第3章 第3节 第1课时 盐类的水解 影响盐类水解的主要因素(Word教参)-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019 单选版)

2024-10-09
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第三节 盐类的水解 第1课时 盐类的水解 影响盐类水解的主要因素 课程标准 核心素养目标 1.认识盐类水解的原理。 2.能从离子反应、水解平衡的角度分析溶液的性质,如酸碱性、导电性等。 3.认识影响盐类水解程度的主要因素。 1.变化观念与平衡思想:通过实验分析、推理等方法认识盐类水解的原理及盐溶液呈现酸碱性的规律。基于勒夏特列原理,分析外界条件对盐类水解平衡的影响及结果。 2.证据推理与模型认知:通过实验探究盐溶液的酸碱性,认识盐的类型与其溶液酸碱性之间的关系,基于证据,从宏观和微观相结合角度,认识盐在水溶液中的变化。 [对应学生用书P79] 一、盐类的水解 1.盐溶液的酸碱性(实验探究) 常温下,用pH计分别测量下表中相同物质的量浓度的各种盐溶液的pH,并判断盐溶液的酸碱性及盐的类型。 盐 NaCl Na2CO3 NH4Cl KNO3 CH3COONa (NH4)2SO4 盐溶液的 pH pH=7 pH>7 pH<7 pH=7 pH>7 pH<7 盐溶液的 酸碱性 中性 碱性 酸性 中性 碱性 酸性 盐的类型 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐 结论 有些盐溶液呈酸性,有些盐溶液呈中性,有些盐溶液呈碱性 2.盐溶液呈现不同酸碱性的原因(理论分析) (1)强酸强碱盐(以NaCl为例) 溶液中存在的离子及行为 H2O⥫⥬H++OH-、NaCl===Na++Cl- 离子间能否相互作用生成弱电解质 无弱电解质生成 c(H+)和c(OH-)的相对大小 c(H+)=c(OH-),溶液呈中性 理论解释 水的电离平衡不发生移动,溶液中c(H+)=c(OH-) (2)强酸弱碱盐(以NH4Cl为例) 溶液中存在的离子 及行为 离子间能否相互作用生成弱电解质 NH与OH-结合生成弱电解质NH3·H2O c(H+)和c(OH-)的相对大小 c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性 理论解释 NH与水电离出来的OH-结合,生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中c(H+)>c(OH-) 反应的离子方程式 NH+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+ (3)强碱弱酸盐(以CH3COONa为例) 溶液中存在的离子及行为 离子间能否相互作用生成弱电解质 CH3COO-和H+结合生成弱电解质CH3COOH c(H+)和c(OH-)的相对大小 c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性 理论解释 CH3COO-与水电离产生的H+结合生成弱电解质CH3COOH,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中c(OH-)>c(H+) 反应的离子方程式 CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH- 3.盐类的水解 (1)概念 在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。 (2)实质 生成弱电解质(弱酸或弱碱),破坏水的电离平衡,促进了水的电离而建立起新的平衡。 (3)特征 (4)规律 盐类水解的规律可简单概括为“有弱才水解,无弱不水解”“谁弱谁水解,都弱都水解”“越弱越水解,谁强显谁性”。 二、影响盐类水解的主要因素 1.盐的性质对水解的影响 (1)研究盐类水解时,一般从两个方面考虑:一是反应物的性质;二是反应条件。 (2)盐类水解程度的大小,主要是由盐的性质所决定的。例如,对于强碱弱酸盐(MA)的水解: 生成盐的弱酸酸性越弱,即越难电离(电离常数越小),该盐的水解程度越大。同理,对于强酸弱碱盐来说,生成盐的弱碱碱性越弱,该盐的水解程度越大。 2.反应条件对盐类水解的影响 FeCl3发生水解反应的离子方程式为Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+。 