内容正文:
第三节 盐类的水解
二、影响盐类水解的因素
1、【探究】——反应条件对FeCl3水解平衡的影响
【提出问题】
(1)FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出FeCl3发生水解的离子方程式。
(2)从反应条件考虑,影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些?
【实验探究】
现有以下实验用品:
试管、试管夹、试管架、胶头滴管、pH计、药匙、酒精灯、火柴;
0.01 mol/L FeCl3溶液、FeCl3晶体、浓硫酸。
请根据所提供的实验用品(可自行增加),参照下表设计实验,完成实验并记录现象。应用平衡移动原理对实验现象进行解释。
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
温度
反应物的浓度
生成物的浓度
【结果和讨论】
总结温度、浓度对FeCl3水解平衡的影响,并与同学讨论。
【解读】
(1)实验设计:
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
温度
向甲、乙两支试管中分别加入5ml0.01 mol/LFeCl3溶液,加热甲试管一段时间,测定两支试管中溶液的pH,对比观察溶液颜色的变化
甲试管中溶液的颜色明显加深,溶液的pH减小
水解过程是吸热的,加热使水解平衡向正反应方向移动,生成更多的Fe(OH)3,颜色加深,c(H+)增大,pH减小
反应物的浓度
向甲、乙两支试管中分别加入10ml0.01 mol/LFe2(SO4)3溶液,向甲试管中加入少量Fe2(SO4)3晶体,振荡、静置,对比观察溶液颜色的变化
甲试管中溶液的颜色加深
增大硫酸铁浓度,水解平衡向正反应方向移动,溶液的颜色加深
生成物的浓度
向甲、乙两支试管中分别加入10ml0.01 mol/LFe2(SO4)3溶液,向甲试管中加入少量浓硫酸,振荡、静置,对比观察溶液颜色的变化
甲试管中溶液的颜色变浅
增大硫酸浓度,水解平衡向逆反应方向移动,溶液的颜色变浅
(2)注意:
最新版教材,考虑阴离子对实验的影响将FeCl3改为Fe2(SO4)3溶液。在其他条件相同时,升高温度或增大反应物的浓度,Fe2(SO4)3的水解平向正反应方向移动;在其他条件相同时,增大生成物的浓度,Fe2(SO4)3的水解平衡向逆反应方向移动。
2.影响盐类水解的因素
(1)内因—反应物本身性质:
盐类水解程度的大小主要由盐的性质所决定的,盐与水作用生成弱电解质(弱酸或弱碱)的倾向越大,对水电离平衡的影响越大,水解程度越大。也就是说生成弱电解质越难电离(电离常数越小),水解程度越大。如:CH3COOH、H2CO3、HCO的电离常数依次减小,CH3COO-、HCO、CO的水解程度依次增大,其溶液的pH依次增大。
(2) 外因
①温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
②浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
③酸碱性:向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。
因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
浓度
增大
右移
减小
增大
减小(即稀释)
右移
增大
减小
外加酸、碱
酸
弱碱阳离子的水解程度减小
碱
弱酸根离子的水解程度减小
外加其他盐
水解形式相同的盐
相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的盐
相互促进[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
即学即练
1.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
【答案】D
【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。
2.下列关于盐类水解的说法错误的是( )
A.在纯水中加入能水解的盐一定能促进水的电离
B.同温下,等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液,NaHCO3溶液的pH大
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3能抑制N水解
D.加热CH3COONa溶液,溶液中的值将减小
【解析】盐类水解促进水的电离,A项正确;同温下,等浓度的Na2CO3和NaHCO3中,C水解程度大于HC,所以Na2CO3溶液的碱性强,B项错误;N水解使溶液显酸性,加入HNO3能抑制N的水解,C项正确;加热CH3COONa溶液,CH3COO-水解程度增大,c(CH3COO-)减小,c(Na+)不变,则的值变小,D项正确。答案:B
3.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HZ、HY B.HX、HY、HZ
C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
【答案】B
【解析】利用盐类水解规律“越弱越水解,谁强显谁性”,结合同浓度三种酸对应的钠盐的溶液的pH可推知,碱性越强则对应的酸越弱。
