四、物料守恒法

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1、四、物料守恒法在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。因此涉及到溶液（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可考虑电荷守恒法、物料守恒法。（1）系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关联的某些物质的数量(或质量)。如Na2CO3溶液中c(Na+)====2c(CO32-)＋2(HCO3-)＋2c(H2CO3)（2）有关溶液的质子守恒水电离出的c(H+)=c(OH-)。①强酸弱碱盐溶液中：c(H+)=c(OH-)＋c(被弱碱阳离子结合的OH-)。②强碱弱酸

2、盐溶液中：c(OH-)=c(H+)＋c(被弱酸根结合的H+)。如Na2CO3溶液中c(OH-)==c(H+)＋c(HCO3-)＋2(H2CO3)。一般情况下，很少单独考虑质子守恒，实际上在盐（水）溶液中存在的质子守恒可看作是物料守恒与电荷守恒（后面将要涉及到）的叠加项。所谓的质子守恒，实质是从水的电离出发，考虑弱酸根离子结合水电离出的H+或弱碱阳离子结合水电离出的OH-，然后在溶液中寻找H+和OH-的“藏身”之所，而列出的等式关系。常用于盐溶液中粒子浓度关系的比较。下面以Na2CO3溶液、NH4Cl溶液和(NH4)2C

3、O3溶液为例，来确定它们的溶液中各自存在的质子守恒关系。Na2CO3溶液：在不考虑CO32-水解时，水电离出的H+与OH-的物质的量是相等的，但当CO32-水解结合部分水电离出的H+后，分别生成了HCO3-（结合一个H+）和H2CO3(结合两个H+)，而OH-未被消耗，因此可列出等式关系：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2×c(H2CO3)，即Na2CO3溶液中的质子守恒。NH4Cl溶液：同理，NH4+水解结合的是由水电离出的部分OH-，生成了NH3·H2O，而H+未被消耗，因此可列出等式关系：c(H+)=

4、c(OH-)+c(NH3·H2O)，即为NH4Cl溶液中的质子守恒。(NH4)2CO3溶液：NH4+水解结合的是由水电离出的部分OH-，生成了NH3·H2O；CO32-水解结合部分水电离出的H+，分别生成了HCO3-和H2CO3，H+、OH-都有一部分被消耗，分别寻找H+、OH-在溶液中的“藏身”之所，即可列出下列等式关系：c(H+)+c(HCO3-)+2×c(H2CO3)=c(OH-)+c(NH3·H2O)，即为(NH4)2CO3溶液中的质子守恒。例1.(NH4)2CO3溶液中存在_______种粒子。试完成下列问题

5、：（1）根据电荷守恒，写出一个用离子浓度表示的等式：；（2）根据水的电离，写出一个含有c(H+)和c(OH-)的等式：；（3）根据(NH4)2CO3中，C、N原子个数关系，写出一个含有c(NH4+)和c(CO32-)的等式：。【解析】(NH4)2CO3溶液中存在以下几种水解和电离方程式：(NH4)2CO3====2NH4+＋CO32-H2OH+＋OH-NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+CO32-＋H2OHCO3-＋OH-HCO3-＋H2OH2CO3＋OH-以上所列粒子，除(NH4)2CO3外都存在，共有8种。虽然NH

6、4+与CO32-的水解能够相互促进，但不够剧烈，故水解反应不能进行到底。（1）由于1个CO32-带2个负电荷，即c(CO32-)所带负电荷可表示为：2c(CO32-)，根据正负电荷总数相等可得答案。（2）水电离出的H+与OH-是相等的，但水电离出的H+不全部独立的存在于溶液中，有的存在于HCO3-中，有的存在于H2CO3，故由水电离出的H+总数可以浓度形式表示为：c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)。同样，水电离出的OH-也不全部独立存在于溶液中，有的被NH4+俘获存在于NH3·H2O中，被NH4+俘获的O

7、H-数与它们结合生成的NH3·H2O数是相等的，故由水电离出的OH-总数可以用浓度形式表示为：c(OH-)＋c(NH3·H2O)。（3）(NH4)2CO3中，N(N)∶N(C)=2∶1。(NH4)2CO3中的N原子，有的存在于NH4+中，有的存在于NH3·H2O中，其总数以浓度形式可表示为：c(NH4+)＋c(NH3·H2O)。(NH4)2CO3中的C原子，有的存在于CO32-中，有的存在于HCO3-中，还有的存在于H2CO3中，其总数以浓度形式可表示为：c(CO32-)＋c(HCO3-)＋c(H2CO3)。依据N、C

8、原子个数比答案可得。答案：8（1）c(NH4+)＋c(H+)====c(OH-)＋c(HCO3-)＋2c(CO32-)（2）c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)====c(OH-)＋c(NH3·H2O)（3）c(NH4+)＋c(NH3·H2O)====2c(CO32-)＋2c(HCO3-)＋2c(H2CO3)例2.0.