3.3.2 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用导向案2025-2026学年高二上学期化学选择性必修一
2026-08-27
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普通
摘要:
该高中化学导学案聚焦影响盐类水解的因素及应用,引导学生理解水解常数概念,通过FeCl₃水解实验探究浓度、酸碱度、温度等外因影响,衔接电离平衡知识,搭建从定性“越弱越水解”到定量计算、理论到实验应用的学习支架。
资料以实验探究表格、典型例题及分层题组为特色,通过现象分析与原理解释培养科学探究与实践能力,水解常数推导与离子浓度比较发展科学思维,结合生产生活实例深化化学观念,助力学生构建完整知识体系。
内容正文:
3.3.2 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用
[核心素养发展目标]
1.了解水解常数的概念,能用其定量分析不同盐溶液酸碱性及相关离子浓度大小关系。
2.通过实验探究,认识影响盐类水解平衡的主要因素,并能解释反应条件影响盐类水解平衡的原因。
3.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。
一、影响盐类水解的主要因素(选必一p )
1.反应物的性质(内因)
(1)定性理解:盐类水解程度的大小主要由盐的性质决定,生成盐的弱酸酸性越弱(或弱碱碱性越弱),即越难电离(电离常数越小),该盐的水解程度越大,即越弱越水解。
(2)定量描述盐类水解能力大小——水解常数(Kh)
①水解常数表达式(以CH3COONa为例):CH3COO-+H2O ⇌ CH3COOH+OH-
Kh=,Kh只与温度有关。
②水解常数与电离常数的关系:Kh===。
所以,Kh·Ka=Kw。同理,可推出Kh=。
由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小,其所生成的盐的水解程度就越大。
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的水解常数为,NaHCO3的水解常数为。
2.实验探究反应条件对水解程度的影响(外因)
已知FeCl3发生水解反应的离子方程式:Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+,根据实验操作填写下表:
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
盐的浓度
加入FeCl3固体,再测溶液的pH
溶液颜色变深,pH变小
加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向正反应方向移动
溶液的酸碱度
加盐酸后,测溶液的pH
溶液颜色变浅,pH变小
加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向逆反应方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液
产生红褐色沉淀
加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动
温度
升高温度
溶液颜色变深,pH变小
升高温度,水解平衡向正反应方向移动
特别提醒 盐类的水解平衡移动,符合勒夏特列原理
【典型例题】
1.向纯碱溶液中滴入酚酞溶液:
(1)观察到的现象是________________,原因是_________________________________(用离子方程式表示)。
若微热溶液,观察到的现象是________,由此证明碳酸钠的水解是__________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)Na2CO3溶液中 ____2(填“大于”或“小于”),能使其比值接近2的措施有__________(填序号)。
①加入适量盐酸 ②加入适量的NaOH溶液 ③加入适量的KOH溶液 ④加热 ⑤加入适量的KHCO3固体
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是___________________________________________________,反应的离子方程式是________________________________________________。
答案 (1)溶液变红 CO+H2O ⇌ OH-+HCO 红色加深 吸热 (2)大于 ③⑤
(3)红色变浅,有红褐色沉淀生成,有气体生成(或气泡冒出) 2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
解析 (1)因Na2CO3水解,溶液显碱性,遇酚酞变红。加热,水解程度变大,碱性更强,红色加深。(3)加入FeCl3溶液,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3(红褐色沉淀),促进CO水解,同时会有CO2气体产生。
2.常温条件下,在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是什么?并结合离子方程式,运用平衡原理进行解释。
提示 产生白色沉淀,且红色褪去。在Na2SO3溶液中,S水解:S+H2O ⇌ HS+OH-,加入BaCl2后,Ba2++S===BaSO3↓(白色),由于c(S)减小,S水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去。
3.常温条件下,将镁条投入浓NH4Cl溶液中,有H2、NH3两种气体产生,利用有关离子方程式分析原因。
提示 NH4Cl溶液中发生水解反应:N+H2O ⇌ NH3·H2O+H+,加入镁条发生反应:Mg+2H+===Mg2++H2↑,促进水解平衡右移,产生大量NH3·H2O,NH3·H2O ⇌ NH3+H2O,产生NH3。
【归纳总结】三步法判断影响盐类水解的因素
题组1 影响盐类水解平衡的因素
1.欲使CH3COONa稀溶液中增大,可采取的措施是( )
A.加少量K2CO3固体 B.加少量NaOH固体 C.加水稀释 D.升高温度
答案 A
解析 CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加少量K2CO3固体,碳酸根离子水解显碱性,溶液中氢氧根离子浓度增大,使CH3COO-的水解平衡逆向移动,所以醋酸根离子浓度增大,钠离子浓度不变,即比值会增大,A项符合题意;加入NaOH固体,会导致氢氧根离子浓度增大,水解平衡逆向移动,所以醋酸根离子浓度增大,但是钠离子浓度增加的程度比醋酸根离子浓度增加的程度大,即比值会减小,B项不符合题意;加水稀释,促进水解,所以醋酸根离子物质的量减小,而钠离子的物质的量不变,即比值会减小,C项不符合题意;升高温度,水解平衡正向移动,所以醋酸根离子浓度减小,但是钠离子浓度不变,即比值会减小,D项不符合题意。
2.常温下,三种酸的电离常数如下表所示。
酸
HX
HY
HZ
Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
