高中化学电荷守恒、物料守恒、质子守恒

一、电荷守恒基于溶液的电中性原理，我们可以得出以下结论：溶液中所有阳离子所带的正电荷总数，等于所有阴离子所带的负电荷总数。利用这一对等关系，我们可以写出溶液中有关电荷守恒的离子关系式。比如：写出NaHCO3溶液中，有关电荷守恒的离子关系式。解决这一问题，首先要找出所有的阳离子和阴离子：阳离子有：Na+、H+，阴离子有：OH-、HCO3、CO32-；其次，我们要明白电荷数与离子数之间的关系，比如：Na+所带正电荷总数，等于Na+数，而CO32-所带的负电荷数，等于CO32-数的2倍。我们可以写出关系式了，即：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)。二、物料守恒一般常用到的有关物料守恒的关系式包括三类：含特定元素的微粒（离子或分子）守恒例如：在0.2mol/L的Na2CO3溶液中，根据C元素形成微粒总量守恒有：c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3） =0.2mol/L；不同元素间形成的特定微粒比守恒例如：在Na2CO3溶液中，根据Na与C形成微粒的关系有：c（Na+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）分析：上述Na2CO3溶液中，C原子守恒，n(Na) : n(C)恒为2：13.混合溶液中弱电解质及其对应离子总量守恒例如：相同浓度的HAc溶液与NaAc溶液等体积混合后，混合溶液中有：2c(Na+)=c(Ac-)+c(HAc)分析：上述混合溶液中，虽存在Ac-的水解和HAc的电离，但也仅是Ac-和HAc两种微粒间的转化，其总量不变。三、质子守恒分析H+来龙去脉，从哪来，到哪去，找也守恒关系例如：对于NaHCO3溶液来说，初始H+来源于HCO3-和H2O的电离，C(H+)C(CO32-)+C(OH-)；伴随着的水解的发生，一部分H+转化到H2CO3中，因此，C(H+)C现(H+)+C(H2CO3)，从而得出，溶液中离子浓度的关系如下：C(CO32-2)+C(OH-)C(H+)+C(H2CO3)再如：对于Na2HPO4溶液来说，初始H+来源于HPO42-2和H2O的电离，C(H+)C(PO43-)+C(OH-)，伴随着水解的发生，部分H转化到H2PO4-及H3PO4中，因此，C(H+)C现(H+)+C(H2PO4-)+2C(H3PO4)；从而得出，溶液中离子浓度的关系如下：C(PO43-)+C(OH-)C(H+)+C(H2PO42-)+2C(H3PO4)对于同一种溶液来说，电荷守恒表达式物料守恒表达式质子守恒表达式例如NaHCO3溶液中，电荷守恒表达式为：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)；物料守恒表达式为：c（Na+）=c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）相式相减即得质子守恒表达式：c（H+）=c（OH-）+c（CO32-）c（H2CO3）若能清楚三个守恒，解题会更快，若质子守恒不能熟悉，只要掌握前两个也足够了。归纳1Na2CO3溶液电荷守恒，c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)物料守恒，c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)质子守恒，c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)2NaHCO3溶液电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2(CO32-)+c(OH-)物料守恒，c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)质子守恒，C（H+）=C（CO32-）+C(OH-)-C（H2CO3）3NH4Cl溶液电荷守恒，C（NH4+）+C（H+）=C（Cl-）+C（OH-）物料守恒，C（NH4+）+C（NH3.H2O）=C（Cl-）质子守恒，C（H+）=C（OH-）+C（NH3H2O）4Na3PO4溶液电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=3c(PO43-)+2c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(OH-)物料守恒，cNa+=3cPO43-+3cHPO42-+3cH2PO4-+3cH3PO4在0.1molL Na3PO4溶液中，根据P元素形成微粒总量守恒有：cPO43-+cHPO42-+cH2PO4-+cH3PO4=0.1molL质子守恒，cOH-=cHPO42-+2cH2PO4-+3cH3PO4+cH+5Na2S溶液电荷守恒，c(Na