第7105章《全红婵儿2000篇化学学霸笔记》

第527章《全红婵儿2000篇化学学霸笔记》

乡村中学的晚自习还在继续，日光灯柔和的光线铺满课桌，窗外夜色沉沉，只有几声虫鸣断断续续从墙外的菜地飘进教室。人教版化学选择性必修一摊开在眼前，书页翻到水溶液离子平衡最难的一块——溶液中粒子浓度大小比较与三大守恒。红婵儿握着铅笔，前面已经学完弱电解质电离、水的电离pH、盐类水解，可摆在面前的混合溶液，分子、阳离子、阴离子种类繁多，哪些微粒浓度大，哪些微粒浓度小，等式关系又该如何书写，常常让人眼花缭乱。同样一份醋酸钠溶液，里面有\ce{Na^{+}}、\ce{CH_{3}COO^{-}}、\ce{CH_{3}COOH}、\ce{H^{+}}、\ce{OH^{-}}一大堆粒子，电离会消耗微粒，水解又会生成微粒，千头万绪搅在一起。她在草稿纸上反复演算对比，时常把守恒式写得乱七八糟。就在她对着一堆微粒关系式一筹莫展的时候，一道严谨沉静的意念漫入脑海，本次伴读的时空智者是法拉第，电化学与物质守恒思想的先驱，物质不灭的理念正是三大守恒思想的源头，教会人从总量不变的角度看待水溶液里面纷繁复杂的微粒变化。

法拉第缓缓道出话语：“水溶液之中，电离、水解不停发生，微粒形态来回转化，但是元素总量不变，电荷整体不带电，得失质子数目对等。万变之中有不变，抓住不变，就能理清千头万绪。”

红婵儿把这句话认认真真抄在笔记页眉，圈住电荷守恒、物料守恒、质子守恒、粒子浓度排序几个核心关键词，严格顺着人教版课本拓展考点顺序，依次梳理三大守恒的概念、书写方法、易错坑点，单一盐溶液、混合溶液浓度大小比较思路，再搭配六道典型例题，一步步夯实水溶液这块最难啃的考点。

首先学习第一个守恒：电荷守恒。

整个溶液对外呈电中性，溶液当中所有阳离子所带正电荷总浓度，等于所有阴离子所带负电荷总浓度。要注意，不是离子个数相等，而是电荷总数相等，带几个电荷，浓度前面就要乘上对应的系数。

书写步骤：第一步，把溶液里面全部阳离子写等式左边，全部阴离子写等式右边；第二步，离子带n个单位电荷，该离子浓度前面就乘以系数n；第三步，写成等式。

以醋酸钠\ce{CH_{3}COONa}溶液举例。溶液中阳离子：\ce{Na^{+}}、\ce{H^{+}}；阴离子：\ce{CH_{3}COO^{-}}、\ce{OH^{-}}。电荷守恒式：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})+c(\ce{H^{+}})=c(\ce{CH_{3}COO^{-}})+c(\ce{OH^{-}})}。

再举碳酸钠\ce{Na_{2}CO_{3}}溶液。阳离子\ce{Na^{+}}、\ce{H^{+}}；阴离子\ce{CO^{2-}_{3}}、\ce{HCO^{-}_{3}}、\ce{OH^{-}}。碳酸根带两个负电荷，系数必须写2。电荷守恒式：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})+c(\ce{H^{+}})=2c(\ce{CO^{2-}_{3}})+c(\ce{HCO^{-}_{3}})+c(\ce{OH^{-}})}。

红婵儿在这里重重标记，很多同学写电荷守恒最容易漏写系数，二价、三价离子一定要乘上电荷数；分子不参与电荷守恒，分子不带电，绝对不能写入电荷守恒等式。

第二个守恒叫做物料守恒，也叫元素守恒。

盐投入水中之后，一部分离子发生电离或者水解，微粒形态发生改变，但是某一种元素全部存在形式的总浓度，等于初始投料的浓度比例。简单讲，元素不会凭空消失，只是换了一种微粒模样待在溶液里。

依旧拿醋酸钠溶液举例。投入的醋酸钠，钠元素与醋酸相关微粒物质的量一比一。醋酸根一部分保持\ce{CH_{3}COO^{-}}，一部分水解变成\ce{CH_{3}COOH}。所以所有含醋酸的微粒加起来等于钠离子浓度。物料守恒：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})=c(\ce{CH_{3}COO^{-}})+c(\ce{CH_{3}COOH})}。

