内容正文:
第41讲 盐类的水解
[课程标准] 1.了解盐类水解的原理及一般规律。2.掌握盐类水解离子方程式的书写。3.了解影响盐类水解程度的主要因素。4.了解盐类水解的应用。5.能利用水解常数Kh进行相关计算。
考点一 盐类的水解原理
1.盐类水解的实质
盐电离→→生成弱电解质→破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
2.盐类水解的条件
在组成上必须具有弱酸根阴离子或弱碱阳离子。
3.盐类水解规律
有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性。
4.水解反应离子方程式的书写
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进且进行彻底的水解反应,书写时用“===”“↑”“↓”。
写出下列盐溶液中水解的离子方程式。
(1)NH4Cl:NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)Na2CO3:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-。
(3)FeCl3:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(4)CH3COONH4:CH3COO-+NH+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
(5)AlCl3溶液和NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的( )
2.溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐( )
3.pH相同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)相同( )
4.盐类加入水中,水的电离一定被促进( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.×
题组1 盐类水解的实质及规律
1.常温下,某NH4Cl溶液的pH=4,下列说法中正确的是( )
①溶液中c(H+)>c(OH-)
②由水电离产生的c(H+)约为10-10 mol·L-1
③溶液中离子浓度关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
④在纯水中加入该NH4Cl溶液,水的电离被抑制
A.①② B.①③
C.①④ D.①②③④
答案 B
2.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的溶液,其pH如下表所示。有关说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
溶液
NaCl
CH3COONH4
NaF
NaHCO3
pH
7.0
7.0
8.1
8.4
A.酸性强弱:H2CO3>HF
B.①和②中溶质均未水解
C.离子的总浓度:①>③
D.④中:c(HCO)+2c(CO)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
解析 相同浓度时pH:NaHCO3>NaF,则水解程度:HCO>F-,根据“越弱越水解”知,酸性:H2CO3<HF,A项错误;①中溶质NaCl为强酸强碱盐,不水解,②中溶质CH3COONH4为弱酸弱碱盐,发生相互促进的水解反应,B项错误;根据电荷守恒知,①、③溶液中离子的总浓度均为2[c(Na+)+c(H+)],NaCl对水的电离无影响,而NaF促进水的电离,①显中性,③显碱性,故①中c(H+)大于③中c(H+),故离子的总浓度:①>③,C项正确;根据物料守恒知,④中:c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,D项错误。
答案 C
3.25 ℃时浓度都是1 mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX的溶液pH=7且溶液中c(X-)=1 mol·L-1,BX的溶液pH=4,BY的溶液pH=6。下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数K(BOH)小于K(HY)
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,溶液pH变化BX等于BY
D.将浓度均为1 mol·L-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY
解析 A项,根据BY溶液的pH=6,B+比Y-更易水解,则BOH比HY更难电离,因此电离平衡常数K(BOH)小于K(HY);B项,根据AX、BX、BY溶液的pH,则AX为强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,则AY为弱酸强碱盐,溶液的pH>7,故AY溶液的pH大于BY溶液的pH;C项,稀释相同倍数,BX、BY溶液的pH均增大,且BX溶液的pH变化大于BY溶液;D项,HX为强酸,HY为弱酸,浓度相同时,稀释10倍后,HY的电离程度增大,但仍不可能全部电离,故HX溶液的酸性强,pH小。
答案 A
题组2 水解产物判断与方程式的书写
4.按要求书写离子方程式。
(1)NaHS溶液呈碱性的原因:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室制备Fe(OH)3胶体:_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中:_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是___________________________;
若pH<7,其原因是_______________________________________________________。
答案 (1)HS-+H2OH2S+OH-
(2)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
(3)NH+D2ONH3·HDO+D+
(4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH- Mm++mH2OM(OH)m+mH+
5.用一个离子方程式表示下列溶液混合时发生的反应。
(1)明矾溶液与Na2CO3溶液混合:______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)FeCl3溶液与NaClO溶液混合:______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
(2)Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO
书写水解相互促进且进行到底反应方程式的思维模型
以FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合为例。
第一步:写出发生反应的两种离子及对应的产物。不溶性物质加“↓”,易分解的物质写分解产物。Fe3++CO―→Fe(OH)3↓+CO2↑
第二步:配平电荷。
2Fe3++3CO―→2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第三步:确定水的位置。因产物Fe(OH)3中含有H,反应物中无H,故H2O为反应物。
2Fe3++3CO+H2O―→2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第四步:根据质量守恒定律配平。
2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
考点二 盐类水解的影响因素及应用
1.内因——越弱越水解
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如同一条件下水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
盐类水解平衡同电离平衡一样,当温度、浓度等条件改变时,会引起水解平衡的移动,从而影响盐类水解的程度。其中浓度的影响通常包括:加水稀释、加入适量的酸或碱及能与酸或碱反应的盐等。
以Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,填写下表。
条件
移动方向
H+数
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
通HCl
向左
增多
