水溶液中离子平衡解题思维模型

关于水溶液中离子平衡解题思维模型第1页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三分析对象抓主要矛盾三守恒得结果电荷守恒物料守恒电离水解①CH3COOH②CH3COOHCH3COONa1:1③CH3COOHCH3COONapH=7④CH3COONa质子守恒等式不等式一、思维模型第2页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1.明确“三个”守恒原理(1)电荷守恒：即电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数。根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。(2)物料守恒：是指物质发生变化前后，有关元素的存在形式不同，但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变。根据物料守恒可准确快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。(3)质子守恒：是指在电离或水解过程中，会发生质子(H＋)转移，但在质子转移过程中其数量保持不变。二、解题思路第3页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三2.正确理解质子守恒以Na2CO3和NaHCO3溶液为例，可用下图所示帮助理解质子守恒：(1)Na2CO3溶液第4页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三(2)NaHCO3溶液另外，将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立，通过代数运算消去其中某离子，即可推出该溶液中的质子守恒。第5页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三3.建立解题思路(3)不同溶液中某离子浓度的变化若其他离子能促进该离子的水解，则该离子浓度减小，若抑制其水解，则该离子浓度增大。第6页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三4.归纳类型，逐一突破(1)单一溶液①Na2S溶液水解方程式：______________________________________________；离子浓度大小关系：__________________________________；电荷守恒：______________________________________；物料守恒：________________________________；质子守恒：______________________________。答案c(Na＋)>c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)第7页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三②NaHS溶液水解方程式：______________________；离子浓度大小关系：__________________________________；电荷守恒：______________________________________；物料守恒：_____________________________；质子守恒：_____________________________。解析NaHS既能发生水解又能发生电离，水溶液呈碱性：c(Na＋)>c(HS－)>c(OH－)>c(H＋)>c(S2－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2S)－c(S2－)解析答案第8页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三③NaHSO3溶液水解方程式：__________________________；离子浓度大小关系：____________________________________；电荷守恒：_________________________________________；物料守恒：__________________________________；质子守恒：________________________________。解析NaHSO3既能发生电离又能发生水解，水溶液呈酸性：解析答案第9页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三(2)混合溶液①1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液水解方程式：_____________________________________________________；离子浓度大小关系：____________________________________；电荷守恒：__________________________________________；物料守恒：______________________________________；质子守恒：_____________________________________________。解析答案第10页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三第11页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三②1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液水解方程式：_________________________________；离子浓度大小关系：_________________________________；电荷守恒：___________________________________；物料守恒：__________________________________；质子守恒：___________________________________________。水溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)解析答案第12页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三③CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液离子浓度大小关系：__________________________________；电荷守恒：___________________________________；物料守恒：____________________。若溶液呈中性，则电离和水解相互抵消。c(CH3COO－)＝c(Na＋)>c(H＋)＝c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)c(Na＋)＝c(CH3COO－)解析答案第13页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三④pH＝2的CH3COOH与pH＝12的NaOH等体积混合离子浓度大小关系：________________________________；电荷守恒：___________________________________。解析由于CH3COOH是弱酸，所以当完全反应后，CH3COOH仍过量许多，溶液呈酸性。c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)解析答案第14页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三答案5.不同溶液，同一离子有物质的量浓度相同的以下几种溶液：①(NH4)2SO4溶液②(NH4)2CO3溶液

③NH4HSO4溶液④(NH4)2Fe(SO4)2

⑤NH4Cl溶液

⑥NH4HCO3溶液⑦NH3·H2O④>①>②>③>⑤>⑥>⑦第15页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析121.(2016·全国卷Ⅰ，12)298K时，在20.0mL0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(