回答下列问题:
(1)三种酸的强弱关系是________________。
(2)反应HZ+Y-===HY+Z-能否发生?________________________________________。
(3)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是__________________________________。
(4)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是____________。
(5)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显____性,原因是_____________________________________________。
答案 (1)HZ>HY>HX (2)能 (3)NaX
(4)NaZ (5)酸 HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh=<Ka,则混合溶液显酸性
3.在反应Al3++3H2O ⇌ Al(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。
4.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是( )
A.b点水解程度最大 B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动 D.水解是吸热过程
答案 A
解析 溶液中存在碳酸根离子的水解平衡:CO+H2OOH-+HCO和水的电离平衡:H2OOH-+H+;图中显示温度升高,溶液的碱性先增强后减弱,水的电离是吸热过程,纯水中温度升高pH会降低,碳酸钠溶液中温度升高pH有增大的过程,说明水解受到促进,即水解为吸热过程;后pH下降,说明温度升高水电离出更多的氢氧根抑制碳酸根离子的水解。
5.以下4个实验中均产生了白色沉淀。
下列说法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液、NaHCO3溶液含有的微粒种类相同 B.Ca2+促进了C、HC的水解
C.Al3+促进了C、HC的水解 D.滴入溶液后,4支试管内溶液的pH都变小
答案 B
解析 Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中均存在Na+、C、HC、H2CO3、H+、OH-、H2O,故含有的微粒种类相同,A正确;Ca2+能与C结合生成CaCO3沉淀,使C的水解平衡逆向移动,抑制C的水解,HCH++C,加入Ca2+后,Ca2+和C反应生成沉淀,促进HC的电离,B错误;Al3+与C、HC都能发生相互促进的水解反应,C正确;由题干信息可知形成沉淀时会消耗C和HC,则它们浓度都减小,水解产生的OH-的浓度会减小,pH减小,D正确。
二、化学实验中与盐类水解有关的问题(选必一p )
1.判断盐溶液的酸碱性
(1)FeCl3溶液显酸性,用离子方程式表示其原因:Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+。
(2)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)。
(3)解释碳酸氢钠溶液显碱性的原因:NaHCO3溶液中存在HC的水解平衡:HC+H2O ⇌ H2CO3+OH-;还存在电离平衡:HC ⇌ H++C,HC的水解程度大于其电离程度,溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液显碱性。
2.分析盐溶液中各粒子浓度的大小关系
以强碱弱酸盐NaA溶液为例,分析其溶液中各粒子浓度的大小。
题组2 盐类水解在粒子浓度关系中的应用
1.0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中,下列关系错误的是( )
A.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) B.c(Na+)+c(OH-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
答案 B
解析 溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故A正确;溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),故B错误;由电荷、元素守恒式得出:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),故C正确;醋酸根离子水解显碱性,则离子浓度c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。
2.强碱MOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸HA的溶液混合,溶液中有关离子浓度的大小关系不正确的是( )
A.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) B.c(A-)+c(HA)=c(M+)
C.c(A-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)
答案 C
3.配制或贮存易水解的盐溶液
(1)实验室配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的 中,然后再用水稀释到所需的浓度,目的是 。
(2)贮存Na2CO3溶液不能用 塞,原因是 。
答案 (1)盐酸 通过增大溶液中的H+浓度来抑制Fe3+的水解
(2)磨口玻璃 Na2CO3水解使溶液呈碱性,会与玻璃中的SiO2发生反应生成Na2SiO3,使瓶塞与瓶口黏在一起
【归纳总结】
①配制强酸弱碱盐溶液时,加强酸抑制水解。例如:配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中
②配制强碱弱酸盐溶液时,加强碱抑制水解
③配制Al2S3只能在干态条件下把铝粉和硫粉的混合物加热,不能在水溶液中得到
④试剂的贮存:Na2CO3、Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞;NH4F溶液不能用玻璃瓶盛放
4.制备无机化合物
(1)实验室将MgCl2·6H2O加热脱水制无水MgCl2时,需在HCl气氛中进行(如图所示),请解释原因: 。
(2)用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为 , 加入大量水,同时加热的目的是 ,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。
(3)FeCl3饱和溶液,加热蒸干并灼烧,为什么得到的是Fe2O3固体而不是FeCl3固体?
(4)将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干,为什么得到的是Fe2(SO4)3固体而不是Fe2O3固体?
