探究高考中對(duì)“溶液中粒子濃度比較”的考查

顧勇

電解質(zhì)在溶液中的行為決定了溶液中各種粒子的濃度。在粒子濃度比較中，一般都是遵循著三大守恒，即電荷守恒、物料守恒（即原子數(shù)目守恒）和質(zhì)子守恒。本文擬從電解質(zhì)在溶液中的行為和運(yùn)用三大守恒解決溶液中粒子濃度比較的分析兩個(gè)方面進(jìn)行探究，愿該分析能對(duì)同仁對(duì)電解質(zhì)溶液的復(fù)習(xí)起到一定的作用，并對(duì)學(xué)生的復(fù)習(xí)起到指導(dǎo)作用。

一、電解質(zhì)在溶液中的行為

電解質(zhì)分為酸、堿、鹽、金屬氧化物和水。所以電解質(zhì)在溶液中的行為實(shí)際就是酸、堿和鹽分別在溶液中的行為。電解質(zhì)按在溶液中的行為又可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，即在溶液中能100%電離的電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)，如強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及絕大多數(shù)鹽，不能100%電離的電解質(zhì)稱(chēng)為弱電解質(zhì)，如弱酸、弱堿及少部分鹽。酸，堿在溶液中的行為比較簡(jiǎn)單，就是酸或堿的電離及其對(duì)水電離產(chǎn)生的抵制作用。但鹽在溶液中的行為就比較復(fù)雜，有些鹽在溶液中不水解，有些鹽在溶液中只有陽(yáng)離子水解，有些鹽在溶液中只有陰離子水解，但也有些鹽的陰、陽(yáng)離子都會(huì)發(fā)生水解；鹽中的酸式鹽，有些在溶液中會(huì)既電離，同時(shí)還存在水解。所以在高考中電解質(zhì)在溶液中的行為的考查主角一直都是在溶液中行為比較復(fù)雜的鹽。在學(xué)習(xí)之初，我們將鹽又進(jìn)行了更細(xì)致的分類(lèi)，分為了不水解的強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，還有陽(yáng)離子水解的強(qiáng)酸弱堿鹽，陰離子水解的強(qiáng)堿弱酸鹽，還有陰、陽(yáng)離子都水解的弱酸弱堿鹽。這樣我們可以分門(mén)別類(lèi)地討論鹽的水解原理及水解的結(jié)果：陽(yáng)離子水解生成H+，而使溶液呈酸性，陰離子水解生成OH-而使溶液呈堿性。但不管電解質(zhì)在溶液中是電離還是水解，還是電離水解同時(shí)存在，總是會(huì)遵循著一定的規(guī)則，那就是只要溫度不變，無(wú)論是電離還是水解，都會(huì)存在一個(gè)平衡常數(shù)，且都不發(fā)生改變。

二、三大守恒在粒子濃度比較中的應(yīng)用

1.三大守恒式的原理及表達(dá)式

電解質(zhì)在溶液中的行為簡(jiǎn)單地可分為兩類(lèi)，一是電離，二是水解。但它們一定會(huì)遵循著三大守恒關(guān)系：電荷守恒（即溶液中陰離子所帶電荷與陽(yáng)離子所帶電荷一定相等）、物料守恒（即原子數(shù)目守恒，即加入到水中的物質(zhì)中的某種原子不管在水溶液中以何種形式存在，其原子數(shù)目一定等于加入水中的原子數(shù)）、質(zhì)子守恒（即不管電解質(zhì)溶于水發(fā)生什么樣的變化，是因電離而抑制水的電離，或是因水解而促進(jìn)水的電離，水電離出的氫離子與水電離出的氫氧根離子一定是相等的）。

三大守恒從上述的文字描述中，可以歸納出其相應(yīng)的表達(dá)式：

（1）電荷守恒式：

溶液中陰離子電荷總數(shù)與陽(yáng)離子的電荷總數(shù)相等，即∑c（陰離子）×陰離子所帶電荷數(shù)=

∑c（陽(yáng)離子）×陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)。例如：HF溶液中的離子有：H+、F-、OH-，所以HF溶液中的電荷守恒式：c（H+）=c（F-）+c（OH-）；再如NaF溶液中存在的離子為Na+、H+、F-、OH-，所以NaF溶液中的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=

c（F-）+c（OH-）等等。書(shū)寫(xiě)電荷守恒式的關(guān)鍵是要將溶液中的所有變化過(guò)程弄清楚，只有這樣才能列出所有的陰、陽(yáng)離子，也才可能正確地寫(xiě)出電荷守恒式。

