3.3.4电解质溶液中粒子浓度的关系（三大守恒和溶液中粒子浓度大小比较） 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（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 电解质溶液中粒子浓度的关系 人教版 高二化学 选择性必修一 目录 三大守恒 一 粒子浓度大小比较 二 学习目标 1、理解电解质溶液中的三大守恒——电荷守恒、元素质量守恒和质子守恒。 2、学会利用水解平衡和电离平衡程度分析溶液中离子浓度的种类和大小比较的方法。 一、三大守恒 （一）电荷守恒 1、定义： 电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数 （即电荷守恒，溶液呈电中性） 2. 书写 阳离子有：Na+、H+， 阴离子有：OH-、CO32-、HCO3- 电荷守恒：n(Na+) + n(H+)=n(OH-) + n(HCO3-)+2n(CO32-)。 或c(Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(HCO3-)+2c(CO32-)。 eg：Na2CO3溶液中 （一）电荷守恒 课堂练习1： （1） CH3COONa （2）(NH4)2SO4 （3） NaHCO3 （4）NaHS （5）Na2S c( Na+ ) + c( H+ ) = c( CH3COO– ) + c( OH– ) c( NH4+ ) + c( H+ ) = 2c( SO42– ) + c( OH– ) c(Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(HCO3-)+2c(CO32-) c(Na+) + c(H+) ＝ c(OH－) + c(HS－) + 2c(S2－) c(Na+) + c(H+) ＝ c(OH－) + c(HS－) + 2c(S2－) 书写出下列电解质溶液中存在的电荷守恒。 （6）Na3PO4 c(Na＋)＋c(H＋)＝3c(PO43-)＋2c(HPO42-)＋c(H2PO4-)＋c(OH－) （二）元素质量守恒(物料守恒) 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。 2. 书写 eg：Na2CO3溶液中 含C元素的粒子有： CO32-、HCO3-、 H2CO3 含Na元素的粒子有： Na+ ∴ 元素质量守恒： c(Na+)=2[c(CO32- ) + c(HCO3-) + c(H2CO3)] ∵ c(Na+) : c(C) ＝2 : 1 （二）物料守恒(元素质量守恒) 练一练: 写出下列物质溶液的元素质量守恒 （5）Na3PO4溶液 （1）NaHCO3 c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3) （2）Na2SO3 c (Na+)=2[c ( HSO3－) + c ( SO32－ )+ c (H2SO3 )] （3）CH3COONa c (Na+)= c (CH3COO－) + c (CH3COOH) （4）NH4Cl c (Cl-)= c (NH4+) + c (NH3·H2O) c(Na+)=3c(HPO42-) +3c(H2PO4－)+3c(H3PO4) （三）质子守恒 元素质量守恒： c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ] ② 电荷守恒：c(Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(HCO3-)+2c(CO32-) ① 即：质子守恒：c(OH-)＝c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) 例：Na2CO3 溶液 1、定义： 水电离:c(H+)=c(OH-)，电解质溶液中各粒子电离出的H+总数等于粒子 接受H+总数。 2. 书写 方法一：可以由电荷守恒与物料守恒联立推导出来。 （三）质子守恒 方法二： CO32- + 2H+ H2CO3 + H+ HCO3- H3O+ + H+ H2O OH- - H+ 则有质子守恒： c(OH–) = c(H+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3) 例：Na2CO3 溶液 c(OH–)+失H+产物 = c(H+) +得H+产物（系数：得失H+数目） 失质子 基准态物质 得质子 （三）质子守恒 方法二： 例：NH4Cl溶液 c(OH–)+得OH–产物 = c(H+) +失OH–产物 失质子（得OH–） 基准态物质 得质子（失OH–） NH4+ H2O H3O+ + H+ OH- - H+ NH3·H2O + OH- 则有质子守恒： c(H+) = c(OH–) + c(NH3·H2O) （三）质子守恒 练一练: 写出下列物质溶液的质子守恒 （2）NaHCO3 （3）Na2SO3 （4）NH4Cl （1）Na2CO3 c(OH–)=c(HCO3–)+2c(H2CO3)+c(H+) c(OH–)+c(CO32-)=c(H2CO3)+c(H+) c(OH–)=c(HSO3–)+2c(H2SO3)+c(H+) c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH–) （四）混合溶液三大守恒 1、共轭酸碱体系（溶质粒子之间存在相互转化平衡关系）： （1）弱酸及其盐 eg: CH3COOH ：CH3COONa=1：1 电荷守恒： 元素质量守恒： 质子守恒： （四）混合溶液三大守恒 1、共轭酸碱体系（溶质粒子之间存在相互转化平衡关系）： （2）弱碱及其盐 eg: NH3•H2O ：NH4Cl=1：1 电荷守恒： 元素质量守恒： 质子守恒： （四）混合溶液三大守恒 1、共轭酸碱体系（溶质粒子之间存在相互转化平衡关系）： （3）多元弱酸正盐及其酸式盐 eg: Na2CO3 ：NaHCO3=1：1 电荷守恒： 元素质量守恒： 质子守恒： （四）混合溶液三大守恒 2、非共轭酸碱体系（溶质粒子之间不存在相互转化平衡关系）： eg: CH3COONa：NaCN=1：1 电荷守恒： 元素质量守恒： 质子守恒： （四）混合溶液三大守恒 2、非共轭酸碱体系（溶质粒子之间不存在相互转化平衡关系）： eg: CH3COONa：Na2CO3=1：1 电荷守恒： 元素质量守恒： 质子守恒： 小结：三大守恒小结 三大守恒 等式特点 系数 电荷守恒 全为离子（无分子） 离子所带电荷数 物料守恒 无H+、OH- 原子数目交叉 质子守恒 无不水解离子 得失H+数目 三守恒式结合 两边没有明显特征 二、溶液中粒子浓度大小比较 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 eg:HClO溶液中： HClO ⇌ H＋＋ClO－ H2O ⇌ H＋＋OH－ c(HClO)>c(H＋)>c(ClO－)>c(OH－) 粒子浓度大小关系： 1．一元弱酸和弱碱： 电离理论——弱电解质的电离是微弱的 （主） （极微弱） （1）一元弱酸：C(酸分子)>C(H+)>C(酸根离子)>C(OH-) eg: 分析NH3·H2O溶液： NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH - H2O ⇌ H＋＋OH－ （一）两大理论 （主） （极微弱） c(NH3·H2O) ＞ c(OH -) ＞ c(NH4+) ＞ c(H +) 粒子浓度大小关系： (2)一元弱碱：C(碱分子)>C(OH-)>C(弱碱阳离子)>C(H+) 2. 多元弱酸：分步电离，以第一步电离为主： H2S ⇌ HS– + H+ HS– = H++S2– H2O⇌ H++ OH– c (H2S)> c (H+) > c (HS–) > c (S2–) > c (OH–) 粒子浓度大小关系 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 eg:H2S溶液中： （次） （主） （极微弱） C(酸分子)>C(H+)>C(一级电离产物)>C(二级电离产物)>C(OH-) 3.一元强碱弱酸盐溶液溶液或一元强酸弱碱盐溶液 NH4Cl =NH 4 + + Cl - H2O ⇌ H＋＋OH- NH 4 + + H 2 O⇌ NH3·H2O+ H + c(Cl-) > c(NH4+) > c(H+) >c(NH3·H2O)> c(OH-) （一）单一溶液粒子浓度大小比较 可溶性盐的电离是完全的 水解理论——弱酸阴离子和弱碱阳离子的水解是微弱的 eg:NH4Cl 溶液中： （微弱） （完全） （极微弱） 粒子浓度大小关系 C(不水解离子)>C(水解离子)>C(显性离子)>C(水解产物)>C(不显性离子) 3.