浅议盐类水解中的三大守恒原理

浅议盐类水解中的三大守恒原理

岑巩中学化学组 牟松

电解质溶液中有关离子浓度的判断是近年高考的重要题型之一，而这类题型也是学生感觉最头痛的一类题型，学生们在解这类题时往往得分率比较低，而且不盐的水解平衡和电解质溶液中的电荷守恒、物料守恒原理、质子守恒原理。下面我就对三大守恒原理的题型谈谈自己的一些看法 电荷守恒：

电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于阳离子的正电荷总数， 电荷守恒的重要应用是依据电荷守恒列出等式，比较或计算离子的物质的量或物质的量浓度。如（1）在只含有A＋、M－、H＋、OH―四种离子的溶液中c(A＋)+c(H＋)==c(M－)+c(OH―),若c(H＋)＞c(OH―)，则必然有c(A＋)＜c(M－)。 如NaHCO3溶液：

c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-)+ 2c(CO32-)+c(OH-) Na2HPO4溶液：

c(Na+)+c(H+)=c (H2PO4-)+2c(HPO4-)+3c(PO43-)+c(OH-) NaHS溶液：

c(HS―)+2(S2―)+c(OH―)==c(Na＋)+c(H+)

注：1molCO32-带有2mol负电荷，所以电荷浓度应等于2 c(CO32-)，同理PO43-电荷浓度等于3c(PO43-)。知道如何下手。其实解此类型题的关

键是掌握“两平衡、三原理”，即弱电解质的电离平衡、书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。

二、物料（原子或微粒数）守恒：

就电解质溶液而言，物料守恒是指电解质发生变化（反应或电离）前某元素的原子（或离子）的物质的量等于电解质变化后溶液中所有含该元素的原子（或离子）的物质的量之和。 如Na2CO3溶液：

c(Na+)= 2c(CO32-)未变化=2c(CO32-)+2 c(HCO3-)+ 2c(H2CO3) NaH2PO4溶液：

c(Na+)= c(H2PO4-)未变化= c(H2PO4-)+ c(HPO42-)+ c(PO43-)+ c(H3PO4) 在Na2S溶液中存在着S2―的水解：c(S2―)+c(HS―)+c(H2S)==1/2c(Na+) (Na+,S2―守恒)

在NaHS溶液中存在着HS―的水解：c(HS―)+C(S2―)+c(H2S)==c(Na＋) 三、质子守恒：

无论溶液中结合氢离子还是失去氢离子，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。 在NaHS溶液中存在着HS―的水解和电离及水的电离。 HS―＋H2O

H2S＋OH― HS―

H＋＋S2― H2O

H＋＋OH―

从物料守恒的角度分析，有如下等式：

c(HS―)+C(S2―)+c(H2S)==c(Na＋)；从电荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS―)+2(S2―)+c(OH―)==c(Na＋)+c(H＋)；将以上两式相加，有：

c(S2―)+c(OH―)==c(H2S)+c(H＋)得出的式子被称为质子守恒 三大守恒原理的应用 1. 强碱弱酸盐溶液：

练习1. 在Na2S溶液中下列关系不正确的是: A. c(Na+)=2c( HS-)+2c(S2-)+c(H2S) B. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-) C. c(Na+)＞c(S2-)＞c(OH-)＞c(HS-) D. c(OH-)= c(HS-)+c(H+)+c(H2S)

解析：A选项应从物料守恒上考虑，可以很容易发现，c(H2S)前的系数应该为2，故A错误，当选；B选项从电荷守恒的角度去分析，符合电荷守恒的关系式，B正确；C选项考虑Na+不水解，浓度应最大，S2-水解程度不是很大，故溶液中的c(S2-) > c(OH-)，c(S2-) > c(HS-)，HS-又会继续水解，故c(OH-) > c(HS-)，所以C正确；D选项是考察电荷守恒，经分析发现：c(H2S)前的系数也应该为2，所以D错误。 因此符合本题要求的选项即为（A、D） 2. 强碱弱酸的酸式盐溶液：

练习2.草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是

A. c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-) B. c(C2O42-)+c(C2O42-) =0.1mol/L C. c(C2O42-)＞c(H2C2O4)

D. c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)

解析：A选项为电荷守恒，c(C2O42-)前系数应为2，故A错误；B选项为物料守恒的变形，保证碳元素的物质的量不变，还应加上c(H2C2O4)，即c(HC2O4-)+ c(C2O42-)+c(H2C2O4) =0.1mol/L，故B错误；C选项需考虑HC2O4-水解和电离得大小关系，根据题意有草酸氢钾溶液呈酸性，我们不难得出HC2O4-电离程度大于它的水解程度，故c(C2O42-)＞c(H2C2O4)是正确的，即C选项正确；D选项是物料守恒的表述，在原KHC2O4中有n(K+)=n(HC2O4-)。而HC2O4-通过水解后，其中有一部分成为了H2C2O4，另一方面HC2O4-电离后，又有一部分成为了C2O42-，即有c(K+) = c(C2O42-) +c(HC2O4-) +c(H2C2O4)，D选项正确。故本题答案为（C、D） 3. 两种物质混合不反应：

练习3. 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(CH3COO-)>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-)=0.2 mol/L C. c(CH3COOH)>c(CH3COO-) D. c(CH3COO-)+c(OH-)=0.2 mol/L 解析：A选项利用电荷守恒可以得出：

c(Na)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)，因为c(CH3COO-)>c(Na+)，则可以c(H+)>c(OH-)，即A正确；B选项运用物料守恒可推：

c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+)，而Na+既不水解也不电离，则有c(Na+) = 0.1mol/L，所以c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/L，B选项正确；C

选项同样由物料守恒可知：因为c(CH3COO-)>c(Na+)，所以就有c(Na+)>c(CH3COOH)，以据此可知：c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)，故C错误；D选项为电荷守恒的变式。原溶液中c(Na+)=0.1mol/L，但是(CH3COOH)为弱酸，0.1mol/L的CH3COOH电离出的c(H+)<0.1mol/L，故c(Na+)+c(H+)<0.2mol/L，也即c(OH-)+ c(CH3COO-)<0.2mol/L。 故本题答案为：（A、B）

利用上述三大关系解题，避免了许多中间换算，使问题简单化，符合思维过程，即化繁为简的思维方式，是解决问题的捷径。

化 学 论 文

标题：浅议盐类水解中的三大守恒原理

作者：牟松

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