（2）物料守恒式：

物料守恒式就是指溶液中的原子數(shù)目守恒，即向溶液中投入一種電解質(zhì)其化學(xué)式中的兩種原子的比例關(guān)系，在溶于水形成溶液后，這種關(guān)系仍然存在，只不過(guò)是可能原子存在的形式發(fā)生改變。如將NaF投入溶液中，電解質(zhì)發(fā)生了電離，其中F-還發(fā)生了水解，但是不管電解質(zhì)在溶液中如何的變化，原子種類(lèi)和原子數(shù)目是守恒的，即向溶液中投入的是NaF，不管如何變化，鈉原子與氟原子總是相等的。NaF溶于水后的溶液中存在的粒子有：Na+、F-、HF、OH-。這樣根據(jù)原子數(shù)目守恒即可寫(xiě)出物料守恒式：c（Na+）=c（F-）+c（HF）。

（3）質(zhì)子守恒式：

質(zhì)子守恒式是指不管何種電解質(zhì)，在溶液中發(fā)生何種變化，溶液中水電離出的氫離子與氫氧根離子都會(huì)一直相等。即c（H+，水）= c（OH-，水）。

如將NaF投入到水中，由于F-+H2OHF+OH-的存在，會(huì)促進(jìn)水的電離，從而使得氫氧根離子濃度增大，但OH-都來(lái)自水的電離，而水電離出的H+也在增大，但由于F-與H+結(jié)合成了HF而使實(shí)際存在的H+反而減小了，但水電離出的H+與水電離出的OH-一定仍然相等，即可得質(zhì)子守恒式：c（H+）+c（HF）=c（OH-）。

2.例析三大守恒式的應(yīng)用

每年的高考中都會(huì)考查溶液中離子濃度的比較，特別是選擇題的最后兩道壓軸題一直就是化學(xué)平衡和溶液中粒子濃度的比較。一般來(lái)說(shuō)，都是綜合考查三大守恒的應(yīng)用，但也有只考查其中一種守恒的。下面舉兩例來(lái)說(shuō)明一下三大守恒式的應(yīng)用和高考中的考查。

例1已知同為0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，則同濃度的NaF溶液中的陰離子濃度總和NaCN溶液中的陰離子濃度總和（填寫(xiě)大于、小于或等于）。

解析本題考查的是弱酸強(qiáng)堿鹽在溶液中水解后的離子濃度比較，其實(shí)質(zhì)是考查溶液中電荷守恒式的書(shū)寫(xiě)和應(yīng)用。由于0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，所以可得HF的酸性強(qiáng)于氫氰酸，所以同濃度的NaCN溶液中鹽的水解的程度大于NaF溶液中鹽的水解的程度。有些同學(xué)由此就精略地得到了由于水解程度大，所以生成的OH-濃度就大，所以得到NaCN溶液中的陰離子的濃度總和一定大于NaF溶液中陰離子濃度總和的錯(cuò)誤結(jié)論，主要是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有去更深刻地理解水解，水解是通過(guò)促進(jìn)水的電離來(lái)完成的，水電離的程度大了，OH-濃度增大是毫無(wú)疑問(wèn)的，但是同時(shí)鹽的陰離子與H+的結(jié)合也在增多，即另一方面鹽的陰離子的濃度在減小，所以其加和的值不一定就大。而如果我們能用電荷守恒來(lái)進(jìn)行判斷，該題就變得相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。寫(xiě)出兩溶液的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=c（F-）+c（OH-）、c（Na+）+c（H+）=c（CN-）+c（OH-），由于CN-的水解程度大，所以生成的OH-濃度大，而溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度的乘積是不變的，所以溶液中的氫離子濃度就減小，而兩溶液中的鈉離子濃度都是保持不變，這樣判斷陰離子濃度總和大小就實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)化成了比較兩溶液中的氫離子濃度，所以可以得到NaF溶液中的陰離子濃度的總和大于同濃度的NaCN溶液中的陰離子濃度總和。