一元强碱弱酸盐溶液溶液或一元强酸弱碱盐溶液 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 eg:CH3COONa 溶液： 粒子浓度大小关系： C(不水解离子)>C(水解离子)>C(显性离子)>C(水解产物)>C(不显性离子) c(Na +) ＞ c( CH3COO－) ＞ c( OH -) ＞ c(CH3COOH) ＞ c(H +) 4. 多元弱酸正盐溶液 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 多元弱酸根离子水解是分步的，第一步水解程度远大于第二步水解程度。 eg:在Na2CO3溶液中： HCO3-＋OH - CO32-＋H2O HCO3-＋ H2O H2CO3＋OH - 离子浓度大小关系：c( Na+) > c(CO32-) > c(OH -) >c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(H＋) H2O H++OH- Na2CO3 =2Na + + CO32- （主） （次） （极微弱） （完全） C(不水解离子)>C(水解离子)>C(OH -)>C(一级水解产物)>C(二级水解产物)>C(H＋) 练一练： 分析Na2C2O4溶液粒子浓度的大小： （一）单一溶液粒子浓度大小比较 c(Na+) >c(C2O42－) > c(OH－) > c(HC2O4－) > c(H2C2O4－)> c(H+) 分析Na2S溶液粒子浓度的大小： C(Na+)>C(S2-)>C(OH-)>C(HS-)>C(H2S)>C(H+) 5、多元弱酸酸式盐溶液 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 考虑水解程度与电离程度的相对大小。 （1）电离>水解 酸性 （eg:HSO3-、H2PO4-、HC2O4-等) eg：NaHSO3溶液 HSO3－ H＋＋SO32－ (主) HSO3－＋H2O H2SO3＋OH－(次) H2O H＋＋OH－ (极微弱) c(Na＋)>c(HSO3-)>c(H＋)>c(SO32-)>c(OH－)>c(H2SO3) 粒子浓度大小关系： NaHSO3 = Na+ + HSO3- （完全） C(不水解离子)>C(水解离子-)>C(显性离子)>C(电离产物) >C(不显性离子) >C(水解产物) 5、多元弱酸酸式盐溶液 （一）单一溶液粒子浓度大小比较 考虑水解程度与电离程度的相对大小。 （2）水解> 电离 碱性 （eg:HCO3-、HS-、HPO42-等) eg： NaHCO3溶液 HCO3－ H＋＋CO32－ (次) HCO3－＋H2O H2CO3＋OH－(主) H2O H＋＋OH－ (极微弱) c(Na＋)>c(HCO3-)>c(OH－)>c(H2CO3)>c(H＋)>c(CO32-) 粒子浓度大小关系： NaHCO3 = Na+ + HCO3- （完全） C(不水解离子)>C(水解离子-)>C(显性离子)>C(水解产物) >C(不显性离子) >C(电离产物) 3、已知HS－的电离程度<HS－水解程度，则NaHS溶液粒子 浓度大小: 练一练 1、已知室温下，NaH2PO4溶液中，c(HPO42-)>c(H3PO4)，则NaH2PO4溶液显_____性。 2、室温下，H2C2O4的Ka1＝5.6×10－2，Ka2＝1.5×10－4，则NaHC2O4溶液显____性，溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____________________________________。 酸 酸 c(Na＋)>c(HC2O4-)>c(H＋)>c(C2O42-)>c(OH-) （二）不同溶液中同一离子浓度大小的比较 例:在物质的量浓度相同的下列溶中: a.NH4Cl、 b.CH3COONH4、 c.NH4HSO4、d. (NH4)2CO3 、e.(NH4)2SO4 f.NH3·H2O ; g.NH4Fe(SO4)2 c (NH4+ )由大到小的顺序: 。 