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一、电离平衡理论和水解平衡理论1电离理论:弱电解质的电离是微弱的,电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的,同时注意考虑水 的电离的存在;例如NH3H2O溶液中微粒浓度大小关系。【分析】由于在NH3H2O溶液中存在下列电离平衡:NH3H2O =NH4+OH- , H20 H +OH-,所以溶液中微粒浓度关系为:令已性0) c(OH-) c(NH4+) c(H+)。多元弱酸的电离是分步的,主要以第一步电离为主;例如H2S溶液中微粒浓度大小关系。【分析】由于H2S溶液中存在下列平衡:H2S =HS-+H+ , HS- =S2-+H+ ,律0 =H +OH-, 所以溶液中微粒浓度关系为: c(H2S ) c(H+) c(HS-) c(OH-)。2.水解理论:弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗;如NaHCO3溶液中有:c(Na+) c(HC03-)o弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的(双水解除外),因此水解生成的弱电解质及产生H +的 (或0H-)也是微量,但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在,所以水解后的酸性溶液中c(H+)(或 碱性溶液中的c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度;例如(NH4 ) 2SO4溶液中微粒浓度关系。 【分析】因溶液中存在下列关系:( NH4) 2SO4=2NH4+SO42-,2H 0,2OH-+2H+ ,22NH HO ,由于水电离产生的c(H+) =c(OH-),而水电离产生的一部分0H-与NH,+ 32水水4结合产生NH3h2O,另一部分0H-仍存在于溶液中,所以溶液中微粒浓度关系为:c(NH4+)c(SO42-) c(H+)c(NH3H20)c(0H-)o一般来说“谁弱谁水解, 谁强显谁性”, 如水解呈酸性的溶液中 c(H+) c(OH-), 水解呈碱性的溶液中 c(OH-) c(H+);多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的,主要以第一步水解为主。例如Na2CO3溶液中微粒浓度关 系。【分析】因碳酸钠溶液水解平衡为:CO32- + H2O=HCO3-+OH- , H2O + HCO3-=H2CO3+OH-,所以 溶液中部分微粒浓度的关系为: c(CO32-) c(HCO3-)o二、电荷守恒和物料守恒1 电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO 溶液中:n(Na+) + n(H+)二 n(HCO3-) + 2n(CO32-) + n(OH-)推出:c(Na+) + c(H+)二 c(HC-) + 2c(CO 2-)c(OH-)2物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子 或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+): n(c)二1 : 1 ,推出: c(Na+)二 c(HCO3-) + c(CO32-) + c(H2CO3)【注意】书写电荷守恒式必须准确的判断溶液中离子的种类;弄清离子浓度和电荷浓度的关系。3导出式质子守恒:如碳酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将Na+离子消掉可得:c(OH-)=c(H+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3)o此关系式也可以按下列方法进行分析,由于指定溶液中氢原子的物质的量为定值,所以无论溶液中结合氢离以用图示分析如下:失去1个用0K 子还是失去氢离子,但氢原子总数始终为定值,也就是说结合的氢离子的量和失去氢离子的量相等。可结合2个用k h2co3结合1个用 疋, 由得失氢离子守恒可得: c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)o又如醋酸钠溶液中由电荷守恒和物料守恒将钠离子消掉可得: c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) 【规律总结】1、必须有正确的思路:电解质溶液*单一溶液混合溶械酸或碱溶液一一考虑电离 I盐溶液一一考虑水解”不反应一一同时石虑电离和解生成酸或碱一一考虑电离 (生歳拙考虑朮解根据过量程度考虑电离或小解反应*不过量过量一2、掌握解此类题的三个思维基点:电离、水解和守恒分清他们的主要地位和次要地位3【常见题型】一、溶质单一型关注三个守恒1弱酸溶液:【例1】在O.1mol/L的H2S溶液中,下列关系错误的是()A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)C.c(H+) c(HSJ + c(S2-) + c(0HJD.c(H2S)+c(HSJ + c(S2-)=0.1mol/L分析:由于h2S溶液中存在下列平衡:H2S =H + + HS- , HS=H + + S2- , H2O=H + + OH-,根 据电荷守恒得c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),由物料守恒得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L ,所以关系式 错误的是A项。(注意:解答这类题目主要抓住弱酸的电离平衡。)