答案 (1)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 (2)TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl促使水解趋于完全
(3)FeCl3水解时发生反应:FeCl3+3H2O ⇌ Fe(OH)3+3HCl。加热可以促进Fe3+水解,同时在加热条件下生成的HCl不断挥发,也可促进Fe3+的水解。最终反应完全生成Fe(OH)3,Fe(OH)3进一步分解得到Fe2O3。
(4)Fe2(SO4)3+6H2O ⇌ 2Fe(OH)3+3H2SO4,H2SO4是难挥发性酸,其又与Fe(OH)3反应生成了Fe2(SO4)3,最终得到无水Fe2(SO4)3。
【归纳总结】盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)不水解不分解或水解生成难挥发性酸的盐:蒸干后一般得原物质。如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)。
(2)水解生成挥发性酸的盐:蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物。如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)较低温度下受热分解的盐:蒸干灼烧后得分解产物。
原物质
蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2
CaCO3或CaO
NaHCO3
Na2CO3
KMnO4
K2MnO4和MnO2
NH4Cl
分解为NH3和HCl,无固体物质存在
(4)易被氧化的盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
【典型例题】
1.下列溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体是溶质本身的是( )
A.CuSO4 B.NaHCO3 C.KMnO4 D.FeCl3
答案 A
解析 CuSO4溶液中存在水解平衡:CuSO4+2H2O ⇌ Cu(OH)2+H2SO4,硫酸难挥发,蒸干后得到CuSO4,且CuSO4性质稳定,灼烧后得到的固体是溶质本身,A正确;NaHCO3在加热条件下易分解生成Na2CO3,B错误;KMnO4在加热条件下易分解生成K2MnO4和MnO2,C错误;FeCl3溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2O ⇌ Fe(OH)3+3HCl,在加热条件下,HCl挥发,促进水解不断向右进行,蒸干后得到Fe(OH)3,灼烧后得到Fe2O3,D错误。
题组3 盐溶液蒸干(灼烧)产物的判断
1.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;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。
2.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易挥发,水解趋于完全,最终得到的是Al(OH)3和Fe(OH)3。
5.活泼金属与强酸弱碱盐反应产生氢气
例:Mg与NH4Cl(或FeCl3、AlCl3、CuCl2)反应,产生H2
6.判断离子共存
Al3+、Fe3+、Cu2+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、Al[(OH)4]-生成气体或沉淀的双水解不能共存
三、分析生产生活中盐类水解的应用(选必一)
1.热的纯碱溶液去油污
(1)纯碱水解的离子方程式为C+H2O ⇌ HC+OH-、HC+H2O ⇌ H2CO3+OH-。
(2)热纯碱去污能力强的原因是水解吸热,加热,促进Na2CO3的水解,使溶液中c(OH-)增大,去污能力增强。
2.解释铝盐(如明矾)、铁盐(如硫酸铁)的净水原理
结合离子方程式说明:Al3+、Fe3+易水解生成胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉降:Al3++3H2O ⇌ Al(OH)3+3H+、Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+。
3.泡沫灭火器原理
泡沫灭火器中药品的主要成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,其反应的离子方程式为Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。
4.焊接时用NH4Cl溶液除锈:利用其水解后溶液显酸性,溶解铁锈
5.制备纳米材料:用TiCl4制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl
6.MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是什么?
答案 溶液中存在:Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+,加入MgO能和H+反应,使c(H+)减小,水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去。
题组4 盐类水解在生产生活及实验中的应用
1.化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的S发生水解
B.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,可用于水的净化
C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理
D.配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸,抑制Fe3+水解
答案 A
解析 pH由4.68变为4.28,主要是雨水中溶解的二氧化硫生成亚硫酸,亚硫酸被氧化为硫酸,由弱酸转化为强酸,酸性增强,故A错误;明矾净水的原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,利用Al(OH)3胶体的吸附性进行净水,故B正确;三价铁离子结合水电离出的氢氧根离子生成氢氧化铁,水解是吸热反应,升温促进水解且饱和氯化铁溶液浓度较大,有利于胶体的生成,故C正确;FeCl3溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸,增大了氢离子浓度,抑制了铁离子的水解,故D正确。
2.下列有关物质的用途或现象与盐的水解无关的是( )
A.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
B.游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂
C.实验室中NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
D.氯化铵溶液可作金属焊接中的除锈剂
答案 B
解析 游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂,是因为铜离子可以抑制细菌增长,与水解无关,故B符合题意;NH4F能水解生成HF,HF能腐蚀玻璃,所以NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中,故C不符合题意;氯化铵是强酸弱碱盐,N水解使溶液显酸性,所以可作金属焊接中的除锈剂,故D不符合题意。
四、水解本质的综合应用(选必一)
1.水电离程度大小分析
(1)简单盐溶液中水电离情况分析
电解质
举例
水电离程度分析
强酸弱碱盐
NH4Cl,pH=a
水的电离程度:增大c水(H+)=10-a mol·L-1
强碱弱酸盐
CH3COONa,pH=b
水的电离程度:增大c水(OH-)=10b-14 mol·L-1
弱酸弱碱盐
CH3COONH4,pH=7
水的电离程度:增大
(2)酸碱中和反应过程中水电离程度的变化
常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为V L的氨水中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸(忽略溶液混合过程中的体积变化),溶液中由水电离出的c(H+)、溶液的pH随盐酸的体积而变化如图所示:
①c水(H+)出现峰值(图中c点),该点为恰好完全反应生成NH4Cl的滴定终点,溶液水解显酸性;此时水解程度最大,即水的电离程度最大,溶液中的H+全部来源于水的电离。
