一. 本周教学内容:盐类的水解
1. 盐类水解
2. 溶液中离子浓度大小比较
3. 水解的应用
二. 重点、难点
1. 理解盐类水解的本质及盐类水解对溶液酸、碱性的影响及变化规律。
2. 掌握盐类水解的离子方程式与方程式的书写。
三. 教学过程
(一)盐类水解
我们用pH试纸检验CH3COONa、Na2CO3、NH4Cl、Al2(SO4)3、NaCl、KNO3溶液的酸碱性。可以发现如下结论:强碱弱酸所生成盐的水溶液呈碱性;强酸弱碱所生成盐的水溶液呈酸性;强酸强碱所生成盐的水溶液呈中性。由此可知并不是所有的正盐溶液都是呈中性的。
1、盐类水解的定义:在溶液中盐电离出来的离子与水所电离出来的H 或OH-结合生成弱电解质的反应,叫盐类的水解。
2、盐类水解的实质:盐组成中的离子与水作用生成弱电解质,促使水的电离平衡发生移动,使溶液显酸性、碱性或中性。
(1)能发生水解反应的盐必须是可溶性盐;
(2)只有弱酸的阴离子或弱碱的阳离子才能与H 或 OH-结合生成弱电解质。
(3)盐类水解使水的电离平衡发生了移动,并使溶液呈酸性或碱性,但KW保持不变。
(4)盐类水解反应是酸碱中和反应的逆反应,一般不能进行到底。
酸 碱
3、盐类水解的特点:可逆反应;程度很小;吸热反应。
4、盐类水解的规律:谁弱谁水解(用以证明弱电解质),谁强显谁性(用以判别酸碱相对强弱),越弱越水解(用以判别弱酸的强弱),无弱不水解,都弱双水解。
强酸弱碱盐?D?D水解,溶液呈酸性,pH<7
强碱弱酸盐?D?D水解,溶液呈碱性,pH>7
强酸强碱盐?D?D不水解,溶液呈中性,pH=7
弱酸弱碱盐?D?D水解程度大。(溶液酸碱性不作要求)
5、盐类水解方程式的书写规律:
(1)盐类水解的程度一般远小于其逆过程?D?D中和反应,所以水解反应用“ ”表示,生成的产物少,生成物一般不标“↓”或“↑”,也不将生成物如H2CO3、NH3?H2O等写成其分解产物的形式。
(2)盐类水解的离子反应遵循电荷原则,所以阳离子水解,H 多余,溶液呈酸性,阴离子水解,OH-多余,溶液呈碱性。
如NH4Cl溶液中:c(NH4 )+c(H )=c(Cl?D)+c(OH?D)
如Na2CO3溶液中:c(Na )+c(H )=2c(CO32?D)+c(HCO3?D)+c(OH?D)
(3)多元弱酸相应的盐水解与多元弱酸的电离一样是分步进行的,每一步水解分别用一个水解离子方程式表示,不能连等,不能合并,每一步的水解程度也与分步电离一样,呈现大幅下降的趋势,如Na3PO4的水解依次为:
PO43- H2O < height:8.25pt'> HPO42- OH-
HPO42- H2O H3PO4 OH-
Al(OH)3 3H+
(5)多元弱酸的酸式盐,其酸式根离子在水溶液中既有电离产生H 的可能,又有水解产生OH-的可能,溶液的酸碱性由电离和水解的相对强弱来决定,即当电离趋势大于水解趋势时,溶液呈酸性,应该用电离方程式来表示酸性的产生(如NaH2PO4、 NaHSO3等),当电离趋势小于水解趋势时,溶液呈碱性,应该用相应的水解方程式来表示碱性的产生(如Na2HPO4、NaHCO3、NaHS等)。
(二)溶液中离子浓度的大小比较
⑴电荷守恒规律:电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,即盐溶液中阴、阳离子所带的电荷总数相等。如:NH4Cl溶液中阳离子有NH4 和H+ ,阴离子有 OH-,Cl-,根据电荷守恒原理有:c(NH4 )+c(H )=c(Cl-)+c(OH-);Na2CO3溶液中阳离子有Na+ 和H+ ,阴离子有 OH-,HCO3-,CO32-,根据电荷守恒原理有:c(Na )+c(H )=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 。
Fe(OH)3 3H ,由于MgO对H 的消耗,使得上述过程充分进行,生成Fe(OH)3沉淀,加入的MgO一部分溶解而生成Mg2 ,不溶的MgO和Fe(OH)3沉淀一并过滤除去。
【典型例题】
例1. 下列甲、乙、丙、丁四种溶液:甲为氯化铝溶液、乙为硫化钠溶液、丙为氢氧化钠溶液、丁为硝酸溶液,若四种溶液的pH及溶液中水的电离程度分别两两相等,则下列判断正确的是
A. pH:甲与乙相等;水的电离程度:丙与丁相等
B. pH:甲与丙相等;水的电离程度:乙与丁相等
C. pH:甲与丁相等;水的电离程度:乙与丙相等
D. pH:甲与丁、乙与丙相等;水的电离程度:甲与乙、丙与丁相等
分析:三种钠盐的溶液pH>7,均显碱性,说明HX、HY、HZ均是弱酸,根据酸越弱,阴离子水解程度越大,溶液pH越大,可直接推知Z水解程度最大,其酸性越弱,而HX的酸性最强,则三种酸的酸性由强到弱的顺序是HX??HY??HZ。答案为C。
例3. 下列事实可证明氨水是弱碱的是( )
B. 铵盐受热易分解
D. 0.1 mol?L-1氯化铵溶液的pH约为5
NH3?H2O H
B. S2- 2H2O H2S 2OH-
