内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第3节 盐类的水解
第3课时 盐类水解的应用
人教版选择性必修第一册
揭示目标
1.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用。
2.会分析电解质溶液中粒子关系,电解质溶液中的三个守恒。
学习目标
2
四、盐的水解的应用
1.纯碱溶液除油污:
CO32-+H2O HCO3-+OH- ∆H >0
HCO32-+H2O H2CO3-+OH- ∆H >0
水解吸热,升温,水解平衡右移,c(OH-)增大,去污能力增强。
油污的主要成分是酯类物质。碱性环境下,酯类物质水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油而洗去。
(1)纯碱为什么能去油污?
(2)为什么热的纯碱去污能力强?
三、盐的水解的应用
2.净水或胶体制备
制取Fe(OH)3胶体:
明矾作净水剂原理:
Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3H+
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体) + 3H+
形成胶体可吸附不溶性杂质而沉降,起到净水作用。
三、盐的水解的应用
3.判定离子能否大量共存
①能发生完全双水解的离子间不能大量共存。
Al3+与[Al(OH)4]-、CO32-、HCO3-、HS-、S2-、SiO32-;
Fe3+与[Al(OH)4]-、CO32-、HCO3-;
NH4+与SiO32-、[Al(OH)4]-。
②酸性条件下,不能存在弱酸阴离子。
③碱性条件下,不能存在弱碱阳离子。
三、盐的水解的应用
4.泡沫灭火器
内筒Al2(SO4)3溶液
外筒NaHCO3溶液
泡沫灭火器是内外桶结构,外桶是钢制材料,盛放NaHCO3溶液;内桶是玻璃做的,盛放Al2(SO4)3溶液,它的工作原理是什么?
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓ + 3CO2↑
1.两个离子水解如果都使溶液呈酸性(或碱性),则两个离子的水解会相互抑制;两个离子水解如果酸碱性不同,则两个离子的水解会相互促进。
2.两个离子发生双水解,水解程度不一定彻底,即两个离子可能共存,如CO32-、HCO3-与NH4+可以共存。
注意:
三、盐的水解的应用
5.配制或贮存易水解的盐溶液
-----抑制盐水解
1)配制FeCl3溶液时:
不能用玻璃塞,应用橡胶塞
2)贮存Na2CO3、Na2SiO3等碱性溶液:
配制CuSO4溶液时:
配制 FeSO4溶液时:
先将FeCl3晶体溶解在较浓盐酸中,再加水稀释到所需浓度。
先将CuSO4晶体溶解在较浓硫酸中,再加水稀释到所需浓度。
增大c(H+),可抑制Fe3+的水解。
增大c(H+),可抑制Cu2+的水解。
保存NH4F溶液等酸性溶液 :
铅容器或塑料瓶
加少量稀硫酸和Fe粉
三、盐的水解的应用
6.制备无机化合物
1)用TiCl4制备TiO2:
TiCl4 + (x+2)H2O= TiO2·x H2O↓ + 4HCl
加入大量水,同时加热,促使水解完全。TiO2·xH2O焙烧得到TiO2 (同理可制SnO、SnO2等)
2)制备无水盐:用MgCl2·6H2O制备无水MgCl2
将挥发性酸的弱碱盐如MgCl2、FeCl3溶液蒸干时,在通HCl的气流中加热蒸干
MgCl2·6H2O在加热脱水时会发生水解反应:
MgCl2+2H2O ⇌Mg(OH)2+2HCl
通入HCl可以抑制MgCl2的水解
三、盐的水解的应用
7.盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
蒸干FeCl3水溶液后再灼烧,得到的固体是什么?蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液呢?
△
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl
⑴加热促进水解 ⑵HCl挥发
Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+3H2SO4
尽管Al3+水解生成Al(OH)3和H2SO4,但由于H2SO4是高沸点酸,不易挥发,加热最终只是把水蒸去,因此仍得Al2(SO4)3固体。
三、盐的水解的应用
①水解生成难挥发性酸的强碱盐,蒸干后一般得原物质。
如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4 (s) ;Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
② 水解生成易挥发性酸的强碱盐,一般蒸干后得对应的氢氧化物,
灼烧后得对应的氧化物。
如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
7.盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
③若该盐受热易分解,蒸干灼烧后一般得到其分解产物。
如Ca(HCO3)2 → CaCO3(CaO);NaHCO3 → Na2CO3
KMnO4 → K2MnO4和 MnO2;NH4Cl → NH3和HCl
④还原性盐在蒸干时,易被空气中的O2氧化,得到其氧化产物。
如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
下列盐溶液加热蒸干、灼烧后,得到什么固体物质?
