破解溶液中电荷守恒的应用密码

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1、破解溶液中电荷守恒的应用密码刘连亮安阳市第一中学河南安阳455000摘要：本文提出了溶液中电荷守恒的选取及使用时的注意事项，并对溶液中电荷守恒的各种具体应用进行了分类解析，总结出其使用规律，为广大学生突破此部分知识的学习找到了一条简捷的途径。关键词：应用电荷守恒判断离子电荷守恒，思路简单、关系明确、计算快捷，成为高中化学中最常用的守恒法之一，是高中化学学习中重点、难点，也是高考命题专家追逐的热点，在近些年的高考中，试题中多次出现有关电荷守恒的题目尤其是关于溶液中电荷守恒的题目。在电中性体系中，凡涉及到溶

2、液、尤其是混合溶液中离子的物质的量或物质的量浓度等问题时，可考虑选用电荷守恒。使用电荷守恒时应注意：必须找全溶液中存在的所有带电粒子；列出的电荷守恒式中，各离子物质的量或物质的量浓度前面的系数，必须与其所带的电荷数保持一致；还应注意与物料守恒、质子守恒的联合使用。溶液中电荷守恒的主要应用：溶液中离子浓度的大小判断；溶质的组成、确定离子类别的判断；溶液中某些离子浓度的计算等方面。1溶液中离子浓度的大小判断例1．（2009全国Ⅰ）用0.1mol·L-1的盐酸滴定0.10mol·L-1的氨水，滴定过程中不可能

3、出现的结果是(　　)A.c(NH4+)>c(Cl-)，c(OH-)>c(H+)B.c(NH4+)=c(Cl-)，c(OH-)=c(H+)C.c(Cl-)>c(NH4+)，c(OH-)>c(H+)D.c(Cl-)>c(NH4+)，c(H+)>c(OH-)【解析】反应过程中，溶液中的离子为Cl－、NH4+、H+、OH－，根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，不可能出现阴离子均大于阳离子的情况，故C项不可能。例2．已知HF的电离程度大于等浓度的CH3COOH的电离程度，则在相同条

4、件下，同浓度等体积的NaF、CH3COONa溶液中，离子总数(　　)A.前者多B.后者多C.一样多D.无法确定【解析】NaF溶液中离子总数：n1=n(Na+)+n(H+)1+n(F-)+n(OH-)1，CH3COONa溶液中离子总数：n2=n(Na+)+n(H+)2+n(CH3COO-)+n(OH-)2。由电荷守恒原理：n(Na+)+n(H+)1=n(F-)+n(OH-)1、n(Na+)+n(H+)2=n(CH3COO-)+n(OH-)2，推出5n1=2n(Na+)+2n(H+)1、n2=2n(Na+)

5、+2n(H+)2；由于两溶液n(Na+)相等，且CH3COONa水解程度大，n(H+)2n2，A项正确。推论：含有弱离子的盐，水解后溶液中的离子总数减少，且弱离子水解程度越大，离子总数减少得越多。例3．常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得溶液pH=7，则此溶液中(　　)A.c(HCOO-)＞c(Na+)B.c(HCOO-)＜c(Na+)C.c(HCOO-)=c(Na+)D.无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的关系【解析】由电荷守恒可知，c(HCOO-)+c(OH-)=c

6、(H+)+c(Na+)，因pH=7，则c(OH-)=c(H+)，故c(HCOO-)=c(Na+)，C项正确。2溶质的组成、确定离子类别的判断例4．（2007上海）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，现取三份100mL溶液进行如下实验：(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生(2)第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.68g(3)第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为

7、2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是(　　)A.K+一定存在B.100mL溶液中含0.6gCO32-C.Cl－可能存在D.Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在【解析】本题考查离子检验、推断、计算。(1)说明溶液中可能存在Cl-、SO42-、CO32-等离子。据(2)知NH4++OH-=NH3↑+H2O，则NH4+物质的量为0.04mol。据(3)知：BaSO42.33g（0.01mol），即100mL溶液中含有0.0lmolSO42-；BaCO3为6.27g-2.33g=3.94g（0.02mol

8、），即CO32-有0.02mol；Ba2+、Mg2+不会存在，C1-可能存在。由于n（NH4+）<2 n（CO32-）+2n（SO42-），由电荷守恒可知，必有K+。AC项正确。点评：通过电荷守恒定量计算比较判断出K+的存在是本题的难点。3溶液中某些离子的浓度计算例5．(2010宁夏)把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含amol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含bmol硝酸银的溶液，恰好使氯离