第13期 盐类水解的应用-【数理报】新教材2023-2024学年高二化学选择性必修1同步学案（人教版2019）

书 盐类的水解是高考的热点内容之一，也是教学的重 点和难点之一．盐溶液中微粒浓度大小比较是高考的主 流试题，其中常常渗透了各种守恒规律的考查，使其具 有一定的综合性、灵活性和技巧性，预计今后的高考还 可能以选择题的形式出现． 一、盐溶液中微粒之间存在的三种守恒规律 １．电荷守恒规律 虽然盐溶液可以导电，但是它呈电中性，因此盐溶 液中一定存在电荷守恒关系．例如，只有 Ｍ＋、Ａ－、Ｈ＋、 ＯＨ－四种离子的 ＭＡ溶液（或 ＭＯＨ溶液与 ＨＡ溶液、 ＭＡ溶液与 ＨＡ溶液、ＭＯＨ溶液与 ＭＡ溶液以任意比混 合的溶液）中的电荷守恒关系可以表示为电荷总数守 恒，即 Ｎ（Ｍ＋）×１＋Ｎ（Ｈ＋）×１＝Ｎ（Ａ－） ×１＋ Ｎ（ＯＨ－）×１；由于ｎ＝ＮＮＡ ，则上述溶液中的电荷守恒关 系也可以表示为电荷总物质的量守恒，即 ｎ（Ｍ＋）×１＋ ｎ（Ｈ＋）×１＝ｎ（Ａ－）×１＋ｎ（ＯＨ－）×１；由于ｃ＝ｎＶ，则 上述溶液中的电荷守恒关系还可以表示为电荷总浓度 守恒，ｃ（Ｍ＋）×１＋ｃ（Ｈ＋）×１＝ｃ（Ａ－）×１＋ｃ（ＯＨ－） ×１，这也是盐溶液中的电荷守恒规律的集体体现，常用 于比较溶液中微粒浓度大小关系． 电荷守恒规律是指电解质溶液中所有阳离子所带 正电荷总数等于所有阴离子所带负电荷总数，通常用溶 液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷 总浓度表示．例如 Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３溶液中的电荷守恒 关系均为：ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（ＣＯ ２－ ３ ）＋ ｃ（ＯＨ－）． 注意 １ｍｏｌＣＯ２－３ 带２ｍｏｌ负电荷，所以其电荷浓度 应为 ２ｃ（ＣＯ２－３ ）；同样道理，ＰＯ ３－ ４ 的电荷浓度应为 ３ｃ（ＰＯ３－４ ）． ２．物料守恒规律 物料守恒规律是指盐溶液中某种微粒的初始浓度 等于它的各种存在形式的微粒的浓度之和．例如， ０．１ｍｏｌ·Ｌ－１的纯碱溶液中的物料守恒规律通常表示 为：２ｃ（ＣＯ２－３ ）水解前 ＝２ｃ（ＣＯ ２－ ３ ） ＋２ｃ（ＨＣＯ － ３） ＋ ２ｃ（Ｈ２ＣＯ３）＝ｃ（Ｎａ ＋）＝０．２ｍｏｌ·Ｌ－１；再如，ＮａＨ２ＰＯ４ 溶液中的物料守恒规律常表示为：ｃ（Ｈ２ＰＯ － ４）水解前 ＝ ｃ（Ｈ２ＰＯ － ４）＋ｃ（ＨＰＯ ２－ ４ ）＋ｃ（ＰＯ ３－ ４ ）＋ｃ（Ｈ３ＰＯ４）＝ ｃ（Ｎａ＋）． 实际上，物料守恒规律即是原子个数守恒规律的迁 移应用，又是质量守恒规律的拓展应用（此处可将离子 当作原子来处理）．例如在 Ｎａ２Ｓ溶液中，若从硫原子个 数守恒、 ｎ（Ｎａ） ｎ（Ｓ）＝ ２ １的角度考虑，其物料守恒规律常表 示为：ｃ（Ｎａ＋）＝２ｃ（Ｓ２－）＋２ｃ（ＨＳ－）＋２ｃ（Ｈ２Ｓ）． ３．质子守恒规律 质子即氢离子，盐溶液中的质子守恒规律是指溶液 中质子得失过程中，得失质子浓度守恒的规律．如Ｎａ２ＣＯ３ 溶液中，ＨＣＯ－３ 得１ ← 个质子 ＣＯ２－３ 得２ → 个质子 Ｈ２ＣＯ３，Ｈ３Ｏ ＋ 得１ ← 个质子 Ｈ２Ｏ 失１ → 个质子 ＯＨ－，根据 ｃ（质子）失去 ＝ ｃ（质子）得到，则该溶液中的质子守恒规律可以表示为： ｃ（ＯＨ－）＝ｃ（Ｈ３Ｏ ＋）＋ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３），即 ｃ（ＯＨ－）＝ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３）；或者不考 虑水解之前，ｃ（ＯＨ－）水 ＝ｃ（Ｈ ＋）水，水解之后，ｃ（Ｈ ＋）水 ＝ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３），所以ｃ（ＯＨ －）水 ＝ ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３）． 二、三种守恒规律的内在联系 同一盐溶液中的三种守恒规律是否存在联系呢？ 以纯碱溶液为例，其中的电荷守恒规律表达式为： ①ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（ＨＣＯ－３ ）＋２ｃ（ＣＯ ２－ ３ ）＋ ｃ（ＯＨ－）．物料守恒 规 律 表 达 式 为：② ｃ（Ｎａ＋）＝ ２ｃ（ＣＯ２－３ ）＋２ｃ（ＨＣＯ － ３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３）．质子守恒规律表 达式为：③ｃ（ＯＨ－）＝ｃ（Ｈ＋）＋ｃ（ＨＣＯ－３）＋２ｃ（Ｈ２ＣＯ３）， 从中不难发现：①式－②式＝③式或者②式－①式＝③ 式，说明同一盐溶液中的三种守恒规律存在必然联系． 书 １．两种水解程度相同的盐溶液之间的反应 （１）ＮａＨＣＯ３和 Ｎａ２ＳｉＯ３的反应．Ｎａ２ＳｉＯ３的水解程 度远大于ＮａＨＣＯ３的水解，因而 Ｎａ２ＳｉＯ３的水解抑制了 ＮａＨＣＯ３的水解而促进了ＨＣＯ － ３ 的电离：ＨＣＯ －幑幐３ Ｈ ＋ ＋ＣＯ２－３ ，ＨＣＯ － ３ 的电离反过来又促进了 ＳｉＯ ２－ ３ 的水解， 其反应为： Ｎａ２ＳｉＯ３＋２ＮａＨＣＯ ３ Ｈ２ＳｉＯ３↓＋２Ｎａ２ＣＯ３ 同理：ＮａＡｌＯ２＋ＮａＨＣＯ３＋Ｈ２ Ｏ Ａｌ（ＯＨ）３↓ ＋ Ｎａ２ＣＯ３．