内容正文:
第3章
物质在水溶液中的行为
第3章 物质在水溶液中的行为
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第2课时 盐类的水解
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强酸强碱
强酸弱碱
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强碱弱酸
弱酸弱碱
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中性
碱性
酸性
不确定
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水溶液
离子
弱电解质
水的电离平衡
增大
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否
是
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课 时 精 练(十七)
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[素养发展目标] 1.认识盐类水解的原理。2.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡,能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡。
一、盐溶液的酸碱性
1.常见的盐
(1)________盐:包括硫酸、盐酸、硝酸等强酸的钠盐、钾盐、钡盐等,如NaCl、K2SO4、Ba(NO3)2等。
(2)________盐:包括硫酸、盐酸、硝酸等强酸的可溶性铜盐、铝盐、铁盐以及铵盐等,如Cu(NO3)2、CuSO4、AlCl3、Fe2(SO4)3、NH4Cl等。
(3)________盐:包括碳酸、亚硫酸、氢硫酸、磷酸、醋酸等弱酸的钠盐、钾盐等,如K2CO3、Na2SO3、Na3PO4、Na2S、CH3COONa等。
(4)________盐:包括碳酸、亚硫酸、氢硫酸、磷酸、醋酸等弱酸的可溶性铵盐等,如NH4HCO3、CH3COONH4、NH4HSO3等。
2.盐的类型与盐溶液的酸碱性的关系
盐的类型
强酸
强碱盐
强碱
弱酸盐
强酸
弱碱盐
弱酸
弱碱盐
溶液的
酸碱性
____
____
____
______
名师提醒
弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸与弱碱的相对强弱,若强弱程度相当,则呈中性,如CH3COONH4溶液呈中性,而NH4HCO3溶液呈碱性。
二、盐类的水解
1.盐类水解的定义
在______中,盐电离出的____与水电离出来的____________结合生成________的过程,叫作盐类的水解。
2.盐类水解的实质
盐电离→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(弱酸酸根离子→结合水电离出的____,弱碱阳离子→结合水电离出的______))→生成弱电解质(弱酸或弱碱)并建立平衡→破坏了____________→水的电离程度____→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
H+或OH-
H+
OH-
3.盐类水解的规律
盐的
类型
实例
是否
水解
发生水解
的离子
溶液的
酸碱性
溶液的pH
(25℃)
强酸强
碱盐
NaCl、KNO3
__
—
中性
pH=7
强酸
弱碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
__
NHeq \o\al(+,4)、Cu2+
酸性
pH<7
盐的
类型
实例
是否
水解
发生水解
的离子
溶液的
酸碱性
溶液的pH
(25℃)
弱酸
强碱盐
CH3COONa、
Na2CO3
__
CH3COO-、
COeq \o\al(2-,3)
碱性
pH>7
弱酸
弱碱盐
CH3COONH4、
(NH4)2CO3
__
CH3COO-、
COeq \o\al(2-,3)、NHeq \o\al(+,4)
视阴、阳离
子的水解
程度而定
视水解的
结果而定
4.盐类水解反应的特征
三、水解平衡常数
1.水解平衡常数
(1)符号:Kh
(2)表达式:对于A-+H2OHA+OH-
Kh=eq \f(c平(HA)·c平(OH-),c平(A-))。
对于B++H2OBOH+H+
Kh=eq \f(c平(BOH)·c平(H+),c平(B+))。
(3)意义:Kh表示水解反应趋势的大小,Kh数值越大,水解趋势越大。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=eq \f(c平(CH3COOH)·c平(OH-),c平(CH3COO-))
=eq \f(c平(CH3COOH)·c平(OH-)·c平(H+),c平(CH3COO-)·c平(H+))
=eq \f(c平(OH-)·c平(H+),\f(c平(CH3COO-)·c平(H+),c平(CH3COOH)))=eq \f(Kw,Ka)
因而Ka(或Kb)与Kw的定量关系为:
(1)Ka·Kh=Kw(或Kb·Kh=Kw);
(2)Na2CO3的水解常数Kh=eq \f(Kw,Ka2);
(3)NaHCO3的水解常数Kh=eq \f(Kw,Ka1)。
1.下列物质的水溶液呈碱性的是( )
A.CH3COOH
B.CH3COONa
C.CH3CH2OH
D.NH4Cl
B
2.常温下,pH均为5的NH4Cl溶液和盐酸中,由水电离出的H+浓度( )
A.一样大
B.前者大
C.后者大
D.无法判断
B [NH4Cl溶液中NHeq \o\al(+,4)发生水解:NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,即NHeq \o\al(+,4)结合H2O电离出来的OH-生成NH3·H2O,促进了水的电离,故c水(H+)=1×10-5mol·L-1;而盐酸中HCl电离出来的H+抑制水的电离,c水(H+)=c水(OH-)=1×10-9mol·L-1,则NH4Cl溶液中由水电离出的H+浓度比盐酸中的大。]
3.已知常温下CH3COOH的电离平衡常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1,求CH3COO-的水解平衡常数。
答案: CH3COO-+H2OOH-+CH3COOH
Kh=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(1.0×10-14 mol2·L-2,1.7×10-5 mol·L-1)≈5.9×10-10 mol·L-1
探究一 盐类水解的原理及规律
现有S2-、SOeq \o\al(2-,3)、NHeq \o\al(+,4)、Al3+、HPOeq \o\al(2-,4)、Na+、SOeq \o\al(2-,4)、[Al(OH)4]-、Fe3+、HCOeq \o\al(-,3)、Cl-等离子。
(1)在水溶液中,离子水解呈碱性的是哪些?
