内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
3.3-2 影响盐类水解的主要因素及盐类水解常数的应用
1
课 前 测
(1)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性( )
(2)某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应( )
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同( )
(4)CH3COONH4水溶液呈中性,溶液中的c(H+)=c(OH-)( )
×
√
√
×
1、判断题
2.有下列盐溶液:①KNO3 ②AgNO3 ③K2CO3 ④FeCl3 ⑤K2SO4 ⑥NaClO ⑦NH4Cl
呈酸性的是________,呈碱性的是________,呈中性的是________。
①⑤
③⑥
②④⑦
3、写出下列物质发生水解反应的离子方程式,并指明水溶液的酸碱性:
(1)Na2S:_____________________________________________________。
(2)CuSO4:__________________________________。
(3)CH3COONa:________________________________________。
(4)Fe2(SO4)3:__________________________________。
(5)NH4NO3:__________________________________。
课 前 测
问题讨论
同浓度Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,滴入酚酞后变红的程度为何不同?
Na2CO3溶液水解程度大,更易与水电离的H+结合;
Na2CO3水解出
NaHCO3 水解出H2CO3
Na2CO3溶液
NaHCO3 溶液
经查其电离常数<H2CO3
说明酸性比H2CO3弱
热Na2CO3溶液去污效果更好,温度对盐类水解如何影响?还有哪些因素会影响盐类水解?
4
素养要求
1.了解影响盐类水解的因素,分析外界条件对盐类水解的影响。
2.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用。学会设计探究方案,进行实验探究。
5
1
影响盐类水解的主要因素
6
任务一 影响盐类水解的主要因素
【实验探究】实验探究影响FeCl3水解平衡的因素(P71)
实验序号 影响因素 实验步骤 实验现象
① 盐的浓度 加入FeCl3固体,再测溶液pH 溶液颜色变 ,pH 。
② 溶液的
酸碱度 加盐酸后,测溶液的pH 溶液颜色变 ,pH 。
③ 加入少量NaOH溶液 产生 色沉淀
④ 温度 升高温度 溶液颜色变 ,pH 。
任务一 影响盐类水解的主要因素
FeCl3水解的离子方程式: ,填写下表:
【探究分析】
Fe3++3H2O ⇋ Fe(OH)3+3H+
深
深
变小
变小
变小
红褐
浅
任务一 影响盐类水解的主要因素
【探究讨论】
①加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向正反应方向移动;
③加入NaOH溶液后,c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动;
④升温,水解平衡向正反应方向移动。
(1)用平衡移动原理对①③④中的实验现象进行解释。
【特别提醒】盐类的水解平衡移动,符合勒夏特列原理。
FeCl3溶液的浓度、温度及溶液的酸碱性等。
(3)通过以上实验探究,影响FeCl3水解平衡的因素主要有哪些?
升温,能促进FeCl3的水解,因此,该反应为吸热反应。
(2)根据④中现象,判断FeCl3水解反应是吸热反应还是放热反应?
MgCl2 (aq) AlCl3 (aq)
任务一 影响盐类水解的主要因素
1. 影响盐类水解平衡的因素
例:Na2CO3溶液中
②多元弱酸正盐的水解,水解反应第一步远远大于第二步,且第一步水解产生的OH-对第二步水解有抑制作用。
例:酸性:HF>CH3COOH,
则:水解程度:NaF<CH3COONa。
①主要因素——盐本身的性质,“越弱越水解”
(1)内因
CO32-+H2O⇌HCO3- +OH- (主要)
HCO3- +H2O⇌H2CO3 +OH- (微弱)
不同弱酸对应的盐
不同弱碱对应的盐
对应的碱
酸 性
Mg(OH)2 Al(OH)3
<
>
任务一 影响盐类水解的主要因素
(2)外因
符合勒夏特列原理
温度
浓度
酸碱性
水解反应是吸热反应,升温水解程度增大。
增加盐溶液浓度,水解平衡向右移动,水解程度变小;
加水稀释盐的溶液,水解程度增大。
(越稀越水解)
加H+促进弱酸阴离子的水解;抑制弱碱阳离子的水解。
加OH-促进弱碱阳离子的水解;抑制弱酸阴离子的水解。
(越热越水解)
“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
任务一 影响盐类水解的主要因素
(1)等浓度的(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液,的水解程度一样( )
(2)将碳酸钠溶液加水稀释,水解程度会增大,所以其c(OH-)增大( )
(3)对于Na2CO3溶液,加水稀释或加入少量Na2CO3固体,均使Na2CO3的水解平衡向正反应方向移动( )
(4)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,水解平衡左移,pH减小( )
√
×
×
×
√
【正误判断】
任务一 影响盐类水解的主要因素
【分析讨论】
向右
减小
减小
增大
向右
减小
增大
增大
向右
减小
减小
增大
向左
