第二次烧开的水能喝吗水解与电离中三大守恒详细讲解

2021年1月18日发(作者：邱一涵)
电离与水解

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。解此类型 题的关键是
掌握“两平衡、两原理”
，即弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡和电解质溶液中的 电荷守
恒、物料守恒原理。首先，我们先来研究一下解决这类问题的理论基础。


一、电离平衡理论和水解平衡理论

1.
电离理论：

⑴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；⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以
第一步电离为主
；



2.
水解理论：

从盐类的水解的特征分析：水解 程度是微弱的（一般不超过
2‰）。例如：
NaHCO
3
溶液
中，< br>c(HCO
3
―
)
＞＞
c(H
2
CO
3
)
或
c(OH
―

)


理清溶液中的平衡关系并分清主次：


⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水 解而损耗；如
NaHCO
3
溶液中有：
c(Na
+
)

＞

c(HCO
3
-
)
。⑵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
OH
-
）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；
⑶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
+< br>)
＞
c(OH
-
)
，
水解呈碱性的溶液中
c (OH
-
)
＞
c(H
+
)
；⑷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
。

。

二、电解质溶液中的守恒关系

1
、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< br>－
、
H
＋
、
OH
―
四种离子的溶液中
c(A
+
)+c(H
＋
)==c(M
-
)+c(OH―
),
若
c(H
＋
)
＞
c(OH
―< br>)
，则必然有
c(A
+
)
＜
c(M
-
)
。

例如，在
NaHCO
3
溶液中，有如下关系：

C(Na< br>＋
)+c(H
＋
)==c(HCO
3
―
)+c(OH
―
)+2c(CO
3
2
―
)

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。


2
、
物料守恒：
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。

实质上，物料守恒属于原子个数守恒和质量守恒。

在
Na
2
S
溶液中存在着
S
2
―
的水解、
HS
―
的电离和水解、水的电离，粒子间有如下关系

c(S
2
―
)+c( HS
―
)+c(H
2
S)==1/2c(Na
＋
) ( Na
＋
,S
2
―
守恒
)
C(HS
―)+2c(S
2
―
)+c(H)==c(OH
―
)

(H
、
O
原子守恒
)
在
NaHS
溶液中 存在着
HS
―
的水解和电离及水的电离。

HS
―
＋
H
2
OH
2
S
＋
OH
―


HS
―
H
＋
＋
S
2
―

H
2
OH
＋
＋
OH
―


从物料守恒的角度分析，有如下等式：
c(HS
―
)+C(S
2
―
)+c(H
2
S)==c(Na
＋
)
；从电荷守恒
的角度分析，
有如下等式：
c(HS
―
)+2(S
2
―)+c(OH
―
)==c(Na
＋
)+c(H
＋
)；
将以上两式相加，
有：
c(S
2
―
)+c(OH―
)==c(H
2
S)+c(H
＋
)
得出的式子被称为质子守恒


3
、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。
现将此类题的解题方法作如下总结。

二、典型题――溶质单一型

1
、弱酸溶液中离子浓度的大小判断

解此类题的关键是紧抓弱酸的电离平衡

［
点击
试题
］
0.1mol/L
的
H
2
S
溶液
中所
存在离
子的
浓度
由大
到小的排
列顺
序
是
_________________
解析：在
H
2
S
溶液中有下列平衡：
H
2
SH
＋< br>+HS
―
；
HS
―
H
＋
+S
2―

。已知多元弱酸的电
离以第一步为主，
第二步电离较第一步弱得多，
但两步电离都产生
H
＋
，
因此答案应为：
c(H
＋
)>c(HS
―
)>c(S
2
―
)>c(OH
―< br>)
弱酸溶液中离子浓度大小的一般关系是：
C(
显性离子
) > C(
一级电离离子
) > C(
二
级电离离子
) > C(
水电离出的另一离子
)

同样的思考方式可以解决弱碱溶液的问题






2
、弱碱溶液

［点击试题］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(NH
3
·
H
2
O)+c(NH
4
+
)=0.1mol/L
C.c(NH
4
+
)
＞
c(NH
3
·
H
2
O)
＞
c(OH-
)
＞
c(H
+
)



D.c(OH
-
)=c(NH
4
+
)+c(H
+
)
下面我们以弱酸强碱盐为例，
来介绍一下能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较的解题方法

3
、能发生水解的盐溶液中离子浓度大小比较
---
弱酸强碱型

解此类题型的关键是抓住盐溶液中水解的离子

在
CH
3
COONa
溶液中各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是
(

)
A
、

B
、

C
、

D
、

c(Na
＋
)>c(CH
3
COO
―
)>c(OH
―
)>c(H
＋
)
c(CH3
COO
―
)>c(Na
＋
)>c(OH
―
) >c(H
＋
)
c(Na
＋
)>c(CH
3
COO
―
)>c(H
＋
)>c(OH
―
)
c(Na＋
)>c(OH
―
)>c(CH
3
COO
―
) >c(H
＋
)
解
析
：
在
CH
3
COONa
溶
液
中
：