再看碳酸钠\ce{Na_{2}CO_{3}}。投料的时候钠是碳的两倍。碳元素分布在碳酸根、碳酸氢根、碳酸分子三种形态。物料守恒式：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})=2[c(\ce{CO^{2-}_{3}})+c(\ce{HCO^{-}_{3}})+c(\ce{H_{2}CO_{3}})]}。这里注意系数，钠比碳是2比1，括号整体外面乘以2。

法拉第提点：物料守恒看投料的原始比例，只找对应元素的全部存在形态，把分子、离子全部囊括进去，不要漏掉水解、电离生成的分子微粒。

第三个守恒是质子守恒。

质子也就是\ce{H^{+}}。水电离出来的氢离子总量，等于水电离出来的氢氧根总量。一部分水电离出的氢离子被弱酸根结合消耗掉，变成结合氢之后的微粒；一部分水电离的氢氧根被弱碱阳离子结合消耗，变成结合氢氧根的微粒。质子守恒本质，就是水电离出的\ce{H^{+}}来源等于消耗去向。

书写质子守恒有两种方法。第一种直接分析法，找出得质子微粒、失质子微粒；第二种简便办法：电荷守恒等式减去物料守恒等式，化简直接得到质子守恒，考试当中这个方法不容易写错。

醋酸钠溶液质子守恒：\boldsymbol{c(\ce{OH^{-}})=c(\ce{H^{+}})+c(\ce{CH_{3}COOH})}。溶液里面氢氧根全部来自水的电离；水电离出来的氢离子，一部分以自由\ce{H^{+}}存在，一部分被醋酸根拿过去生成醋酸分子。

氯化铵溶液质子守恒：\boldsymbol{c(\ce{H^{+}})=c(\ce{OH^{-}})+c(\ce{NH_{3}\cdot H_{2}O})}。水电离氢氧根一部分自由存在，一部分被铵根结合生成一水合氨。

碳酸钠溶液质子守恒：\boldsymbol{c(\ce{OH^{-}})=c(\ce{H^{+}})+c(\ce{HCO^{-}_{3}})+2c(\ce{H_{2}CO_{3}})}，得到两个质子的碳酸分子前面要乘系数2。

红婵儿写下提醒：质子守恒只适合单一盐溶液；如果是酸、碱、盐的混合溶液，不建议直接写质子守恒，优先用电荷、物料两式做减法推导。

三大守恒梳理完毕，接下来学习粒子浓度大小排序，分成两大类：单一盐溶液，酸碱混合溶液。

第一类，单一强碱弱酸盐，醋酸钠溶液。醋酸根微弱水解，所以钠离子浓度大于醋酸根；水解程度微弱，水解生成的氢氧根、醋酸分子浓度远小于主体离子；溶液显碱性，氢氧根大于氢离子。浓度排序：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})>c(\ce{CH_{3}COO^{-}})>c(\ce{OH^{-}})>c(\ce{CH_{3}COOH})>c(\ce{H^{+}})}。

强酸弱碱盐氯化铵溶液：\boldsymbol{c(\ce{Cl^{-}})>c(\ce{NH^{+}_{4}})>c(\ce{H^{+}})>c(\ce{NH_{3}\cdot H_{2}O})>c(\ce{OH^{-}})}。

碳酸钠溶液，碳酸根分步水解，第一步水解远大于第二步：\boldsymbol{c(\ce{Na^{+}})>c(\ce{CO^{2-}_{3}})>c(\ce{OH^{-}})>c(\ce{HCO^{-}_{3}})>c(\ce{H^{+}})}。做题记住大原则：不水解的离子＞发生水解的离子＞水解产生的少量微粒；水解微弱，水解产物浓度远低于原来的离子。

第二类，等物质的量混合溶液，高频考点：等浓度醋酸与醋酸钠混合溶液。醋酸电离大于醋酸根水解，整体溶液显酸性。排序：\boldsymbol{c(\ce{CH_{3}COO^{-}})>c(\ce{Na^{+}})>c(\ce{CH_{3}COOH})>c(\ce{H^{+}})>c(\ce{OH^{-}})}。