解析本題綜合考查三大守恒：A選項(xiàng)中由于溶液在W點(diǎn)時(shí)的c（CH3COOH）c（CH3COO-），所以當(dāng)pH增大時(shí)，醋酸的濃度在減小，而醋酸根離子濃度在增大，A不正確；B選項(xiàng)中寫(xiě)出的是溶液中的電荷守恒式，正確；C選項(xiàng)中把“0.1 mol·L-1”用題給的條件“c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1”進(jìn)行代換就得到了電荷守恒式，正確；D選項(xiàng)寫(xiě)出的是一個(gè)錯(cuò)誤的質(zhì)子守恒式，可以用溶液中的電荷守恒式和物料守恒式來(lái)證明該式的錯(cuò)誤：電荷守恒式為c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）+c（Cl-），物料守恒式為2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.1 mol·L-1，消去鈉離子，即可得到了正確的質(zhì)子守恒式，D不正確。

答案：BC。

電解質(zhì)在溶液中的行為歷來(lái)是高考中重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn)，在高考的復(fù)習(xí)中我們要首先強(qiáng)化電解質(zhì)在溶液中的電離、水解及水的電離的方程式書(shū)寫(xiě)，讓學(xué)生能正確弄清溶液中存在的粒子有哪些，然后才是強(qiáng)化三大守恒式的書(shū)寫(xiě)，這樣就可以讓學(xué)生在高考中立于不敗之地。

（收稿日期：2014-01-17）

電解質(zhì)在溶液中的行為決定了溶液中各種粒子的濃度。在粒子濃度比較中，一般都是遵循著三大守恒，即電荷守恒、物料守恒（即原子數(shù)目守恒）和質(zhì)子守恒。本文擬從電解質(zhì)在溶液中的行為和運(yùn)用三大守恒解決溶液中粒子濃度比較的分析兩個(gè)方面進(jìn)行探究，愿該分析能對(duì)同仁對(duì)電解質(zhì)溶液的復(fù)習(xí)起到一定的作用，并對(duì)學(xué)生的復(fù)習(xí)起到指導(dǎo)作用。

一、電解質(zhì)在溶液中的行為

電解質(zhì)分為酸、堿、鹽、金屬氧化物和水。所以電解質(zhì)在溶液中的行為實(shí)際就是酸、堿和鹽分別在溶液中的行為。電解質(zhì)按在溶液中的行為又可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，即在溶液中能100%電離的電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)，如強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及絕大多數(shù)鹽，不能100%電離的電解質(zhì)稱(chēng)為弱電解質(zhì)，如弱酸、弱堿及少部分鹽。酸，堿在溶液中的行為比較簡(jiǎn)單，就是酸或堿的電離及其對(duì)水電離產(chǎn)生的抵制作用。但鹽在溶液中的行為就比較復(fù)雜，有些鹽在溶液中不水解，有些鹽在溶液中只有陽(yáng)離子水解，有些鹽在溶液中只有陰離子水解，但也有些鹽的陰、陽(yáng)離子都會(huì)發(fā)生水解；鹽中的酸式鹽，有些在溶液中會(huì)既電離，同時(shí)還存在水解。所以在高考中電解質(zhì)在溶液中的行為的考查主角一直都是在溶液中行為比較復(fù)雜的鹽。在學(xué)習(xí)之初，我們將鹽又進(jìn)行了更細(xì)致的分類(lèi)，分為了不水解的強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，還有陽(yáng)離子水解的強(qiáng)酸弱堿鹽，陰離子水解的強(qiáng)堿弱酸鹽，還有陰、陽(yáng)離子都水解的弱酸弱堿鹽。這樣我們可以分門(mén)別類(lèi)地討論鹽的水解原理及水解的結(jié)果：陽(yáng)離子水解生成H+，而使溶液呈酸性，陰離子水解生成OH-而使溶液呈堿性。但不管電解質(zhì)在溶液中是電離還是水解，還是電離水解同時(shí)存在，總是會(huì)遵循著一定的規(guī)則，那就是只要溫度不變，無(wú)論是電離還是水解，都會(huì)存在一個(gè)平衡常數(shù)，且都不發(fā)生改變。

