关于“物料守恒”的析疑

1 关于 物料守恒 的析疑 关于 物料守恒 初学的同学经常会有一些疑问 这里试着解 释一下 也许对有的同学会有所帮助 疑问一 物料守恒 究竟是什么意思 这里的 物料 指无机盐溶液中的溶质成分 所以 物料守 恒 的意思是 在一无机盐溶液中 溶质成分 指铵根阳离子和酸 根阴离子 可能发生水解等变化 但是只要不产生气体或者沉淀等 会脱离溶液体系的物质 注意 不考虑能够水解的金属阳离子 铵 根离子的水解产物 NH3 H2O 与水解剩余的铵根离子的加和 一 定与水解之前的铵根离子的总数是相等 不变 的 酸根阴离子的 电离 水解产物与剩余的未发生变化的酸根阴离子的加和 一定与 电离 水解之前的酸根阴离子的总数是相等 不变 的 前面叙述 中的 总数 可以变换为 总物质的量 因为是同一溶液 体积 是相同的 所以可以再进一步变换为 物质的量浓度 也就是说 在不会生成氨气的铵盐溶液中 如果未发生水解时 c NH4 a 则此溶液中一定有 c NH4 c NH3 H2O a 在不会生成 CO2气 的碳酸氢盐溶液中 如果未发生电离 水解时 c HCO3 b 则此 溶液中一定有 c HCO3 c CO32 c H2CO3 b 这是 物料守恒 的一种表述 考题中也偶尔出现对它的考查 另一种表述可以从上 面内容的基础上推出 在符合前面条件的溶液中 溶质阳离子的各 种存在成分的浓度加和与溶质阴离子的各种存在成分的浓度加和之 比 一定符合该溶质化学式中表现出的比值 如在稀 NH4HCO3溶液 2 中 一定有 c NH4 c NH3 H2O c HCO3 c CO32 c H2CO3 1 1 疑问二 怎样能够看出一个等式是表示 物料守恒 呢 这一点难度不大 前面提到过 一种考查 物料守恒 的等式 形式是 c X c Y a X Y 表示含同一元素的离子或者分子 a 表示某一个具体数值 另一种考查 物料守恒 的等式的特点是 1 通常不出现 H 和 OH 而出现某种分子 与 电荷守恒 等式 的区别 2 通常会出现 K Na 等 与 质子守恒 等式的区别 当然 如果一个等式对于 3 个守恒等式都不符合 则它肯定是错误 的 疑问三 对于一个等式 不是比例式 怎样就能够看出是否符 合 溶质阳离子的各种存在成分的浓度加和与溶质阴离子的各种存 在成分的浓度加和之比 一定符合该溶质化学式中表现出的比值 这一点是有的同学最感到迷惑不解的 举一个最简单的例子就 可以解决 如在 Na2SO4溶液中 因为 Na 和 SO42 都不会发生水解 所以有 c Na c SO42 2 1 把此比例式变形为等积式 得 c Na 2c SO42 这个结果是有的同学最不能够接受的 他们认为 应该是 2c Na c SO42 才对 实际上 如果把它变为比例式 错 误就是非常明显的了 形成这种顽固的错误看法的原因是对于 电 荷守恒 的错误认识 建议参考我的前一篇文章 所以 根据溶质 的化学式 MaXb直接写 物料守恒 等式的方法是 第一步 写比例 3 式 M 的各种形式的加和 X 的各种形式的加和 a b 第二步 变为等积式 b M 的各种形式的加和 a X 的各种形式的加和 从结果与溶质化学式的比较可以看出 表示 物料守恒 时 用对 方的脚标做自己的系数的关系是正确的 如 在 Na2CO3溶液中 有 c Na 2 c HCO3 c CO32 c H2CO3 即 c Na 2c HCO3 2c CO32 2c H2CO3 总之 符合前面条件的一个正确的 物料守恒 等式的形式是 1 一侧 通常是左侧 是阳离子的所有存在形式的浓度的加和 另 一侧 通常是右侧 是阴离子的所有存在形式的浓度的加和 2 用 对方的脚标做自己的系数 疑问四 对于两种或者三种溶质的溶液 也可以有 物料守恒 吗 从严格意义上来说 不是真正的 物料守恒 但是从形式上看 像 物料守恒 等式 所以 我们姑且也把它看作 物料守恒 首 先说明一点 不是任何条件的混合溶液都能够写出 物料守恒 的 等式来 所以题目中肯定会有 相同浓度 这种显性或者隐性的条 件 同时溶质也不再局限于是盐 可能会有盐中酸根离子的对应酸 如 等浓度 显性的 相同浓度 的醋酸和醋酸钠的混合溶液 0 2mol L 的醋酸钠溶液与 0 1mol L 的盐酸等体积混合 隐性的 相 同浓度 因为混合以后实际上有等浓度的三种溶质 氯化钠 醋酸 钠 醋酸 对于以上两例 可以用以下方法写出 1 等浓度的醋 酸和醋酸钠的混合溶液 不考虑醋酸分子与醋酸根离子之间的转化 4 写 HAc Na Ac 由于是等浓度 所以认为 Na 所以得 2c Na c CH3COO c CH3COOH 2 0 2mol L 的醋酸钠溶液与 0 1mol L 的盐酸等体积混合 等浓度的 氯化钠 醋酸钠 醋酸 不考虑醋酸分子与醋酸根离子之间的转化 写 HAc Na Ac Na Cl 由于是等浓度 所以认为 Na 所以得 1 5 c Na c CH3COO c