三大守恒定律是化學高考的必考點,還是重點難點,更是解決高考大題必不可少的技巧。如何寫出化學中三大守恒式,化學姐帶領大家通過5分鐘課堂快速掌握。(馬上點標題下藍字"高中化學"關注可獲取更多學習方法、干貨,每晚18點準時奉上!)
名師答疑
【問異同】三大守恒的聯系與區別
電荷守恒規律:電解質溶液中,不論存在多少種離子,溶液總是呈電中性。
陰離子所帶的負電荷=陽離子所帶的正電荷總數
物料平衡是元素守恒:要明晰溶質進入溶液后各離子的去向。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元素的關系。
⒈含特定元素的微粒(離子或分子)守恒
例如:
在0.2mol/L的Na2CO3溶液中,根據C元素形成微粒總量守恒有:
c(CO32-) + c(HCO3-) + c(H2CO3) = 0.2mol/L。
⒉不同元素間形成的特定微粒比守恒
例如:
在Na2CO3 溶液中,根據Na與C形成微粒的關系有:
c(Na+) = 2[c(CO32- ) + c(HCO3- ) + c(H2CO3 )]
分析:上述Na2CO3 溶液中,C原子守恒,n(Na) : n(C)恒為2:1
3.混合溶液中弱電解質及其對應離子總量守恒
例如:
相同濃度的HAc溶液與NaAc溶液等體積混合后,混合溶液中有:
2c(Na+ )=c(Ac-)+c(HAc)
分析:上述混合溶液中,雖存在Ac-的水解和HAc的電離,但也僅是Ac-和HAc兩種微粒間的轉化,其總量不變。
質子守恒規律:水電離的特征是c(H)=c(OH-),只不過有些會水解的鹽會導致氫離子、氫氧根可能會有不同的去向,我們需要把它們的去向全部找出來。
例如:
NaHCO3溶液,初始H+ 來源于HCO3- 和H2O的電離,
c初(H+) = c(CO32- ) + c(OH- );
伴隨著的水解的發生,一部分H+轉化到H2CO3中,因此,
c初(H+) = c現(H+) + c(H2CO3 ),
從而得出,溶液中離子濃度的關系如下:
c(CO32- ) + c(OH- ) = c(H+) +c(H2CO3 )
對同一溶液來說:
質子守恒=電荷守恒-物料平衡
【問疑難】快速書寫質子守恒的方法
第一步:確定溶液的酸堿性,溶液顯酸性,把氫離子濃度寫在左邊,反之則把氫氧根離子濃度寫在左邊。
第二步:根據溶液能電離出的離子和溶液中存在的離子,來補全等式右邊。具體方法是,判斷溶液你能直接電離出的離子是什么。然后選擇能電離產生氫離子或者水解結合氫離子的離子為基準,用它和它電離或者水解之后的離子(這里我稱它為對比離子)做比較,是多氫還是少氫,多N個氫,就加上N倍的該離子(對比離子)濃度。少N個氫離子,就減去N倍的該離子(對比離子)。
總結歸納
1.Na2CO3溶液
電荷守恒:
c(Na+ )+c(H+ )=c(OH-) +c(HCO3- )+2c(CO32- )
物料守恒:
c(Na+ )=2[c(CO32- )+c(HCO3- )+c(H2CO3 )]
質子守恒:
c(OH- )=c(H+ )+c(HCO3- )+2c(H2CO3 )
2.NaHCO3溶液
電荷守恒:
c(Na+ )+c(H+ )=c(HCO3- )+2(CO32- )+c(OH-)
物料守恒:
c(Na+ ) =c(HCO3- ) + c(CO32- ) + c(H2CO3 )
質子守恒:
c(H+ )=c(CO32- )+c(OH- ) -c(H2CO3 )
即c(H+ )+c(H2CO3 )=c(CO32- )+c(OH- )
3.NH4Cl溶液
電荷守恒:
c(NH4+ )+ c(H+ )=c(Cl- )+ c(OH- )
物料守恒:
c(NH4+ )+ c(NH3.H2O)= c(Cl-)
質子守恒:
c(H+ )= c(OH- )+ c(NH3.H2O )
4.Na3PO4溶液
電荷守恒:
c(Na+ )+c(H+ )=3c(PO4 3-) +2c(HPO42- )+c(H2PO4- )+c(OH-)
物料守恒:
c[Na+ ]=3c[PO4 3-] + 3c[HPO42- ] + 3c[H2PO4- ]+3c[H3PO4 ]
在0.1mol/L Na3PO4溶液中,根據P元素形成微粒總量守恒有:
c[PO43- ]+c[HPO42- ]+c[H2PO4- ]+c[H3PO4 ]=0.1mol/L
質子守恒:
c[OH- ]=c[HPO42-]+2c[H2PO4-]+3c[H3PO4]+c[H+]
5.Na2S溶液
電荷守恒:
c(Na+ )+c(H+ )=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH- )
物料守恒:
c(Na+ )=2[c(S2- )+c(HS- )+c(H2S)]
質子守恒:
c(OH-)=c(H+ )+c(HS- )+2c(H2S)
解題妙招
好了,還有最后一個問題,在判斷的時候,我們怎么先去確定一個等式,它到底是哪個守恒呢?腫么破?急等……
客官莫及,方法來了。
如果等式中只有離子,沒有分子,那就是電荷守恒(這不廢話嗎……分子哪有電荷啊)。
如果等式中有分子,但是沒有氫離子和氫氧根,那就是物料守恒。
如果等式中既有分子,又有氫離子和氫氧根離子,那就是質子守恒。
是不是很簡單。
最后我們總結一下,這類題的思路:先判斷是哪個守恒,然后該咋地咋地。
相信大家已經按耐不住要去嘗試了吧,去吧去吧……