提示: 弱酸酸根离子水解溶液显碱性,部分弱酸的酸式酸根离子若水解程度大,则溶液也显碱性,即S2-、SOeq \o\al(2-,3)、HPOeq \o\al(2-,4)、[Al(OH)4]-、HCOeq \o\al(-,3)水解呈碱性。
(2)在水溶液中,离子水解呈酸性的是哪些?
提示: NHeq \o\al(+,4)、Al3+、Fe3+属于弱碱的阳离子,水解后溶液呈酸性。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有哪些?
提示: Na+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)既能在强酸性溶液中存在又能在强碱性溶液中存在。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有哪些?
提示: HPOeq \o\al(2-,4)、HCOeq \o\al(-,3)属于弱酸的酸式酸根离子,既能与强酸反应又能与强碱反应。
1.盐类水解的规律及溶液的酸碱性
(1)盐类水解的规律
①“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸酸根离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
②“越弱越水解”——弱酸酸根离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
③“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸酸根离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
④“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
(2)常见能水解的离子
弱碱阳离子:NHeq \o\al(+,4)、Al3+、Fe3+、Cu2+等;
弱酸酸根离子:COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,3)、S2-、HS-、ClO-、CH3COO-、F-等。
2.弱酸酸式盐水解的规律
弱酸酸式盐水解,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)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaH2PO4等。
(2)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、Na2HPO4等。
1.下列物质的水溶液因溶质水解呈酸性的是( )
A.FeCl3
B.Na2CO3
C.CH3COOH
D.KHSO4
A [FeCl3溶液中Fe3+水解使溶液呈酸性,Na2CO3溶液中COeq \o\al(2-,3)水解使溶液呈碱性,CH3COOH因为电离使溶液呈酸性,KHSO4不水解,因电离使溶液呈酸性,故选A。]
3.NaHS溶液中,HS-的水解方程式:HS-+H2OH3O++S2-,对吗?
提示: 不对,该式子为电离方程式。
探究二 盐类水解方程式的书写
1.盐类的水解反应方程式为什么用“”连接?
提示: 水解反应进行程度一般很小。
2.多元弱酸的酸根离子水解反应方程式是一步完成吗?
