水溶液中的三大守恒就是电荷守恒、物料守恒、质子守恒。这三大守恒对很多同学来说是噩梦般的存在，学电解质溶液板块的时候，一直被这三大守恒支配。今天我们来直面这个“噩梦”，粉碎这个纸老虎。

这三个守恒是在学完电离平衡、水解平衡的基础上，对溶液中离子进行综合分析的过程中总结出的结论，因此需要先掌握以上两个平衡的概念，忘记的可以先复习下相关知识。

1、电荷守恒。

由于任何一个溶液都是显电中性的，所以溶液中的正电荷总数与负电荷总数相等。即n(正电荷) = n(负电荷), n表示物质的量。那溶液中正负电荷以什么形式出现呢？正电荷由阳离子承载，负电荷由阴离子承载。（注意，溶液中不存在自由移动的电子）。所以也可以说：溶液中阳离子所带正电荷总量等于阴离子所带负电荷总量。所以我们要写电荷守恒式，就必须找出溶液中所有存在的离子，丢掉任意一种都无法建立等式。

举个例子，NaHS溶液。NaHS是可溶性盐，溶于水后完全电离：

那是不是就这两种离子呢？当然不是，根据学过的电离平衡和水解平衡的知识，HS-离子在溶液中还有弱电离和水解：

那这下是不是就完事了呢？我们还要再考虑一下水的自身电离：

现在溶液中的各种行为我们都考虑到了，然后我们把上面涉及到的离子整理一下：

阳离子： Na^{+}、H^{+}

阴离子： HS^{-}、OH^{-}、S^{2-}

离子全了，根据n(正电荷) = n(负电荷)，是不是就下面这个呢？

还是不正确。我们确实是要用离子物质的量来表示电荷物质的量，但不是单纯的替换！因为电荷量和离子数量不一定是1:1。

比如其中的 S^{2-} ，一个S^{2-}带2个负电荷，所以S^{2-}所带的荷量是离子个数的2倍，即：

n(S^{2-}所带的电荷量) = 2×n(S^{2-})。

而其余的一价离子，一个离子带一个单位电荷，所以离子所带电荷量就等于离子的数量。即：

n(Na^{+}所带的电荷量) = n(Na^{+})。

H^{+} 、HS^{-} 、OH^{-} 也类似。

所以：

n(正电荷) = n( Na^{+} 所带的电荷量) + n(H^{+}所带的电荷量) = n(Na^{+}) + n(H^{+})

n(负电荷) = n(HS^{-}所带的电荷量) + n(OH^{-}所带的电荷量) + n(S^{2-}所带的电荷量)

= n(HS^{-}) + n( OH^{-} ) + 2n(S^{2-})

综上得：n(Na^{+}) + n(H^{+}) = n( HS^{-} ) + n(OH^{-}) + 2n(S^{2-})

这个式子已经可以称为电荷守恒式了，但是同一溶液，用完一部分后剩余溶液中离子的物质的量都变了，就要重新计算，这样太麻烦，所以我们更希望能用离子的浓度进行表示。

由于上述分析都是针对的同一溶液，所以对等式两边同除以该溶液体积，等式仍然成立。

即： c(Na^{+}) + c(H^{+}) = c(HS^{-}) + c(OH^{-}) + 2c(S^{2-})

