3.3.2 影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1(人教版2019,浙江专版)
2024-11-05
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教辅
内容正文:
影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用
第2课时
1
目
录
01
02
03
新知探究(一)——影响盐类水解的主要因素
新知探究(二)——盐的水解常数
新知探究(三)——盐类水解的应用
04
课时跟踪检测
01
新知探究(一)——影响盐类水解的主要因素
影响因素 实验步骤 实验现象 解释
盐的浓度 加入Fe2(SO4)3
固体,再测溶液的pH 溶液颜色变深,
溶液的pH_____ 加入Fe2(SO4)3固体,
c(Fe3+)增大,水解平衡向 反应方向移动
变小
正
溶液的
酸碱度 加盐酸后,测溶液的pH 溶液颜色变浅,溶液的pH
_____ 加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向逆反应方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液 产生红褐色
沉淀 加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向 反应方向移动
温度 升高温度 溶液颜色变深 升高温度,水解平衡正向移动
变小
正
续表
2.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
外因 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
外因 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
续表
应用化学
碳酸钠又叫纯碱,它是一种重要的无机化工原料,主要用于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。向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
1.观察到的现象是什么?为什么?
提示:溶液变红。因为碳酸根离子水解而使溶液显碱性,酚酞遇碱性溶液变红。
2.若微热溶液,观察到的现象是什么?为什么?
提示:红色变深。加热,碳酸根离子水解平衡向生成OH-的方向移动,溶液碱性增强,颜色加深。
3.若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是什么?为什么?
提示:溶液红色变浅,同时生成红褐色沉淀,有气泡产生。氯化铁溶液与氢氧根离子反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,溶液中氢氧根离子浓度减小,促进碳酸钠水解并产生二氧化碳。
[题点多维训练]
1.在CH3COONa溶液中,加入下列物质使水解平衡向左移动,并且pH变大的是( )
A.加入适量纯CH3COOH B.加入少量NaCl固体
C.加入少量NaOH固体 D.加水稀释
√
A项,加入CH3COOH,平衡左移,pH变小;
B项,加NaCl平衡不移动;
C项,加入NaOH,平衡左移,pH变大;
D项,加水稀释,平衡右移,pH变小。
√
解析:加热能使平衡向水解方向移动,c(H+)增大,pH减小;通入HCl能增大c(H+),抑制了水解,且pH减小;加入NaCl溶液,相当于加水稀释,能促进水解,但因加入NaCl溶液稀释引起c(H+)变小,故pH增大。
√
√
解析: pH=10左右,溶液呈碱性,稀释后碱性减弱,pH一定会减小,A正确;
升高温度,溶液中的电离平衡、水解平衡都会受到影响,pH会变化,B错误;
在缓冲溶液中,存在氨水的电离平衡和铵根离子的水解平衡,因为缓冲溶液显碱性,氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,氨水的电离对水的电离起到抑制作用,所以水的电离受到抑制,C正确;
4.向纯碱溶液中滴入酚酞溶液:
(1)观察到的现象是____________,原因是______________________________(用离子方程式表示)。若微热溶液,观察到的现象是________________________________________,
由此证明碳酸钠的水解是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是_____________________________________,反应的离子方程式是____________________________________________________________。
02
新知探究(二)——盐的水解常数
[微点拨] Kh只与温度有关,温度越高,Kh越大。
(3)判断等浓度的HX和NaX混合液的酸碱性
混合液中存在HX的电离平衡和NaX的水解平衡,溶液的酸碱性取决于HX的电离程度和X-的水解程度的相对大小。
①当Ka(HX)>Kh(X-)时,HX的电离程度大于X-的水解程度,混合液呈酸性。
②当Kh(X-)>Ka(HX)时,X-的水解程度大于HX的电离程度,混合液呈碱性。
√
NaA和HCl的物质的量相等,由于A-发生水解生成HA得:
2c(Na+)>c(A-)+c(Cl-),C错误;
2.常温下,三种酸的电离常数如下表所示。
回答下列问题:
(1)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是____________。
(2)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是____________。
酸 HX HY HZ
Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
(3)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显________性,原因是____________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析:(1)根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HZ>HY>HX,酸的电离程度越大,酸根离子水解程度越小,则相同浓度的钠盐溶液,酸根离子水解程度越大的溶液其碱性越强,同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,NaX溶液pH最大。
答案:(1)9 (2)2.36×10-5 (3)1×10-12 增大
03
新知探究(三)——盐类水解的应用
导学设计
泡沫灭火器,灭火原理是灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能黏附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。泡沫灭火器的外壳是铁皮制成的,内装碳酸氢钠与发沫剂的混合溶液,另有一玻璃瓶内胆,装有硫酸铝水溶液。使用时将筒身颠倒过来,碳酸氢钠和硫酸铝两溶液混合后发生化学作用,
产生二氧化碳气体泡沫,体积膨胀7~10倍,
一般能喷射10 m左右。
1.请与同学讨论,灭火器中装有Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液,使用时要将两者混合,那么它的工作原理是什么?