)√A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0mLC.M点处的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)D.N点处的溶液中pH<12345三、典例解析第16页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析A项，盐酸滴定氨水时，滴定终点溶液为NH4Cl溶液，呈酸性，故指示剂应选甲基橙，错误；B项，一水合氨属于弱碱，与盐酸正好反应生成NH4Cl时溶液呈酸性，故二者等浓度反应时，若溶液的pH＝7，盐酸的体积应小于氨水的体积，即小于20.0mL，错误；解析12345第17页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三D项，由图可知，N点即为0.10mol·L－1氨水，由其电离度为1.32%，可知0.10mol·L－1氨水中c(OH－)＝0.00132mol·L－1，即c(H+)=7.6×10-12，故该氨水中11<pH<12，正确。12345第18页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三课例、水溶液中的离子平衡【2014年高考海南卷】室温下，用0.l00mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL0.100mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是（）A．II表示的是滴定醋酸的曲线B．pH=7时，滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20mLC．V(NaOH)=20.00mL时，两份溶液中c(Cl)=C(CH3COO)D．V(NaOH)=10.00mL时，醋酸溶液中c(Na)>C(CH3COO)>c(H)>c(OH)B-+---+看起点，弱电解质电离平衡，若该点pH=3,试计算醋酸的电离平衡常数。--------------------------n(CH3COOH):n(CH3COONa)=1:1,分析图像pH<7，电荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：2c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)质子守恒：2c(OH)+c(CH3COO)=c(CH3COOH)+2c(H)大小比较：c(CH3COO)>c(Na)>c(H)>c(OH)--++++-----++20.00mL时溶质为CH3COONa,pH>7溶液显碱性，CH3COONa水解平衡，电荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)物料守恒：c(Na)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)质子守恒：c(CH3COOH)+c(H)=c(OH）大小比较：c(Na)>c(CH3COO)>c(OH)>c(H)++++++------pH=7时，加入的NaOH溶液小于20.00mL,电荷守恒：c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO)大小比较：c(Na)=c(CH3COO)>c(H)=c(OH）++++----第19页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三3.(2016·天津理综，6)室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1mol·L－1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定曲线如图所示。下列判断错误的是(

)A.三种酸的电离常数关系：KHA>KHB>KHDB.滴定至P点时，溶液中：c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)C.pH＝7时，三种溶液中：c(A－)＝c(B－)＝c(D－)D.当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝

c(OH－)－c(H＋)√解析12345第20页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析A项，根据图像知，在未滴加NaOH溶液时，0.1mol·L－1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1，说明三种酸均为弱酸，且HA的pH最小、酸性最强，HD的pH最大、酸性最弱，因酸性越强，电离常数越大，故KHA>KHB>KHD，正确；B项，滴定至P点时，溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等，且溶液呈酸性，说明HB的电离程度大于B－水解程度，故c(B－)>c(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)，正确；C项，pH＝7时，三种离子的浓度分别等于c(Na＋)，然而三种溶液中阴离子水解程度不同，加入的NaOH的体积不同，故三种阴离子的浓度也不同，错误；D项，根据质子守恒即可得出，三种溶液混合后溶液的质子守恒关系：c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＝c(OH－)－c(H＋)，正确。12345第21页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三4.(2015·江苏，14)室温下，向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH＝7(通入气体对溶液体积的影响可忽略)，溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是(

)解析√12345第22页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析12345第23页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三D项，对于CH3COONa溶液根据物料守恒有：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，c(Na＋)>c(CH3COOH),根据混合溶液的电荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(CH3COO－)，溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，由此可知c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(CH3COO－)，进而可知c(CH3COOH)＝c(Cl－)，故c(Na＋)>c(CH3COOH)＝c(Cl－)，正确。12345第24页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析5.20℃时向20mL0.1mol·L－1醋酸溶液中不断滴入0.1mol·L－1NaOH(aq)，溶液pH变化如图所示。此过程溶液中离子浓度的关系错误的是(

)A.a点：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)B.b点：c(Na＋)＝c(CH3COO－)>c(H＋)＝c(OH－)C.c点：c(H＋)＝c(CH3COOH)＋c(OH－)D.d点：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)√方法技巧12345第25页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三解析a点是CH3