这就是NaHS溶液中我们常写的的电荷守恒式。

上面的思路，看似复杂，但只要照着多练习即就能理顺思路，有助于掌握电荷守恒式的物理意义。

有兴趣的同学可以试试下面几种溶液的电荷守恒式：

① Na2S溶液；

② 明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶液；

③ (NH4)2CO3溶液；

④ 0.1mol/L KHSO4与0.1mol/L BaCl2等体积混合后的溶液；

⑤ 0.1mol/L KHSO4与0.1mol/L BaCl2以2:1体积混合的溶液。

（提示：④、⑤先求出反应后溶液的的溶质）

熟练掌握上述物理意义后，可以根据下面总结步骤快速写出电荷守恒式，这样既能做到理解知识又能快速解题，这才是一个真·学霸的必备条件。

快速书写步骤：

① 写溶质的电离、水解式（防止下一步中有离子遗漏，如熟练可不用此步）

② 找出溶液中所有阳离子和阴离子

③ 阳离子浓度与阴离子浓度分别写等式左右两边

④ 离子浓度前写上对应的系数，系数等于该离子的电荷量绝对值。

2、物料守恒

所谓物料守恒，就是说电解质中原子个数比在溶解前后是不变的。还是以NaHS溶液为例，该物质中Na原子与S原子的个数比为1:1，那溶解后溶液中这两种原子的比例仍然为1:1 ，即n(Na) = n(S)。这也可以理解成“原子守恒”：溶解过程只要没有沉淀、气体等产生，那么电解质中的原子在溶液中不管以什么形式存在，其数目是不变的，所以两种原子间的比例也是不变的。

对于NaHS溶液，Na元素在其中都是以 Na^{+} 存在，S元素在其中以HS^{-} 、S^{2-}、H_{2}S三种形式存在。所以S原子总数等于 HS^{-} 、S^{2-}、H_{2}S 三种微粒数之和。

由n(Na) = n(S)可得：

n(Na^{+}) = n(HS^{-}) + n(S^{2-}) + n(H_{2}S)

等式两边再除以该溶液的体积，得：

c(Na^{+}) = c(HS^{-}) + c(S^{2-}) + c(H_{2}S)

这个就是NaHS溶液的物料守恒式了。

写物料守恒时有一点要注意，不能用H、O原子和其他原子的比例列式。因为溶解于水后，离子可能会发生电离与水解产生H+、OH-等。而水电离也会产生这两种离子，所以不能确定有多少是从溶质中来的，这样就无法列物料守恒式了。

有兴趣的同学可以试试下面几种物质的物料守恒式：

① Na2S溶液；

② 明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶液；

③ (NH4)2CO3溶液；

④ 等浓度的NaCl与NaClO混合溶液

3、质子守恒：

首先我们要理解什么是质子，其实就是氢离子。氢原子（ ^{1}H ）失去电子后只剩下原子核，而原子核内没有中子，只有一个质子。所以质子就是指 H^{+} 。

质子守恒的物理含义是：溶液中所有物质得到的质子总数与所有微粒失去的质子总数相等。这个和氧化还原反应中电子守恒是类似的。

还是以NaHS溶液为例，我们分析其在溶解过程中的行为：

首先，完全电离。

然后，HS- 的弱电离和水解。

最后，还要考虑水的电离。

①式中没有涉及质子的得失，②式是HS-失去质子的过程，③式是HS^{-}从水分子中得到质子的过程，④式是一个水分子失去质子，另一个水分子得到质子的过程。

所以我们可以这样写：

NaHS溶液质子守恒物理意义

解释一下这幅图，首先确定溶液中的基准微粒：以发生反应要进行质子的转移微粒再加上水分子作为基准微粒。

比如NaHS溶液中，第一步完全电离成 Na^{+} 与 HS^{-}，不涉及质子转移，因此NaHS不适合作为基准微粒。电离出的Na^{+}也不会参与质子的转移，所以也不用写入基准微粒，而HS-不论水解还是电离都会产生质子转移，所以是要写进去的。

然后在基准微粒的基础上分别写出得失质子的情况即可。

在过程①中H_{2}O +H^{+}rightarrow H_{3}O^{+}， H_{2}O 每得一个质子就生成一个 H_{3}O^{+} ，所以该过程中

同理：

质子守恒就是图中红框内得到总数要等于失去总数。所以：

即：

等式两边同时除以溶液体积即得质子守恒式：

而溶液中H3O+通常简写成H+，所以上式一般写成：

再举一个 Na_{2}S 溶液的例子：

Na2S溶液的质子守恒

上图分析类似NaHS溶液，可知质子守恒式为：

有兴趣的同学可以试试下面几个溶液的质子守恒：

① NH4Cl溶液；

② KHCO3溶液；

③ NH4H2PO4溶液；

最后，质子守恒式还可以联立电荷守恒和物料守恒来求得，只需将其中不参与质子得失的微粒消去即可。

建议先将物理意义理解，然后练熟，这样大多单一溶质的质子守恒会很快写出来。而缓冲对溶液（比如等浓度的NH3·H2O与NH4Cl混合溶液）的质子守恒物理意义写法较难，可以考虑直接用联立法书写。