内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
第二课时 影响盐类水解平衡的因素
1
学习目标
1.了解影响盐的水解程度的内因,能够从酸、碱的强弱来解释弱酸(弱碱)盐的水解程度。
2.能通过实验探究温度、浓度对盐类水解平衡的影响,认识影响盐类水解平衡的外界条件,并能解释外界条件影响盐类水解平衡的原因。
3.认识水解平衡常数,能进行简单计算
思考:在相同温度下,为什么同浓度Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH要大?用纯碱溶液清洗油污时,加热可以增强其去污力,这是为什么?
写出对应水解平衡的平衡常数表达式:
Kh =
水解平衡常数与电离平衡常数有什么关系?
CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH-
c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-)
Ka =
CH3COOH ⇌CH3COO- + H+
c(CH3COO-)·c(H+)
c(CH3COOH)
写出对应电离平衡的平衡常数表达式:
水解平衡常数Kh
CH3COO-的水解程度与CH3COOH的强弱有什么关系?
【思考】
Kh =
c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-)
=
Kw
Ka
c(H+) ·c(OH-)
=
Ka
弱酸的电离常数越小(酸性越弱),其生成的盐水解的程度就越大。
水解平衡常数Kh
Kh =
Kw
Kb
Kh =
Kw
Ka
25 ℃时, K = 5.71×10-8
25 ℃时, K = 5.74×10-8
CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH-
NH4+ + H2O ⇌ NH3·H2O + H+
水解平衡常数Kh
盐类水解程度大小主要由什么决定?
Kh =
Kw
Ka
Kh =
Kw
Kb
Ka越小,酸越难电离(酸性越弱),对应的盐水解程度越大;
Kb越小,碱越难电离(碱性越弱),对应的盐水解程度越大;
【思考与讨论】
二、影响盐类水解的主要因素
1.内因:盐本身的性质
越弱越水解
CO32-+H2O OH-+HCO3-
HCO3-+H2O OH-+H2CO3
Na2CO3溶液的第一步水解
NaHCO3溶液的水解
思考与讨论1:在相同温度下,为什么同浓度Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的pH要大?用平衡常数解释。(碳酸的电离常数Ka1=4.5x10-7
Ka2=4.7x10-11)
c(HCO3-)·c(OH-)
c(CO32-)
Kh1 = =
c(H2CO3)·c(OH-)
c(HCO3-)
Kh2 = =
Kw
Ka1
Kw
Ka2
因为Ka2≪Ka1
所以Na2CO3的水解(取决于碳酸的第二步电离常数)比NaHCO3的水解(取决于碳酸的第一步电离常数)程度大,碱性强
所以:Kh1>Kh2
①不同弱酸对应的盐
NaClO (aq) CH3COONa (aq)
MgCl2 (aq) AlCl3 (aq)
对应的酸
HClO CH3COOH
<
>
碱 性
②不同弱碱对应的盐
对应的碱
酸 性
Mg(OH)2 Al(OH)3
<
>
思考与讨论2:如何判断盐溶液的PH值大小
PH
NaClO (aq) CH3COONa (aq)
>
PH
MgCl2 (aq) AlCl3 (aq)
>
思考与讨论3:在常温下,为什么NaHCO3溶液显碱性而NaHSO3溶液显酸性?用平衡常数解释。(碳酸、亚硫酸的电离常数查课本P125)
HCO3-+H2O OH-+H2CO3
HCO3- H+-+CO32-
Ka2=4.7x10-11
NaHCO3水解程度大于电离程度,水解为主,溶液显碱性
HSO3-+H2O OH-+H2SO3
HSO3- H+-+SO32-
Ka2=6.0x10-8
Kw
Kh = = = 7.1x10-13
Ka1
1.4.x10-2
1x10-14
NaHSO3电离程度大于水解程度,电离为主,溶液显酸性
常见弱酸酸式盐溶液酸碱性小结:
酸性:
NaHSO3、 NaH2PO4
碱性:
NaHS、 NaHCO3、 Na2HPO4
Kh = = = 2.2x10-8
Ka1
4.5x10-7
1x10-14
Kw
比较在相同温度下,0.1mol/L的下列溶液中pH值的大小。
NaHSO3、NaAc、Na2CO3、NaHCO3、NaClO
课堂练习1:已知弱酸的电离常数
盐的pH值:NaHSO3<NaAc<NaHCO3<NaClO<Na2CO3
酸性比较:H2SO3>HAc>H2CO3>HClO>HCO3-
影响盐类水解的因素
反应条件对FeCl3水解平衡的影响
【探究】
Fe3+ + 3H2O ⇌Fe(OH)3 + 3H+
【提出问题】
1) FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出其水解的离子方程式。
酸性,
2)从反应条件考虑,影响水解平衡的因素可能有哪些?