增大
增大
减小
向左
增大
减小
减小
向右
减小
减小
增大
c(CH3COO-)
c(OH-)
向右
增大
增大
减小
任务一 影响盐类水解的主要因素
2.两种不同电性离子的双水解
例:Al 3+ + 3HCO3– =Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑
(1)不完全双水解:两离子水解相互促进,但仍部分水解,可逆的,阴阳离子仍能在溶液中大量共存,如NH4+与S2-、HCO3- 、CO32-、CH3COO–
(2)完全双水解:水解进行完全,用“ = ”、“↑”、“↓”。阴、阳离子不能在溶液中大量共存:
不能在溶液中大量共存的组合:
①Al3+ 与 AlO2-、CO32-、HCO3- 、 HS-、S2-、ClO、SiO32-
② Fe3+ 与 AlO2-、CO32-、HCO3-
③ NH4+ 与 SiO32-、AlO2-
说明:(Fe3+ 与 S2- 、HS-)主要发生氧化还原反应
盐类水解常数及应用
2
15
任务二 盐类水解常数及应用
请写出水溶液中CH3COONa水解反应离子方程式:
该可逆反应符合勒夏特列原理,试写出该反应平衡常数( Kh )的表达式
只与温度有关
Kh=
c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-)
盐的水解常数
CH3COO +H2O ⇌ CH3COOH+OH
【分析讨论】
1. 盐的水解常数
(1)概念:
Kh =
Kh =
盐的水解反应的平衡常数,用Kh 表示
(2)表达式:
若MA为强碱弱酸盐,A 水解:A +H2O ⇌ HA+OH
若MA为强酸弱碱盐,M水解:M+H2O⇌MOH+H
(3)意义:
(4)影响因素:
Kh 数值越大,水解程度越大
只受温度影响,升温,Kh增大
任务二 盐类水解常数及应用
交流讨论
(1)若常温下弱酸HA的电离平衡常数为Ka,水的离子积常数为Kw。请分析水溶液中NaA的Kh与Ka和Kw间的关系。
Ka=
Kh=
Ka Kh = ·
=Kw
=
Ka Kh =Kw
(2)水的离子积常数为Kw,二元弱酸H2CO3的电离常数为Ka1、Ka2,则分别分析NaHCO3、Na2CO3的Kh与Ka和Kw间的关系。
Na2CO3溶液:Kh1=; NaHCO3溶液:Kh2=
c(A-)·c(H+)
c(HA)
c(HA)·c(OH-)
c(A-)
任务二 盐类水解常数及应用
2. 盐类水解常数(Kh)的应用
(1)判断盐溶液酸碱性强弱(水解程度大小)
已知常温下Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),
则同浓度的下列四种溶液的pH由大到小的顺序为________________。
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③NaClO溶液 ④CH3COONa溶液
①>③>②>④
Kh=或Kh=,Ka或Kb越小,Kh越大,对应盐溶液酸、碱性越强
Kh分别为
越弱越水解
任务二 盐类水解常数及应用
①强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液呈酸性。
NaHSO4=Na++H++SO42-;
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:
水解平衡:
溶液的酸碱性取决于电离和水解程度的相对大小,即Ka2和的相对大小。
(2)判断酸式盐的酸碱性
HA- ⇌ A2-+H+
HA-+H2O ⇌ H2A+OH-
任务二 盐类水解常数及应用
(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。
典例剖析
已知常温下H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,H2SO3的电离常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8试分析NaHCO3溶液呈 性,NaHSO3溶液呈 性,分析原因。
的电离程度小于水解程度,即Ka2<,类似离子HS-、;
的电离程度大于水解程度,即Ka2>,类似离子。
碱
酸
任务三 盐类水解的应用
( 4)比较盐溶液中离子种类的多少
将0.1 mol下列物质置于1 L水中充分搅拌后,溶液中阴离子种类最多的是( )
A. KCl B. Na3PO4 C. Na2CO3 D. MgSO4
B
( 5)判定离子能否大量共存:
Al3+ 与 AlO2–
Al3+ 与 HCO3–
Fe3+ 与 AlO2- Fe3+ 与CO32- Fe3+ 与 HCO3- Fe3+ 与S2–
Al3+ 与 S2–
Al3与 CO32–
(6)某些盐溶液的配制、保存
①在配制FeCl3、Al(NO3)3、CuSO4、SnCl2等溶液时,为防止水解,常先将盐溶于少量__________中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
②Na2SiO3、Na2CO3、NaAlO2等碱性溶液不能贮存在___________塞
的试剂瓶中。
磨口玻璃
相应的酸
任务三 盐类水解的应用
(7)判断蒸干盐溶液所得固体的成分
Al2(SO4)3盐溶液:
蒸干所得固体
盐酸易挥发
AlCl3盐溶液:
AlCl3+3H2O ⇌ Al(OH)3+3HCl
Al2(SO4)3+6H2O ⇌ 2Al(OH)3+3H2SO4
Al2(SO4)3
蒸干所得固体
硫酸难挥发
2Al(OH)3 ==Al2O3 + 3H2O
△
【思维建模】
任务三 盐类水解的应用
蒸干灼烧
弱碱易挥发性酸盐
弱碱难挥发性酸盐
蒸干灼烧
氧化物固体
同溶质固体
1.如何通过FeCl3 溶液制得FeCl3 固体?
2.加热AlCl3·6H2O 可以得AlCl3 ?
