内容正文:
第2课时 影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用
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[知识导图]
[课程标准]
1.运用化学平衡移动原理分析外界条件对盐类水解平衡的影响,建立物质变化需要一定的条件并遵守一定的规律的观念。
2.认识盐类水解在生产、生活和科学研究中的运用,并能解释相关问题。
(见学生用书P83)
1 影响盐类水解的主要因素
1.内因:反应物的性质
盐类水解程度的大小,主要是由盐的性质决定的。生成盐的弱酸酸性(或弱碱碱性)越弱,即越难电离(电离常数越 小 ),该盐的水解程度越 大 。
2.实验探究反应条件对FeCl3水解平衡的影响
影响
因素
实验步骤
实验现象
解释
温度
用酒精灯加热盛有FeCl3溶液的试管、适当升高温度,再用pH计测溶液的pH
溶液颜色变 深 ,溶液的pH变 小
温度升高,水解平衡向 正反应 方向移动,c(H+)增大
浓度
向盛有FeCl3溶液的试管中加入少量FeCl3晶体,再用pH计测溶液的pH
溶液颜色变 深 ,溶液的pH变 小
增大c(Fe3+),水解平衡向 正反应 方向移动,c(H+) 增大
向盛有FeCl3溶液的试管中滴加适量蒸馏水稀释,再用pH计测溶液的pH
溶液颜色变 ⑩浅 ,溶液的pH变 ⑪大
加水稀释,水解平衡向 ⑫正反应 方向移动,n(H+)增大,但溶液体积增大幅度更大,故c(H+)减小
酸
碱
度
向盛有FeCl3溶液的试管中滴加适量浓盐酸﹐再用pH计测溶液的pH
溶液颜色变 ⑬浅 ,溶液的pH变 ⑭小
c(H+)增大,水解平衡向 ⑮逆反应 方向移动,但c(H+)仍比原平衡中的c(H+) ⑯大
向盛有FeCl3溶液的试管中滴加适量浓氢氧化钠溶液﹐再用pH计测溶液的pH
产生 ⑰红褐 色沉淀,溶液的pH变 ⑱大
OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向 ⑲正反应 方向移动
3.外因:反应条件
(1)温度
盐类的水解是 ⑳吸热 反应,因此加热可促使平衡向水解反应方向移动,盐的水解程度 ㉑增大 。
(2)浓度
加水稀释可促使平衡向水解反应方向移动,盐的水解程度 ㉒增大 。
(3)外加酸或碱(均填“促进”或“抑制”)
外加物质
对水解程度的影响
弱酸阴离子
弱碱阳离子
酸
㉓促进
㉔抑制
碱
㉕抑制
㉖促进
2 盐类水解的应用
1.热碱水去油污
加热 ㉗促进 Na2CO3的水解,使溶液中c(OH-)增大,去污能力增强。
2.盐溶液的配制和保存
配制、保存FeCl3等易水解的盐溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,然后再加水稀释到所需的浓度,目的就是通过增大溶液中H+的浓度来 ㉘抑制Fe3+水解 。
3.作净水剂
常用可溶性的铝盐、铁盐作净水剂,是利用Al3+、Fe3+的水解。Al3+水解生成的 ㉙Al(OH)3 胶体、Fe3+水解生成的 ㉚Fe(OH)3 胶体可以使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉降,从而除去水中的悬浮物,起到净水的作用。
4.制备无机化合物
如用TiCl4制备TiO2,其反应的方程式为 ㉛TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl 。在制备时加入大量的水,同时加热,促使水解趋于 ㉜完全 ,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。
3 盐的水解常数
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)纯碱是盐,不是碱,之所以被称为纯碱,是因为它的水溶液显碱性。( √ )
(2)加热时促进了CH3COO-的水解,抑制了CH3COOH的电离。( × )
(3)向NH4Cl溶液中加入适量氯化钠固体,抑制了N的水解。( × )
(4)实验室配制FeCl3溶液,常将FeCl3固体溶解在浓盐酸中而不是直接溶解在水中。( √ )
(5)明矾净水的原理是利用Al3+水解产生的Al(OH)3胶体的吸附性进行净水。( √ )
(6)0.1 mol·L-1和1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液相比,1.0 mol·L-1的Na2SO3水解程度较大。( × )
名师提醒
(1)根据勒夏特列原理,加热使平衡向吸热的方向移动,电离、水解均为吸热反应,加热能够促进反应的进行。
(2)加入与水解平衡无关的中性物质,水解平衡不移动。
(3)加水稀释促进水解平衡正向移动,即盐溶液浓度越小,水解程度越大。
(见学生用书P84)
1 影响盐类水解的因素
1.25 ℃ 时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平
衡常数
1.7×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
同浓度的CH3COONa、NaHCO3、Na2CO3、NaClO溶液的pH大小顺序如何?