二、三大守恒在粒子濃度比較中的應(yīng)用

1.三大守恒式的原理及表達(dá)式

電解質(zhì)在溶液中的行為簡(jiǎn)單地可分為兩類(lèi)，一是電離，二是水解。但它們一定會(huì)遵循著三大守恒關(guān)系：電荷守恒（即溶液中陰離子所帶電荷與陽(yáng)離子所帶電荷一定相等）、物料守恒（即原子數(shù)目守恒，即加入到水中的物質(zhì)中的某種原子不管在水溶液中以何種形式存在，其原子數(shù)目一定等于加入水中的原子數(shù)）、質(zhì)子守恒（即不管電解質(zhì)溶于水發(fā)生什么樣的變化，是因電離而抑制水的電離，或是因水解而促進(jìn)水的電離，水電離出的氫離子與水電離出的氫氧根離子一定是相等的）。

三大守恒從上述的文字描述中，可以歸納出其相應(yīng)的表達(dá)式：

（1）電荷守恒式：

溶液中陰離子電荷總數(shù)與陽(yáng)離子的電荷總數(shù)相等，即∑c（陰離子）×陰離子所帶電荷數(shù)=

∑c（陽(yáng)離子）×陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)。例如：HF溶液中的離子有：H+、F-、OH-，所以HF溶液中的電荷守恒式：c（H+）=c（F-）+c（OH-）；再如NaF溶液中存在的離子為Na+、H+、F-、OH-，所以NaF溶液中的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=

c（F-）+c（OH-）等等。書(shū)寫(xiě)電荷守恒式的關(guān)鍵是要將溶液中的所有變化過(guò)程弄清楚，只有這樣才能列出所有的陰、陽(yáng)離子，也才可能正確地寫(xiě)出電荷守恒式。

（2）物料守恒式：

物料守恒式就是指溶液中的原子數(shù)目守恒，即向溶液中投入一種電解質(zhì)其化學(xué)式中的兩種原子的比例關(guān)系，在溶于水形成溶液后，這種關(guān)系仍然存在，只不過(guò)是可能原子存在的形式發(fā)生改變。如將NaF投入溶液中，電解質(zhì)發(fā)生了電離，其中F-還發(fā)生了水解，但是不管電解質(zhì)在溶液中如何的變化，原子種類(lèi)和原子數(shù)目是守恒的，即向溶液中投入的是NaF，不管如何變化，鈉原子與氟原子總是相等的。NaF溶于水后的溶液中存在的粒子有：Na+、F-、HF、OH-。這樣根據(jù)原子數(shù)目守恒即可寫(xiě)出物料守恒式：c（Na+）=c（F-）+c（HF）。

（3）質(zhì)子守恒式：

質(zhì)子守恒式是指不管何種電解質(zhì)，在溶液中發(fā)生何種變化，溶液中水電離出的氫離子與氫氧根離子都會(huì)一直相等。即c（H+，水）= c（OH-，水）。

如將NaF投入到水中，由于F-+H2OHF+OH-的存在，會(huì)促進(jìn)水的電離，從而使得氫氧根離子濃度增大，但OH-都來(lái)自水的電離，而水電離出的H+也在增大，但由于F-與H+結(jié)合成了HF而使實(shí)際存在的H+反而減小了，但水電離出的H+與水電離出的OH-一定仍然相等，即可得質(zhì)子守恒式：c（H+）+c（HF）=c（OH-）。

2.例析三大守恒式的應(yīng)用

每年的高考中都會(huì)考查溶液中離子濃度的比較，特別是選擇題的最后兩道壓軸題一直就是化學(xué)平衡和溶液中粒子濃度的比較。一般來(lái)說(shuō)，都是綜合考查三大守恒的應(yīng)用，但也有只考查其中一種守恒的。下面舉兩例來(lái)說(shuō)明一下三大守恒式的應(yīng)用和高考中的考查。

例1已知同為0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，則同濃度的NaF溶液中的陰離子濃度總和NaCN溶液中的陰離子濃度總和（填寫(xiě)大于、小于或等于）。