反应条件 移动方向 pH变化 水解程度 实验现象 升高温度 正向移动 减小 增大 溶液的颜色变深 加FeCl3 晶体 正向移动 减小 减小 溶液的颜色变深 加浓盐酸 逆向移动 减小 减小 溶液的颜色变浅 加浓氢氧 化钠溶液 正向移动 增大 增大 产生红褐色沉淀 ◆名师点拨 (1)判断盐的类型时,要依据形成该盐的酸和碱的强弱。例如,CH3COONa是由NaOH(强碱)和CH3COOH(弱酸)反应形成的,故属于强碱弱酸盐。 (2)盐溶液的酸碱性与盐的类型的关系如下表: 盐的类型 盐溶液的酸碱性 强酸强碱盐 中性 强酸弱碱盐 酸性 强碱弱酸盐 碱性 ◆拓展延伸 (1)当强酸强碱盐(如NaCl、KNO3等)溶于水时,盐电离产生的阴、阳离子都不能与水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质,故强酸强碱盐不发生水解,溶液中c(OH-)=c(H+),溶液呈中性。 (2)常见的强酸强碱盐主要是强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2等]与强酸(HCl、HBr、HI、HNO3、H2SO4等)之间反应形成的盐。 ◆拓展延伸 (1)当强酸弱碱盐溶于水时,盐电离产生的阳离子与水电离产生的OH-结合生成弱碱,使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,常温下pH<7。 (2)常见强酸弱碱盐有强酸形成的铵盐[NH4Cl、(NH4)2SO4等]及可溶性铜盐[CuCl2、Cu(NO3)2等]、铁盐[FeCl3、Fe2(SO4)3等]、亚铁盐[FeCl2、FeSO4等]、铝盐[Al2(SO4)3、AlCl3等]、镁盐[MgCl2、MgSO4等]。 备课札记                                                                                                                                                                                                                               ◆拓展延伸 (1)当强碱弱酸盐溶于水时,盐电离产生的阴离子与水电离产生的H+结合生成弱酸,使溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,常温下pH>7。 (2)常见强碱弱酸盐有弱酸形成的钠盐[如Na2CO3、CH3COONa]、钾盐[如K2CO3、K2SO3]等。 ◆要点图解 盐类水解规律示意图 ◆拓展延伸 弱酸弱碱盐的水解反应 (1)由弱酸、弱碱生成的可溶性盐溶于水后,弱酸酸根离子和弱碱阳离子都发生水解。 (2)阴、阳离子水解程度的相对大小决定其酸碱性,情况较复杂。 例如,醋酸铵(CH3COONH4)的水溶液呈中性,存在两个水解平衡,且CH3COO-、NH水解程度相同: 两个水解反应生成的H+和OH-结合成水,促使两个水解平衡都正向移动。此时,发生的总反应为CH3COO-+NH+H2O⥫⥬CH3COOH+NH3·H2O。 备课札记                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            备课札记                                                                                                                                                                                                                               [对应学生用书P82] 探究一 盐类水解反应的离子方程式书写 盐类的水解在日常生产、生活中有着广泛的应用,例如,人们常用可溶性的铝盐(或铁盐)作净水剂,水解生成相应的胶体,除去水中的悬浮物。又如,Na2SO3常用作漂白剂、脱氯剂等,其水溶液呈碱性。 [问题设计] (1)明矾和氯化铁是常用的净水剂,分别写出二者溶于水形成相应胶体的离子方程式。 提示:Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)+3H+ Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3(胶体)+3H+ (2)Na2SO3的水溶液呈碱性,试写出Na2SO3发生水解反应的离子方程式。 