2025届高三化学二轮复习 讲义 盐类的水解
2024-12-15
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内容正文:
盐类的水解
复习目标 1.能用化学用语正确表示水溶液中的盐类水解平衡。能从盐类水解平衡的角度分析溶液的酸碱性等。2.能通过实验证明水溶液中存在的盐类水解平衡,认识影响盐类水解的主要因素。3.结合真实情景中的应用实例,能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
知识点一 盐类的水解及其规律
1.盐类的水解
2.盐类水解的规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
强酸强碱盐
NaCl、NaNO3
强酸弱碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
强碱弱酸盐
CH3COONa、
Na2CO3
CH3COO-、
CO
已知:相关物质的电离常数(25 ℃),CH3COOH Ka=1.8×10-5,HCN Ka=4.9×10-10,H2CO3 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
排序:相同物质的量浓度的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液,pH由大到小的顺序:________________,水的电离程度由大到小的顺序:________________。
3.盐类水解离子方程式的书写
(1)书写原则
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
a.若水解程度不大,用“”表示。
b.相互促进的水解程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。
(2)实例(写出下列盐溶液中水解的离子方程式)。
①NH4Cl: ___________________________________________________________。
②Na2CO3:___________________________________________、
__________________________________________________________________。
③FeCl3: _____________________________________________________。
④CH3COONH4: _____________________________________________________。
(5)AlCl3溶液和Na2S溶液混合:______________________________________。
(6)AlCl3溶液和NaHCO3溶液混合: ___________________________________。
1.下列离子方程式不正确的是( )
A.明矾用于净水: Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
B.泡沫灭火器灭火: Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
C.用纯碱清洗油污: CO+H2OHCO+OH-
D.浓硫化钠溶液具有臭味: S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
2.25 ℃时浓度都是1 mol·L-1 的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX溶液的pH=7且溶液中c(X-)=1 mol·L-1,BX溶液的pH=4,BY溶液的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
3.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号
①
②
③
④
溶液
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
下列说法正确的是( )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO
D.③溶液中水电离出的c(OH-)=1×10-11.6 mol·L-1
4.对于易溶于水的正盐MnRm溶液,已知只有一种离子可能水解,若pH>7,其原因是_________________________________________________________________
(用离子方程式说明,下同);若pH<7,其原因是
__________________________________________________________________。
酸式盐水溶液酸碱性的判断
(1)强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性,如:NaHSO4===Na++H++SO。
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
①电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液中:
HCOH++CO(次要)
HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)
使c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。
同理NaHS溶液、Na2HPO4溶液显碱性。
②电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液中:
HSOH++SO(主要)
HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)
使c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。同理NaHC2O4、NaH2PO4溶液显酸性。
知识点二 影响盐类水解的因素及其应用
1.影响盐类水解的因素
(1)内因:形成盐的弱酸或弱碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度________,溶液的碱性或酸性________。
如水解程度:Na2CO3___________________________________________Na2SO3,
Na2CO3________________NaHCO3。
(2)外因
①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。
②实例
以FeCl3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件
平衡移动方向
H+数
pH
现象
升温
通HCl
加H2O
加NaHCO3
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: __________________________________________________。
2.盐类水解在生产、生活中的应用
(1)水解产物性质的应用
①纯碱溶液不能保存在玻璃塞的试剂瓶中的原因:溶液中碳酸根离子水解:CO+H2OHCO+OH-,使溶液显碱性,会与玻璃中成分SiO2反应。
②明矾净水的原理:明矾溶液中的铝离子水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,起到净水作用。
(2)促进盐类水解的应用举例
①加MgO除去MgCl2溶液中的Fe3+杂质的原理:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,MgO+2H+===Mg2++H2O,使Fe3+水解平衡向右移动,从而转化为Fe(OH)3沉淀除去,且不引入新的杂质。
②泡沫灭火器反应原理:NaHCO3与Al2(SO4)3饱和溶液发生相互促进的水解反应:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
③判断盐溶液蒸干灼烧时所得的产物:
如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到________________________,灼烧后得到______________、____________,CuSO4溶液蒸干后得到_________________固体。
(3)抑制盐类水解的应用举例
在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量____________中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
(4)规范答题示例
①ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂的原因:
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②热的纯碱溶液去油污效果好,原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
③铵态氮肥与草木灰不得混用的理由:____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
④用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2的操作方法及理由是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(一)外界因素对盐类水解的影响
1.下列关于盐类水解的说法错误的是( )
A.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH水解
B.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解
C.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
D.浓度均为0.1 mol·L-1 的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小顺序为①>②>③
2.室温下,有0.01 mol·L-1 NH3·H2O和0.01 mol·L-1 NH4Cl两种溶液,下列操作可以使两种溶液中c(NH)都增大的是( )
A.通入少量HCl气体
B.加入少量H2O
C.加入少量NaOH固体
D.升高温度