解析本題考查的是弱酸強(qiáng)堿鹽在溶液中水解后的離子濃度比較，其實(shí)質(zhì)是考查溶液中電荷守恒式的書(shū)寫(xiě)和應(yīng)用。由于0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，所以可得HF的酸性強(qiáng)于氫氰酸，所以同濃度的NaCN溶液中鹽的水解的程度大于NaF溶液中鹽的水解的程度。有些同學(xué)由此就精略地得到了由于水解程度大，所以生成的OH-濃度就大，所以得到NaCN溶液中的陰離子的濃度總和一定大于NaF溶液中陰離子濃度總和的錯(cuò)誤結(jié)論，主要是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有去更深刻地理解水解，水解是通過(guò)促進(jìn)水的電離來(lái)完成的，水電離的程度大了，OH-濃度增大是毫無(wú)疑問(wèn)的，但是同時(shí)鹽的陰離子與H+的結(jié)合也在增多，即另一方面鹽的陰離子的濃度在減小，所以其加和的值不一定就大。而如果我們能用電荷守恒來(lái)進(jìn)行判斷，該題就變得相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。寫(xiě)出兩溶液的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=c（F-）+c（OH-）、c（Na+）+c（H+）=c（CN-）+c（OH-），由于CN-的水解程度大，所以生成的OH-濃度大，而溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度的乘積是不變的，所以溶液中的氫離子濃度就減小，而兩溶液中的鈉離子濃度都是保持不變，這樣判斷陰離子濃度總和大小就實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)化成了比較兩溶液中的氫離子濃度，所以可以得到NaF溶液中的陰離子濃度的總和大于同濃度的NaCN溶液中的陰離子濃度總和。

解析本題綜合考查三大守恒：A選項(xiàng)中由于溶液在W點(diǎn)時(shí)的c（CH3COOH）c（CH3COO-），所以當(dāng)pH增大時(shí)，醋酸的濃度在減小，而醋酸根離子濃度在增大，A不正確；B選項(xiàng)中寫(xiě)出的是溶液中的電荷守恒式，正確；C選項(xiàng)中把“0.1 mol·L-1”用題給的條件“c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1”進(jìn)行代換就得到了電荷守恒式，正確；D選項(xiàng)寫(xiě)出的是一個(gè)錯(cuò)誤的質(zhì)子守恒式，可以用溶液中的電荷守恒式和物料守恒式來(lái)證明該式的錯(cuò)誤：電荷守恒式為c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）+c（Cl-），物料守恒式為2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.1 mol·L-1，消去鈉離子，即可得到了正確的質(zhì)子守恒式，D不正確。

答案：BC。

電解質(zhì)在溶液中的行為歷來(lái)是高考中重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn)，在高考的復(fù)習(xí)中我們要首先強(qiáng)化電解質(zhì)在溶液中的電離、水解及水的電離的方程式書(shū)寫(xiě)，讓學(xué)生能正確弄清溶液中存在的粒子有哪些，然后才是強(qiáng)化三大守恒式的書(shū)寫(xiě)，這樣就可以讓學(xué)生在高考中立于不敗之地。

（收稿日期：2014-01-17）

電解質(zhì)在溶液中的行為決定了溶液中各種粒子的濃度。在粒子濃度比較中，一般都是遵循著三大守恒，即電荷守恒、物料守恒（即原子數(shù)目守恒）和質(zhì)子守恒。本文擬從電解質(zhì)在溶液中的行為和運(yùn)用三大守恒解決溶液中粒子濃度比較的分析兩個(gè)方面進(jìn)行探究，愿該分析能對(duì)同仁對(duì)電解質(zhì)溶液的復(fù)習(xí)起到一定的作用，并對(duì)學(xué)生的復(fù)習(xí)起到指導(dǎo)作用。