提示:SO+H2O⥫⥬HSO+OH-、HSO+H2O⥫⥬H2SO3+OH- (3)NaHSO3是Na2SO3的酸式盐,NaHSO3水解的离子方程式写为HSO+H2O⥫⥬H3O++SO,正确吗?为什么? 提示:不正确,HSO+H2O⥫⥬H3O++SO是HSO的电离方程式,水解的离子方程式应为HSO+H2O⥫⥬H2SO3+OH-。 1.盐类水解的离子方程式书写模型 (1)阴离子:盐电离产生的弱酸酸根离子+H2O⥫⥬弱酸(或酸式酸根离子)+OH-。 (2)阳离子:盐电离产生的弱碱阳离子+H2O⥫⥬弱碱+H+。 2.盐类水解的离子方程式的书写 (1)盐类水解程度一般很小,水解时通常不生成沉淀和气体,书写水解的离子方程式时,一般用“⥫⥬”连接,产物不标“↑”或“↓”。例如, CH3COONa:CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH-; NH4Cl:NH+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+。 (2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,要分步书写水解的离子方程式,其水解程度主要取决于第一步。例如,Na2CO3:CO+H2O⥫⥬HCO+OH-,HCO+H2O⥫⥬H2CO3+OH-。 (3)多元弱碱的盐是分步水解的,由于中间过程复杂,中学阶段仍写成一步水解。例如, CuSO4:Cu2++2H2O⥫⥬Cu(OH)2+2H+等。 (4)弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进。 ①NH与S2-、HCO、CO、CH3COO-等组成的盐虽然水解相互促进,但水解程度较小,书写时仍用“⥫⥬”表示。例如,CH3COONH4:NH+CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+NH3·H2O。 ②Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、[Al(OH)4]-,Fe3+与CO、HCO等组成的盐水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀,书写时用“===”表示。例如:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑(泡沫灭火器原理)。 【例1】 下列反应中,属于水解反应且使溶液显酸性的是(  ) A.NH3·H2O⥫⥬NH+OH- B.HCO+H2O⥫⥬CO+H3O+ C.S2-+H2O⥫⥬HS-+OH- D.NH+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+ D 解析:NH3·H2O⥫⥬NH+OH-是NH3·H2O电离的离子方程式,溶液呈碱性,A错误;HCO+H2O⥫⥬CO+H3O+是HCO电离的离子方程式,B错误;S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-是S2-水解的离子方程式,溶液呈碱性,C错误;NH+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+是NH水解的离子方程式,溶液呈酸性,D正确。 解答本题的思路如下: (1)酸式酸根离子(HX-)的电离过程和水解反应均有H2O参与。 (2)根据HX-的变化判断发生电离还是水解:HX-→H2X(水解反应)、HX-→X2-(电离过程)。 1.化学语言是化学必备知识之一。下列溶液中存在盐类水解的离子且水解的离子方程式表示正确的是(  ) A.硝酸钠溶液中:NO+H2O⥫⥬HNO3+OH- B.碳酸钠溶液中:CO+2H2O⥫⥬H2CO3+2H+ C.碳酸氢钠溶液中:HCO+H2O⥫⥬CO+H3O+ D.醋酸钠溶液中:CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH- D 解析:硝酸为强酸,NO不存在水解平衡,A错误;多元弱酸酸根离子应分步水解,且以第一步水解为主,CO+H2O⥫⥬HCO+OH-,B错误;HCO+H2O⥫⥬CO+H3O+为HCO的电离平衡,HCO的水解反应为HCO+H2O⥫⥬H2CO3+H+,C错误;醋酸根离子水解的离子方程式为CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH-,D正确。 探究二 反应条件对盐类水解平衡的影响                纯碱(Na2CO3)是一种重要的无机化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产,还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。 [问题设计] (1)热的纯碱溶液去除油污的效果更好,请结合离子方程式分析其原因。 提示:Na2CO3溶液存在水解平衡CO+H2O⥫⥬HCO+OH-,升高温度,平衡正向移动,溶液的碱性增强,而油污在热的纯碱溶液中更易水解生成易溶于水的物质,从而除去油污。 (2)增大纯碱溶液的浓度,去除油污的效果增强,请结合离子方程式分析其原因。 提示:增大纯碱溶液的浓度,平衡CO+H2O⥫⥬HCO+OH-正向移动,溶液碱性增强,去油污效果增强。 1.盐类水解的规律 2.反应条件对盐类水解平衡的影响(依据勒夏特列原理分析) 【例2】 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溶液中所含粒子种类相同 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 B 解析:Na2CO3溶液中存在CO的水解平衡及H2O的电离平衡,NaHCO3溶液中存在HCO的水解平衡及HCO、H2O的电离平衡,两种溶液中粒子种类相同,均含有Na+、CO、HCO、H2CO3、H+、OH-、H2O,A正确;NaHCO3溶液中:HCO⥫⥬CO+H+,加入Ca2+后,Ca2+和CO反应生成CaCO3沉淀,促进HCO的电离,而不是促进水解,B错误;Al3+与CO、HCO都能发生互相促进的水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,C正确;由题干信息可知,形成沉淀时会消耗CO、HCO,则它们浓度减小,水解产生的OH-的浓度会减小,pH减小,D正确。 2.能够使CH3COONa稀溶液水解程度增大且溶液碱性也增强的条件是(  ) A.加水 B.升温 C.加压 D.加CH3COONa固体 B 解析:醋酸钠溶液显碱性,加水促进CH3COONa水解,但是氢氧根离子浓度减小,pH减小,A错误;水解过程为吸热过程,升温促进CH3COONa水解,碱性增强,pH增大,B正确;反应没有气体参与及生成,因此加压水解平衡不移动,C错误;加CH3COONa固体,增大了醋酸钠的浓度,水解平衡右移,但CH3COONa水解程度减小,D错误。 [对应学生用书P84] 1.下列水溶液因水解而呈酸性的是(  ) A.AgNO3 B.NaHSO4 C.HCOONa D.CH3CH2OH A 解析:AgNO3是强酸弱碱盐,溶液因水解显酸性,A正确;NaHSO4是强酸的酸式盐,在水中电离产生Na+、H+、SO,电离产生H+使溶液显酸性,B错误;HCOONa是强碱弱酸盐,溶液因水解显碱性,C错误;CH3CH2OH是非电解质,溶液不发生水解,D错误。 2.下列离子方程式书写正确的是(  ) A.氯水呈酸性:Cl2+H2O⥫⥬2H++Cl-+ClO- B.NaCN溶液呈碱性:CN-+H2O===HCN+OH- C.NaHS溶液水解:HS-+H2O⥫⥬S2-+H3O+ D.能用NH4Cl溶液除铁锈的原因:NH+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+ D 解析:氯水呈酸性是因为氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,离子方程式为Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO,A错误; NaCN是强碱弱酸盐,CN-水解使溶液呈碱性CN-+H2O⥫⥬HCN+OH-,B错误;NaHS溶液水解的离子方程式为HS-+H2O⥫⥬H2S+OH-,C错误。 3.常温下,有关0.1 mol/L NH4Cl溶液(pH<7),下列说法不正确的是(  ) A.根据以上信息,可推断NH3·H2O为弱电解质 B.加水稀释过程中,c(H+)·c(OH-)的值增大 C.加入K2CO3固体可促进NH的水解 D.相同pH的NH4Cl溶液和醋酸,由水电离出的c(H+)前者大 B 解析:常温下,0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH<7,说明NH4Cl为强酸弱碱盐,可推断NH3·H2O为弱电解质,A正确;Kw=c(H+)·c(OH-),Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,加水稀释过程中Kw不变,B错误;K2CO3水解呈碱性,NH4Cl溶液的pH<7,所以加入K2CO3固体可促进NH的水解,C正确;NH4Cl水解促进水的电离,CH3COOH抑制水的电离,所以由水电离出的c(H+)前者大,D正确。 