4.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
【答案】B
【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,①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.等物质的量浓度的下列溶液中c(NH)由多到少的关系正确的是( )
①NH4Cl ②NH4HSO4 ③CH3COONH4 ④NH4Al(SO4)2 ⑤NH3·H2O ⑥(NH4)2SO4
A.①②③④⑤⑥ B.④⑥②①③⑤
C.②①③④⑤⑥ D.⑥②④①③⑤
【答案】D
【解析】①NH4Cl ===NH+Cl-;②NH4HSO4===NH+H++SO;③CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,促进NH的水解;④NH4Al(SO4)2===NH+Al3++2SO,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,抑制NH水解;⑤NH3·H2ONH+OH-,NH3·H2O只有少部分电离;⑥(NH4)2SO4===2NH+SO;故溶液中c(NH)由多到少的顺序为⑥②④①③⑤。
6.在反应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气体
C.加入适量的NaOH溶液 D.加入固体AlCl3
【答案】C
【解析】盐类的水解存在一个平衡状态,当条件发生变化时,平衡可能发生移动,状态发生改变。A、C、D项都可促使水解平衡向水解方向移动,B项抑制水解反应的进行。采取措施后,使溶液的pH增大的是C项。
7.在空气中直接蒸发下列盐的溶液:①Fe2(SO4)3;②Na2CO3;③KCl;④CuCl2;⑤NaHCO3。可以得到相应盐的晶体(可以含有结晶水)的是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.②④ D.①③④⑤
【答案】A
【解析】①加热Fe2(SO4)3溶液时虽发生水解,但硫酸难挥发,蒸发Fe2(SO4)3溶液可得到Fe2(SO4)3晶体,故正确;②加热Na2CO3溶液水解生成NaOH,但NaOH和空气中的CO2反应又得到Na2CO3晶体,故正确;③KCl性质稳定,加热其溶液可得到KCl晶体,故正确;④加热CuCl2溶液水解生成氢氧化铜和HCl,HCl易挥发,得到氢氧化铜晶体,故错误;⑤NaHCO3不稳定,加热易分解生成Na2CO3,故错误。
8.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得到FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
【答案】D
【解析】A项不恰当,因为NaHCO3加热易分解;B、C项也不恰当,因为AlCl3与FeCl3在加热蒸发的情况下,分别发生反应:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,由于HCl挥发,水解趋于完全,最终得到的是Al(OH)3和Fe(OH)3。
9.下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少,能得到较纯净的原溶质的是( )
①CuSO4 ②FeSO4 ③Ca(HCO3)2 ④NH4HCO3 ⑤KMnO4 ⑥FeCl3
A.全部 B.仅①②
C.仅①⑤ D.仅①
【答案】D
【解析】①CuSO4溶液水解生成氢氧化铜和硫酸,硫酸是难挥发性酸,故加热蒸干至质量不再减少时,能得到较纯净的原溶质;②FeSO4具有还原性,加热时Fe2+被氧化为Fe3+;③Ca(HCO3)2受热分解生成碳酸钙、二氧化碳和水,加热蒸干至质量不再减少时,能得到较纯净的碳酸钙;④NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O和CO2,得不到原溶质;⑤KMnO4加热到质量不变时分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,得不到原溶质;⑥FeCl3溶液水解生成氢氧化铁和氯化氢,加热时,氯化氢挥发促进FeCl3水解得到氢氧化铁,得不到
10.9.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HSO
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH、I-、NO
C.FeCl3溶液:K+、Na+、SO、AlO
D.常温下,=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、K+、SiO、NO
【答案】D
【解析】A中H+与HSO不能共存;B中NO在酸性条件下具有强氧化性,可氧化I-,不能共存;C中Fe3+与AlO相互促进强烈水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3,不能共存;D中溶液为碱性,离子可共存。
三、 盐类水解的应用
1.在化学实验中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
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-、AlO;Fe3+与HCO、CO、AlO;NH与AlO、SiO因相互促进水解强烈而不能大量共存
