电荷守恒、物料守恒、质子守恒

1、电荷守恒、物料守恒、质子守恒 盐类水解第三课时 教学目标 1.掌握电荷守恒,物料守恒,质子守恒同 为溶液中的三大守恒关系。 2. 学会用这三个守恒判断溶液中粒子 浓度的大小，或它们之间的关系等式。 一、电荷守恒 是指溶液中所有阳离子所带的正 电荷总数与所有阴离子所带的负 电荷总数相等。即溶液永远是电 中性的，所以阳离子带的正电荷 总量阴离子带的负电荷总量 例如：Na2CO3溶液 1. 正确分析溶液中存在的阴、阳离子是书 写电荷守恒式的关键，需要结合电解质电 离及盐类的水解知识，尤其是对多级电离 或多级水解，不能有所遗漏。 2 结合阴阳离子的数目及其所带的电荷可以写 出： N(Na+) +N(H

2、+) = 2N(CO32-) + N( HCO3-) + N(OH-) 3将上式两边同时除以NA得： n(Na+)+n(H+)=2n(CO32-)+ n(HCO3-) + n(OH-)； 再同时除以溶液体积V得： C(Na+) +C(H+) = 2C(CO32-) + C( HCO3-) + C(OH-)， 这就是Na2CO3溶液的电荷守恒式。 练习 C（NH4+）+ C（H+）=C（ Cl-）+ C（OH-） NaHCO3溶液： Na3PO4溶液： NH4Cl溶液： NaOH溶液： C（Na+）+ C（H+）= 2 C（CO32-）+ C（HCO3-）+ C（OH-） C（Na+）+ C（H

3、+）= 3 C（PO43-）+ 2 C（HPO42-）+ C（H2PO4-）+ C（OH-） C（Na+）+C（H+）= C（OH-） 1、要判断准确溶液中存在的所有离子，不 能漏掉。 2、注意离子自身带的电荷数目。 溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液 中各种存在形式的浓度之和。 也就是元素守恒，即变化前后某种元素的原子 个数守恒。物料守恒实际属于原子个数守恒和质量 守恒。即加入的溶质组成中存在的某些元素之间的 特定比例关系，由于水溶液中一定存在水的H、O 元素，所以物料守恒中的等式一定是非H、O元素 的关系。 二.物料守恒 例1 ：NaHCO3溶液 nNa:nC=1:1，如果HCO3-

4、 没有电离和水解， 那么Na+和HCO3- 浓度相等。 HCO3- +H2O H2CO3 +OH-； HCO3- CO32- +H+； HCO3- 会水解成为H2CO3，电离为CO32-， 那么守恒式中 c(Na+) = c(HCO3-) + c(CO32-) + c(H2CO3) 这 个式子叫物料守恒 含特定元素的微粒（离子或分子）守恒 不同元素间形成的特定微粒比守恒 特定微粒的来源关系守恒 练习 1.Na2CO3溶液 c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3) 3.在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程: H2S H+ +HS- HS- H+S2- H2

5、O H+OH- H2S物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.1mol/L, 在这里物料守恒就是S元素守恒, 描述出有S 元素的离子和分子即可 2.NH4Cl溶液 cNH4+ cNH3.H2O= c Cl- 4：在0.1molL Na3PO4溶液中： 根据P元素形成微粒总量守恒有： cPO43-+cHPO42-+cH2PO4-+c H3PO4=0.1molL 根据Na与P形成微粒的关系有： cNa+=3cPO43-+3cHPO42- +3cH2PO4-+3cH3PO4 三三、质子质子（H+）守恒守恒 例1 ：Na2CO3溶液水电离出的c(H+)=c(OH-). 在碳酸钠水溶液中

6、水电离出的氢离子以（H+， HCO3-,H2CO3）三种形式存在，其中1mol碳酸 分子中有2mol水电离出的氢离子.所以 c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) CO32-+ H2O HCO3-+OH-； HCO3- +H2O H2CO3 +OH-； H2O H+OH- 电解质溶液中分子或离子电解质溶液中分子或离子得到或失去质子得到或失去质子 （H+）的物质的量应相等）的物质的量应相等。 例2 ： NaHCO3溶液 方法一：可以由电荷守恒和物料守恒关系联立得到 NaHCO3 溶液中存在下列等式 C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-

7、) 电荷守恒 C(Na+)=C(HCO3-)+ C(CO32-)+C(H2CO3) 物料守恒 两式相减得C（H+）+C（H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-) 这 个式子叫质子守恒。 方法二：由酸碱质子理论 NaHCO3 溶液 原始物种：HCO3-，H2O 消耗质子产物H2CO3，产生质子产物CO32-，OH- C（H+）=C（CO32-）+C(OH-) -C（H2CO3）即C（H+）+C （H2CO3）=C（CO32-）+C(OH-) 关系：剩余的质子数目等于产生质子的产物数目-消 耗质子的产物数目 练习 NaH2PO4溶液 原始物种：H2PO4-，H2O 消耗质子产物：H3PO4 产生质子产物：HPO42-（产生一个质子）， PO43-（产生二个质子），OH- c（H+）=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c（H3PO4） 快速书写质子守恒的方法： 第一步：确定溶液的酸碱性，溶液显酸性，把 氢离子浓度写在左边，反之则把氢氧根离子浓度写 在左边。 第二步：根据溶液能电离出的离子和溶液中存 在的离子，来补全等式右边。具体方法是，判断溶 液能直接电离出的离子是什么。然后选择能电离产 生氢离子或者水解结合氢离子的离子为基准，用它 和它电离或者水解之后的离子（这里称为对比离子） 做比较，是多氢还是少氢，多N个氢，就减去N倍 的该离子（对比离子）浓度。少N个氢