C. CH3COOH H2O CH3COO- H3O
D. CH3COOH OH - CH3COO- H2O
HS- OH-,C为电离方程式,D为酸碱中和反应。答案为A。
例5. 物质的量浓度相同的下列溶液中,NH4 浓度最大的是( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4 C. CH3COONH4 D. NH4HCO3
例6. 已知①CH3COOH与CH3COONa等物质的量混合配成的稀溶液,pH为4.7;②用等物质的量的HCN和NaCN配成的稀溶液中,C(CN-)<C(Na ),则下列说法正确的是
A. CH3COONa的水解趋势大于CH3COOH的电离趋势
B. NaCN的水解趋势大于HCN的电离趋势
C. ②溶液中,c(H )>c(OH-)
D. CH3COONa的存在抑制了CH3COOH的电离
分析:根据题意可知,n(NaOH)=n(HAc),所以两者恰好中和生成NaAc和水,NaAc为弱酸强碱盐,有一部分会发生水解:Ac- H2O HAc OH-,造成c(Na )>c(Ac-),所得溶液显碱性,说明c(OH-)>c(H ),消耗的Ac-和生成的OH-相等,可得c(Ac-)>c(OH-),可知B项正确;由恰好反应生成的盐NaAc中,阴、阳离子的物质的量相等,水解后溶液中有Ac-和HAc两种形式,可得物料守恒式:c(Na )=c(Ac-) c(HAc),C项正确;溶液中存在Na 、H 、Ac-、OH-四种离子,而任何溶液中阳离子带的正电荷必等于阴离子所带的负电荷,即溶液总是显中性的,可得下述电荷守恒式:c(Na ) c(H )=c(Ac-) c(OH-),D项正确。答案为A。
例8. pH = 3的CH3COOH与pH = 11的NaOH等体积混合后所得溶液中各离子浓度的大小顺序是( )
A. c (Na ) > c (CH3COO-) > c (OH-) > c (H )
B. c (CH3COO-) > c (Na ) > c (H ) > c (OH-)
C. c (CH3COO-) > c (Na ) > c (OH-) > c (H )
D. c (Na ) > c (CH3COO-) > c (H ) > c (OH-)
H HA- HA- H A2-
已知相同浓度时的电离度a (H2A) > a (HA-),设有下列四种溶液:
A. 0.01 mol/L的H2A溶液
B. 0.01 mol/L的NaHA溶液
C. 0.02 mol/L的HCl与0.04 mol/L的NaHA溶液等体积混合液
D. 0.02 mol/L的NaOH与0.02 mol/L的NaHA溶液等体积混合液
据此,填写下列空白(填代号):
(1)c(H )最大的是 ,最小的是 。(2)c(H2A)最大的是 ,最小的是 。(3)c(A2-)最大的是 ,最小的是 。
A
B
C
D
溶质及其物
质的量浓度
0.01 mol/L H2A
0.01 mol/L NaHA
0.01 mol/L H2A
0.01 mol/L NaHA
0.01 mol/L Na2A
A、C项中都存在着酸H2A,都存在电离平衡H2A HA- H ,C项中还存在着较多的HA-,由于HA-的存在抑制了H2A的电离,使溶液中c(H )减小,故A项中c (H )最大,C项中c (H2A)最大。B、D项决定c (H2A)和c (H )的最小值,D项溶液中要产生H2A,需要A2-的两步水解,且第二步水解的程度很小,生成的c(H2A)很小;B项溶液中HA-一步水解即可得到H2A。故D项中c(H2A)和c(H )都最小。由于D项中Na2A能直接电离出大量的A2-,故D项中c(A2-)最大;由于A项的酸性最强,c(H )最大,故A项中c(A2-)最小。
例10. 为了得到比较纯净的物质,使用的恰当的是( )
A. 向Na2CO3饱和溶液中,通入过量的CO2后,在减压、加热的条件下,蒸发得NaHCO3晶体
B. 加热蒸发AlCl3饱和溶液得纯净的AlCl3晶体
C. 向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D. 向FeCl3溶液里加入足量NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得Fe2O3
Al(OH)3 3H ,2Al(OH)3 Al2O3 3H2O
Fe3 3H2O Fe(OH) 3 3H ,2Fe(OH)3 Fe2O3 3H2O
所以答案为D。
【模拟】
1、下列各物质投入水中,因促进水的电离而使溶液呈酸性的是( )
A、NaHSO4 B、Na3PO4 C、CH3COOH D、Al2(SO4)3
2、物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A、HX、HY、HZ B、HZ、HY、HX
C、HX、HZ、HY D、HY、HZ、HX