CH
3
COONa Na
＋
+CH
3
COO
―

，
CH
3
COO
―
+H
2
O
CH
3
COOH+OH
―

；而使
c(CH
3
COO
―
)
降低且溶液呈现碱性，则
c(Na
＋
)>c(CH
3
COO
―
)
，
c(OH
―
)>c(H
＋
)
，又因一般盐的水解程度较小，则
c(CH
3COO
―
)>c(OH
―
),
因此
A
选项正确 。

一元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是：
C(
不水解离子
) > C(
水解离子
)>C(
显
性离子
)>C(
水电离出的另 外一种离子
)

［点击试题］在
Na
2
CO
3溶液中各离子的浓度由小到大的排列顺序是
______
解析：
在
Na
2
CO
3
溶液中，
Na
2
CO
3
==2Na
＋
+CO
3
2
―

，
CO3
2
―
+H
2
OHCO
3
―
+OH< br>―

，
HCO
3
―
+H
2
OH2
CO
3
+OH
―

。
CO
3
2
―
水解使溶液呈现碱性，则
C(OH
―
)>C(H
＋< br>)
，由于
CO
3
2
―
少部
分水解，则
C(CO
3
2
―
)>C(HCO
3
―
)
，
HCO
3
―
又发生第二步水解，则
C(OH
―
) >C(HCO
3
―
)
，
第二步水解较第一步水解弱得多，则
C(HCO
3
―
)
与
C(OH
―
)
相关不 大，但
C(H
＋
)
比
C(OH
―
)
小得
多
，
因
此
＋
C(HCO
3
―
)
>
C(H
＋
)
。
此
题
的
答
案
为
：
C(H
)3
―
)< C(OH
―
)3
2
―
)＋< br>)
二元弱酸盐溶液中离子浓度的一般关系是：
C(
不水解离子
)>
C(
水解离子
)>C(
显
性离子
)>C(
二级水解 离子
)>C(
水电离出的另一离子
)

［随堂练习］
在Na
2
S
溶液中下列关系不正确的是

A
．

c
(Na
+
) =2c(HS
－
) +2c(S
2
－
) +c(H
2
S)



B
．
c(Na
+
) +c(H
+
)=c (OH
－
)+c(HS
－
)+2c(S
2
－
) < br>C
．
c(Na
+
)
＞
c(S
2
－< br>)
＞
c(OH
－
)
＞
c(HS
－
)




D
．
c(OH
－
)=c (HS
－
)+c(H
+
)+c(H
2
S)

［点击试题］判断
0.1mol/L
的
NaHCO
3
溶液中离子浓度的大小关系

解析：因NaHCO
3
==Na
＋
+HCO
3
―
，HCO
3
―
+H
2
OH
2
CO
3+OH
―
，
HCO
3
―
H
＋
+CO< br>3
2
―

。

HCO
3
―
的水解程度大于电离程度，因此溶液呈碱性，且
C(OH
―
) > C(CO
3
2
―
)
。由于少部分
水解和电离，则
C(Na
＋
)>C(HCO
3
―
)>C(OH
―
)>C(H
＋
) > C(CO
3
2
―
)
。

二元弱酸 的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般关系是：
C(
不水解离子
)>C(
水解离
子
)>C(
显性离子
)>C(
水电离出的另一离子
)>C(
电离得到的酸根离子
)

［随堂练习］草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性 ，在
0.1mol/LKHC
2
O
4
溶液中，下列
关系正确 的是（
CD
）

A
．
c
(K
+
) +
c
(H
+
)=
c
(HC
2
O
4
-
)+
c
(OH
-
)+
c
(C
2
O
4
2-
)


< br>B
．
c
(HC
2
O
4
-
)+
c
(C
2
O
4
2-
)=0.1mol/L
C
．
c
(C
2
O
4
2-
)
＞
c
(H
2
C
2
O
4
)






D
．
c
(K
+
)=
c
(H
2
C
2
O
4
)+
c
(HC
2
O
4
-
)+
c
(C
2
O
4
2-
)
下面再让我们利用上述规律来解决一下强酸弱碱盐的问题

［点击试题］在氯化铵溶液中，下列关系正确的是（

）

A.c (Cl
-
)
＞
c(NH
4
+
)
＞
c(H
+
)
＞
c(OH
-
)


B.c(NH
4
+
)
＞
c(Cl
-
)
＞
c(H
+
)
＞
c(OH
-
)
C.c(N H
4
+
)
＝
c(Cl
-
)
＞
c( H
+
)
＝
c(OH
-
)


D .c(Cl
-
)
＝
c(NH
4
+
)
＞c(H
+
)
＞
c(OH
-
)

三、典型题
----
两种电解质溶液相混合型的离子浓度的判断