判断中和反应至中性的试剂用量
如NH3·H2O与HCl反应至中性,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
2.在生产生活中的应用
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得混合施用
除锈剂
NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,原理为NH+H2O
NH3·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
3. 盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
大多数盐溶液蒸干灼烧后可以得到相应的盐,以下常见的三类盐溶液蒸干得不到相应的盐
(1)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干后一般得到对应的弱碱,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若灼烧则会生成Al2O3、Fe2O3。
(2)考虑盐受热时是否分解。因为Ca(HCO3)2、NaHCO3、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaO;NaHCO3→Na2CO3;NH4Cl→NH3+HCl。
(3)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4;FeSO4溶液蒸干得到Fe2(SO4)3。
4. 水解常数及其应用
(1)盐的水解常数表达式
以CH3COONa为例
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=,只与温度有关。
(2)与对应弱酸电离常数的关系
Ka=
所以,Kh·Ka=Kw或Kh=。
由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小,其生成的盐水解程度就越大。
(3)二元弱酸对应盐的水解常数
二元弱酸H2CO3的电离常数为Ka1、Ka2,则Na2CO3的水解常数Kh为,NaHCO3的水解常数为。
即学即练
1.下列说法正确的是( )
A.AlCl3溶液和NaAlO2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C.用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3+
D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
【答案】C
【解析】AlCl3溶液和NaAlO2溶液的水解方程式分别为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,NaAlO2+2H2OAl(OH)3+NaOH,加热促进水解,由于盐酸是挥发性酸,因此前者最终产物为Al2O3,后者仍为NaAlO2,选项A错;很显然所配得的FeCl3溶液中混有杂质SO,选项B错;由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,升高温度可促进水解而产生沉淀,从而除去Fe3+杂质,选项C正确;为了加快产生CO2气体的速率,泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸氢钠和硫酸铝,选项D错。
2.将下列物质配成的溶液蒸干灼烧,最后仍能得到该物质的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A. 不稳定,易被氧气氧化生成铁盐,所以得不到原来物质,故A错误;
B. 不稳定,受热易分解生成碳酸钠,所以蒸干、灼烧碳酸氢钠溶液时得到的是碳酸钠,故B错误;
C. 较稳定,受热不易分解,蒸干溶液时仍然得到原来溶质,故C正确;
D. 不稳定,受热易分解,蒸干灼烧全部分解,故D错误;
故选C。
3.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溶液中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的原理: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)
【答案】C
【解析】加热蒸干Na2CO3溶液,最后得到Na2CO3固体,A错误;镁离子、铁离子均能与OH-反应生成沉淀,所以不能用NaOH除去MgCl2溶液中的Fe3+,B错误;明矾在水中电离出铝离子,铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,C正确;KCl不水解,加热蒸干KCl溶液,最后得到KCl固体,D错误。
4.下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的硫酸
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.用Na2CO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
【答案】C