一、電解質(zhì)在溶液中的行為

電解質(zhì)分為酸、堿、鹽、金屬氧化物和水。所以電解質(zhì)在溶液中的行為實(shí)際就是酸、堿和鹽分別在溶液中的行為。電解質(zhì)按在溶液中的行為又可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，即在溶液中能100%電離的電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)，如強(qiáng)酸，強(qiáng)堿及絕大多數(shù)鹽，不能100%電離的電解質(zhì)稱(chēng)為弱電解質(zhì)，如弱酸、弱堿及少部分鹽。酸，堿在溶液中的行為比較簡(jiǎn)單，就是酸或堿的電離及其對(duì)水電離產(chǎn)生的抵制作用。但鹽在溶液中的行為就比較復(fù)雜，有些鹽在溶液中不水解，有些鹽在溶液中只有陽(yáng)離子水解，有些鹽在溶液中只有陰離子水解，但也有些鹽的陰、陽(yáng)離子都會(huì)發(fā)生水解；鹽中的酸式鹽，有些在溶液中會(huì)既電離，同時(shí)還存在水解。所以在高考中電解質(zhì)在溶液中的行為的考查主角一直都是在溶液中行為比較復(fù)雜的鹽。在學(xué)習(xí)之初，我們將鹽又進(jìn)行了更細(xì)致的分類(lèi)，分為了不水解的強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，還有陽(yáng)離子水解的強(qiáng)酸弱堿鹽，陰離子水解的強(qiáng)堿弱酸鹽，還有陰、陽(yáng)離子都水解的弱酸弱堿鹽。這樣我們可以分門(mén)別類(lèi)地討論鹽的水解原理及水解的結(jié)果：陽(yáng)離子水解生成H+，而使溶液呈酸性，陰離子水解生成OH-而使溶液呈堿性。但不管電解質(zhì)在溶液中是電離還是水解，還是電離水解同時(shí)存在，總是會(huì)遵循著一定的規(guī)則，那就是只要溫度不變，無(wú)論是電離還是水解，都會(huì)存在一個(gè)平衡常數(shù)，且都不發(fā)生改變。

二、三大守恒在粒子濃度比較中的應(yīng)用

1.三大守恒式的原理及表達(dá)式

電解質(zhì)在溶液中的行為簡(jiǎn)單地可分為兩類(lèi)，一是電離，二是水解。但它們一定會(huì)遵循著三大守恒關(guān)系：電荷守恒（即溶液中陰離子所帶電荷與陽(yáng)離子所帶電荷一定相等）、物料守恒（即原子數(shù)目守恒，即加入到水中的物質(zhì)中的某種原子不管在水溶液中以何種形式存在，其原子數(shù)目一定等于加入水中的原子數(shù)）、質(zhì)子守恒（即不管電解質(zhì)溶于水發(fā)生什么樣的變化，是因電離而抑制水的電離，或是因水解而促進(jìn)水的電離，水電離出的氫離子與水電離出的氫氧根離子一定是相等的）。

三大守恒從上述的文字描述中，可以歸納出其相應(yīng)的表達(dá)式：

（1）電荷守恒式：

溶液中陰離子電荷總數(shù)與陽(yáng)離子的電荷總數(shù)相等，即∑c（陰離子）×陰離子所帶電荷數(shù)=

∑c（陽(yáng)離子）×陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)。例如：HF溶液中的離子有：H+、F-、OH-，所以HF溶液中的電荷守恒式：c（H+）=c（F-）+c（OH-）；再如NaF溶液中存在的離子為Na+、H+、F-、OH-，所以NaF溶液中的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=

c（F-）+c（OH-）等等。書(shū)寫(xiě)電荷守恒式的關(guān)鍵是要將溶液中的所有變化過(guò)程弄清楚，只有這樣才能列出所有的陰、陽(yáng)離子，也才可能正確地寫(xiě)出電荷守恒式。

（2）物料守恒式：

物料守恒式就是指溶液中的原子數(shù)目守恒，即向溶液中投入一種電解質(zhì)其化學(xué)式中的兩種原子的比例關(guān)系，在溶于水形成溶液后，這種關(guān)系仍然存在，只不過(guò)是可能原子存在的形式發(fā)生改變。如將NaF投入溶液中，電解質(zhì)發(fā)生了電離，其中F-還發(fā)生了水解，但是不管電解質(zhì)在溶液中如何的變化，原子種類(lèi)和原子數(shù)目是守恒的，即向溶液中投入的是NaF，不管如何變化，鈉原子與氟原子總是相等的。NaF溶于水后的溶液中存在的粒子有：Na+、F-、HF、OH-。這樣根據(jù)原子數(shù)目守恒即可寫(xiě)出物料守恒式：c（Na+）=c（F-）+c（HF）。

（3）質(zhì)子守恒式：

質(zhì)子守恒式是指不管何種電解質(zhì)，在溶液中發(fā)生何種變化，溶液中水電離出的氫離子與氫氧根離子都會(huì)一直相等。即c（H+，水）= c（OH-，水）。