2弱碱溶液:例 2】室温下,0.1mol/L的氨水溶液中,下列关系式中不正确的是()A. c(OH-) c(H+)B.c(NHO)+c(NH+)=0.1mol/LC.c(NH4+) c(NH3H2O) c(OH-) c(H+)D.c(OH-)二c(NH4+)+c(H+)分析: 由于氨水溶液中存在一水合氨的电离平衡和水的电离平衡, 所以所得溶液呈碱性, 根据电荷守恒 和物料守恒知BD正确,而一水合氨的电离是微量的,所以C项错误,即答案为C项。3.强酸弱碱盐溶液:【例 3】在氯化铵溶液中,下列关系正确的是( )A.c(CI-) c(NH4+) c(H+) c(OHJB.c(NH4+) c(CI-) c(H+) c(OHJC.c(NH4+)二 c(CI-) c(H+)二 c(OHJD.c(CI-)二 c(NH4+) c(H+) c(OH-)分析:由于氯化铵溶液中存在下列电离过程:NH4ci = NH4+ + c|- , H2O=H + + oH-和水解过程:NH4+ + H2H + + NH3H2O ,由于铵离子水解被消耗,所以c(CI-)c(NH4+),又因水解后溶液显酸 性,所以c(H+)c(OH-),且水解是微量的,所以上述关系式正确的是A项。(注意:解答这类题目时主 要抓住弱碱阳离子的水解,且水解是微量的,水解后溶液呈酸性。)4强碱弱酸盐溶液:例 4】在Na2S溶液中下列关系不正确的是A c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +c(H2S)Bc(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)Cc(Na+) c(S2) c(OH) c(HS)Dc(OH)=c(HS)+c(H+)+c(H2S)解析: 电荷守恒: c(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2);物料守恒:c(Na+)=2c(HSJ +2c(S2-) +2c(H2S);质子守恒:c(OH J=c(HS-)+c(H+) + 2c(H2S),选 A D5.强碱弱酸的酸式盐溶液:例 5】(2004年江苏卷)草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,在O.1mol/LKHC204溶液中,下列关系 正确的是( CD)Ac(K+)+c(H+)=c(HCO -)+c(OH-)+ c(C O 2-)Bc(HC O -)+ c(CO 2-)=0.1moI/LCc(C2O42-) c(H2C2O4)Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)解析因为草酸氢钾呈酸性,所以hc2o4-电离程度大于水解程度,故c(c2o42-) c(h2c2o4)。又依据 物料平衡,所以D . c(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)正确,又根据电荷守恒, c(K+)+c(H+)二c(HC2O4-)+c(OH-) + 2c(C2O42-),所以。综合上述,C、D 正确。练习:1 (2001年全国春招题)在OdmoU溶液中,下列关系正确的是(c )。A . c(Na+)二 2c(C2-B . c(OH-)二 2c(H+)C . c(HCO3-) c(H2CO3)D . c(Na+) c(HCO3-) c(H+) c(OH-)B.c(Na+)=c(HCO3-) c(OH-) c(H+)C.c(Na+)+c(H+)二 c(HCO -)+c(OH-) + 2c(CO 2-) D.c(Na+)二 c(HCO -)+c(CO 2-)+c(H CO )3333233、( 2006 江苏) 1、 下列叙述正确的是( BC )A - 0.1molL-i氨水中,c(OH-)=c(NH4+)B - 10 mL 0.02mol L-iHCl溶液与10 mL 0.02molL-iBa(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL, 则溶液的 pH=12C .在 O.lmolL-iCCOONa 溶液中,c(OH-)=c(CCOOH) + c(H+)D OdmdLi某二元弱酸强碱盐 NaHA 溶液中,c(Na+)=2c(A2-) + c(HA-) + cA) 二、两种电解质溶液混合后离子浓度大小的比较关注混合后溶液的酸碱性: 混合后溶液的酸碱性取决于溶质的电离和水解的情况, 一般判 断原则是:若溶液中有酸或碱存在, 要考虑酸和碱的电离, 即溶液相应地显酸性或碱性;若溶液中的溶 质仅为盐, 则考虑盐水解情况;对于特殊情景要按所给的知识情景进行判断。1、两种物质混合不反应:【例】:用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3C00-) C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是()A.C(H+) C(OH-)B.C(CH3COOH) + C(CH3COO-)二 0.2 mol/LC.C(CH3COOH) C(CH3COO-)D.C(CH3COO-) + C(OH-)二 0.2 mol/L点拨CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,CH3COOH的电离和CCOONa的水解因素同时存 在。已知 C(CH3COO-) C(Na+),根据电荷守恒 C(CH3COO-) + C(OH-) = C(Na+) + C(H+),可得出 C(OH-) c(Ac-) c(H+) c(OH-)B. c(Na+) c(Ac-) c(OH-) c(H+)C . c(Na+)二 c(Ac-) +
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