2.请与同学讨论,灭火器中NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,效果如何?
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?
[系统融通知能]
1.盐类水解在化学中的应用
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续表
判断中和反应至中性的试剂用量 如NH3·H2O与HCl反应至中性时,NH3·H2O过量,CH3COOH与NaOH反应至中性时,CH3COOH过量
制备无机化合物 如用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为
TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2
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2.盐类水解在生产生活中的应用
续表
3.盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。
原物质 蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2 CaCO3或CaO
NaHCO3 Na2CO3
KMnO4 K2MnO4和MnO2
NH4Cl 分解为NH3和HCl,无固体物质存在
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
[微思考] 已知Cu2+、Fe2+、Fe3+完全水解时,溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。如何除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+?
提示:因Fe2+比Cu2+难水解,应先加入氧化剂(如H2O2)把Fe2+氧化为Fe3+,再加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。
√
解析: FeSO4容易被氧化,FeSO4溶液加热蒸干不会得到原物质,A错误;
碳酸根离子水解产生氢氧根离子,使溶液显碱性,可以和玻璃中的二氧化硅反应,B正确;
Fe2(SO4)3中三价铁离子水解显酸性,在溶液中加稀硫酸可以抑制三价铁离子的水解,然后稀释至所需浓度,C正确;
K2CO3水解呈碱性,NH4Cl水解呈酸性,K2CO3与NH4Cl混合发生相互促进的水解反应产生氨气,所以不能混合使用,否则降低肥效,D正确。
√
B项,Mg2+和Fe3+均可与OH-反应生成沉淀,且引入了新杂质Na+,应用MgO或MgCO3固体,错误;
D项,KCl不水解,不可能得到KOH固体,错误。
3.(2024·哈尔滨高二期末)下列描述与盐类水解无关的是( )
A.使用泡沫灭火器时将内筒与外筒的Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液倒立混合
B.1 mol·L-1的醋酸加水稀释,溶液的pH增大,导电能力减弱
C.氮肥(NH4HCO3)与钾肥(K2CO3)混施可能会降低肥效
D.用FeCl3晶体配制溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
√
醋酸溶液加水稀释后电离平衡被促进,电离出的离子的物质的量增多,但溶液体积也增大,离子浓度减小,故溶液的pH增大、导电能力减弱,和盐类水解无关,和弱电解质的电离有关,故B正确;
氯化铁溶液可发生水解,配制FeCl3溶液时,加浓盐酸抑制水解,然后再用水稀释到所需的浓度,故D错误。
4.下列事实,其中与盐类水解有关的是________(填序号)。
①NaHSO4溶液呈酸性
②长期使用(NH4)2SO4化肥会使土壤酸性增大,发生板结
③配制CuCl2溶液,用稀盐酸溶解CuCl2固体
④实验室盛放纯碱溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热FeCl3·6H2O晶体,往往得不到FeCl3固体
答案:②③④⑤
04
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1.(2024·天水高二期末)《礼记·内则》记载:“冠带垢,和灰清漱;衣裳垢,和灰清浣。”古人洗涤衣裳冠带,所用的就是草木灰浸泡的溶液。下列说法错误的是( )
A.草木灰的主要成分是纯碱
B.洗涤利用了草木灰溶液的碱性
C.洗涤时加热可增强去油污能力
D.草木灰做肥料时不可与铵态氮肥混合施用
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解析:草木灰的主要成分是碳酸钾,故A错误;
K2CO3水解显碱性,衣服上的油脂在碱性溶液中水解,故能洗涤衣服,故B正确;
盐类的水解吸热,故加热能促进其水解,增强其去污能力,故C正确;
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解析:加入适量水后,稀释溶液使体积增大,促进铁离子水解,平衡向右移动,根据勒夏特列原理可知,c(H+)减小,A错误;
加热后,促进铁离子水解,平衡向右移动,c(Fe3+)减小,B错误;
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Fe2(SO4)3溶液水解后产生硫酸,硫酸难挥发,会和水解产生的Fe(OH)3反应又生成Fe2(SO4)3,故加热蒸干溶液并灼烧可得Fe2(SO4)3,D错误。
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4.(2024·吉林市高二期中)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是( )
A.NaOH B.Na2CO3
C.NH3·H2O D.MgCO3
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解析:加入NaOH,与氢离子反应,可起到调节溶液pH的作用,但同时引入新的杂质钠离子和生成氢氧化镁沉淀,A错误;
加入Na2CO3,与氢离子反应,可起到调节溶液pH的作用,但引入新的杂质钠离子,B错误;
加入氨水混入氯化铵杂质,且生成氢氧化镁沉淀,C错误;
加入MgCO3,与氢离子反应,可起到调节溶液pH的作用,促进铁离子的水解生成氢氧化铁沉淀而除去,且不引入新的杂质, D正确。