【解析】AlCl3溶液和Al2(SO4)2溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,前者得到Al2O3,后者得到Al2(SO4)3,所得固体的成分不相同,故A错误;配制FeCl3溶液时,应将FeCl3固体溶解在盐酸中,再加水稀释到所需的浓度,若溶于硫酸,会引入杂质离子SO,故B错误;Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向CuCl2溶液中加入CuO,消耗H+,使上述水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀,达到通过调节pH除去溶液中混有的Fe3+的目的,故C正确;泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3,故D错误。
5.下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.热的纯碱溶液去油污效果好
B.氯碱工业制取烧碱
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.在无色透明溶液中Al3+与HCO不能大量共存
【答案】B
【解析】A.纯碱水解显碱性,加热时水解程度增大,可以加速油污的水解,与盐类水解有关,故A不选;B.工业上用电解饱和食盐水制取烧碱,与盐类水解无关,故B选;C.加热氯化铁溶液颜色变深是因为加热促进了Fe3+的水解,生成了更多红褐色的Fe(OH)3,与盐类水解有关,故C不选;D.Al3+与HCO不能大量共存是因为两种离子水解相互促进,反应完全,与盐类水解有关,故D不选。
6.下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体
②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体
③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体
④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
【答案】B
【解析】Al3+和S2-在水溶液中会彻底水解得不到Al2S3;MgCl2在水溶液中水解,蒸发过程中水解生成的HCl会挥发,最后得到Mg(OH)2而不是MgCl2。
7.化学与生活密切相关,下列与盐类水解有关的是
A.利用烟道气中和碱性废水 B.食醋除水垢
C.作沉淀剂除废水中的 D.明矾净化水
【答案】D
【解析】A.烟道气中常含有二氧化硫气体,能与碱发生反应,可用于环保领域中处理碱性废水,与盐类水解无关,故A不选;B.醋酸的酸性比碳酸强,故醋酸能和碳酸钙反应生成可溶性醋酸钙和二氧化碳和水,从而去水垢,与盐类水解无关,故B不选;C.硫离子与铜离子反应生成硫化铜沉淀,所以可用Na2S除废水中Cu2+,与盐类水解无关,故C不选;D.明矾中Al3+水解生成氢氧化铝胶体,胶体的表面积大,吸附性强,能吸附水中的杂质达到净水的目的,与盐类水解有关,故D选;答案选D。
8.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
【答案】D
【解析】A项不恰当,因为NaHCO3加热易分解;B、C项也不恰当,因为AlCl3与FeCl3在加热蒸发的情况下,分别发生反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,由于HCl挥发,水解趋于完全,最终得到的是Al(OH)3和Fe(OH)3。
课后练习
1.(24-25高二上·湖北黄冈·月考)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
【答案】B
【解析】盐的水解是一个吸热过程,升高温度水解程度增大,则热的纯碱溶液中c(OH-)比冷的纯碱溶液中大,去除油污的效果好,A不符合题意;汞易挥发,汞蒸汽会污染环境,用硫单质处理水银时,发生反应生成不挥发的HgS,与盐类的水解无关,B符合题意;草木灰的主要成分为K2CO3,水解使溶液显碱性,与铵态氮肥中的铵根离子反应生成氨气逸出,从而使肥分损失,所以草木灰等碱性肥料与铵态氮肥不能混合使用,C不符合题意;可溶性的铁盐在水溶液中发生水解,生成氢氧化铁胶体,具有吸附水中悬浮颗粒物的能力,可用作净水剂,D不符合题意;故选B。
2.(24-25高二上·广东广州·期中)K2Cr2O7在水溶液中存在平衡:Cr2O(橙)+H2O2CrO(黄)+2H+,下列说法正确的是
A.该反应是氧化还原反应
B.加入适量NaHSO4固体,平衡逆向移动
C.加入浓NaOH溶液,溶液呈橙色
D.向体系中加入适量水,平衡不移动
【答案】B
【解析】该反应中元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,A项错误;向该溶液中加入NaHSO4固体,NaHSO4在溶液中电离出Na+、H+和SO。则溶液中H+浓度增大,平衡逆向移动,B项正确;向该溶液中加入浓NaOH溶液,OH-和H+中和,c(H+)降低,平衡向正反应方向移动,溶液呈黄色,C项错误;向该溶液中加入水,Cr2O、CrO、H+浓度均降低导致正逆反应速率均减慢,由于生成物系数之和大于反应物系数之和(水是纯液体,其系数不计算在内),所以Q<K,平衡正向移动,D项错误;故选B。
3.(24-25高二上·甘肃·期末)下列有关实验或说法错误的是
