电解质溶液中的三个守恒 “守恒思维”在电解质溶液中使用

姜燕

“守恒”思维是化学学科重要的思维之一，它是以定量的视点调查化学国际，在高中化学教育中是非常常用的一种处理问题的办法，是高中生在化学学习傍边必需求把握的一种才干，也是近年来高考要点调查的内容之一。运用“守恒”的办法来处理学习中遇到的实际问题，能让本来杂乱的问题变得简略化。在高中化学教育中，“守恒”的办法首要能够分为能量守恒、质量守恒、电子（电荷）守恒等，下面以电解质溶液为载体，论述了怎么运用“守恒”思维来回答学习中遇到的问题。

一、使用电子，电荷守恒及元素守恒处理电解质溶液中离子方程式的书写问题

1.辅导判别离子办法书写是否正确

离子方程式书写判别正误是高考挑选题的热门之一，也是高中化学调查离子反响的惯例题型。许多同学没有办法，虽然操练了许多，但准确率依然不高。怎么下手，触及的点许多，要有元素化合物的常识做基垫，但离子反响是否契合电荷守恒及元素守恒，若是氧化复原反响是否契合得失电子是否守恒，这是判别离子方程式正确与否的重要依据。

例1下列指定反响的离子方程式正确的是（2016年江苏高考卷5题）

A.将铜刺进稀硝酸中：Cu+4H++2NO3–===Cu2++2NO2↑+H2O

B.向Fe2（SO4）3溶液中参加过量铁粉：Fe3++Fe===2Fe2+

C.向Al2（SO4）3溶液中参加过量氨水：Al3++3NH3·H2O===Al（OH）3↓+3NH4+

D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+

剖析：A，B选项触及的是在电解质溶液中发作的氧化复原反响：A选项不只违反了化学反响规则，一起H，O两元素均不守恒，A项错；B选项违反了得失电子守恒及电荷守恒，B项错；C选型电荷及元素均守恒，改写也正确，C项正确；D选项Na2SiO3是强电解质，要写成离子，D项错。任何离子反响均要遵从电荷守恒及元素守恒，氧化复原反响还应当遵从得失电子守恒。

2.辅导电解质溶液中离子方程式的书写

高考试卷中，离子方程式的书写越来越灵敏，标题常以工艺流程，工艺出产为载体，依据条件书写，关于考生是难点.用得失电子守恒，电荷及元素守恒进行辅导，是书写离子反响书写的重要法宝。

例2. +6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O72?复原成Cr3+，反响的离子方程式为（2016年新课标1卷27题节选）

剖析：该标题调查的是电解质在溶液中反生的氧化复原反响离子方程式的书写，首先按氧化复原的书写办法写出氧化剂，复原剂，氧化产品，复原产品组成氧化复原反响的首要物质，接着用得失电子守恒配平，让该反响遵从得失电子守恒，表明如下：3HSO3- + Cr2O72? =3SO42-+ 2Cr3+，最后用（H+）及（H2O）配平该反响，让该反响遵从电荷守恒及元素守恒。表明为5H++3HSO3- + Cr2O72? =3SO42-+ 2Cr3++4H2O.，关于这种在溶液中发作的较为杂乱的氧化复原反响，用守恒思维来辅导书写，反响变得简略许多。

二、用“三大守恒”处理电解质溶液中的离子浓度的联系问题

1.电解质溶液中的“三大守恒”剖析

电荷守恒规则：电解质溶液中，不管存在多少种离子，溶液总是呈电中性的，即阴离子所带负电荷的总数必定等于阳离子所带正电荷总数.例如：Na2CO3溶液中存在着：Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-，必定有如下联系：c（Na+） + c（H+） = c（HCO3-） + 2c（CO32-） + c（OH-）。

物料守恒规则：电解质溶液中，某些离子能够水解，离子的品种增多，但原子总是守恒的。例如：Na2CO3溶液中CO32-能够发作两步水解，故C元素CO32-，HCO3-，H2CO3三种方式存在，它们之间的守恒联系可表明为：c（Na+） = 2c（CO32-） + 2c（HCO3-） + 2c（H2CO3）。

质子守恒规则：电解质溶液中水电离出H+总数等于水电离出的OH-总数。例如：Na2CO3水溶液中的质子守恒联系可表明为：c（H+）+ 2c（H2CO3） +c（HCO3-）=c（OH-）。

2.“三大守恒”的使用

有关盐类水解平衡与弱电解质电离平衡调查是高考的必考点，其间三大守恒是一个调查热门，关于学生来说不简略得分。以电解质溶液为载体，将盐类水解与电离平衡的常识充沛融入三大守恒的归纳运用及离子浓度巨细比较中，构成了有关电解质溶液中各离子浓度之间的联系题型。

例3：常温下，Ka（HCOOH）=1.77×10﹣4，Ka（CH3COOH）=1.75×10﹣5，Kb（NH3·H2O）=1.76×10﹣5，下列说法正确的是（2017年江苏高考挑选题）

A.浓度均为0.1 mol·L﹣1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者； B.用相同浓度的NaOH溶液别离滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至结尾，耗费NaOH溶液的体积持平； C.0.2 mol·L﹣1 HCOOH 与 0.1 mol·L﹣1 NaOH 等体积混合后的溶液中：c（HCOO﹣）+c（OH﹣）=c（HCOOH）+c（H+）； D.0.2 mol·L﹣1 CH3COONa 与 0.1 mol·L﹣1盐酸等体积混合后的溶液中（pH<7）：c（CH3COO﹣）>c（Cl﹣）>c（CH3COOH）>c（H+）

剖析：该题是电解质溶液中三大守恒的归纳使用。A选项电离平衡常数越大，其离水解程度越小，依据电离平衡常数知，其离子水解程度：CH3COO﹣>NH4+>HCOO﹣，使用电解质溶液中存在电荷守恒，得出c（HCOO﹣）+c（OH﹣）=c（Na+）+c（H+）=0.1mol/L+c（H+）；c（NH4+）+c（H+）=c（Cl﹣）+c（OH﹣）=0.1mol/L+c（OH﹣），水解程度NH4+>HCOO﹣，所以前者c（H+）大于后者c（OH﹣），A項正确；B选项pH相同的HCOOH和CH3COOH，其浓度：c（HCOOH）

变式：298K时，在20.0mL 0.10mol·L﹣1氨水中滴入0.10 mol·L﹣1的盐酸，溶液的pH與所加盐酸的体积联系如图所示（图略）（图中横坐标表明盐酸的体积，纵坐标表明溶液的pH值，M点对应的pH值为7，N点为氨水pH值的起始点，依据图画所加）。已知0.10 mol·L﹣1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙说正确的是（2016年新课标1卷12题）.

A.该滴定进程应该挑选酚酞作为指示剂； B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL

C.M点处的溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=c（H+）=c（OH-） ；D.N点处的溶液中pH<12

剖析：该题是电荷守恒融入盐类水解及弱电解质电离平衡常识的归纳调查题型。A选项向氨水傍边滴加稀盐酸，两者等物质的量反响则到达滴定结尾，产品为NH4Cl，其溶液显酸性，应挑选在酸性范围内变色的指示剂甲基橙，A错； B选项盐酸体积为20mL时刚好反响生成NH4Cl，该物质水解呈酸性，溶液pH小于7，而M点处pH=7，故B项过错；C选项依据电荷守恒：c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），因为M点溶液pH=7，溶液中c（H+）=c（OH-），则c（NH4+）=c（Cl-），但H+， OH-来源于说的电离及氨水的电离平衡与NH4Cl的水解平衡，浓度很小，必定少于NH4+及Cl-的浓度，C项错；D选项若开始时pH为12，则对应氨水的电离度为应10%，因为题中给出氨水电离度为1.32%，远低于10%，则pH应小于12，故D正确。

三、用电子守恒及电荷守恒处理电解质溶液中的有关核算问题

使用守恒的思维处理有关化学核算的问题，尤其是处理杂乱多步反响，混合溶液的核算问题，不只能够简化核算进程，让核算变得愈加简略，并且还能够让思路愈加明晰明晰，在核算中使用最为广泛。

例4.某铁的氧化物（FexO）1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 ml Cl2，刚好将Fe2+彻底氧化。x值为（2016年高考上卷海）

A.0.80 ；B.0.85；C.0.90；D.0.93

剖析：该题调查的是在溶液中发作的氧化复原有关核算问题。因为x值的不确定，从化学方程式下手处理该题很费事，使用得失电子守恒，此题的核算方便的处理。依据得失电子守恒，FexO被氧化为Fe3+搬运的电子数和Cl2搬运的电子数持平.标准状况下112mL Cl2搬运电子数为 0.12L/22.4L·mol×2=0.01mol.则有： 1.52g/（56X+16）g·mol×（3﹣2/X）×x=0.01mol，解得x=0.8，故选：A.

变式：某地酸雨经查验，除H+ 和OH-外，还有Na+、Cl-、NH4+、SO42-，其物质的量浓度依次为：c（Na+）=7.0×10-6mol/L、c（Cl-）=3.5×10-5mol/L、c（NH4+）=2.3×10-5mol/L、c（SO42-）=2.5×10-6mol/L。则酸雨的pH值为

剖析：该题先处理电解质溶液H+浓度，再求溶液的PH值。H+的核算使用电荷守恒，便能够轻松处理。设c（H+）为x，列方程：7.0×10-6×1+2.3×10-5×1+x=3.5×10-5×1+2.5×10-6×2，可解c（H+）=1×10-5mol/L，溶液pH=5.

守恒的思维来处理化学问题，让许多需求量化的化学问题，繁琐的化学核算，笼统的电解质溶液中离子浓度变得明晰明晰，但因为其灵敏性，同学们只要再往后的学习中多想多练，才干灵敏运用。