减小
颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
颜色变浅
加NaHCO3
向右
减少
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
3.盐类水解的“十二”大应用
应用
举例
判断溶液
的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸
性强弱
等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:HX>HY>HZ
配制或贮存
易水解的盐
溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量硫酸,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火
器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的施用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
判断离子
能否共存
Fe3+与CO不能大量共存:2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
去油污
热的纯碱溶液清洗油污,加热能促进CO的水解,溶液中c(OH-)增大,油脂的皂化反应进行的彻底
制备无机物
TiO2的制备:TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O+4HCl;
TiO2·xH2OTiO2+xH2O
混合盐溶
液的除杂
与提纯
用MgO[或Mg(OH)2或MgCO3]调节溶液pH,除去MgCl2溶液中的Fe3+杂质。Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
MgO+2H+===Mg2++H2O,从而将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强( )
2.水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大( )
3.用Na2S溶液与AlCl3溶液混合可以制备Al2S3( )
4.水解相互促进的离子在同一溶液中一定不能共存( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.×
题组1 外界因素对盐类水解的影响
1.下列说法正确的是( )
A.稀释0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,溶液的pH增大
B.水解反应NH+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度增大
D.向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO水解程度减小,溶液的pH减小
解析 CO+H2OHCO+OH-,稀释时平衡右移,但c(OH-)减小,pH减小,A项错误;水解反应是吸热反应,升温平衡正向移动,B项错误;CO+H2OHCO+OH-,加入少量Ca(OH)2固体,CO与Ca2+生成沉淀,平衡左移,CO水解程度减小,c(OH-)增大,pH增大,D项错误。
答案 C
2.常温下,下列各组微粒在指定溶液中因水解反应而不能大量共存的是( )
A.纯碱溶液:K+、SO、OH-、Cl-
B.含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO、NO
C.NH、Na+、CH3COO-、NO
D.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO
解析 A项中离子可以大量共存,B项,HCO的酸性大于Al(OH)3,会发生强酸生成弱酸的离子反应:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO,但是这个不是水解反应而是质子传递;C项,NH与CH3COO-虽然发生相互促进的水解反应,但促进程度很小,能大量共存;D项,Al3+水解呈酸性,因而在中性溶液中不能大量存在。
答案 D
3.(2023·广东开平联考)关于下列实验的说法不正确的是( )
A.CH3COO-的水解程度增大
B.溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
C.NH4Cl可促进
CH3COO-的水解
D.混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
解析 加热醋酸钠溶液促进CH3COO-的水解,使溶液的碱性增强,pH增大,故B错误。
答案 B
题组2 盐溶液蒸干所得产物的判断
4.在空气中加热蒸干并灼烧下列盐溶液,将所得产物填入表格中。
盐溶液
产物
Ca(HCO3)2/NaHCO3
NH4Cl
Na2SO3
FeCl2/AlCl3
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
NaAlO2/Na2CO3
答案 CaO/Na2CO3 无 Na2SO4 Fe2O3/Al2O3 Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4 NaAlO2/Na2CO3
题组3 水解原理在除杂中的应用
5.物质的提纯(水解除杂,括号内为杂质)。
Mg2+(Fe3+)加入________________,Cu2+(Fe3+)加入_____________________________。
答案 MgO或Mg(OH)2 CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
6.(2024·山东师范大学附中模拟)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下:
下列说法正确的是( )
A.过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为+7价
B.氧化除锰后的溶液中存在:Na+、Zn2+、Fe2+、SO
C.调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D.沉锌时的离子方程式为3Zn2++6HCO===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O
解析 过二硫酸钠中含有过氧键,分子中硫元素的化合价为+6价,A错误;氧化除锰后的溶液中存在的离子为Na+、Zn2+、Fe3+、SO,B错误;溶液中铁离子能与锌反应生成硫酸亚铁和硫酸锌,所以调节溶液pH时试剂X不能选用锌,C错误;沉锌时发生的反应为溶液中锌离子与碳酸氢根离子反应生成ZnCO3·2Zn(OH)2沉淀、二氧化碳和水,D正确。
答案 D
1.水解常数的概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数,该常数就叫水解平衡常数。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系
(1)分析推导过程
①强碱弱酸盐如CH3COONa溶液:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=
=
==
即Kh=。
②强酸弱碱盐如NH4Cl溶液:NH+H2ONH3·H2O+H+
Kh=
=
==
即Kh=。
(2)结论归纳
①Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw。
②Na2CO3的水解常数Kh=。
③NaHCO3的水解常数Kh=。
1.25 ℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析 Ka=
Kh==
===1×10-12。
HSO+H2OH2SO3+OH-,当加少量I2时,发生I2+HSO+H2O===2I-+3H++SO,导致水解平衡左移,c(H2SO3)稍减小,c(OH-)减小,所以=增大。
答案 1×10-12 增大
2.已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________mol·L-1。(已知≈2.36)
解析 Kh==
c(H+)≈c(NH3·H2O),而c(NH)≈1 mol·L-1。
所以c(H+)== mol·L-1≈2.36×10-5 mol·L-1。
答案 2.36×10-5