分类： 盐：a.NH4Cl、 b.CH3COONH4、 c.NH4HSO4 g.NH4Fe(SO4)2 d. (NH4)2CO3 、e.(NH4)2SO4 弱碱：f.NH3·H2O ; 比较水解程度：相互促进水解的盐＞单独水解的盐＞水解相互抑制的盐。 （二）不同溶液中同一离子浓度大小的比较 练：(1)相同温度下，浓度均为0.1mol/L的（NH4）2CO3、NH4HCO3、Na2CO3 、NaHCO3中c(CO32-)由大到小的顺序为： c（Na2CO3）＞c（(NH4)2CO3 )＞ c(NaHCO3 )＞ c(NH4HCO3) （2）0.1mol/l下列溶液PH值由大到小的顺序是 : . ①H2SO4 ② NH3·H2O ③ NaOH ④NH4Cl ⑤NaCl ⑥CH3COONa ⑦ HCl ⑧ CH3COOH ⑨Ba(OH)2 ⑨>③>②>⑥>⑤>④>⑧>⑦>① （3）c(NH4+)相同的下列溶液：NH4Cl、（NH4)2SO4、 NH4HSO4、 NH4HCO3 ,其物质的量浓度由小到大的顺序是： 。 c(（NH4）2SO4 )＜c( NH4HSO4) ＜ c(NH4Cl) ＜ c(NH4HCO3) （三）混合溶液粒子浓度大小比较 1. 只混合不反应——等浓度的弱酸或弱碱与其盐溶液等体积混合 （1）电离>水解 ①CH3COOH：CH3COONa=1：1 ②NH3·H2O：NH4Cl=1：1 C(电离产物)>C(不水解离子-)>C(水解产物)>C(显性离子)>C(不显性离子) c(NH4+) >c(Cl-) >c(NH3·H2O)> c(OH-)> c(H+) c(CH3COO-) >c(Na+) >c(CH3COOH)> c(H+) > c(OH-) （三）混合溶液粒子浓度大小比较 1. 只混合不反应——等浓度的弱酸或弱碱与其盐溶液等体积混合 （2）水解>电离 eg：HCN：NaCN=1：1 C(水解产物)>C(不水解离子-)>C(电离产物)>C(显性离子)>C(不显性离子) c(HCN) >c(Na+) >c(CN-)> c(OH-)> c(H+) （三）混合溶液粒子浓度大小比较 2. 混合反应： （1） 恰好完全反应 考虑水解 生成酸、碱 生成盐 考虑电离 例：(1) 0.1 mol/l 的HCl 与0.1 mol/l NH3·H2O等体积混合 产物：NH4Cl ∴C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-) (2)1L0.1 mol/l 的HCl 与1L 0.1 mol/l CH3COONa等体积混合 产物:等量的NaCl与 CH3COOH c(Na＋)=c(Cl-)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) （三）混合溶液粒子浓度大小比较 （2）一方过量 考虑电离或水解 产物：等量的NH4Cl与NH3·H2O (2)0.1 mol/l 的NaOH与0.2 mol/l CH3COOH等体积混合 产物:等量的CH3COONa与 CH3COOH c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(H＋) c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(CH3COOH)＞c(H＋）＞c(OH－) 例：(1) 0.1 mol/l 的HCl 与0.2 mol/l NH3·H2O等体积混合 (3)一定浓度的NaOH与CH3COOH混合至中性 c(CH3COO－)=c(Na＋)＞c(H＋）=c(OH－) 课堂练习 [典例1]常温下，浓度均为0.1 mol/L的下列溶液中，粒子的物质的量浓度关系正确的是( ) A.氨水中,c(NH4+)=c(OH- )=0.l mol·L-1 B.NH4Cl 溶液中，c(NH4+)>c(Cl-) C.Na2SO4溶液中，c(Na+)>c(SO4-)>c(OH-)=c(H+) D. Na2SO3溶液中，c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO-)+c(H2SO3) C 课堂小结 一个原理：平衡移动原理 电解质溶液中粒子浓度的关系 三个守恒：电荷守恒、原子守恒、质子守恒 二个平衡：电离平衡、水解平衡 祝同学们 学习愉快，学有所获 人教版 高二化学 选择性必修一 $$