②加入盐酸的过程中,c溶液(H+)不断增加,pH不断减小。c水(H+)=10-7 mol·L-1时,有a和b两个点,第一个点(a点)N水解促进水的电离(呈酸性)与NH3·H2O抑制水的电离(呈碱性)效果相互抵消,溶液呈中性;第二个点(b点)N水解促进水的电离与过量HCl抑制水的电离效果相互抵消,但二者均为酸性,结果溶液呈酸性。
③a、b、c、d四点水电离程度的大小顺序依次为c>a=b>d。
2.广义的水解产物判断(了解)
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
(1)金属氮化物、磷化物:Li3N +3H2O===3LiOH +NH3↑ ;Ca3P2+6H2O===3Ca(OH)2+2PH3↑
(2)金属碳化物:CaC2+2H2O===Ca(OH)2+C2H2↑
(3)卤素互化物:IBr+H2O===HIO+HBr IF5+3H2O===HIO3+5HF
(4)非金属元素的卤化物:BCl3+3H2O===H3BO3+3HCl;PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl
(5)亚硫酰氯(SOCl2)遇到潮湿的空气,立即产生刺激性气味的气体和大量白雾,写出亚硫酰氯与水反应的化学方程式:SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl。
【典型例题】
1.室温下,向20 mL 0.10 mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lg c水(H+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法错误的是( )
A.室温下,醋酸的电离常数约为1.0×10-5 B.c、e两点溶液:c点显中性,e点显碱性
C.d点溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1 D.b、f点溶液中均有c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
答案 C
解析 0.10 mol·L-1CH3COOH溶液,-lg c水(H+)=11,c(H+)=10-3 mol·L-1,醋酸的电离常数约为=1.0×10-5,A正确;d点酸碱恰好完全反应生成CH3COONa,溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,c点醋酸过量,e点NaOH过量,则c点溶液呈中性,e点溶液呈碱性,B正确;d点酸碱恰好完全反应生成CH3COONa,混合溶液体积是醋酸或NaOH溶液体积的2倍,则浓度是原来一半,根据元素守恒得c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,c(CH3COOH)很小,故c(Na+)+c(CH3COO-)>0.05 mol·L-1,C错误;b点加入n(NaOH)是醋酸的一半,则混合溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,CH3COOH抑制水电离,CH3COONa促进水电离,根据图知,水电离出的c水(H+)<10-7 mol·L-1,水的电离被抑制,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,则溶液中存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH);f点溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、NaOH,故存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正确。
题组5 盐类水解在判断离子反应中的应用
1.下列各组离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是( )
A.NH4Al(SO4)2溶液中:Na+、Mg2+、HC、N
B.pH=1的溶液中:Fe2+、Al3+、N、Cl-
C.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液中:Al3+、Ca2+、N、Cl-
D.加入铝粉产生氢气的溶液中:Cu2+、N、HC、Br-
答案 A
解析 NH4Al(SO4)2溶液中,N和Al3+水解而使溶液呈酸性,HC水解呈碱性,因发生相互促进的水解反应而不能大量共存,故A符合题意;pH=1的溶液中:Fe2+、H+、N发生氧化还原反应不能大量共存,故B不符合题意;常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液呈酸性或碱性,在酸性条件下Al3+、Ca2+、N、Cl-能大量共存,碱性条件会生成氢氧化铝沉淀不能大量共存,故C不符合题意;加入铝粉产生氢气的溶液,呈强酸性或强碱性,Cu2+、N在碱性条件下不共存,HC在酸性和碱性条件下均不能大量存在,故D不符合题意。
2.室温下,下列离子组在给定条件下能大量共存的是( )
A.Na[Al(OH)4]的溶液中:K+、N、Cl-、N
B.pH=1的溶液中:K+、Na+、Cl-、N
C.lg =-10的溶液中:Na+、Mg2+、S、N
D.由水电离的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、HC
答案 B
解析 N与[Al(OH)4]-发生相互促进的水解反应,不能大量共存,A不符合题意;pH=1的溶液中K+、Na+、Cl-、N能大量共存,B符合题意;lg =-10的溶液为碱性溶液,Mg2+不能大量存在,C不符合题意;由水电离的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液pH为1或13,而HC在酸性和碱性溶液中均不能大量存在,D不符合题意。
3.根据广义的水解观点,下列说法不正确的是( )
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2 B.PCl3的水解产物是HClO和H3PO4
C.Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4 D.CH3COCl的水解产物是两种酸
答案 B
解析 BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2,该反应中没有元素化合价升降,符合水解原理,故A项正确;该反应中Cl元素的化合价由-1变为+1,有电子转移,不符合水解原理,故B项错误;Al4C3水解得到氢氧化铝和甲烷,符合水解原理,故C项正确;CH3COCl的水解产物是CH3COOH和HCl,符合水解原理,故D项正确。
【课后练习】
1.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:C+H2OHC+OH-。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数增大 D.加入NaOH固体,减小
答案 A
解析 温度不变,水解平衡常数不变,不变,故A错误;CO2与C反应生成HC,HC比C水解程度小,所以溶液碱性减弱,即pH减小,故B正确;因水解是吸热的,则升温可以促进水解,平衡正向移动,平衡常数增大,故C正确;加入NaOH固体,OH-抑制C水解,HC的物质的量浓度减小,C的物质的量浓度增大,所以减小,故D正确。
2.常温下,pH=10的Na2CO3溶液1 mL加水稀释至10 mL,下列说法错误的是( )
A.稀释前溶液中c(OH-)=1×10-4 mol·L-1 B.稀释后溶液中c(OH-)=1×10-5 mol·L-1
C.加水过程中水解平衡正向移动 D.加水过程中c(HC)逐渐减小
答案 B
解析 稀释前pH=10的Na2CO3溶液中c(H+)=1×10-10 mol·L-1,则c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,故A正确;稀释前c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,加水稀释,水解平衡正向移动,氢氧根离子物质的量增多,溶液体积增大,但水解平衡移动是微弱的,因此稀释后溶液中1×10-5 mol·L-1<c(OH-)<1×10-4 mol·L-1,故B错误;根据“越稀越水解”,加水过程中水解平衡正向移动,故C正确;加水过程中由于水的体积增大占主要因素,因此c(HC)逐渐减小,故D正确。
3.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,得不到原溶质。
4.能证明Na2SO3溶液中存在S+H2OHS+OH-水解平衡事实的是( )
