO3 + OH– c (Na ) = 2 mol / L c (C ) = 1 mol / L 根据c (Na) : c (C) ＝2 : 1 根据碳守恒 c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) = 1 mol / L c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ] 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 例2：写出NaHCO3溶液的电荷守恒和物料守恒（元素质量守恒） 阳离子： Na+ 、H+ 阴离子： OH– 、 CO32–、 HCO3– 电荷守恒：c (Na+ ) + c ( H+ ) == c ( OH– ) + 2c ( CO32–) + c (HCO3–) c (Na+) : c (C) ＝ 1:1 物料守恒 c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3) 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 【练习】写出下列溶液的元素质量守恒关系式 CH3COONa Na2SO3 NaHSO3 NaHCO3和Na2CO3 以1:1混合所得溶液 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 书写元素质量守恒式必须注意： ①准确的判断溶液中中心原子存在的微粒形式；②弄清中心原子之间的角标关系。 ①不同原子写两边； ②存在形式要找全； ③倍数关系角标显。 小结 技巧 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 3.质子守恒 （1）定义：由水电离生成的H+总浓度等于由水电离的生成的OH-总浓度 守恒依据：c(H+)水=c(OH-)水 注意：c(H+)溶液不一定等于c(OH-)溶液 H2O⇌H＋＋OH－ 例：CH3COONa溶液 H2O⇌ H++ OH– CH3COO- CH3COOH c(OH-)水=c(OH-)溶液 c(H+)水=c（ CH3COOH ）+c(H+)溶液 质子守恒：c（ CH3COOH ）+c(H+)=c(OH-) 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 例：Na2CO3溶液中 3.质子守恒 守恒依据：c(H+)水=c(OH-)水 注意：c(H+)溶液不一定等于c(OH-)溶液 质子守恒：c(OH－)＝2c(H2CO3)＋c(HCO3－)＋c(H3O＋) 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 【练习】写出下列溶液的质子守恒关系式 NH4Cl Na2SO3 NaHCO3 0.1 mol·L－1氯化铵和0.1 mol·L－1氨水混合溶液 任务一 溶液中粒子浓度间等量的关系 书写质子守恒式必须注意： ①由水电离产生的H＋和OH―的存在形式； ②弄清被结合的H＋或OH―离子浓度和弱电解质分子浓度的关系。 ①氢和氢氧两边写； ②谁被抢走要找全。 技巧 小结 【问题探究】 CH3COONa溶液中存在着下列电离和反应过程: 1.CH3COONa溶液中的Na+、OH-、CH3COO-、H+四种离子浓度大小有什么关系? 2.某溶液中只含有NH4+ 、Cl-、OH-、H+四种离子,该溶液的溶质可能有几种情况? 提示一种溶质时,只有NH4Cl; 两种溶质时有:①NH4Cl与HCl,②NH4Cl与NH3·H2O。 提示c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 例1、常温下，比较0.1mol/L CH3COOH溶液中各主要粒子浓度大小。 ①弄清原理：写出该溶液中所有离子方程式: 电离 CH3COOH CH3COO- + H + （微弱） H2O H++OH- （更微弱） 理解两大平衡，树立微弱意识——“电离微弱” ②分清主次：判断上述过程中产生的离子浓度大小。 因CH3COOH电离程度很小，因而溶液中的主要粒子为CH3COOH分子。虽然CH3COOH是弱电解质，电离程度小，但相比于极弱的电解质——水来说，CH3COOH电离产生的离子比水分子电离产生的离子仍要大很多。综合以上分析可以得出： c(CH3COOH)> c(H+)> c(CH3COO-)> c(OH-) 【注意】多元弱酸电离是分步，主要决定第一步 例2：H2S溶液中：c (H2S) c (H+) c (HS–) c (S2–) c (OH–) S2- + H2O HS- + OH-(主要步骤) HS- + H2O H2S+ OH-(次要步骤) H2O H++OH-（弱） > > > > 对于弱酸、弱碱，其电离程度小，产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度。 理解两大平衡，树立微弱意识——“电离微弱” 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 理解两大平衡，树立微弱意识——“水解微弱” ①弱离子由于水解而损耗。 例3：KAl(SO4)2 溶液中：c (K+) c (Al3+) > Al3+ + 3H2O Al(OH) 3 + 3H+ ②水解是微弱 ①弄清原理：写出该溶液中所有离子方程式: 电离 CH3COONa=CH3COO-+Na+ （完全） 水解 CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- （微弱） 电离 H2O H+ + OH- （更微弱） 例4：常温下，比较0.1mol/L CH3COONa溶液中各主要粒子浓度大小。 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 ②分清主次： 判断上述过程中产生的粒子浓度大小。 因CH3COONa是强电解质，完全电离，所以溶液中的主要粒子是CH3COO-和Na+，但CH3COO-因水解而使得c(Na+)> c(CH3COO-)。虽然CH3COONa的水解程度很小，但水解过程仍比水的电离过程产生的粒子浓度大很多，即c(OH-)> c(CH3COOH)>c(H+)，一般只要比较出：c(Na+)> c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)即可。 因水解程度很小， 故水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 【小结】弱电解质电离及盐类水解产生的粒子浓度一般都很小，可概括为：谁的溶液谁（的粒子）主要。 【注意】多元弱酸根水解是分步，主要决定第一步 例5：Na2CO3 溶液中： c (CO3–) c (HCO3–) c (H2CO3) 水解程度很小，水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。 > > 电离： 水解： Na2CO3===2Na＋＋CO32- H2O H＋＋OH－ CO32- + H2O HCO3－+ OH-（微弱） HCO3－+ H2O H2CO3 + OH－(更微弱) C(Na+)>c(CO32-) >c(OH－)>c(HCO3－) >c(H+ ) （完全） 一步水解 二步水解 （最微弱） Na2CO 3溶液中存在的离子： Na+ 、 CO32- 、 HCO3- 、H+、OH- 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 NaHCO 3溶液中存在的离子： NaHCO 3溶液中存在的离子浓度大小： ①弄清原理: 碳酸氢钠溶液中存在的电离及水解方程式： Na+ 、 CO32- 、 HCO3- 、H+、OH- C(Na+)>C(HCO3-)>C(OH-)>C(H+)>C(CO32- ) NaHCO 3 == Na+ + HCO3- （完全） 电离 （更微弱） HCO3- CO32- + H+ 电离 H2O H++OH- （最微弱） 电离 HCO3- +H2O H2CO3+OH- （微弱） 水解 例6:写出0.1mol/L的NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系 ②分清主次： 判断上述过程中产生的粒子浓度大小。 HCO3-水解>电离 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——单一溶液 HSO3- + H2O H2SO3 + OH-(次要步骤) HSO3- SO32- + H+(主要步骤) 存在的微粒：Na+、SO32-、HSO3-、H+、OH- H2SO3 、H2O 大小关系：C(Na+)>C(HSO3-)>C(H+)>C(SO32-)> C(OH-)>C(H2SO3) 【解题归纳】 练习:写出0.1mol/L的NaHSO3溶液中离子浓度的大小关系 运用有序思维排列离子浓度大小的基本程序： 确定溶液组成（溶液中溶质的组成是酸、碱还是盐溶液）→找出思维基点（电离、水解、酸碱性）→分清主次地位（弄清楚电离和水解谁更强一点）→排出大小顺序 HSO3-电离>水解 归纳总结 (1)溶液中离子浓度大小比较的方法思路 ①先确定溶液中的溶质成分及各自物质的量浓度大小。 ②写出电离方程式、水解方程式，找出溶液中存在的离子。 ③依据电离和水解程度的相对大小，比较离子浓度大小。 ①多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液)，要分清主次关系。 即盐完全电离，多元弱酸根的第一步水解大于第二步水解。 ②多元弱酸的酸式盐溶液，要注意考虑酸式酸根水解程度和电离程度的相对大小。 若酸式酸根的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性； 若水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。 (2)特别注意的问题 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——混合溶液 1.若溶液混合不发生反应，根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综合分析 (1)分子的电离常数(Ka)大于对应离子的水解常数(Kh) 例：物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中存在：NH3·H2O的电离：NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－(主要)NH4＋的水解：NH4＋＋H2O⇌NH3·H2O＋H＋(次要)因为电离程度＞水解程度，故混合溶液呈碱性。 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——混合溶液 1.若溶液混合不发生反应，根据电离常数(Ka、Kb)、水解常数(Kh)的相对大小综合分析 (2)分子的电离常数(Ka)小于对应离子的水解常数(Kh) 例：物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 的的NaCN和HCN的混合溶液中存在：CN－的水解：CN－＋H2O⇌HCN＋OH－(主要) HCN的电离：HCN⇌H＋＋CN－(次要)因为水解程度＞电离程度，故混合溶液呈碱性。 c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋) 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——混合溶液 (2)若溶液混合能发生反应经过反应后离子浓度大小比较，主要根据反应物的物质的量以及化学反应原理确定反应后溶液中的溶质成分，再考虑溶质的电离和水解情况，从而确定离子浓度的大小。 例1：0.1 mol·L－1 的氨水与0.1 mol·L－1的硫酸等体积混合。 ①混合液中溶质为__________，其浓度为____ mol·L－1。 ②溶液中含有的粒子有______________________________________。 ③写出上述溶液中离子浓度由大到小的顺序：______________________________。 NH4HSO4 0.05 任务二 溶液中离子浓度的大小比较——混合溶液 例2：0.1 mol·L－1 CH3COONa与0.1 mol·L－1盐酸等体积混合。 ①混合液中溶质为_________________。 ②溶液中含有的粒子有____________________________________________________。 ③溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的顺序： ______________________________________________________。 例3：0.2 mol·L－1 NH4Cl与0.1 mol·L－1 NaOH等体积混合，混合液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O、NaCl，三者的物质的量浓度_____，溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________________________。 CH3COOH、NaCl CH3COOH、H2O、Na＋、Cl－、CH3COO－、 H＋、OH－ c(Na＋)＝c(Cl－)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(CH3COO－)>c(OH－) 相等 思维构建 溶液中各离子浓度的大小顺序为_____________________________。 c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋) 溶液中各离子浓度的大小顺序为_____________________________。 NH3·H2O、H2O、H＋、OH－、NH、SO c(H＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－) c(Cl－)>c(NH)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋) $$