浅议电解质溶液中物料守恒

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1、浅议电解质溶液中物料守恒摘要：结合教学实践，从定义出发，针对几种常见错误的物料守恒式子进行了探讨。关键词：电解质溶液；物料守恒；原始浓度；存在形式;书写方法在电解质溶液的三种守恒关系即电荷守恒、物料守恒和质子（H+）守恒中，电荷守恒相对来说比较简单，学生容易掌握。质子守恒比较抽象最不好理解，但如果掌握了电荷守恒和物料守恒之后质子守恒也就不难把握。然而在教学中笔者发现部分学生没能正确写出物料守恒的式子，但有关电解质溶液的习题中经常要用到，下面以学生容易犯错误的几种现象，对物料守恒进行探讨。一、物料守恒定义和守恒式子物料守恒是指溶液中某一组分（或元素）的原始浓度等

2、于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，也就是元素守恒，变化前后某种元素的原子个数守恒。例如，在0.1molLNa2C03溶液中，存在Na2C03?坊2Na++C032-,而C032-发生如下水解反应：C032-+H20?坑HCO3-+OH-.HC03-+H20?坑H2C03+0H-。由此可知,碳元素在溶液中以C032-、HC03-和H2CO3三种形式存在，又因为C032-（或C）的原始浓度为0.1molL,所以得出物料守恒式子即c（C032-）+c（HC03-）+c(H2C03)=0.1molL(特定元素的微粒守恒)，而Na+始终不变即c(Na+)=0.2mol

3、L,从而建立Na2C03溶液中物料守恒式子为c(Na+)=2c(HCO3-)+2c(C032-)+2c(H2CO3)(不同元素间形成的特定微粒比守恒)。在教学中教师必须反复强调定义，并结合实例评析才能易于学生领会。二、两种常见错误的物料守恒式子评析1.没有弄清物质在溶液中的存在形式如，0.1molLNaHC03溶液中，有少数学生写出的物料守恒式子为c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)(错误)。正确分析为:在溶液中，NaHC03?坑Na++HCO3-,HCO3-在溶液中存在如下平衡:HCO3-+H2O?坑H2CO3+OH-和HC03-?坑CO32-+

4、H+,所以碳元素在溶液中以HCO3-、H2CO3和C032-三种形式存在，又因为HCO3-(或C)的原始浓度为0.ImolL,所以得出NaHC03溶液中物料守恒式子为c(Na+)=c(HC03-)+c(H2CO3)+c(C032-)o2.没有弄清楚不同元素间形成的特定微粒比如，Na2S溶液中的物料守恒写成c(Na+)二c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)(错误)，正确分析为：在Na2S溶液中，Na2S?坑2Na++S2-,S2-+H20?坑HS-+0H-、HS-+H2O?坑H2S+OH-,因此S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在，但无论如何，Na原子

5、的物质的量总是S原子物质的量的2倍，根据定义得出c(Na+)二2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]二2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)O对于此类没有给出物质的量浓度的电解质溶液，学生比较容易弄错，此时我们可以假设Na2S的物质的量浓度为0.1molL,再结合Na2S溶液中电离方程式以及水解方程式就可正确得出物料守恒式子。三、书写物料守恒式子的方法和步骤第一步：正确写出电解质在溶液中的各种方程式。如，K3P04溶液中存在如下方程式：(1)K3P04?坑3K++PO43-,(2)P043-+H20?坑HP042-+0H-,(3)HP042-+

6、H20?坑H2P04-+0H-,(4)H2P04-+H20?坑H3P04+0H-。第二步：根据步骤一写出特定元素(P)的守恒式子。假设K3P04溶液的浓度为0.1molL,则得出c(P043-)+c(HP042-)+c(H2P04-)+c(H3P04)=0.1molLo第三步：写出不同元素间形成的特定微粒比守恒。由步骤二和步骤一中的(1)知，c(K+)=0.3molL,从而建立c(K+)=3c(P043-)+3c(HP042-)+3c(H2P04-)+3c(H3P04)。以上步骤一是关键，步骤二对部分学生来说有难度，若漏掉其中一个方程式都有可能导致结果错误。当

7、然，有些电解质溶液不仅存在水解平衡，还可能存在电离平衡，如本文前述提到的NaHC03溶液以及其他的弱酸的酸式盐溶液，书写物料守恒式子时一定要全部考虑才能避免错误。物料守恒在很多电解质溶液的习题中经常考到，教师在教学中应注意抓住学生犯错误的原因并及时引导，使他们熟练物料守恒式子，并将其与电荷守恒式子联立得出质子守恒式子，这样就可解决电解质溶液许多问题，因此，教师在教学中必须加强学生对物料守恒式子的书写。参考文献：唐纪轩.谈电解质溶液中的质子守恒[J].中学生数理化：高二版，2008(10).(作者单位广西壮族自治区来宾市武宣县中学)