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚酞溶液变红,再加入NaHSO4溶液后红色褪去
答案 C
解析 滴入酚酞溶液变红,说明亚硫酸钠溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,酚酞在pH大于8.2时,呈红色,再加入硫酸或NaHSO4溶液后,溶液褪色,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,若为酸性,不能说明平衡移动,故A、D错误;氯水具有强氧化性、漂白性,加入氯水后溶液褪色,不能说明存在水解平衡,故B错误;再加入氯化钡溶液后,钡离子和亚硫酸根离子反应而不和亚硫酸氢根离子反应,钡离子和亚硫酸根离子反应生成亚硫酸钡沉淀,且溶液红色褪去,能说明存在水解平衡,故C正确。
5.关于0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,下列说法正确的是( )
A.溶质水解反应:HC+H2OH3O++C
B.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+c(C)
C.微粒浓度关系:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C)
D.微粒浓度关系:c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HC)+c(C)]
答案 C
解析 HC+H2OH3O++C是溶质电离,溶质水解反应:HC+H2OH2CO3+OH-,故A错误;由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),故B错误;NaHCO3溶液呈碱性,水解大于电离,所以离子浓度大小顺序:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C),故C正确;根据元素守恒,Na原子和C原子的物质的量之比为1∶1,所以关系式:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HC)+c(C),故D错误。
6.下列溶液中,操作和现象对应正确的是( )
选项
溶液
操作
现象
A
滴有酚酞的明矾溶液
加热
颜色变深
B
滴有酚酞的氨水
加入少量NH4Cl固体
颜色变浅
C
滴有酚酞的CH3COONa溶液
加入少量的CH3COONa固体
颜色变浅
D
氯化铁溶液
加热
颜色变浅
答案 B
解析 明矾溶液中Al3+水解使溶液呈酸性,加热使Al3+的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化,A项错误;加入NH4Cl固体,氨水的电离程度减小,碱性减弱,溶液颜色变浅,B项正确;加入少量CH3COONa固体会使CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-平衡向右移动,c(OH-)增大,颜色变深,C项错误;加热氯化铁溶液时促进FeCl3水解为红褐色的Fe(OH)3,颜色加深,D项错误。
7.常温下0.1 mol·L-1①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液,下列叙述正确的是( )
A.①中c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.①②等体积混合后,醋酸根离子浓度小于③的二分之一
C.①③等体积混合后,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.①②等体积混合后,水的电离程度比①③等体积混合的电离程度小
答案 B
解析 CH3COOH溶液中的H+来自醋酸和水的电离,所以c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),A错误;①②等体积混合后,恰好完全反应生成0.05 mol·L-1CH3COONa溶液,CH3COONa为强碱弱酸盐,越稀越水解,因此CH3COO-浓度小于③的二分之一,B正确;①③等体积混合后,溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,因此c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+),C错误;①②等体积混合后,恰好完全反应生成CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,①③等体积混合,CH3COOH电离产生的H+抑制水的电离,因此①②等体积混合后水的电离程度比①③等体积混合后水的电离程度大,D错误。
8.常温下,向20.00 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴入0.1 mol·L-1盐酸(忽略溶液混合过程中的体积变化),溶液中由水电离出的c(H+)的负对数[-lg c水(H+)]与所加盐酸体积的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.常温下,Kb(NH3·H2O)约为10-5 B.R、N、Q点都有c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-)
C.R、Q两点对应的溶液都呈中性 D.N点有c(NH3·H2O)+c(N)=0.05 mol·L-1
答案 C
解析 V(盐酸)=0时,溶质为NH3·H2O,此时溶液中的H+全都是由水电离的,所以-lg c(H+)=-lg c水(H+)=11,即c(H+)=10-11 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1=10-3 mol·L-1,所以Kb(NH3·H2O)=≈ ==10-5,A正确;R、N、Q三点始终存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-),B正确;R点溶质为NH4Cl和NH3·H2O,水的电离程度不被促进也不被抑制,说明该点NH4Cl的水解程度和NH3·H2O的电离程度相等,显中性,Q点溶质为NH4Cl和HCl,一定显酸性,C错误;N点溶质为NH4Cl,消耗盐酸体积为20.00 mL,则NH4Cl的浓度为=0.05 mol·L-1,根据元素守恒有c(NH3·H2O)+c(N)=0.05 mol·L-1,D正确。
9.请同学们利用化学知识来分析下列问题的化学原理:
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)已知草酸是二元弱酸,常温下测得0.1 mol·L-1KHC2O4溶液的pH为4.8,则此KHC2O4溶液中c(C2) (填“大于”“小于”或“等于”)c(H2C2O4)。
(3)实验室在配制Cu(NO3)2溶液时,常将Cu(NO3)2固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其目的是 。
(4)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液,该溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示,下同);灭火器内另一容器中装有Al2(SO4)3溶液,该溶液呈酸性的原因是 ;当意外失火时,将泡沫灭火器倒过来摇动即可使药液混合,喷出大量的白色泡沫,阻止火势蔓延,其相关的离子方程式为 。
答案 (1)c(N)>c(S)>c(H+)>c(OH-) (2)大于 (3)抑制Cu2+的水解
(4)HC+H2OH2CO3+OH- Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 3HC+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
解析 (2)HC2电离生成C2,水解生成H2C2O4,由KHC2O4溶液的pH为4.8可知,HC2的电离程度大于其水解程度,故KHC2O4溶液中c(C2)大于c(H2C2O4)。(3)在配制Cu(NO3)2溶液时,Cu2+会发生水解:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,故常将Cu(NO3)2固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以此抑制Cu2+的水解。(4)碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,溶液显碱性,水解离子方程式为HC+H2OH2CO3+OH-;硫酸铝是强酸弱碱盐,Al3+水解使溶液呈酸性,水解离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;碳酸氢钠和硫酸铝在水溶液中能发生相互促进的水解反应,生成二氧化碳和氢氧化铝,离子方程式为3HC+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑。
