内容正文:
复习任务群一
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
第2课时 盐类水解的应用
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第一单元 伟大的复兴·中国革命传统作品研习
学习任务目标
1.结合真实情境中的应用实例,了解盐类水解在生产、生活中的应用。
2.能综合运用电离平衡和水解平衡原理,判断溶液中粒子浓度大小关系,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
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问题式预习
盐类水解在生产、生活中的应用
1.作净水剂
铝盐、铁盐等部分盐类水解生成胶体,有较强的吸附性,常用作净水剂。如明矾水解的离子方程式为________________________
_____________________。
2.热碱水去油污
Al(OH)3(胶体)+3H+
促进
增强
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3.盐溶液的配制和保存
配制、保存SnCl2或FeCl3等易水解的盐溶液时,加入少量盐酸的目的是__________________________。
贮存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞。
4.制纳米材料
利用水解反应来制纳米材料(氢氧化物可变为氧化物),如用TiCl4制备TiO2:
抑制Sn2+或Fe3+水解
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任务式研习
任务一 盐类水解的应用
泡沫灭火器的外壳是由铁皮制成的,内装碳酸氢钠与发泡剂的混合溶液,另有一玻璃瓶内胆,装有硫酸铝水溶液。使用时将筒身颠倒过来,碳酸氢钠和硫酸铝溶液混合后发生化学作用,产生二氧化碳气体泡沫,体积膨胀7~10倍,一般能喷射10 m左右。由于泡沫的比重小,能覆盖在易燃液体的表面,一方面降低了液面的温度,使液体蒸发速度降低,另一方面形成一个隔绝层,隔断氧气与液面的接触,从而将火扑灭。
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活动1 灭火器中装有Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液,使用时要将两者混合,那么它的工作原理是什么?
活动2 灭火器中NaHCO3溶液换为同浓度的Na2CO3溶液,效果如何?
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1.下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
√
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2.下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干AlCl3溶液,最后可以得到AlCl3固体
B.除去MgCl2中的Fe3+,可以加入NaOH固体
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
√
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C 解析:A项,加热蒸干AlCl3溶液,得不到AlCl3固体,因为Al3+水解产生的HCl气体逸出,最后得到Al(OH)3固体,错误;B项,Mg2+和Fe3+均可与OH-反应生成沉淀,且引入了新杂质Na+,应用MgO或MgCO3固体,错误;D项,KCl不水解,不可能得到KOH固体,错误。
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3.BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.酸浸工序中分次加入稀硝酸可降低反应的剧烈程度
B.转化工序中加入稀盐酸可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
√
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盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)强酸强碱盐溶液和水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后一般得到原物质,如NaCl溶液蒸干得NaCl固体,CuSO4溶液蒸干得CuSO4固体。
(2)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。
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(3)酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后可得到原物质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体。
(4)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→CaCO3;NaHCO3→Na2CO3;NH4Cl→NH3↑+HCl↑。
(5)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。
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任务二 溶液中离子浓度大小的比较
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活动1 H2CO3溶液中离子浓度大小顺序如何?(OH-忽略)
活动2 NaHCO3溶液中离子浓度大小关系如何?如何书写其电荷守恒关系式?