提示: 不是,分步进行。
1.水解反应离子方程式书写的一般模式
弱酸酸根(或弱碱阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
(1)一般盐类水解程度很小,水解产物的量很小,通常不生成沉淀和气体,反应产物也不发生分解,因此盐类水解反应的离子方程式中不标“↓”或“↑”,也不把反应产物(如NH3·H2O、H2CO3等)写成其分解产物的形式。
(2)盐类水解是可逆反应,是酸碱中和反应的逆反应,而酸碱中和反应一般趋于完全,故盐的水解反应是微弱的,盐类水解反应的离子方程式一般不写“===”而写“”。
2.不同类型盐水解的离子方程式
一元强碱
弱酸盐
如CH3COONa:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
一元强酸
弱碱盐
如NH4Cl:NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+
多元强碱
弱酸盐
(正盐)
多元强碱弱酸盐水解是分步进行的,应分步书写,水解程度主要取决于第一步反应,如Na2CO3:COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-(主要),HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-(次要)
多元强碱
弱酸盐
(酸式盐)
如NaHCO3:HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
多元强酸
弱碱盐
多元强酸弱碱盐水解也是分步进行的,由于中间过程复杂,中学阶段仍写成一步,如CuCl2:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
弱酸弱
碱盐
弱酸弱碱盐中阴阳离子水解相互促进:
①NHeq \o\al(+,4)与HCOeq \o\al(-,3)、COeq \o\al(2-,3)、CH3COO-等水解相互促进的程度较小,仍是部分水解,如:NHeq \o\al(+,4)+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O
②Al3+和COeq \o\al(2-,3)或HCOeq \o\al(-,3)等水解相互促进的程度很大,水解反应可进行到底,生成气体和沉淀,如:Al3++3HCOeq \o\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑
2.下列离子方程式中属于盐类水解反应的是( )
①NH3+H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-
②HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
③HCOeq \o\al(-,3)+H2OH3O++COeq \o\al(2-,3)
④Fe3++3HCOeq \o\al(-,3)Fe(OH)3↓+3CO2↑
⑤NHeq \o\al(+,4)+2H2ONH3·H2O+H3O+
A.②④⑤
B.②③④⑤
C.①③⑤
D.①②③⑤
A [①NH3+H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-表示氨气与水反应生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,不属于盐类水解反应;②HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-表示HCOeq \o\al(-,3)水解生成H2CO3和OH-,属于盐类水解反应;③HCOeq \o\al(-,3)+H2OH3O++COeq \o\al(2-,3)表示HCOeq \o\al(-,3)的电离过程,不属于盐类水解反应;④Fe3++3HCOeq \o\al(-,3)Fe(OH)3↓+3CO2↑表示Fe3+和HCOeq \o\al(-,3)发生相互促进的双水解反应,属于盐类水解反应;⑤NHeq \o\al(+,4)+2H2ONH3·H2O+H3O+表示铵根离子水解生成一水合氨和水合氢离子,属于盐类水解反应;则属于盐类水解反应的是②④⑤。]
1.下列各反应的化学方程式中,属于水解反应的是( )
A.HCOeq \o\al(-,3)+H2OCOeq \o\al(2-,3)+H3O+
B.POeq \o\al(3-,4)+2H2OH2POeq \o\al(-,4)+2OH-
C.CO2+H2OH2CO3
D.COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-
D [A项为电离方程式;B项POeq \o\al(3-,4)水解分步进行,即POeq \o\al(3-,4)+H2OHPOeq \o\al(2-,4)+OH-、HPOeq \o\al(2-,4)+H2OH2POeq \o\al(-,4)+OH-;C项属于化合反应;D项为水解反应的离子方程式。]
2.在常温下,纯水中存在电离平衡:H2OH++OH-,如要使水的电离程度增大,并使c平(H+)增大,应加入的物质是( )
A.NaHSO4
B.KAl(SO4)2
C.NaHCO3
D.CH3COONa
B [NaHCO3溶液、CH3COONa溶液呈碱性,溶液中c平(H+)减小,C、D项不符合题意;NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,A项不符合题意;KAl(SO4)2电离出的Al3+水解,能促进水的电离,使溶液中c平(H+)增大,B项符合题意。]
3.在相同温度、浓度条件下,6种盐溶液的pH由小到大的排列顺序如图所示。
图中①②③可能分别是( )
A.NH4NO3、(NH4)2SO4、CH3COONa
B.CH3COONH4、NH4Cl、CH3COONa
C.(NH4)2SO4、NH4Cl、NaHSO3
D.(NH4)2SO4、NH4NO3、NaHCO3
D [pH:NH4NO3>(NH4)2SO4,因为后者c平(NHeq \o\al(+,4))大,水解产生的c平(H+)大,A项错误;pH:CH3COONH4>NH4Cl,因为CH3COO-水解呈碱性,NHeq \o\al(+,4)水解呈酸性,发生中和,前者c平(H+)小、pH大,B项错误;pH:NaHSO3<NaNO3,因为HSOeq \o\al(-,3)的电离程度大于水解程度,呈酸性,C项错误;D项正确。]
4.有下列八种物质的溶液:①NaCl,②NH4Cl,③Na2CO3,④CH3COONa,⑤CH3COOH,⑥NaHCO3,⑦Cu(NO3)2,⑧CH3COONH4回答下列问题:
(1)溶液呈酸性的有________________(填序号,下同),呈碱性的有____________________,呈中性的有________________。
(2)写出②③⑦水解的离子方程式:_____________________________;
_____________________________________________________________;
_____________________________________________________________。
(3)等浓度的④⑥两种溶液的pH________________(填“前者”或“后者”)大。
(4)等浓度的④⑤⑧三种溶液中CH3COO-浓度最小的是____________。
答案: (1)②⑤⑦ ③④⑥ ①⑧ (2)NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+ COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-、HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH- Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ (3)后者 (4)⑤
$