另外一组高频：等浓度氨水、氯化铵混合，一水合氨电离大于铵根水解，溶液显碱性，\boldsymbol{c(\ce{NH^{+}_{4}})>c(\ce{Cl^{-}})>c(\ce{NH_{3}\cdot H_{2}O})>c(\ce{OH^{-}})>c(\ce{H^{+}})}。

红婵儿记下做题判断口诀：电离、水解谁占主导，先判断溶液酸碱性；主体微粒排在前面，微弱变化生成的微粒排在后面。

红婵儿整理本节高频易错清单，把水溶液选择题最容易踩的坑一一罗列。

1. 电荷守恒：多价离子必须带上对应系数；分子不带电荷，严禁写入电荷守恒式。

2. 物料守恒找准投料原始比例，水解、电离生成的分子不能漏掉，注意括号外面的倍数系数。

3. 质子守恒优先用于单一盐溶液；混合溶液不要硬写质子守恒，用电荷减物料化简得到，减少出错。

4. 水解、电离都是微弱过程，水解/电离生成的微粒浓度远小于原有主体离子，不要把产物写在排序靠前位置。

5. 等浓度弱酸和对应盐混合，分清电离占优还是水解占优，以此判断酸碱性，再排浓度顺序。

6. 看到等式选项，优先对照三大守恒；看到大于小于的浓度排序，先找主体，再看微弱过程。

清单整理完毕，六道典型例题完整推演。

第一题，写出碳酸钠溶液的电荷守恒。解析：\ce{c(Na^{+}) + c(H^{+}) = 2c(CO^{2-}_{3}) + c(HCO^{-}_{3}) + c(OH^{-})}，碳酸根前面系数2不能丢。

第二题，醋酸钠溶液物料守恒。解析：\ce{c(Na^{+})=c(CH_{3}COO^{-}) + c(CH_{3}COOH)}，包含水解生成醋酸分子。

第三题，判断醋酸钠溶液等式\ce{c(Na^{+})=c(CH_{3}COO^{-}) + c(OH^{-})}正误。答案错误，违背物料守恒。

第四题，写出氯化铵溶液粒子浓度由大到小排序。解析：\ce{c(Cl^{-})>c(NH^{+}_{4})>c(H^{+})>c(NH_{3}\cdot H_{2}O)>c(OH^{-})}，铵根微弱水解。

第五题，等浓度醋酸、醋酸钠混合，已知溶液酸性，写出主要离子浓度排序。解析：\ce{c(CH_{3}COO^{-})>c(Na^{+})>c(H^{+})>c(OH^{-})}，醋酸电离强于醋酸根水解。

第六题，碳酸钠溶液质子守恒式，判断\ce{c(OH^{-})=c(H^{+}) + c(HCO^{-}_{3}) + 2c(H_{2}CO_{3})}是否正确。答案正确，碳酸分子得到两份质子，系数为2。每道题标注易错陷阱，写下典型错解。

教室里笔尖摩擦纸张沙沙作响，墙上时钟悄悄走向深夜，窗外田野安安静静。红婵儿放下手中铅笔，心中生出很深感悟。水溶液的电离水解看上去变化万千，微粒不停互相转化，可三大守恒告诉我们万变不离其宗。电荷守恒看整体电性，物料守恒看元素不会凭空消失，质子守恒看氢元素的来去。很多同学做选择题，看到一大堆离子分子脑袋就乱，一会水解一会电离，分不清谁大谁小。做题一定要建立固定顺序：看到等式先往三大守恒上靠；看到浓度排序，先分清谁是主体微粒，记住电离水解绝大多数情况都是微弱。混合溶液，先判断电离占上风还是水解占上风，定好酸碱性，氢离子氢氧根位置就确定。这一块是高中化学选择题压轴高频考点，也是酸碱中和滴定的基础，一定要把守恒式写熟写透，形成条件反射。

法拉第留下收尾的哲思落在笔记页面最底端：表象之中千变万化，底层之中守恒不变。抓住不变的规律，就能看懂纷繁复杂的微观世界。

红婵儿细心抚平写满公式推导的笔记本纸页，把本子放回那厚厚一摞2000篇化学学霸笔记当中。

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