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1.HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸。在0.1 mol·L-1 NaA溶液中,离子浓度关系正确的是( )
A.c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)
D.c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
√
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D 解析:HA为一元弱酸,则NaA为强碱弱酸盐,溶液由于A-的水解呈碱性,离子浓度大小为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),A、B错误;根据溶液中电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),C错误,D正确。
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2.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
√
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3.常温时,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后(若混合后两者的体积可以相加),恰好完全反应。下列有关所得混合液的说法正确的是( )
A.所得混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.混合后溶液pH=7
C.所得混合液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
D.混合后溶液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+
c(H+)
√
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4.比较下列几组浓度均为0.1 mol·L-1的溶液中指定离子浓度的大小。
①H2S ②NaHS ③Na2S ④H2S和NaHS混合液
溶液pH从大到小的顺序是__________________(填序号,下同)。c(H2S)从大到小的顺序是________________________。
解析:根据电离出H+的能力:H2S>NaHS,H2S和NaHS的混合溶液的酸性强于NaHS,而Na2S的水解程度又大于NaHS,所以pH从大到小的顺序为③>②>④>①。c(H2S)的比较,可将其分成三组,第一组:①④,含有H2S;第二组:NaHS,一步水解得到H2S;第三组:Na2S需两步水解才得到H2S,而在第一组中NaHS能水解生成少量H2S,所以c(H2S):④>①>②>③。
答案:③>②>④>① ④>①>②>③
溶液中离子浓度大小比较的一般思路
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Al3++3H2O
CO+H2OHCO+OH-
加热______CO的水解,溶液碱性______,去污能力增强。
纯碱水解的离子方程式为_____________________________。
TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl;TiO2·xH2OTiO2+xH2O。
提示:将Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合,Al3+、HCO相互促进水解,Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,产生的CO2有灭火作用,Al(OH)3有阻燃作用。
提示:NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,反应的离子方程式为2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,产生相同体积的CO2消耗的Al2(SO4)3多,且反应速率慢。
B 解析:热的纯碱溶液因CO水解而呈碱性,油脂在碱性条件下能水解,可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意;Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意。
C.明矾净水的反应:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D 解析:硝酸为强氧化剂,可与金属铋反应,酸浸工序中分次加入稀硝酸,反应物硝酸的用量减少,可降低反应的剧烈程度,A正确;金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成BiONO3,水解的离子方程式为Bi3++NO+H2OBiONO3+2H+,转化工序中加入稀盐酸,使氢离子浓度增大,水解平衡左移,可抑制生成BiONO3,B正确;氯化铋水解生成BiOCl的离子方程式为Bi3++Cl-+H2OBiOCl+2H+,水解工序中加入少量CH3COONa(s),醋酸根离子会结合氢离子生成弱电解质醋酸,使氢离子浓度减小,水解平衡右移,促进Bi3+水解,C正确;
水解工序中加入少量NH4NO3(s),铵根离子水解生成氢离子,使氢离子浓度增大,氯化铋水解平衡左移,不利于生成BiOCl,且部分铋离子与硝酸根离子、水也会发生反应Bi3++NO+ H2O BiONO3+
2H+,也不利于生成BiOCl,D错误。
缓冲溶液指的是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH相对稳定。不同的盐溶液因为电离、水解程度的大小不同,造成溶液中离子浓度发生变化。如血浆中H2CO3-HCO缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。
提示:H2CO3电离以第一步为主,故c(H+)>c(HCO)>c(CO)。
提示:HCO水解程度大于电离程度,浓度大小顺序为c(Na+)>
c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO),电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)。
A.室温下,向0.01 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+c(H2CO3)
D.25 ℃时,pH=4.75、浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+
c(H+)
A 解析:A项,向0.01 mol·L-1NH4HSO4溶液中加NaOH溶液,当OH-与H+按1∶1反应结束后,由于NH水解呈酸性,需要再加NaOH与NH反应使溶液呈中性,所以c(Na+)>c(SO)>c(NH),正确;B项,虽然HCO水解呈碱性,但水解微弱,c(Na+)与c(HCO)数值接近,所以c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+),错误;
C项,Na2CO3溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-),存在元素守恒:c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)],两式相减整理得:c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3),错误;D项,由电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),元素守恒有:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),两式联立得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),因溶液pH=4.75,即c(H+)>c(OH-),得c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),错误。
C 解析:二者混合后溶质为CH3COONa。离子浓度大 小 顺 序 为
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),A不正确;CH3COONa水解显碱性,pH>7,B不正确;根据元素守恒,反应后的溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=×0.1 mol·L-1=0.05 mol·L-1,C正确;由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D不正确。
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