巧用电荷守恒快速解题
作者 : 未知

  电荷守恒原理是指,在电解质溶液中,溶液呈电中性,即阴离子所带负电荷的总浓度(或物质的量)=阳离子所带正电荷的总浓度(或物质的量),在实际解题中可运用电荷守恒快速解题。笔者就电荷守恒原理的各种应用归纳如下,仅供大家参考,不妥之处请批评指正。
  一、求离子浓度
  例1把500 mL有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份,取一份加入含a mol硫酸钠的溶液,恰好使钡离子完全沉淀;另取一份加入含b mol硝酸银的溶液,恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( )。
  A.0.1(b-2a)mol/L B.10(2a-b)mol/L
  C.10(b-a)mol/L D.10(b-2a)mol/L
  解析BaCl2和KCl的混合溶液的电荷守恒式为2n(Ba2+)+n(K+)=n(Cl-),由题知,一份溶液中n(Ba2+)=a mol、n(Cl-)=bmol,代入电荷守恒式得2a+n(K+)=b,得n(K+)=(b-2a)mol,则c(K+)=b-2a0.1=10(b-2a)mol/L,答案:D
  练习1(2006全国理综Ⅰ )由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其pH=1,c(Al3+)=0.4mol・L-1,c(SO2-4)=0.8mol・L-1,则c(K+)为( )。
  A.0.15 mol・L-1 B.0.2 mol・L-1
  C.0.3 mol・L-1 D.0.4 mol・L-1
  解析由题知,溶液的pH=1,则溶液中c(H+)=0.1mol・L-1,则由混合溶液中电荷守恒得:c(H+)+c(K+)+3c(Al3+)=2c(SO2-4),即0.1+c(K+)+3×0.4=2×0.8,则c(K+)=0.3 mol・L-1,故C正确。
  练习2在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol的BaCl2,恰好使溶液中的SO2-4完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中的Al3+的浓度(mol/L)为( )。
  A.2b-c2a B.2b-ca
  C.2b-c3aD.2b-c6a
  解析由于NH3的物质的量为c mol,由原子守恒和电荷守恒得:(NH4)2SO4的物质的量为c2mol,反应时用去的BaCl2的物质的量也为c2mol,剩余的BaCl2为(b-c2)mol,则Al2(SO4)3中的SO2-4的物质的量也为(b-c2)mol,由电荷守恒得:n(Al3+)×3=(b-c2)×2,所以c(Al3+)=2b-c3amol/L。答案:C。
  二、在同溶液中比较离子浓度大小
  例2下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )。
  A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:
  c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
  B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:
  c(NaOH)c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
  解析选项A中根据电荷守恒,此关系式正确;选项B中pH相等,溶液中的c(OH-)相等,因为酸性越弱,水解越强,所以溶液中c(Na2CO3)c(OH-),同时也可以判断HA-以电离为主,所以离子浓度的大小顺序是:c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)。
  答案:A、C。
  练习325℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的pH=7时,下列关系正确的是( )。
  A.c(NH+4)=c(SO2-4)
  B.c(NH+4)>c(SO2-4)
  C.c(NH+4)c(Na+)
  B.c(HCOO-)   A. c(NH+4)>c(Na+)B. c(NH+4)=c(Na+)
  C. c(NH+4)2c(SO2-4)
  B. c(CH3COO-)

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