10.无水FeCl3是有机合成催化剂,还可做水处理剂等。实验室可用FeCl3·6H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl3,装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水FeCl3能吸收空气里的水分而潮解;SOCl2沸点为77 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)仪器F的名称是 。
(2)SOCl2遇水发生反应的化学方程式为 , 将FeCl3溶液蒸干灼烧得不到无水FeCl3,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,可得到无水FeCl3,试解释原因: 。
(3)反应后通入N2的目的是排出装置内的酸性气体,装置F中盛装的物质是 ,其作用为 。
(4)为了检验D中最终产品是否含有FeCl2,取少量产品溶于盐酸,可证明产品中含有FeCl2的最佳试剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.铁氰化钾溶液 C.酸性高锰酸钾溶液 D.KSCN溶液
答案 (1)球形干燥管
(2)SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热促进水解,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,SOCl2与其中的结晶水反应生成HCl,抑制FeCl3的水解,可得到无水FeCl3
(3)碱石灰 吸收SO2和HCl并防止空气中的水蒸气进入B、D (4)B
解析 (2)SOCl2中Cl为-1价,O为-2价,S为+4价,遇水极易反应生成两种酸性气体,其中一种应含Cl,为HCl,另一种含S,为SO2,反应的化学方程式为SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl。
(3)酸性气体为SO2和HCl,均会污染空气,同时要避免空气中的水蒸气进入D中使氯化铁潮解,故F中盛装的物质是碱石灰,作用是吸收SO2和HCl并防止空气中的水蒸气进入B、D。
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3.3.2 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用
[核心素养发展目标]
1.了解水解常数的概念,能用其定量分析不同盐溶液酸碱性及相关离子浓度大小关系。
2.通过实验探究,认识影响盐类水解平衡的主要因素,并能解释反应条件影响盐类水解平衡的原因。
3.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。
一、影响盐类水解的主要因素(选必一p )
1.反应物的性质(内因)
(1)定性理解:盐类水解程度的大小主要由盐的性质决定,生成盐的弱酸酸性越弱(或弱碱碱性越弱),即越难电离(电离常数越小),该盐的水解程度越大,即越弱越水解。
(2)定量描述盐类水解能力大小——水解常数(Kh)
①水解常数表达式(以CH3COONa为例):CH3COO-+H2O ⇌ CH3COOH+OH-
Kh=,Kh只与温度有关。
②水解常数与电离常数的关系:Kh===。
所以,Kh·Ka=Kw。同理,可推出Kh=。
由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小,其所生成的盐的水解程度就越大。
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的水解常数为,NaHCO3的水解常数为。
2.实验探究反应条件对水解程度的影响(外因)
已知FeCl3发生水解反应的离子方程式:Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+,根据实验操作填写下表:
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
盐的浓度
加入FeCl3固体,再测溶液的pH
溶液颜色变 ,pH变
加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡
向 方向移动
溶液的酸碱度
加盐酸后,测溶液的pH
溶液颜色变 ,pH变
加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向 方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液
产生 沉淀
加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向 方向移动
温度
升高温度
溶液颜色变 ,pH变
升高温度,水解平衡向 方向移动
特别提醒 盐类的水解平衡移动,符合勒夏特列原理
【典型例题】
1.向纯碱溶液中滴入酚酞溶液:
(1)观察到的现象是________________,原因是_________________________________(用离子方程式表示)。
若微热溶液,观察到的现象是________,由此证明碳酸钠的水解是__________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)Na2CO3溶液中 ____2(填“大于”或“小于”),能使其比值接近2的措施有__________(填序号)。
①加入适量盐酸 ②加入适量的NaOH溶液 ③加入适量的KOH溶液 ④加热 ⑤加入适量的KHCO3固体
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是___________________________________________________,反应的离子方程式是________________________________________________。
2.常温条件下,在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是什么?并结合离子方程式,运用平衡原理进行解释。
3.常温条件下,将镁条投入浓NH4Cl溶液中,有H2、NH3两种气体产生,利用有关离子方程式分析原因。
【归纳总结】三步法判断影响盐类水解的因素
题组1 影响盐类水解平衡的因素
1.欲使CH3COONa稀溶液中增大,可采取的措施是( )
A.加少量K2CO3固体 B.加少量NaOH固体 C.加水稀释 D.升高温度
2.常温下,三种酸的电离常数如下表所示。
酸
HX
HY
HZ
Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
回答下列问题:
(1)三种酸的强弱关系是________________。
(2)反应HZ+Y-===HY+Z-能否发生?________________________________________。
(3)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是__________________________________。
(4)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是____________。
(5)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显____性,原因是_____________________________________________。
3.在反应Al3++3H2O ⇌ Al(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
4.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是( )
A.b点水解程度最大 B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动 D.水解是吸热过程
5.以下4个实验中均产生了白色沉淀。
下列说法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液、NaHCO3溶液含有的微粒种类相同 B.Ca2+促进了C、HC的水解