(二)盐类水解的应用
3.下列是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
完全沉淀时的pH
7.7
4.5
6.5
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
4.下列有关问题与盐类的水解有关的是________。
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂
②草木灰与铵态氮肥不能混合施用
③实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
④加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
5.根据相关物质的电离常数(25 ℃),回答下列问题:
CH3COOH Ka=1.8×10-5,HCN Ka=4.9×10-10,H2CO3 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
(1)相同物质的量浓度的①CH3COONa、
②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液
pH由大到小的顺序:___________________________________________,
水的电离程度由大到小的顺序: _________________________________。
(2)相同pH的①CH3COONa,②Na2CO3,③NaHCO3,④NaCN溶液,物质的量浓度由大到小的顺序: ______________________________________。
(3)NaCN溶液中,c(Na+)、c(CN-)、c(HCN)由大到小的顺序: ______________________________________________。
盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
(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)CuSO4(s);
盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
1.(2023·北京卷)下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
2.(北京卷)测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
3.(2023·海南卷)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
4.(2022·湖南卷)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验
操作与现象
①
在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
②
在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③
在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
5.(2022·江苏卷)一种捕集烟气中CO2 的过程如图所示。室温下以0.1 mol·L-1 KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O 挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。H2CO3 电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是( )
A.KOH吸收CO2 所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)
B.KOH完全转化为K2CO3 时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1 mol·L-1 溶液中:c(H2CO3)>c(CO)
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
盐类的水解
知识点一
自主梳理
1.水电离产生的H+或OH- 弱电解质 弱酸根离子 弱碱阳离子 H+ OH- 电离平衡 增大 酸碱中和
2.否 中性 是 NH、Cu2+ 酸性 是 碱性
3.(2)①NH+H2ONH3·H2O+H+ ②CO+H2OHCO+OH- HCO+H2OH2CO3+OH- ③Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ④CH3COO-+NH+H2OCH3COOH+NH3·H2O (5)2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑ (6)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
微思考
②>④>③>① ②>④>③>①
对点练通
1.D [明矾水解产生Al(OH)3(胶体)具有吸附作用,A项正确;Al3+与HCO发生水解互促反应生成CO2,B项正确;碳酸钠水解产生氢氧根离子,促使油脂水解,C项正确;硫化钠分步水解产生硫化氢而有臭味,但离子方程式必须分步表示、没有气体符号、使用可逆符号,D项错误。]
2.A [由题给条件可以推出AX是强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,AY为强碱弱酸盐。1 mol·L-1 BY溶液的pH=6,说明电离平衡常数K(BOH)<K(HY),A选项正确;AY为强碱弱酸盐,水溶液显碱性,所以AY溶液的pH大于BY溶液的pH,B选项错误;稀释相同的倍数,BX、BY的水解程度不同,所以pH变化不相等,C选项错误;相同浓度的一元强酸和一元弱酸,稀释10倍后,弱酸的pH大于强酸,D选项错误。]
3.B [A项,水的电离程度应为③>④>②>①,错误;C项,酸性CH3COOH强于HClO,pH小的为CH3COOH,错误;D项,Na2CO3促进水电离,cH2O(OH-)=1×10-2.4 mol·L-1,错误。]
4.Rn-+H2OHR(n-1)-+OH-
Mm++mH2OM(OH)m+mH+
解析 pH大于7是由于弱酸酸根离子水解呈碱性,pH小于7是由于弱碱阳离子水解呈酸性。
知识点二
自主梳理
1.(1)越大 越强 > > (2)②向右 增多 减小 颜色变深
向左 增多 减小 颜色变浅 向右 增多 增大 颜色变浅
向右 减少 增大 生成红褐色沉淀,放出气体
2.(2)③Al(OH)3、Fe(OH)3 Al2O3 Fe2O3 CuSO4 (3)浓盐酸
(4)①Zn2+水解使溶液显酸性,能溶解铁锈 ②碳酸钠的水解为吸热反应,升高温度水解平衡向右移动,溶液的碱性增强,去污效果增强 ③铵态氮肥中的NH水解显酸性,草木灰中的CO水解显碱性,相互促进,使氨气逸出降低肥效 ④在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,可以得到无水MgCl2,HCl气流能抑制MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O因受热产生的水蒸气
微思考
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
对点练通
1.D [A项,NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,加入稀HNO3,c(H+)增大,平衡左移,抑制NH水解,A正确;B项,在CH3COONa溶液中CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,对水解平衡起抑制作用,B正确;C项,等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度,正盐>酸式盐,故pH相等时,物质的量浓度大小为①>②>③,C正确;D项,①溶液中CO水解促进NH水解,使c(NH)减小;②中只有NH水解;③溶液中Fe2+抑制NH水解,使c(NH)增大,c(NH)的大小顺序为③>②>①,D错误。]
2.A [①0.01 mol·L-1 NH3·H2O溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH+OH-,②0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中存在水解平衡NH+H2ONH3·H2O+H+,通入少量HCl会使①平衡正向移动,c(NH)增大,②平衡逆向移动,c(NH)也增大,A项正确;加入少量H2O,两平衡均正向移动但两平衡中的微粒浓度均减小,c(NH)均减小,B项错误;加入少量NaOH固体,使①平衡逆向移动,c(NH)减小,②平衡正向移动,c(NH)也减小,C项错误;弱电解质的电离和盐类的水解都是吸热的,升高温度,两平衡均正向移动,则①中c(NH)增大,②中c(NH)减小,D项错误。]
3.A [要使Fe2+和Fe3+全部除去,由题给信息可知,需将Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5,即可将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,且保证Zn2+不沉淀。氧化Fe2+时不能引入新的杂质,只能用H2O2,调pH时也不能引入新的杂质,故可加入ZnO,促进Fe3+的水解平衡向右移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去。]
4.①②③④
解析 ①NH4Cl与ZnCl2溶液水解均显酸性,可以除去金属表面的锈;②草木灰的主要成分为碳酸钾,水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而不能混合施用;③碳酸钠溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成硅酸钠,将瓶塞与瓶口黏合在一块儿而打不开,因此实验室盛放碳酸钠的试剂瓶应用橡胶塞;④CuCl2 溶液中存在水解平衡:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Cu(OH)2固体。
5.(1) ②>④>③>① ②>④>③>①
(2)①>③>④>② (3)c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)
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