弱酸弱碱及其盐溶液中的质子守恒.doc

弱酸弱碱及其盐溶液中的质子守恒.doc 弱酸弱碱及其盐溶液中的质子守恒 在高#考#中，经常会出现弱酸弱碱及其盐溶液中离子浓度关系的问题，同学们在这类试题时， 常常想到电荷守恒和原子守恒(也称物料守恒)，往往忽略了另一个守恒——质子(H+)守恒.利用溶液中的质子守恒，许多判断离子浓度关系的问题将迎刃而解.本文以弱酸弱碱及其盐溶液为例，探讨了如何利用溶液中的质子守恒，写或判断离子浓度的关系，并介绍了一种直观、简捷的确定质子守恒关系式的方法. 一、质子守恒关系 所谓质子守恒，是指在弱酸弱碱及其盐溶液中，原始组分结合质子的总数(浓度)等于原始组分释放质子的总数(浓度).即: Σi种组分结合质子的总数(浓度)=Σj种组分释放质子的总数(浓度) 1.弱酸弱碱溶液 例如:在H2CO3溶液中，结合H+的原始组分: 则结合H+的浓度=c(H3O+ )=c(H+ )(下同) 释放H+的原始组分包括: (2)H2O， 释放1个H+变为OH- 则释放H+的浓度=c(HCO-3 )+ 2c( CO2-3)+c(OH-) 依 H+守恒有: 值得注意的是:作为溶剂的H2O，既是得H+体，又是失H+体，这可以从水分子的质子自递反应中得到启示: H2O+H2O H3O++OH- 弱碱溶液的分析方法与之类似，不一一列举. 不难发现:弱酸和弱碱的H+守恒式与其电荷守恒式相同. 2.弱酸(弱碱)的盐溶液 正盐溶液的情况相对简单，而酸式盐及弱酸弱碱形成的盐溶液较为复杂.现以(NH4)2S溶液为例，进行分析: 结合H+的原始组分包括: (1)S2-，结合1个H+变 为HS- (2)H2O，结合1个H+变 为H3O+ 则结合H+的浓度=c(HS-)+2c(H2S )+c(H+) 释放H+的原始组分包括: (1)NH+4，释放1个H+变为NH3 (2)H2O， 释放1个H+变为OH- 则释放H+的浓度=c( NH3?H2O)+c(OH-)， 依H+守恒有: 二、快速确定质子守恒关系式的方法 确定质子守恒关系式的方法有多种，现以NaH2PO4溶液为例，介绍一种比较直观、简捷的方法. 第一步:确定基准组分.基准组分必须能结合或释放H+，必须是溶液中的起始组分.本例中的基准组分为H2PO-4和H2O. 第二步:写出基准组分结合或释放H+后变成的新组分与基准组分的关系，绘出示意图1. 第三步:依H+守恒写出关系式. 注意:PO3-4的浓度系数为2. 跟踪训练题: (1)写出H3PO4、氨水、Na2CO3、和NH4HS溶液中的质子(H+)守恒关系式. (2)下列叙述正确的是( ) (A) 0.1 moL/L氨水中，c(OH-)= (B) 10 mL 0.02 moL/L HCl溶液与10 mL 0.02 moL/L Ba(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=12 (C) 在0.1 moL/LCH3COONa溶液中， (D) 0.1moL/L某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中， : (1)c( H+)=c( H2PO-4)+ (2)正确选项:(B)(C). 剖析:利用溶液中的质子守恒可知: 在氨水中，NH3?H2O结合1个H+变为NH+4 NH3?H2O+H+NH+4+H2O. H2O 结合1个H+变为H3O+，H2O+H+H3O+. H2O释放1个H+变为OH- ， H2OH3O++OH-， 所以c(NH+4)+c(H+)=c(OH-)，(A)错误. 在CH3COONa溶液中， CH3COO-结合1个H+变为CH3COOH. 变为H3O+，H2O+H+H3O+. H2O结合1个H+ H2O释放1个H+变为OH-，H2OH3O++OH-. 所以c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)，(C)正确， (B)选项通过计算可知正确， (D)选项物料守恒关系式c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)，因此(D)错误. 电荷守恒、原子守恒和质子守恒是溶液中的三大守恒，是我们解决溶液问题的核心.上文从学生容易忽略的质子守恒入手，详细的介绍了一种直观、简捷的确定质子守恒关系式的方法.利用这种确定基准组分的方法可以准确、快捷的书写和判断出溶液中离子浓度的关系. 湖北省十堰市郧阳中学 (442000)