A.常温下,用pH试纸测定溶液的pH>7
B.NaOH、、的溶液均呈碱性,可以大量共存
C.在溶液中滴加2滴酚酞溶液显浅红色,微热,红色加深
D.“错把陈醋当成墨,写尽半生纸上酸”中陈醋里的醋酸是弱电解质
【答案】B
【解析】为强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,其pH>7,A正确;NaOH与不能共存:,B错误;为强碱弱酸盐,水解显碱性,盐类的水解是吸热过程,所以加热促进的水解,碱性增强,溶液红色加深,C正确;醋酸是弱酸,在水中能部分电离产生和,属于弱电解质,D正确;故选B。
4.(24-25高二上·河南·期中)在的平衡体系中,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
①加热 ②通入HCl ③加入适量 ④加入溶液
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【答案】A
【解析】①加热促进水解,氢离子浓度增大,但pH减小;②通入HCl,抑制水解,pH减小;③加入适量的KOH(s),H+与KOH反应,则向水解方向移动且使溶液的pH增大;④加入Na2SO4溶液,相当于加水,水解平衡正向移动,氢离子浓度减小,pH增大;故③④符合题意;故答案选A。
5.(24-25高二上·河南新乡·期中)常温下,关于0.1mol/L氯化铵溶液的下列说法中,错误的是
A.加入适量的水,减小,增大
B.该温度下,水的离子积常数
C.生活中,可用该溶液来除铁锈
D.该溶液中一定存在
【答案】A
【分析】NH4Cl溶液中存在:NH4Cl=+Cl-,H2OH++OH-,+H2ONH3·H2O+H+,且稀释电解质溶液对盐类水解起到促进作用,据此分析解题。
【解析】已知NH4Cl溶液中存在: +H2ONH3·H2O+H+,加入适量的水,水解平衡正向移动,根据勒夏特列原理可知,减小,减小,A错误;水的离子积是一个平衡常数,仅仅是温度的函数,故该温度下,水的离子积常数,B正确;由分析可知,NH4Cl溶液显酸性,故生活中,可用该溶液来除铁锈,C正确;根据电解质溶液中的电荷守恒可知,该溶液中一定存在:,D正确;故选A。
6.(24-25高二上·新疆·月考)在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡;S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是
A.加水稀释,平衡正移,HS-浓度增大 B.升高温度,减少
C.稀释溶液,水解平衡常数不变 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】C
【解析】加水稀释,平衡正移,但是HS-浓度减小,故A错误;水解是吸热反应,升温,平衡正向移动,硫氢根离子浓度增大,硫离子浓度减小,所以增大,故B错误;水解平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故C正确;加入氢氧化钠,溶液的碱性增强,溶液pH增大,故D错误;故选C。
7.(24-25高二上·广东江门·期末)溶液中,如果要使更接近于,可以采取的措施是
A.加入适量水 B.加入少量溶液
C.通入适量气体 D.加热
【答案】C
【解析】氯化铁是强酸弱碱盐,在溶液中水解生成氢氧化铁和盐酸,若要使0.1mol/L氯化铁溶液中铁离子浓度更接近于0.1mol/L,应向溶液中通入适量氯化氢气体,增大溶液中的盐酸浓度,使水解平衡向逆反应方向移动,故选C。
8.(24-25高二上·陕西铜川·月考)在一定条件下,溶液存在水解平衡:,下列说法正确的是
A.升高温度,增大 B.加入固体,浓度增大
C.稀释溶液,水解平衡常数增大 D.加入固体,溶液减小
【答案】A
【解析】硫离子在溶液中的水解反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,溶液中硫离子浓度减小,氢硫酸根离子浓度增大,则溶液中增大,故A正确;向溶液中加入硫酸铜固体,铜离子与溶液中的硫离子反应生成硫化铜沉淀,溶液中的硫离子浓度减小,平衡向逆反应方向移动,溶液中氢硫酸根离子浓度减小,故B错误;水解平衡常数为温度函数,温度不变,水解平衡常数不变,则稀释溶液时,水解平衡常数不变,故C错误;向溶液中加入氢氧化钠固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液pH增大,故D错误;故选A。
9.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·月考)0.1的溶液中,由于的水解,使得。如果要使更接近于0.1,可以采取的措施是
A.加入少量盐酸 B.加入适量的水 C.加入适量的 D.加热
【答案】C
【分析】水解的离子方程式为。
【解析】加入少量盐酸,和盐酸反应生成KHCO3,浓度减小,故不选A;加入适量的水稀释,浓度减小,故不选B;加入适量的,氢氧根离子浓度增大,平衡逆向移动,浓度增大,更接近于0.1,故选C;水解吸热,加热平衡正向移动,浓度减小,故不选D;故选C。
10.(24-25高二上·北京·期中)下列事实能从平衡移动的角度解释的是
A.、I2、平衡混和气加压后颜色变深
B.采用500℃的高温条件,有利于合成氨气
C.黄色的溶液,加热,溶液颜色加深
D.催化氧化为时,工业上采用常压而非高压
【答案】C