在蒸发溶液过程中不断通入HCl气体
在干燥的HCl气流中加热
溶液蒸干 固体物质
NaHCO3、Na2CO3
Mg(HCO3)2、MgCO3
(NH4)2CO3或NH4HCO3
Ca(HCO3)2
FeCl3
Na2SO3
Fe2O3
MgO
Na2CO3
CaO
Na2SO4
完全分解
练习:判断加热蒸干灼烧盐溶液所得固体的成分。
任务三 盐类水解的应用
【解释事实】(1)FeCl3、KAl(SO4)2·12H2O等可作净水剂
Al3+ + 3H2O ⇌Al(OH)3 (胶体) + 3H+
Fe3+ + 3H2O ⇌Fe(OH)3 (胶体) + 3H+
(2)泡沫灭火器的原理
Al2(SO4)3 和 NaHCO3溶液:
Al 3+ + 3HCO3– = Al(OH)3 ↓ + 3CO2 ↑
Al 3+ + 3H2O ⇌Al(OH)3 + 3H +
HCO3– + H2O ⇌ H2CO3 + OH –
速度快
耗盐少
混合前
混合后
塑料内筒装有Al2(SO4)3溶液
外筒装有NaHCO3溶液
任务三 盐类水解的应用
(3)某些化学肥料不能混合使用。如铵态氮肥(含NH4+的盐)不能与草木灰(主要成分K2CO3)混合使用。
CO32-+H2O ⇌HCO3- +OH-,
HCO3-+H2O ⇌ H2CO3 +OH-,
NH4++H2O ⇌NH3·H2O+ H+,
混施后,使两种盐的水解平衡地向右移动,以至生成大量的NH3·H2O,进一步分解成NH3逸出了,从而降低了肥效。
任务三 盐类水解的应用
(4)热的纯碱液去油污效果好加热能促进纯碱Na2CO3水解,产生的c(OH-)较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下水解更完全。
(5)在NH4Cl溶液中加入Mg粉,为何有H2放出?
NH4++H2O ⇌NH3·H2O+H+
Mg+2H+ = Mg2+ +H2↑
Mg+2NH4+=Mg2++2NH3↑+H2↑
任务三 盐类水解的应用
(6)利用盐类水解除杂
实例:不纯的KNO3溶液中常含有杂质Fe3+,可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3+;除去CuCl2溶液中的Fe3+时,向溶液中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。
原理:在除去含有某些弱碱金属阳离子的杂质时,可加入适当的试剂或促进该离子彻底水解生成氢氧化物沉淀,然后过滤除去。
典例剖析
任务三 盐类水解的应用
(2025高二上·湖北黄冈·阶段练习)化学与生产、生活密切相关,下列事实与盐类的水解无关的是( )
A.用热的纯碱溶液洗涤餐具上的油污
B.用硫单质处理水银
C.草木灰与铵态氮肥不能混合使用
D.用可溶性的铁盐作净水剂
B
课堂小结
影响盐类水解的因素
内因:
外因:符合勒夏特列原理:
越弱越水解
①温度:越热越水解
②浓度:越稀越水解
③加入酸或碱:可促进或抑制盐的水解
盐类水解的应用
①判断盐溶液的酸碱性
②比较盐溶液中离子种类的多少
③判定离子能否大量共存
④某些盐溶液的配制、保存
⑤判断蒸干盐溶液所得固体的成分
⑥解释事实
⑦利用盐类水解除杂
当 堂 练 习
3
30
任务四 限时训练
1.(2025·福建泉州期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.加热蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3
B.已知反应C6H5C2H5(g) ⇌C6H5C2H3(g) + H2(g) ,恒压下加入惰性气体能增大C6H5C2H5的平衡转化率
C.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色变深
D.配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,然后再加水稀释
C
任务四 限时训练
2.(2025·四川德阳二模)下列装置或操作能达到实验目的的是( )
A.图①:除去铁屑表面的油污
B.图②:探究Fe3+与I-的反应是否可逆
C.图③:比较Na2CO3与NaHCO3固体的热稳定性
D.图④:探究压强对H2(g) + I2(g)⇌2HI(g)化学平衡的影响
A
任务四 限时训练
3.(2025·广东期中)Na2S可用于制备硫化染料,一种利用Na2SO4制备硫化钠粗品的工艺如图所示,下列说法不正确的是( )
A.Na2S的电子式为
B.Na2SO4和NaOH均为含有共价键的离子化合物
C.“过滤1”若在实验室中进行,则需要的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等
D.加入稀NaOH溶液和浓NaOH溶液的主要目的均是抑制Na2S水解
D
任务四 限时训练
4.(2025·湖南岳阳期末)实验测得0.5mol/L CH3COONa 溶液、0.5mol/L CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.随温度升高,CH3COONa溶液中CH3COO-水解程度增大,会生成更多OH-
B.随温度升高,水中的c(H+)与c(OH-)始终相等
C.随温度升高,CuSO4溶液的水解平衡正向移动
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,都是主要因为温度升高水的离子积常数增大导致的
D
(5)加热CH3COONa溶液,溶液中将减小( )
$