4.(2024·六盘水高二期中)下列说法错误的是(  ) A.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱酸 B.常温下,0.1 mol/L的醋酸钠溶液中加入少量醋酸钠固体,溶液的pH增大 C.0.1 mol/L NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol/L D.若氨水和盐酸混合后的溶液呈中性,则混合后的溶液中c(NH)=c(Cl-) C 解析:常温下,NaCN溶液呈碱性,说明NaCN为强碱弱酸盐,CN-水解溶液显碱性,故HCN是弱酸,A正确;常温下,0.1 mol/L的醋酸钠溶液中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,水解平衡正向移动,氢氧根离子浓度增大,溶液的pH增大,B正确;0.1 mol/L NaHCO3溶液中根据元素守恒可知,c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol/L,C错误;若氨水和盐酸混合后的溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,混合后的溶液中c(NH)=c(Cl-),D正确。 5.常温时将pH=2的某酸HnA与pH=12某碱B(OH)m等体积混合后,溶液的pH=6。则下列说法正确的是(  ) A.溶液显酸性的原因简单地说是因为水解 B.两溶液恰好完全反应 C.碱B(OH)m是强碱 D.混合后的溶液中存在水解平衡:An-+H2O⥫⥬HA(n-1)-+OH- D 解析:常温时将pH=2的某酸HnA溶液与pH=12的某碱B(OH)m溶液等体积混合后,溶液的pH=6,溶液显酸性。酸中的c(H+)=0.01 mol/L,碱溶液中c(OH-)=0.01 mol/L,反应后溶液显酸性,则有多种情况:溶质为强酸弱碱盐或溶质为强碱弱酸盐和弱酸或溶质为弱酸弱碱盐且酸的酸性更弱,若溶液只含有强酸弱碱盐时,弱碱没有完全电离,则会剩余部分弱碱,这时溶液显碱性与题意不符,所以溶质为后两种情况,所以酸是弱酸,碱不一定是强碱,且反应后酸过量,溶液呈酸性,A、C错误;因为有剩余的部分弱酸,所以反应不是恰好完全反应,因为酸是弱酸,所以酸根离子存在水解,又因为其中m、n均大于1,所以An-的水解平衡至少有两步,第一步:An-+H2O⥫⥬HA(n-1)-+OH-,第二步:HA(n-1)-+H2O⥫⥬H2A(n-2)-+OH-,B错误,D正确。 6.(2023·吉林梅河口五中等名校联考)为使Na2S溶液中的值减小,可加入的物质是(  ) A.适量的NaOH固体 B.适量的KOH固体 C.通入适量的HCl气体 D.适量的NH4Cl固体 B 解析:在Na2S溶液中存在硫离子的水解平衡:S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-。加入适量的NaOH固体时,c(OH-)增大,使平衡左移,c(S2-)增大,而c(Na+)增大更多,的比值增大,A不符合题意;加入适量的氢氧化钾固体,c(OH-)增大,平衡左移,c(S2-)增大,而c(Na+)不变,比值减小,B符合题意;通入适量HCl气体,H+与OH-反应,平衡右移,c(S2-)减小,c(Na+)不变,增大,C不符合题意;加入适量NH4Cl固体,NH与OH-反应生成NH3·H2O,c(OH-)减少,平衡右移,c(S2-)减小,增大,D不符合题意。 7.(教材改编题)纯碱是一种重要的无机化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。 (1)纯碱溶液中滴加酚酞呈红色,其原因是 (用离子方程式表示);加热后溶液颜色加深,其原因是 。 (2)向上述溶液中滴加过量BaCl2溶液,观察到的现象是 , 试从平衡移动角度分析其原因 。 (3)向上述溶液中滴加过量稀盐酸,观察到的现象是 , 试从平衡移动角度分析其原因 。 答案:(1)CO+H2O⥫⥬HCO+OH- 加热,平衡正向移动,c(OH-)增大,溶液碱性增强 (2)产生白色沉淀,溶液褪色 Ba2+与CO结合生成BaCO3沉淀,CO的水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液碱性减弱 (3)产生大量气泡,溶液褪色 滴加盐酸,促进了阴离子(CO、HCO)和H+的结合,c(H2CO3)增大,H2CO3分解生成CO2,溶液的碱性减弱,溶液褪色 学科网(北京)股份有限公司 $$

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