【解析】、I2发生反应,加压后各物质浓度增大,颜色加深,但平衡不移动,因此不能从平衡移动的角度解释,故A错误;合成氨的反应为放热,高温不利于平衡正向移动,采用高温是为了加快反应速率,故B错误;水解生成氢氧化铁,水解为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,从而增大了氢氧化铁的浓度,使颜色加深,故C正确;,高压有利平衡正向移动,但常压条件下该反应转化率已经较高,未不增加成本,工业常采用常压,故D错误;故选C。
11.(24-25高二上·北京·期中)对于溶液的水解平衡与移动,下列说法正确的是
A.加入少量固体,比值增大
B.加入少量固体然后恢复至室温,水解程度增大
C.加入适量蒸馏水稀释溶液,溶液中所有离子浓度均减小
D.通入少量气体,水解程度增大,溶液增大
【答案】A
【解析】加入Na2CO3固体,会抑制CH3COO-的水解,使比值增大,A正确;加入NaOH固体,会抑制CH3COONa水解,水解程度减小,B错误;加水稀释,CH3COO-、H+浓度均减小,但温度不变,Kw不变,Kw=c(H+)·c(OH-),c(H+)减小,则c(OH-)就增大,C错误;通入HCl气体,会促进CH3COONa水解,水解程度增大,但溶液pH减小,D错误;故选A。
12.(24-25高二上·辽宁·月考)常温下,物质的量浓度相同的下列溶液:①溶液、②溶液、③溶液、④溶液、⑤溶液、⑥溶液,按由小到大排列的顺序正确的是
A.⑥<⑤<④<③<②<① B.⑤<⑥<④<②<③<①
C.③<②<⑥<⑤<④<① D.③<⑥<⑤<④<②<①
【答案】B
【解析】NH3•H2O是弱电解质,电离程度很小,故溶液中c()小于所有铵盐的c(),即一水合氨溶液中铵根离子浓度最小;②④⑥中铵根离子系数都是1,醋酸根离子促进铵根离子水解,氢离子抑制铵根离子水解;①③中铵根离子系数都是2,其溶液中铵根离子浓度大于其余溶液中铵根离子浓度,碳酸根离子促进铵根离子水解,则溶液c()由小到大的排列顺序是⑤<⑥<④<②<③<① ,故答案为:B。
13.(24-25高三上·北京大兴·期末)常温下,NH4Cl溶于水得到无色溶液,为使溶液中的c(NH4+) : c(Cl-) = 1:1,下列采取的措施正确的是
A.加入适量的NaCl固体
B.加入适量的盐酸,抑制NH水解
C.加入适量的氨水,使溶液的pH等于7
D.加入适量的NaOH固体,使溶液的pH等于7
【答案】C
【分析】氯化铵是强酸弱碱盐,在其水溶液里能水解导致氢离子的浓度大于氢氧根的浓度,所以其溶液呈酸性,+H2O⇌NH3∙H2O+H+,为使溶液中的c():c(Cl-)=1:1,即要抑制铵根离子的水解,使水解反应向逆反应方向移动,可增大氨水的浓度。
【解析】加入适量的NaCl固体,氯离子浓度增大,c():c(Cl-)<1:1,故A错误;加入适量的盐酸,抑制水解,但氯离子浓度增大的多,c():c(Cl-)<1:1,故B错误;加入适量的氨水,使溶液的pH等于7,溶液中电荷守恒得到c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)得到溶液中的c():c(Cl-)=1:1,故C正确;加入适量的NaOH固体,使溶液的pH等于7,溶液中电荷守恒c()+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)得到c()<c(Cl-),c():c(Cl-)<1:1,故D错误;故选C。
14.(24-25高二上·山东潍坊·期中)下列说法与盐类水解无关的是
A.溶液可用于除铁锈 B.溶液腐蚀铜制印刷线路板
C.用饱和溶液制备胶体 D.加热蒸干溶液得到固体
【答案】B
【解析】是强酸弱碱盐,发生水解:,使溶液显酸性,能与铁锈(主要成分反应:,从而达到除铁锈的目的,与盐类水解有关,A错误;溶液腐蚀铜制印刷线路板,发生的反应为,该反应是的氧化性导致的,与盐类水解无关,B正确;用饱和溶液制备胶体,是利用的水解反应:,加热促进水解,与盐类水解有关,C错误;是强酸弱碱盐,发生水解:,加热时HCl挥发,促进水解平衡正向移动,最终得到固体,与盐类水解有关,D错误;故选B。
15.(24-25高二上·湖北宜昌·期中)下列事实与盐类水解无关的是
A.洗涤油污常用热的纯碱溶液
B.FeCl3溶液腐蚀覆铜板印制电路板
C.配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体
D.氯化铵溶液中加入镁粉,产生两种气体
【答案】B
【解析】洗涤油污常用热的纯碱溶液,是利用水解显碱性,温度越高水解程度越大,碱性越强,则油脂也越容易水解洗去,A不选;用溶液腐蚀覆铜板实质是铜被氧化为铜离子:,与盐类水解无关,B选;配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体可以抑制水解,C不选;氯化铵溶液中存在水解平衡:,加入镁粉不断消耗H+产生氢气,水解平衡不断被促进,则溶液中会逸出氨气,D不选;故选D。
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第三节 盐类的水解
二、影响盐类水解的因素
1、【探究】——反应条件对FeCl3水解平衡的影响
【提出问题】
(1)FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出FeCl3发生水解的离子方程式。
(2)从反应条件考虑,影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些?