3.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,回答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4溶液、②Na2HPO4溶液、③NaH2PO4溶液的pH由小到大的顺序是________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH__________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈____________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析 (2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而NaH2PO4溶液的pH<7。
答案 (1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液呈碱性
4.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 H2A溶液中逐滴加入等浓度NaOH溶液,所得溶液中含A元素的微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图。
则Na2A的水解常数为________。
解析 pH=3时c(A2-)=c(HA-),则Na2A水解平衡常数Kh==c(OH-)=10-11。
答案 10-11
1.解答此类题的思维过程
(1)找出存在的平衡体系(即可逆反应或可逆过程)
(2)找出影响平衡的条件
(3)判断平衡移动的方向
(4)分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系
2.答题模板
……存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移动,……(结论)。
1.为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 取Na2CO3溶液,滴加酚酞,溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解吸热
2.常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)________(填“>”“=”或“<”)c(CO),原因是:_________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。
答案 > HCOCO+H+,HCO+H2OH2CO3+OH-,HCO的水解程度大于电离程度
3.(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式:________________________________________________________________________,
_______________________________________________________________________________或________________________________________________________________________。
(2)在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑ MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑ Mg(OH)ClMgO+HCl↑
(2)在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2的水解,且带走了MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气,故能得到无水MgCl2
4.按要求回答下列问题。
(1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?如何操作溶质不变?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)__________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)在AlCl3溶液中存在着水解平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl。加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应:2Al(OH)3Al2O3+3H2O,最后得到的固体是Al2O3;在HCl气流中加热蒸发溶质不变
(2)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入MgO,MgO和H+反应,使c(H+)减小,平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+
1.(2022·浙江1月卷)水溶液呈酸性的盐是( )
A.NH4Cl B.BaCl2
C.H2SO4 D.Ca(OH)2
解析 NH4Cl盐溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+而显酸性,A符合题意;BaCl2溶液中Ba2+和Cl-均不水解,是强酸强碱盐,溶液显中性,B不符合题意;H2SO4属于酸,不是盐类,C不符合题意;Ca(OH)2是碱类物质,溶液显碱性,D不符合题意。
答案 A
2.(2021·广东卷)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是( )
A.0.001 mol/L GHCl水溶液的pH=3
B.0.001 mol/L GHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为:GHCl===G+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
解析 GHCl为强酸弱碱盐,电离出的GH+会发生水解,弱离子的水解较为微弱,因此0.001 mol/L GHCl水溶液的pH>3,故A错误;稀释GHCl溶液时,GH+水解程度将增大,根据勒夏特列原理可知溶液中c(H+)将减小,溶液pH将升高,故B正确;GHCl为强酸弱碱盐,在水中电离方程式为GHCl===GH++Cl-,故C错误;根据电荷守恒可知,GHCl溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故D错误。
答案 B
3.(2021·北京卷)下列实验中,均产生白色沉淀。
下列分析不正确的是( )
A.Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B.CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解
C.Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解
D.4个实验中,溶液滴入后,试管中溶液pH均降低
解析 Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均存在Na+、CO、HCO、H2CO3、H+、OH-、H2O,故含有的微粒种类相同,A正确;HCOH++CO,加入Ca2+后,Ca2+和CO反应生成沉淀,促进HCO的电离,B错误;Al3+与CO、HCO都能发生互相促进的水解反应,C正确;由题干信息可知形成沉淀时会消耗碳酸根和碳酸氢根,则它们浓度减小,水解产生的氢氧根的浓度会减小,pH减小,D正确。
答案 B
4.(2022·浙江6月卷)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25℃ 时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
解析 醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A错误;C6H5ONa溶液中,C6H5O-水解产生氢氧根离子,升温促进C6H5O-的水解,氢氧根离子浓度增大,pH变大,而氢氧化钠溶液中不存在水解平衡,升温pH减小,B错误;当pH=10.00时,c(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,Ka===1.0×10-10,故c(C6H5O-)=c(C6H5OH),C正确;C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,D错误。
答案 C
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