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解析: A项,Al3+与S2-、[Al(OH)4]-能发生相互促进的水解反应;
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6.(2024·西安市高二期末)下列四组物质的溶液加热蒸干、灼烧,所得固体的成分不相同的是( )
①FeCl2、FeCl3 ②NaHCO3、Na2CO3
③Na[Al(OH)4]、AlCl3 ④CuCl2、CuSO4
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
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解析: FeCl2、FeCl3都是由挥发性酸(盐酸)形成的盐,所以能水解到底,生成氢氧化物Fe(OH)2和Fe(OH)3,Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,并受热分解,所以最后的产物都是Fe2O3,故①错误;
NaHCO3、Na2CO3中NaHCO3能受热分解,Na2CO3受热不分解,所以最后得到的固体都是Na2CO3,故②错误;
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Na[Al(OH)4]、AlCl3中,Na[Al(OH)4]也可以水解,但是NaOH没有挥发性,因此水解不能到底,只能得到Na[Al(OH)4];AlCl3水解生成HCl挥发,促进了水解进行到底,得到Al(OH)3受热分解最后得到Al2O3,故③正确;
CuCl2溶液受热水解产生Cu(OH)2、HCl,HCl挥发,产生的Cu(OH)2受热分解产生CuO,则最后得到的固体是CuO;CuSO4水解产生Cu(OH)2、H2SO4,H2SO4是难挥发性的酸,二者反应又产生CuSO4,最后得到的固体是CuSO4,故④正确。
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7.(2024·重庆市高二月考)《本草新编》中有关明矾[KAl(SO4)2·12H2O]记载:“矾石,味酸,气寒,无毒。禁便泻,塞齿疼。洗脱肛而涩肠,敷脓疮而收水”。下列有关明矾的说法不正确的是( )
A.明矾的水溶液呈酸性
B.“敷脓疮收水”说明明矾可让疮水聚沉结痂
C.明矾常用作净水剂,利用了明矾水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
D.明矾溶液中滴加过量Ba(OH)2溶液的离子方程式为Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
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解析:明矾溶液中铝离子水解导致溶液呈酸性,故A正确;
电解质能使蛋白质发生凝聚,所以“敷脓疮收水”是因为明矾可让疮水聚沉结痂,故B正确;
明矾[KAl(SO4)2·12H2O]中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中的杂质,故C正确;
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解析: A项,溶液呈碱性,滴入酚酞溶液变红,说明Na2SO3水解,加入H2SO4后红色消失,可能的原因是硫酸中和了生成的OH-,则不能证明存在该水解平衡,错误;
C项和D项红色褪去的原因都可能是氯水的漂白性,所以无法说明存在水解平衡,C、D均错误。
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因水解是吸热的,则升温可以促进水解,平衡正向移动,平衡常数增大,故C正确;
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10.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是( )
A.b点水解程度最大
B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动
D.水解是吸热反应
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11.[双选]下列叙述错误的是( )
A.Na2CO3稀溶液加水稀释,溶液的碱性减弱
B.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
C.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
D.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:③>②>①
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解析: Na2CO3稀溶液因碳酸根离子发生水解呈碱性,加水稀释氢氧根离子浓度减小,溶液的碱性减弱,故A正确;
根据水解反应的规律,越稀越水解,盐的浓度越小,水解程度越大;由于浓度减小,其溶液酸性(或碱性)也越弱,故B错误;
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常温下,pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液,溶液的物质的量浓度大小为①>②>③,故D错误。
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12.(1)Fe(NO3)3的水溶液呈________(填“酸”“中”或“碱”)性,原因是:____________________________________(用离子方程式表示)。实验室在配制Fe(NO3)3的溶液时,常将Fe(NO3)3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以________(填“促进”或“抑制”)其水解。
(2)在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的____________________。
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(2)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解,溶液显碱性。所以在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的氢氧化钠固体以抑制硫离子水解。