3、将滴有甲基橙的醋酸钠饱和溶液加热,溶液的颜色是( )
A、黄色不变 B、黄色变橙色 C、黄色变红色 D、橙色不变
4、下列关于盐类水解的叙述中,错误的是( )
A、盐类水解是中和反应的逆反应
B、盐类水解过程是吸热过程
C、含有弱酸根盐的水溶液一定显碱性
D、盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱
5、下列各组离子中能在溶液中大量共存,且溶液呈碱性透明的是( )
A、Na 、OH-、H2PO4-、NO3- B、AlO2-、K 、CO32-、Na
C、Al3 、Cl-、AlO2-、Na D、Fe2 、K 、H 、NO3-
6、用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)大于c(Na )。对该混合溶液的下列判断正确的是( )
A、c(H )>c(OH-) B、c(CH3COOH) c(CH3COO-)=0.2mol/L
C、c(CH3COOH)>c(CH3COO-) D、c(CH3COO-) c(OH-)=0.2mol/L
7、100mL pH=11的氨水与100mL pH=3的盐酸相混合,所得的混合溶液( )
A、显碱性 B、显酸性 C、显中性 D、不能确定其酸碱性
8、物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3 ⑤NH4HCO3,按c(CO32-)由小到大排列顺序正确的是( )
A、⑤<④<③<②<① B、③<⑤<②<④<①
C、③<②<⑤<④<① D、③<⑤<④<②<①
9、为了使Na2S溶液中c(Na )/c(S2-)的比值变小,可加入的物质是( )
A、适量盐酸 B、适量NaOH C、适量KOH D、适量KHS
10、将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是( )
A、KCl B、Mg(OH)2 C、Na2CO3 D、MgSO4
11、写出下列盐溶液水解的离子方程。
(1)(NH4)2SO4: ;
(2)AlCl3: ;
(3)KF: ;
(4)Na3PO4: ;
12、现有S2-、SO32-、NH4 、Al3 、HPO42-、Na 、SO42-、AlO2-、Fe3 、HCO3-、Cl-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,该离子水解呈碱性的是 。
(2)在水溶液中,该离子水解呈酸性的是 。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有 。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有 。
13、泡沫灭火剂的原理是 (写离子方程式),其中小苏打溶液放在 筒,Al2(SO4)3溶液放在 筒,原因是 。
14、实验室配制FeSO4溶液,溶解时先要加入少量的稀硫酸,其原因是 ;配制完毕后要加入少量铁屑,其目的是 。
15、把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体产物是 ,为什么?(用化学方程式和必要的文字说明) 。
16、25℃时将0.01mol的CH3COONa和0.002mol的HCl溶于水中形成混合溶液,请将溶液中存在的各种离子、分子按数目多少的顺序排列 ;混合溶液中CH3COO-和OH-两种微粒的物质的量之和比H 多 mol。
【试题答案】
1、D 2、A 3、A 4、C 5、B
6、A、B 7、A 8、B 9、C、D 10、C
11、(1)NH4 H2O NH3?H2O H
(2)Al3 3H2O Al(OH)3 3H
(3)F- H2O HF OH-
(4)PO43- H2O HPO42- OH-,HPO42- H2O H2PO4- OH-
H2PO4- H2O H3PO4 OH-
12、(1)S2-、SO32-、HPO42-、AlO2-、HCO3-
(2)NH4 、Al3 、Fe3
(3)Na 、SO42-、Cl-
(4)HPO42-、HCO3-
13、Al3 3HCO3-=Al(OH)3↓ 3CO2↑ 外 内 因为Al2(SO4)3水解而致使溶液呈酸性,若放在铁制外筒中,会反应生成H2。
14、为了抑制Fe2 的水解 防止Fe2 被空气中的氧气氧化成Fe3
15、Al2O3 因为AlCl3是挥发性酸所形成的铝盐,加热促进AlCl3水解,以致完全得到Al(OH)3,HCl则挥发掉:AlCl3 3H2O Al(OH)3↓ 3HCl↑,高温下,可使Al(OH)3分解,2Al(OH)3 Al2O3 3H2O,固体产物为Al2O3。
16、Na >CH3COO->Cl->CH3COOH>H >OH- 0.008
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