FeCl3 溶液
Fe(NO3)3 溶液
Fe2(SO4)3 溶液
Na2SO3 溶液
Ca(HCO3)2 溶液
Fe2O3
Fe2O3
Fe2(SO4)3
Na2SO4
CaCO3
随堂练习
三、盐的水解的应用
8.化肥的合理使用,有时需考虑盐的水解
草木灰的成分:K2CO3,水解呈碱性
CO32-+H2O HCO3- +OH-
HCO3-+H2O H2CO3 +OH-
铵态氮肥 —— 铵盐,水解呈酸性。
NH4++H2O NH3·H2O+ H+
混施后,OH-与H+中和成水,使两种盐的水解平衡强烈地向右移动,以至生成大量的NH3·H2O,进一步分解成NH3逸出从而降低了肥效。
三、盐的水解的应用
9.利用盐的水解去除杂质。
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
两种离子的水解程度不一样,可通过调控溶液的pH将其中一种离子转化为氢氧化物沉淀而除去。
Mg2+ + 2H2OMg(OH)2 + 2H+
① 加入Mg(OH)2
② 加入MgO
③ 加入MgCO3
④ 加入Mg
如: MgCl2溶液中混有FeCl3杂质。
(主)
(次)
三、盐的水解的应用
9.除锈剂
NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
N+H2O NH3·H2O+H+
Zn2++2H2O Zn(OH)2+2H+
因NH4+、Zn2+水解而显酸性,活泼金属和金属氧化物可与之反应。促进水解反应。因此均可作焊接时的除锈剂
三、盐的水解的应用
10.判断盐溶液的酸碱性
PH大小关系:
强酸<弱酸<强酸弱碱盐<强酸强碱盐<强碱弱酸盐<弱碱<强碱
②请按pH增大的顺序排列下列溶液(物质的量浓度相等) :
①已知三种弱酸的酸性:HX>HY>HZ,相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH大小关系为 。
pH(NaZ)>pH(NaY)>pH(NaX)
三、盐的水解的应用
11.分析盐溶液中各粒子浓度的大小关系
1)电离理论——弱电解质的电离是微弱的。
对于弱酸、弱碱,电离程度小,产生的离子浓度远远小于弱电解质分子的浓度。
如NH3·H2O溶液中:
多元弱酸电离是分步,主要取决于第一步。
如H2S溶液中:
c(NH3·H2O) > c(OH-) > c(NH4+) > c(H+)。
c(H2S) > c(H+) > c(HS-) > c(S2-) > c(OH-)。
三、盐的水解的应用
11.分析盐溶液中各粒子浓度的大小关系
2)水解理论——水解程度微弱,水解产生的离子或分子浓度远远小于弱离子的浓度。
弱离子由于水解而损耗,如KAl(SO4)2溶液中 :
水解是微弱,如NH4Cl溶液中:
③多元弱酸水解是分步,主要取决于第一步,如Na2CO3溶液中:
c(K+) > c(Al3+)
c(Cl-) > c(NH4+) > c(H+) > c(NH3·H2O) > c(OH-)
c(CO32-) > c(HCO3-) > c(H2CO3)
三、盐的水解的应用
11.分析盐溶液中各粒子浓度的大小关系
3)多元弱酸酸式盐溶液:
电离为主,显酸性,如NaHSO3、NaH2PO4、NaHC2O4溶液;
水解为主,显碱性,如NaHCO3、Na2HPO4、NaHS溶液。
如NaHSO3溶液中:
如NaHCO3溶液中:
c(Na+) > c(HSO3-) > c(H+) > c(SO32-) > c(OH-) > c(H2SO3);
c(Na+) > c(HCO3-) > c(OH-) > c(H2CO3) > c(H+) > c(CO32-)。
三、盐的水解的应用
如:同浓度时:
CH3COOH 电离 > CH3COO- 水解
NH3·H2O 电离>NH4+的水解
HCO3- 水解 > HCO3- 电离
CN- 水解 > HCN 电离
先确定混合后溶液的成分,再根据电离、水解程度分析。
4)混合溶液:
NH4Cl单一溶液
NH4Cl : NH3·H2O=1 : 1
如:1mol/L的盐酸与1mol/L 的氨水等体积混合
1mol/L的盐酸与2mol/L 的氨水等体积混合
请写出上述两种混合溶液中的粒子浓度大小关系:
如c(CH3COOH) : c(CH3COONa) = 1 : 1
如c(HCN) : c(NaCN) = 1 : 1
请写出以下溶液中的粒子浓度大小关系:
c(CH3COO-) > c(Na+) > c(CH3COOH) > c(H+) > c(OH-)
c(HCN) > c(Na+) > c(CN-) > c(OH-) > c(H+)
随堂练习
三、盐的水解的应用
12.电解质溶液中电荷守恒与元素守恒
1)电荷守恒
阳离子所带正电荷总数 =阴离子所带负电荷总数
电解质溶液呈电中性。
如Na2CO3溶液中存在的微粒有___________________________,
其电荷守恒有_________________________________________。
Na+、、H+、OH-、
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c()+2c()
请写出Na2S溶液中的电荷守恒式:
三、盐的水解的应用
12.电解质溶液中电荷守恒与元素守恒
2)元素守恒
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。就该离子所含的某种元素来说,其质量在变化前后是守恒的,即元素守恒。
如Na2CO3溶液中,n(Na)∶n(C)=2∶1
由于水解,含碳微粒有:______________________,
、、H2CO3
c(Na+)=2[c(H2CO3)+c()+c()]
则其元素守恒关系有:_________________________________。
请写出Na2S溶液中的元素守恒式:
三、盐的水解的应用
12.电解质溶液中电荷守恒与元素守恒
如Na2CO3溶液中c(H+)水=c(OH-)水,
由水电离产生的H+、OH-浓度相等。
3)质子守恒
即c水(H+)=c水(OH-)
由CO32+的水解知:
请写出Na2S溶液中的质子守恒式:
电荷守恒 - 物料守恒=质子守恒。
c(H+)水=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
所以c(OH-)水=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
即:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
课堂检测
请写出NH4Cl,CH3COONa,NaHCO3溶液中的存在的离子平衡、离子浓度相对大小、和三个守恒式。
质子守恒:
电荷守恒:
物料守恒:
离子浓度大小关系:
离子平衡:
感谢聆听
每天进步一点点,每天努力不止一点点。
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