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13.[双选]实验测得0.5 mol·L-1CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
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A.随温度升高,纯水中c(H+)=c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)增大
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是水解平衡移动的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,
是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
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解析:任何温度时,纯水中H+浓度与OH-浓度始终相等,随温度升高,纯水中c(H+)=c(OH-),故A正确;
随温度升高,CH3COONa水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,故B正确;
温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,又CuSO4水解使溶液显酸性,温度升高,水解平衡正向移动,故c(H+)增大,故C错误;
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温度升高,能使电离平衡和水解平衡均正向移动,而CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大得多,而CuSO4溶液随温度升高pH降低的原因是Cu2+水解程度增大得多,故D错误。
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14.适量的肥料能促进植物生长,其原因是人工施用肥料后,植物选择性地吸收必要的营养元素离子,达到促进生长的作用。
(1)用NH4Cl作氮肥,长期施用土壤会变酸,用离子方程式表示原因:______________________________________________________________。
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(3)铁肥(FeSO4)与钾肥(K2CO3)不能同时施用,为弄清原因,某研究小组展开实验探究。
资料:①FeCO3是白色固体。②H2CO3需要达到一定浓度才能以CO2形式逸出。
[提出猜想]
猜想1:反应生成FeCO3沉淀。
猜想2:生成Fe(OH)2沉淀。
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[实验探究]
[得出结论] 根据实验现象,说明猜想________成立,写出反应的离子方程式:______________________________________________
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[实验反思] 实验中还发现,FeSO4溶液放置一段时候后颜色变黄,请你作为科学宣讲团,从化学角度为农民保存和施用铁肥提出建议(答出2点):_______________________________________________、
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1.实验探究反应条件对盐类水解程度的影响
[以Fe2(SO4)3水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例]
解析: CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
2.在Al3++3H2OAl(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
3.[双选]水质检验中,测定水的硬度时,用到氨-氯化铵(NH3NH4Cl)缓冲溶液,控制溶液在pH=10左右。则关于该缓冲溶液的说法不正确的是( )
A.将缓冲溶液加水稀释时,pH一定会减小
B.将缓冲溶液升温,pH一定没有变化
C.在缓冲溶液中,水的电离受到抑制
D.在缓冲溶液中,一定有c(NH)<c(Cl-)
溶液中的电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液显示碱性,所以c(H+)<c(OH-),则有c(NH)>c(Cl-),D错误。
解析:(1)因CO水解,溶液显碱性,遇酚酞变红。加热,水解程度变大,碱性更强,红色加深。
(2)加入FeCl3溶液,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3(红褐色沉淀),促进CO水解,同时会有CO2气体产生。
答案:(1)溶液变红 CO+H2OOH-+HCO 红色加深 吸热 (2)红色变浅,有红褐色沉淀生成,有气体生成(或气泡冒出) 2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
1.盐的水解常数表达式
(1)若HA为一元弱酸(其电离常数为Ka),若MA为强碱弱酸盐,则MA可发生水解:A-+H2OHA+OH-,其水解常数Kh=。HA的电离常数Ka、A-的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=。
(2)若MOH为一元弱碱(其电离常数为Kb),则MCl可发生水解:M++H2OMOH+H+,其水解常数Kh=。MOH的电离常数Kb、M+的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=。
2.盐的水解常数(Kh)应用
(1)判断盐溶液酸碱性强弱(水解程度大小)
由于Kh=或Kh=,Ka或Kb越小,Kh越大,对应盐溶液中离子水解程度越大,对应盐溶液酸、碱性越强(即越弱越水解)。
(2)判断酸式盐的酸碱性
①强酸的酸式盐(如NaHSO4)只电离,不水解,溶液呈酸性。
②弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在HA-的电离和水解两个平衡,电离平衡:HA-H++A2-,水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-,溶液的酸碱性取决于HA-的电离程度和水解程度的相对大小,即Ka2和的相对大小。