弱酸的酸性越强,其水解能力越弱,对应的强碱弱酸盐的碱性越弱,故pH:Na2CO3>NaClO>NaHCO3>CH3COONa。
1.盐类水解的影响因素
内因
反应物本身的性质,即组成盐的弱酸阴离子或弱碱阳离子对应的酸或碱越弱,盐的水解程度越大
温度
盐的水解反应是吸热反应,因此升高温度促进盐的水解,降低温度抑制盐的水解
浓度
盐浓度越小,水解程度越大;
盐浓度越大,水解程度越小
酸碱性
加酸抑制阳离子水解,促进阴离子水解;
加碱抑制阴离子水解,促进阳离子水解
“同离子”
效应
向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子,水解被抑制;若将水解产物消耗掉,则促进水解
2.典型实例(N+H2O NH3·H2O+H+)
外因
影响
加热
加水
加NH3
加NH4Cl
加HCl
加NaOH
c(N)
降低
降低
升高
升高
升高
降低
c(NH3·H2O)
升高
降低
升高
升高
降低
升高
c(H+)
升高
降低
降低
升高
升高
降低
c(OH-)
降低
升高
升高
降低
降低
升高
pH
降低
升高
升高
降低
降低
升高
水解程度
增大
增大
减小
减小
减小
增大
【例题1】一定条件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。下列说法正确的是( )
A.加入少量NaOH固体,c(OH-)减小
B.升高温度,溶液的pH增大
C.稀释溶液,c(H+)减小
D.通入少量HCl气体,c(H+)减小
思维导引:根据醋酸根水解方程式,以及盐类水解的影响因素,结合平衡移动原理进行分析。
答案 B
解析 加入NaOH会抑制其水解,但c(OH-)增大,A项错误;升温能促进盐类的水解,即c(OH-)增大,pH增大,B项正确;虽然稀释能促进水解,但仍以增大溶液体积为主,即c(OH-)减小,溶液的c(H+)将增大,C项错误;通入HCl消耗OH-,c(H+)增大,D项错误。
【变式1】欲使CH3COONa稀溶液中增大,可采取的措施是( )
A.升温
B.加水稀释
C.加少量的KOH固体
D.加少量固体Na2CO3
答案 C
解析 根据水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。升温,水解平衡正向移动,c(CH3COO-)减小,c(Na+)不变,减小,A项错误;加水稀释,水解平衡正向移动,c(CH3COO-)减小的程度比c(Na+)大,减小,B项错误;加少量的KOH固体,c(OH-)增大,水解平衡逆向移动,c(CH3COO-)增大,c(Na+)不变,增大,C项正确;加入少量固体Na2CO3,因为加入了Na+,c(Na+)增大,减小,D项错误。
2 盐类水解的应用
2.为什么不能从溶液中直接制取Al2S3?如何制备?
因为Al3+与S2-发生彻底的水解反应。制备方法:硫粉和铝粉的混合物在固态无水条件下共热制得Al2S3。
3.蒸干AlCl3水溶液并灼烧,得到的固体物质主要是什么?蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液呢?
AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热,HCl挥发,上述平衡右移,得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3分解,最终得到Al2O3。蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液因H2SO4为难挥发的酸,故得到Al2(SO4)3固体。
1.盐类水解在实验、生产生活等中的应用
应用
实例
保存碱
性溶液
Na2CO3、Na2S等溶液水解显碱性,因碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应,所以保存时不能使用磨口玻璃塞,应用带橡胶塞的试剂瓶保存
制备某些
无水盐
若将某些挥发性酸对应的盐如AlCl3、FeCl3蒸干时,得不到无水盐,原因是在加热过程中,HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3或Fe(OH)3,加热Al(OH)3、Fe(OH)3继续分解得到Al2O3、Fe2O3。所以上述晶体只有在HCl气流中加热才能得到
判断离子
是否共存
常见的因强烈水解而不能大量共存的离子:Al3+与C、HC、S2-、HS-、Al;Fe3+与HC、C、Al;N与Al、Si
混合盐溶
液中的除
杂和提纯
①采用加热法来促进溶液中某些盐的水解,使之生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中的某些金属离子,如除去KNO3溶液中的Fe3+;
②除去酸性MgCl2溶液中的FeCl3,可加入MgO,Mg(OH)2或MgCO3促进FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去,可表示为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,MgO+2H+Mg2++H2O
泡沫灭火
器的原理
泡沫灭火器中使用的是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,两者混合时,发生相互促进的水解反应,直至水解完全Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、H2O、Al(OH)3一起喷出并覆盖在着火物质上使火焰熄灭
用盐溶
液除锈
用NH4Cl溶液可除去金属表面的氧化膜N+H2ONH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
化肥的
使用
铵态氮肥(溶液显酸性)与草木灰(溶液显碱性)不能混合施用
2.盐溶液蒸干灼烧时所得产物类型的判断
(1)
盐
(2)水解生成挥发性酸的盐(AlCl3)氢氧化物[Al(OH)3]氧化物(Al2O3)
(3)较低温度下受热分解的盐[Ca(HCO3)2] 盐的分解产物(CaCO3)
(4)还原性盐(Na2SO3)盐的氧化产物(Na2SO4)
【例题2】下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2溶液中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的原理:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KHSO3溶液,最后得到K2SO3固体
思维导引:是否存在盐的水解,水解产物是否存在易挥发物质。
答案 C
解析 加热蒸干Na2CO3溶液,得不到NaOH,虽然加热促进C水解,但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3,A项错误;Mg2+和Fe3+均可与OH-反应生成沉淀,且引入了新杂质Na+,B项错误;加热蒸干KHSO3溶液,得到K2SO4固体,D项错误。
【变式2】下列与盐类水解有关的是( )
①为保存FeCl3溶液,要在溶液中加入少量盐酸 ②实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞 ③在NH4Cl溶液中加入镁条会产生气泡 ④长期施用硫酸铵,土壤的酸性增强
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.全部
答案 D
解析 ①保存FeCl3溶液,在溶液中加入少量盐酸,可以抑制Fe3+水解生成Fe(OH)3;②Na2CO3、Na2SiO3可水解使溶液呈碱性,从而腐蚀玻璃,故实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞;③NH4Cl水解使溶液呈酸性,镁可以置换出溶液中的H+,放出H2,从而产生气泡;④硫酸铵水解使溶液呈酸性,长期施用此化肥,土壤的酸性将增强。故选D项。
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