温度、浓度等
【探究①】温度对FeCl3水解平衡的影响
影响因素 实验操作 现象
温度 升温 取0.01mol•L-1 FeCl3于小烧杯中,再用酒精灯加热一段时间,观察溶液颜色,并测定pH。
降温
取0.01mol•L-1 FeCl3于小烧杯中,再将其置于放有冰水混合物的烧杯中一段时间,观察溶液颜色,并测定pH。
颜色加深,pH值减小
颜色变浅,pH值增大
【结论】温度升高,FeCl3的平衡水解正向移动。
【探究②】浓度对FeCl3水解平衡的影响
影响因素 实验操作 现象
浓度 增大
反应物 取等量FeCl3溶液于两支试管中,向其中加入少量FeCl3晶体,观察两支试管溶液颜色,并测量pH。
加水稀释 取等量FeCl3溶液于两支试管中,向其中加入少量的水,并测量两支试管溶液的pH。
颜色加深,pH值减小
【结论】增大反应物浓度,FeCl3的平衡水解正向移动。
【结论】加水稀释,FeCl3的平衡水解正向移动。
pH<小于稀释的pH倍数
【探究③】外加碱、盐、水对FeCl3水解平衡的影响
影响因素 实验操作 现象
浓度 外加HCl 取等量FeCl3溶液于两支试管中,向其中一支滴入浓盐酸,观察两支试管溶液颜色。
外加NaOH 取等量FeCl3溶液于两支试管中,向其中一支滴入NaOH溶液,观察两支试管溶液颜色。
外加Na2CO3 取等量FeCl3溶液于两支试管中,向其中一支滴入Na2CO3溶液,观察两支试管溶液颜色。
颜色变浅
红褐色沉淀
红褐色沉淀,无色气体
水解程度分析
操作 平衡移动 水解程度 c(Fe3+) c(H+)
加水
稀释
加 FeCl3
晶体
加入
浓盐酸
加入
NaOH
升高
温度
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
向右
增大
减小
向右
减小
增大
向左
减小
增大
向右
增大
减小
减小
增大
增大
增大
向右
增大
减小
减小
因素 水解平衡 水解
程度 水解产生离子的浓度
温度 升高 右移 增大 增大
浓度 增大 右移 减小 增大
减小(即稀释) 右移 增大 减小
外加酸、碱 酸 促进强碱弱酸盐的水解,
抑制强酸弱碱盐的水解
碱 促进强酸弱碱盐的水解,
抑制强碱弱酸盐的水解
外加其他盐 水解形式相同的盐 相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的盐 相互促进[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
2.影响盐类水解平衡的外因
注意:
(1)水解平衡正向移动,离子的水解程度不一定增大。若升高温度水解平衡正向移动,离子的水解程度增大,若增大离子的浓度使水解平衡正向移动,离子的水解程度反而减小。
(2)水解平衡移动,水解平衡常数不一定改变。水解平衡常数只与温度有关。
(3)水解平衡移动符合勒夏特列原理。
课堂练习2:应用平衡移动原理分析CH3COONa的水解,列举可能影响水解反应程度的因素,并说明所依据的原理。
c(CH3COO-) c(CH3COOH) c(OH-) c(H+) pH 水解程度
加热
加水
加Na2CO3
加CH3COONa
加HCl
加NaOH
减小
增大
增大
减小
增大
增大
减小
减小
减小
减小
增大
增大
增大
减小
减小
增大
增大
减小
增大
增大
增大
减小
增大
减小
减小
减小
减小
增大
增大
增大
增大
增大
增大
减小
减小
减小
课堂练习3:在Al3++3H2O Al(OH)3+3H+的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH增大,应采取的措施是 ( )
A.加热 B.通入HCl
C.加入少量Na2SO4(s) D.加入NaCl溶液
D
课堂练习4:常温下,将NH4NO3溶于水得无色溶液,为使该溶液中的
c(NH4+):c(NO3-)=1:1,可以采取的下列措施是( )
A.加入适量的KOH固体 B.加入适量的水
C.适当地升高温度 D.加入少量的稀硫酸
D
课堂练习5:下列关于FeCl3水解的说法错误的是( )
A.在FeCl3稀溶液中,水解达到平衡时,无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释,平衡均向右移动
B.浓度为5 mol·L-1和0.5 mol·L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者小于后者
C.其他条件相同时,同浓度的FeCl3溶液在50 ℃和20 ℃时发生水解,50℃ 时Fe3+的水解程度比20 ℃时的小
D.为抑制Fe3+的水解,更好地保存FeCl3溶液,应加少量盐酸
C
课堂练习6:按要求回答下列问题:
(1)已知常温下CN—的水解常数Kh=1.61×10—5。常温下,含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显_______(填“酸性”、“碱性”或“中性”),
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,试计算溶液中 =_______。
(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10—2,Ka2=6.0×10—8)
碱性
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