【实验探究】
现有以下实验用品:
试管、试管夹、试管架、胶头滴管、pH计、药匙、酒精灯、火柴;
0.01 mol/L FeCl3溶液、FeCl3晶体、浓硫酸。
请根据所提供的实验用品(可自行增加),参照下表设计实验,完成实验并记录现象。应用平衡移动原理对实验现象进行解释。
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
温度
反应物的浓度
生成物的浓度
【结果和讨论】
总结温度、浓度对FeCl3水解平衡的影响,并与同学讨论。
2.影响盐类水解的因素
(1)内因—反应物本身性质:
盐类水解程度的大小主要由 所决定的,盐与水作用生成弱电解质(弱酸或弱碱)的倾向越 ,对水电离平衡的影响越 ,水解程度越 。也就是说生成弱电解质越难电离(电离常数越 ),水解程度越 。如:CH3COOH、H2CO3、HCO的电离常数依次 ,CH3COO-、HCO、CO的水解程度依次 ,其溶液的pH依次 。
(2) 外因
①温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度 。
②浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越 。
③酸碱性:向盐溶液中加入H+,可 阳离子水解, 阴离子水解;向盐溶液中加入OH-,能
阴离子水解, 阳离子水解。
因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
浓度
增大
减小(即稀释)
外加酸、碱
酸
弱碱阳离子的水解程度减小
碱
弱酸根离子的水解程度减小
外加其他盐
水解形式相同的盐
相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的盐
相互促进[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
即学即练
1.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
2.下列关于盐类水解的说法错误的是( )
A.在纯水中加入能水解的盐一定能促进水的电离
B.同温下,等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液,NaHCO3溶液的pH大
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3能抑制N水解
D.加热CH3COONa溶液,溶液中的值将减小
3.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HZ、HY B.HX、HY、HZ
C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
4.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
5.等物质的量浓度的下列溶液中c(NH)由多到少的关系正确的是( )
①NH4Cl ②NH4HSO4 ③CH3COONH4 ④NH4Al(SO4)2 ⑤NH3·H2O ⑥(NH4)2SO4
A.①②③④⑤⑥ B.④⑥②①③⑤
C.②①③④⑤⑥ D.⑥②④①③⑤
6.在反应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气体
C.加入适量的NaOH溶液 D.加入固体AlCl3
7.在空气中直接蒸发下列盐的溶液:①Fe2(SO4)3;②Na2CO3;③KCl;④CuCl2;⑤NaHCO3。可以得到相应盐的晶体(可以含有结晶水)的是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.②④ D.①③④⑤
8.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得到FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
9.下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少,能得到较纯净的原溶质的是( )
①CuSO4 ②FeSO4 ③Ca(HCO3)2 ④NH4HCO3 ⑤KMnO4 ⑥FeCl3
A.全部 B.仅①②
C.仅①⑤ D.仅①
10.9.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HSO
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH、I-、NO
C.FeCl3溶液:K+、Na+、SO、AlO
D.常温下,=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、K+、SiO、NO
三、 盐类水解的应用
1.在化学实验中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
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:
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量 ,抑制Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液不能用 玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:
制备无水盐
将挥发性酸的弱碱盐如AlCl3、FeCl3溶液蒸干时,在通 的气流中加热蒸干
判断离子是否共存
Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO;Fe3+与HCO、CO、AlO;NH与AlO、SiO因相互促进水解强烈而不能大量共存
判断中和反应至中性的试剂用量
如NH3·H2O与HCl反应至中性, 过量,CH3COOH与NaOH反应至中性时 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
2.在生产生活中的应用
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
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混合施用
除锈剂
NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,
原理为
热纯碱去污能力强
加热,促进Na2CO3的水解,使c(OH-) ,去污能力增强
3. 盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
大多数盐溶液蒸干灼烧后可以得到相应的盐,以下常见的三类盐溶液蒸干得不到相应的盐
(1)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干后一般得到对应的弱碱,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若灼烧则会生成Al2O3、Fe2O3。
(2)考虑盐受热时是否分解。因为Ca(HCO3)2、NaHCO3、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaO;NaHCO3→Na2CO3;NH4Cl→NH3+HCl。
(3)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4;FeSO4溶液蒸干得到Fe2(SO4)3。
4. 水解常数及其应用
(1)盐的水解常数表达式
以CH3COONa为例
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh= ,只与 有关。
(3) 与对应弱酸电离常数的关系
CH3COOH
Ka=
所以,Kh·Ka= 或Kh= 。
由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小,其生成的盐水解程度就 。
(3)二元弱酸对应盐的水解常数
二元弱酸H2CO3的电离常数为Ka1、Ka2,则Na2CO3的水解常数Kh为 ,NaHCO3的水解常数为 。
即学即练
1.下列说法正确的是( )
A.AlCl3溶液和NaAlO2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C.用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3+