如將NaF投入到水中，由于F-+H2OHF+OH-的存在，會(huì)促進(jìn)水的電離，從而使得氫氧根離子濃度增大，但OH-都來(lái)自水的電離，而水電離出的H+也在增大，但由于F-與H+結(jié)合成了HF而使實(shí)際存在的H+反而減小了，但水電離出的H+與水電離出的OH-一定仍然相等，即可得質(zhì)子守恒式：c（H+）+c（HF）=c（OH-）。

2.例析三大守恒式的應(yīng)用

每年的高考中都會(huì)考查溶液中離子濃度的比較，特別是選擇題的最后兩道壓軸題一直就是化學(xué)平衡和溶液中粒子濃度的比較。一般來(lái)說(shuō)，都是綜合考查三大守恒的應(yīng)用，但也有只考查其中一種守恒的。下面舉兩例來(lái)說(shuō)明一下三大守恒式的應(yīng)用和高考中的考查。

例1已知同為0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，則同濃度的NaF溶液中的陰離子濃度總和NaCN溶液中的陰離子濃度總和（填寫(xiě)大于、小于或等于）。

解析本題考查的是弱酸強(qiáng)堿鹽在溶液中水解后的離子濃度比較，其實(shí)質(zhì)是考查溶液中電荷守恒式的書(shū)寫(xiě)和應(yīng)用。由于0.1 mol/L的HF和HCN溶液，pH（HCN）>pH（HF）>1，所以可得HF的酸性強(qiáng)于氫氰酸，所以同濃度的NaCN溶液中鹽的水解的程度大于NaF溶液中鹽的水解的程度。有些同學(xué)由此就精略地得到了由于水解程度大，所以生成的OH-濃度就大，所以得到NaCN溶液中的陰離子的濃度總和一定大于NaF溶液中陰離子濃度總和的錯(cuò)誤結(jié)論，主要是因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有去更深刻地理解水解，水解是通過(guò)促進(jìn)水的電離來(lái)完成的，水電離的程度大了，OH-濃度增大是毫無(wú)疑問(wèn)的，但是同時(shí)鹽的陰離子與H+的結(jié)合也在增多，即另一方面鹽的陰離子的濃度在減小，所以其加和的值不一定就大。而如果我們能用電荷守恒來(lái)進(jìn)行判斷，該題就變得相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。寫(xiě)出兩溶液的電荷守恒式：c（Na+）+c（H+）=c（F-）+c（OH-）、c（Na+）+c（H+）=c（CN-）+c（OH-），由于CN-的水解程度大，所以生成的OH-濃度大，而溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度的乘積是不變的，所以溶液中的氫離子濃度就減小，而兩溶液中的鈉離子濃度都是保持不變，這樣判斷陰離子濃度總和大小就實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)化成了比較兩溶液中的氫離子濃度，所以可以得到NaF溶液中的陰離子濃度的總和大于同濃度的NaCN溶液中的陰離子濃度總和。

解析本題綜合考查三大守恒：A選項(xiàng)中由于溶液在W點(diǎn)時(shí)的c（CH3COOH）c（CH3COO-），所以當(dāng)pH增大時(shí)，醋酸的濃度在減小，而醋酸根離子濃度在增大，A不正確；B選項(xiàng)中寫(xiě)出的是溶液中的電荷守恒式，正確；C選項(xiàng)中把“0.1 mol·L-1”用題給的條件“c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1 mol·L-1”進(jìn)行代換就得到了電荷守恒式，正確；D選項(xiàng)寫(xiě)出的是一個(gè)錯(cuò)誤的質(zhì)子守恒式，可以用溶液中的電荷守恒式和物料守恒式來(lái)證明該式的錯(cuò)誤：電荷守恒式為c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）+c（Cl-），物料守恒式為2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.1 mol·L-1，消去鈉離子，即可得到了正確的質(zhì)子守恒式，D不正確。

答案：BC。

電解質(zhì)在溶液中的行為歷來(lái)是高考中重點(diǎn)考查的知識(shí)點(diǎn)，在高考的復(fù)習(xí)中我們要首先強(qiáng)化電解質(zhì)在溶液中的電離、水解及水的電離的方程式書(shū)寫(xiě)，讓學(xué)生能正確弄清溶液中存在的粒子有哪些，然后才是強(qiáng)化三大守恒式的書(shū)寫(xiě)，這樣就可以讓學(xué)生在高考中立于不敗之地。

（收稿日期：2014-01-17）