[题点多维训练]
1.常温下,某酸HA的电离常数Ka=1×10-5。下列说法正确的是( )
A.HA溶液中加入NaA固体后,减小
B.常温下,0.1 mol·L-1 HA溶液中水电离的c(H+)为10-13 mol·L-1
C.NaA溶液中加入HCl溶液至恰好完全反应,存在关系:2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)
D.常温下,0.1 mol·L-1 NaA溶液中A-的水解常数为1×10-9
解析: 为A-的水解常数,加入NaA固体后,由于温度不变,则水解常数不变,A错误;
由于HA为弱酸,则常温下0.1 mol·L-1 HA溶液中氢离子浓度小于0.1 mol·L-1,水电离的c(H+)一定大于 mol·L-1=
10-13 mol·L-1,B错误;
NaA的水解常数Kh====1×10-9,D正确。
(3)HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh=<Ka,则混合溶液显酸性。
答案:(1)NaX (2)NaZ (3)酸 HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh=<Ka,则混合溶液显酸性
3.(1)已知某温度时,Kw=1.0×10-12,Na2CO3溶液的水解常数Kh1=2.0×10-3,则当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,试求该溶液的pH=________。
(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 NH4Cl溶液中c(H+)=________ mol·L-1(已知≈2.36)。
(3)25 ℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3的水解常数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:(1)水的离子积Kw=1.0×10-12,Na2CO3溶液的水解常数Kh1==2.0×10-3,当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-3 mol·L-1,则c(H+)== mol·L-1=1.0×10-9 mol·L-1,即该溶液的pH=9。
(2)根据题干信息可知,该温度下1 mol·L-1 NH4Cl溶液的水解平衡常数Kh==≈5.56×10-10,又根据水解平衡表达式可知Kh=≈,则c(H+)= mol·
L-1≈2.36×10-5 mol·L-1。
(3)NaHSO3的水解常数Kh=====1×10-12。由Kh=,得=,加入I2后,HSO被氧化为H2SO4,c(H+)增大,c(OH-)减小,Kh不变,所以增大。
提示:将Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合,Al3+、HCO相互促进水解,Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,产生的CO2有灭火作用,Al(OH)3有阻燃作用。
提示:NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,反应的离子方程式为
2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,产生相同体积CO2
消耗的Al2(SO4)3多,且反应速率慢。
提示:AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2OAl(OH)3(胶体)+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溶液得到Al2(SO4)3。
应用
举例
判断溶液的酸碱性
(谁强显谁性,同强显中性)
FeCl3溶液显酸性,原因是
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
相同浓度的NaX、NaY、NaZ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H2SO4,抑制
Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备无水盐
将挥发性酸的弱碱盐如AlCl3、FeCl3溶液蒸干时,在通HCl的气流中加热蒸干
判断离子是否共存
Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、[Al(OH)4]-;Fe3+与HCO、CO、[Al(OH)4]-;NH与[Al(OH)4]-、SiO因相互促进水解强烈而不能大量共存
泡沫灭火器
原理
泡沫灭火器中药品成分为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+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不能混合施用
除锈剂
NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,
原理为NH+H2ONH3·H2O+H+、
Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+
热纯碱去污
能力强
加热,促进Na2CO3的水解,使c(OH-)增大,
去污能力增强
[题点多维训练]
1.下列关于盐类水解应用的说法不正确的是( )
A.将FeSO4的溶液蒸干,灼烧可得到FeSO4固体
B.纯碱溶液用带橡胶塞的塑料瓶保存,是因为CO的水解呈碱性
C.配制一定浓度的Fe2(SO4)3溶液时,将Fe2(SO4)3固体溶于硫酸中,然后稀释至所需浓度
D.草木灰(有效成分K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl发生水解生成氨气会降低肥效
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中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的反应:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