C.Al3+促进了C、HC的水解 D.滴入溶液后,4支试管内溶液的pH都变小
二、化学实验中与盐类水解有关的问题(选必一p )
1.判断盐溶液的酸碱性
(1)FeCl3溶液显酸性,用离子方程式表示其原因: 。
(2)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 。
(3)解释碳酸氢钠溶液显碱性的原因:NaHCO3溶液中存在HC的水解平衡: ;还存在电离平衡: ,HC的水解程度 其电离程度,溶液中c(OH-) c(H+),故溶液显 性。
2.分析盐溶液中各粒子浓度的大小关系
以强碱弱酸盐NaA溶液为例,分析其溶液中各粒子浓度的大小。
题组2 盐类水解在粒子浓度关系中的应用
1.0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中,下列关系错误的是( )
A.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) B.c(Na+)+c(OH-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH) D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
2.强碱MOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸HA的溶液混合,溶液中有关离子浓度的大小关系不正确的是( )
A.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) B.c(A-)+c(HA)=c(M+)
C.c(A-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)
3.配制或贮存易水解的盐溶液
(1)实验室配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的 中,然后再用水稀释到所需的浓度,目的是 。
(2)贮存Na2CO3溶液不能用 塞,原因是 。
【归纳总结】
①配制强酸弱碱盐溶液时,加强酸抑制水解。例如:配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中
②配制强碱弱酸盐溶液时,加强碱抑制水解
③配制Al2S3只能在干态条件下把铝粉和硫粉的混合物加热,不能在水溶液中得到
④试剂的贮存:Na2CO3、Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞;NH4F溶液不能用玻璃瓶盛放
4.制备无机化合物
(1)实验室将MgCl2·6H2O加热脱水制无水MgCl2时,需在HCl气氛中进行(如图所示),请解释原因: 。
(2)用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为 , 加入大量水,同时加热的目的是 ,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。
(3)FeCl3饱和溶液,加热蒸干并灼烧,为什么得到的是Fe2O3固体而不是FeCl3固体?
(4)将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干,为什么得到的是Fe2(SO4)3固体而不是Fe2O3固体?
【归纳总结】盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)不水解不分解或水解生成难挥发性酸的盐:蒸干后一般得原物质。如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)。
(2)水解生成挥发性酸的盐:蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物。如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)较低温度下受热分解的盐:蒸干灼烧后得分解产物。
原物质
蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2
CaCO3或CaO
NaHCO3
Na2CO3
KMnO4
K2MnO4和MnO2
NH4Cl
分解为NH3和HCl,无固体物质存在
(4)易被氧化的盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
【典型例题】
1.下列溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体是溶质本身的是( )
A.CuSO4 B.NaHCO3 C.KMnO4 D.FeCl3
题组3 盐溶液蒸干(灼烧)产物的判断
1.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
2.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
5.活泼金属与强酸弱碱盐反应产生氢气
例:Mg与NH4Cl(或FeCl3、AlCl3、CuCl2)反应,产生H2
6.判断离子共存
Al3+、Fe3+、Cu2+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、Al[(OH)4]-生成气体或沉淀的双水解不能共存
三、分析生产生活中盐类水解的应用(选必一)
1.热的纯碱溶液去油污
(1)纯碱水解的离子方程式为C+H2O ⇌ HC+OH-、HC+H2O ⇌ H2CO3+OH-。
(2)热纯碱去污能力强的原因是 。
2.解释铝盐(如明矾)、铁盐(如硫酸铁)的净水原理
结合离子方程式说明:Al3+、Fe3+易水解生成胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉降:Al3++3H2O ⇌ Al(OH)3+3H+、Fe3++3H2O ⇌ Fe(OH)3+3H+。
3.泡沫灭火器原理
泡沫灭火器中药品的主要成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,其反应的离子方程式为 。
4.焊接时用NH4Cl溶液除锈:利用其水解后溶液显酸性,溶解铁锈
5.制备纳米材料:用TiCl4制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl
6.MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是什么?
题组4 盐类水解在生产生活及实验中的应用
1.化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的S发生水解
B.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,可用于水的净化
C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理
D.配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸,抑制Fe3+水解
2.下列有关物质的用途或现象与盐的水解无关的是( )
A.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
B.游泳馆常用可溶性铜盐作游泳池水的消毒剂
C.实验室中NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
D.氯化铵溶液可作金属焊接中的除锈剂
四、水解本质的综合应用(选必一)
1.水电离程度大小分析
(1)简单盐溶液中水电离情况分析
电解质
举例
水电离程度分析
强酸弱碱盐
NH4Cl,pH=a
水的电离程度:增大c水(H+)=10-a mol·L-1
强碱弱酸盐
CH3COONa,pH=b
水的电离程度:增大c水(OH-)=10b-14 mol·L-1
弱酸弱碱盐
CH3COONH4,pH=7
水的电离程度:增大
(2)酸碱中和反应过程中水电离程度的变化
常温下,向浓度为0.1 mol·L-1、体积为V L的氨水中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸(忽略溶液混合过程中的体积变化),溶液中由水电离出的c(H+)、溶液的pH随盐酸的体积而变化如图所示:
①c水(H+)出现峰值(图中c点),该点为恰好完全反应生成NH4Cl的滴定终点,溶液水解显酸性;此时水解程度最大,即水的电离程度最大,溶液中的H+全部来源于水的电离。