D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
2.将下列物质配成的溶液蒸干灼烧,最后仍能得到该物质的是
A. B. C. D.
3.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溶液中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的原理: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)
4.下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的硫酸
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.用Na2CO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
5.下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.热的纯碱溶液去油污效果好
B.氯碱工业制取烧碱
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.在无色透明溶液中Al3+与HCO不能大量共存
6.下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体
②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体
③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体
④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
7.化学与生活密切相关,下列与盐类水解有关的是
A.利用烟道气中和碱性废水 B.食醋除水垢
C.作沉淀剂除废水中的 D.明矾净化水
8.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
课后练习
1.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
2.K2Cr2O7在水溶液中存在平衡:Cr2O(橙)+H2O2CrO(黄)+2H+,下列说法正确的是
A.该反应是氧化还原反应
B.加入适量NaHSO4固体,平衡逆向移动
C.加入浓NaOH溶液,溶液呈橙色
D.向体系中加入适量水,平衡不移动
3.下列有关实验或说法错误的是
A.常温下,用pH试纸测定溶液的pH>7
B.NaOH、、的溶液均呈碱性,可以大量共存
C.在溶液中滴加2滴酚酞溶液显浅红色,微热,红色加深
D.“错把陈醋当成墨,写尽半生纸上酸”中陈醋里的醋酸是弱电解质
4.在的平衡体系中,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
①加热 ②通入HCl ③加入适量 ④加入溶液
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
5.常温下,关于0.1mol/L氯化铵溶液的下列说法中,错误的是
A.加入适量的水,减小,增大
B.该温度下,水的离子积常数
C.生活中,可用该溶液来除铁锈
D.该溶液中一定存在
6.在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡;S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是
A.加水稀释,平衡正移,HS-浓度增大 B.升高温度,减少
C.稀释溶液,水解平衡常数不变 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
7.溶液中,如果要使更接近于,可以采取的措施是
A.加入适量水 B.加入少量溶液
C.通入适量气体 D.加热
8.在一定条件下,溶液存在水解平衡:,下列说法正确的是
A.升高温度,增大 B.加入固体,浓度增大
C.稀释溶液,水解平衡常数增大 D.加入固体,溶液减小
9.0.1的溶液中,由于的水解,使得。如果要使更接近于0.1,可以采取的措施是
A.加入少量盐酸 B.加入适量的水 C.加入适量的 D.加热
10.下列事实能从平衡移动的角度解释的是
A.、I2、平衡混和气加压后颜色变深
B.采用500℃的高温条件,有利于合成氨气
C.黄色的溶液,加热,溶液颜色加深
D.催化氧化为时,工业上采用常压而非高压
11.对于溶液的水解平衡与移动,下列说法正确的是
A.加入少量固体,比值增大
B.加入少量固体然后恢复至室温,水解程度增大
C.加入适量蒸馏水稀释溶液,溶液中所有离子浓度均减小
D.通入少量气体,水解程度增大,溶液增大
12.常温下,物质的量浓度相同的下列溶液:①溶液、②溶液、③溶液、④溶液、⑤溶液、⑥溶液,按由小到大排列的顺序正确的是
A.⑥<⑤<④<③<②<① B.⑤<⑥<④<②<③<①
C.③<②<⑥<⑤<④<① D.③<⑥<⑤<④<②<①
13.常温下,NH4Cl溶于水得到无色溶液,为使溶液中的c(NH4+) : c(Cl-) = 1:1,下列采取的措施正确的是
A.加入适量的NaCl固体
B.加入适量的盐酸,抑制NH水解
C.加入适量的氨水,使溶液的pH等于7
D.加入适量的NaOH固体,使溶液的pH等于7
14.下列说法与盐类水解无关的是
A.溶液可用于除铁锈 B.溶液腐蚀铜制印刷线路板
C.用饱和溶液制备胶体 D.加热蒸干溶液得到固体
15.下列事实与盐类水解无关的是
A.洗涤油污常用热的纯碱溶液
B.FeCl3溶液腐蚀覆铜板印制电路板
C.配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体
D.氯化铵溶液中加入镁粉,产生两种气体
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