解析: A项,加热蒸干Na2CO3溶液,得不到NaOH,虽然加热促进CO水解,但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3,错误;
解析: Al3+和HCO发生相互促进的水解反应,所以发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,与水解有关,故A错误;
氮肥(NH4HCO3)与钾肥(K2CO3)混施后,NH和CO会发生相互促进的水解反应生成氨气,导致肥效降低,和盐类水解有关,故C错误;
⑤加热时FeCl3会发生水解。
解析:①中NaHSO4为强酸强碱的酸式盐,不发生水解,显酸性是因为在溶液中电离出的H+所致;
②中是NH水解显酸性所致;
③中HCl会抑制Cu2+水解;
④中碳酸钠水解呈碱性;
K2CO3中的CO能与铵态氮肥中的NH发生相互促进的水解反应,从而降低肥效,故草木灰做肥料时不可与铵态氮肥混合施用,故D正确。
2.已知Fe2(SO4)3溶液中存在如下平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,下列说法中正确的是( )
A.加入适量水后平衡向右移动,c(H+)增大
B.加热后平衡向左移动,c(Fe3+)增大
C.加入CaCO3后有气泡产生,一段时间后可得到红褐色沉淀
D.加热蒸干溶液并灼烧可得Fe2O3
根据Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+可知,溶液显酸性,加入CaCO3后,CaCO3与氢离子反应生成二氧化碳,有气泡产生,c(H+)减小,平衡向右移动,一段时间后Fe(OH)3增多,故可得到红褐色沉淀,C正确;
3.为了使NH4Cl溶液中c(Cl-)与c(NH)浓度比为1∶1,可在NH4Cl溶液中加入( )
①适量的HCl ②适量的NaCl ③适量的氨水
④适量的NaOH ⑤适量的硫酸
A.①②⑤ B.③⑤ C.③④ D.④⑤
解析: NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,为增大NH浓度,应加入酸或NH3·H2O,加入HCl虽然增大了H+的浓度,但也增大了Cl-的浓度,不符合题目要求。
5.下列离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是( )
A.K+、S2-、Al3+、[Al(OH)4]-
B.MnO、Na+、SO、K+
C.SO、Fe3+、S2-、K+
D.Fe2+、Cl-、H+、NO
C中的Fe3+与S2-和D中的Fe2+、H+、NO都因发生氧化还原反应而不能大量共存。
向明矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,发生反应的离子方程式为2SO+2Ba2++Al3++4OH-===2BaSO4↓+[Al(OH)4]-,故D错误。
8.能证明Na2SO3溶液中存在SO+H2OHSO+OH-水解平衡的事实是( )
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
D.滴入甲基橙溶液变红,再加入氯水后黄色褪去
B项,滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液,红色褪去同时有沉淀,说明Ba2+与SO生成沉淀而平衡逆向移动,正确;
9.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:CO+H2OHCO+OH-。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大
B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数增大
D.加入NaOH固体,减小
解析:温度不变,水解平衡常数不变,不变,
故A错误;
CO2与CO反应生成HCO,HCO比CO水解程度小,所以溶液碱性减弱,即pH减小,故B正确;
加入NaOH固体,OH-抑制CO水解,HCO的物质的量浓度减小,CO的物质的量浓度增大,所以减小,故D正确。
解析:溶液中存在碳酸根离子的水解平衡:CO+H2OOH-+HCO和水的电离平衡:H2OOH-+H+;图中显示温度升高,溶液的碱性先增强后减弱,水的电离是吸热过程,纯水中温度升高pH会降低,碳酸钠溶液中温度升高pH有增大的过程,说明水解受到促进,即水解为吸热反应;后pH下降,说明温度升高对水的电离的影响大于碳酸根离子水解的影响。
碳酸根离子和钡离子结合生成碳酸钡沉淀,使水解平衡CO+H2OHCO+OH-逆向移动,溶液碱性减弱,溶液的红色逐渐褪去,故C正确;
解析:(1)硝酸铁是强酸弱碱盐,铁离子水解,溶液显酸性,水解方程式是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;因此在配制硝酸铁溶液时,先将Fe(NO3)3固体溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,目的就是抑制铁离子水解。
答案:(1)酸 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 抑制
(2)氢氧化钠固体(或NaOH)
(2)植物能吸收NH,请用化学用语表示NH3·H2O能提供NH的原因:____________________________________________________。
解析:(1)氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,水解的离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+;
(2)一水合氨是弱碱,在溶液中部分电离出能被植物吸收的铵根离子和氢氧根离子,电离方程式为NH3·H2ONH+OH-;
(3)由实验现象可知,生成的白色沉淀为氢氧化亚铁,说明硫酸亚铁溶液与碳酸钾溶液发生相互促进的水解反应生成氢氧化亚铁沉淀和碳酸,所以猜想2成立,反应的离子方程式为Fe2++CO+2H2O===Fe(OH)2↓+H2CO3;为防止铁肥在保存时发生水解及被空气中氧气氧化,硫酸亚铁固体应保存在干燥的地方,并密封保存,施用时为防止硫酸亚铁转化为氢氧化亚铁,不能与溶液呈碱性的肥料同时施用。
答案:(1)NH+H2ONH3·H2O+H+
(2)NH3·H2ONH+OH-
(3)2 Fe2++CO+2H2O===Fe(OH)2↓+H2CO3 保存在干燥的地方,并密封保存 不能与溶液呈碱性的肥料同时施用
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