②加入盐酸的过程中,c溶液(H+)不断增加,pH不断减小。c水(H+)=10-7 mol·L-1时,有a和b两个点,第一个点(a点)N水解促进水的电离(呈酸性)与NH3·H2O抑制水的电离(呈碱性)效果相互抵消,溶液呈中性;第二个点(b点)N水解促进水的电离与过量HCl抑制水的电离效果相互抵消,但二者均为酸性,结果溶液呈酸性。
③a、b、c、d四点水电离程度的大小顺序依次为c>a=b>d。
2.广义的水解产物判断(了解)
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
(1)金属氮化物、磷化物:Li3N +3H2O===3LiOH +NH3↑ ;Ca3P2+6H2O===
(2)金属碳化物:CaC2+2H2O===
(3)卤素互化物:IBr+H2O=== ;IF5+3H2O===
(4)非金属元素的卤化物:BCl3+3H2O=== ;PCl3+3H2O===
(5)亚硫酰氯(SOCl2)遇到潮湿的空气,立即产生刺激性气味的气体和大量白雾,写出亚硫酰氯与水反应的化学方程式: 。
【典型例题】
1.室温下,向20 mL 0.10 mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lg c水(H+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法错误的是( )
A.室温下,醋酸的电离常数约为1.0×10-5 B.c、e两点溶液:c点显中性,e点显碱性
C.d点溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1 D.b、f点溶液中均有c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
题组5 盐类水解在判断离子反应中的应用
1.下列各组离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是( )
A.NH4Al(SO4)2溶液中:Na+、Mg2+、HC、N
B.pH=1的溶液中:Fe2+、Al3+、N、Cl-
C.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液中:Al3+、Ca2+、N、Cl-
D.加入铝粉产生氢气的溶液中:Cu2+、N、HC、Br-
2.室温下,下列离子组在给定条件下能大量共存的是( )
A.Na[Al(OH)4]的溶液中:K+、N、Cl-、N
B.pH=1的溶液中:K+、Na+、Cl-、N
C.lg =-10的溶液中:Na+、Mg2+、S、N
D.由水电离的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、HC
3.根据广义的水解观点,下列说法不正确的是( )
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2 B.PCl3的水解产物是HClO和H3PO4
C.Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4 D.CH3COCl的水解产物是两种酸
【课后练习】
1.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:C+H2OHC+OH-。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数增大 D.加入NaOH固体,减小
2.常温下,pH=10的Na2CO3溶液1 mL加水稀释至10 mL,下列说法错误的是( )
A.稀释前溶液中c(OH-)=1×10-4 mol·L-1 B.稀释后溶液中c(OH-)=1×10-5 mol·L-1
C.加水过程中水解平衡正向移动 D.加水过程中c(HC)逐渐减小
3.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
4.能证明Na2SO3溶液中存在S+H2OHS+OH-水解平衡事实的是( )
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚酞溶液变红,再加入NaHSO4溶液后红色褪去
5.关于0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,下列说法正确的是( )
A.溶质水解反应:HC+H2OH3O++C
B.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+c(C)
C.微粒浓度关系:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C)
D.微粒浓度关系:c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HC)+c(C)]
6.下列溶液中,操作和现象对应正确的是( )
选项
溶液
操作
现象
A
滴有酚酞的明矾溶液
加热
颜色变深
B
滴有酚酞的氨水
加入少量NH4Cl固体
颜色变浅
C
滴有酚酞的CH3COONa溶液
加入少量的CH3COONa固体
颜色变浅
D
氯化铁溶液
加热
颜色变浅
7.常温下0.1 mol·L-1①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液,下列叙述正确的是( )
A.①中c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.①②等体积混合后,醋酸根离子浓度小于③的二分之一
C.①③等体积混合后,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.①②等体积混合后,水的电离程度比①③等体积混合的电离程度小
8.常温下,向20.00 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴入0.1 mol·L-1盐酸(忽略溶液混合过程中的体积变化),溶液中由水电离出的c(H+)的负对数[-lg c水(H+)]与所加盐酸体积的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.常温下,Kb(NH3·H2O)约为10-5 B.R、N、Q点都有c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-)
C.R、Q两点对应的溶液都呈中性 D.N点有c(NH3·H2O)+c(N)=0.05 mol·L-1
9.请同学们利用化学知识来分析下列问题的化学原理:
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)已知草酸是二元弱酸,常温下测得0.1 mol·L-1KHC2O4溶液的pH为4.8,则此KHC2O4溶液中c(C2) (填“大于”“小于”或“等于”)c(H2C2O4)。
(3)实验室在配制Cu(NO3)2溶液时,常将Cu(NO3)2固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其目的是 。
(4)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液,该溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示,下同);灭火器内另一容器中装有Al2(SO4)3溶液,该溶液呈酸性的原因是 ;当意外失火时,将泡沫灭火器倒过来摇动即可使药液混合,喷出大量的白色泡沫,阻止火势蔓延,其相关的离子方程式为 。
10.无水FeCl3是有机合成催化剂,还可做水处理剂等。实验室可用FeCl3·6H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl3,装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水FeCl3能吸收空气里的水分而潮解;SOCl2沸点为77 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)仪器F的名称是 。
(2)SOCl2遇水发生反应的化学方程式为 , 将FeCl3溶液蒸干灼烧得不到无水FeCl3,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,可得到无水FeCl3,试解释原因: 。
(3)反应后通入N2的目的是排出装置内的酸性气体,装置F中盛装的物质是 ,其作用为 。
(4)为了检验D中最终产品是否含有FeCl2,取少量产品溶于盐酸,可证明产品中含有FeCl2的最佳试剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.铁氰化钾溶液 C.酸性高锰酸钾溶液 D.KSCN溶液
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