内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
3.3.2 影响盐类水解的主要因素
学习目标
1、能通过实验探究温度、浓度对盐类水解平衡的影响,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。
一、影响盐类水解的主要因素
1、内因:
【思考】已知酸性:HF > HCN,浓度相同的NaF和NaCN溶液,NaCN溶液的pH远大于NaF,分析其原因?
F- + H2O ⇌ HF + OH-
CN- + H2O ⇌ HCN + OH-
HCN酸性更弱,
CN-水解程度更大,
生成的c(OH-)更大,
NaCN溶液碱性更强
★ 越弱越水解,两弱互促进
盐的性质所决定,即形成盐的酸或碱越弱,该盐越容易水解
Na2CO3:CO32- + H2O ⇌HCO3- + OH-
NaHCO3:HCO3- + H2O ⇌H2CO3 + OH-
一、影响盐类水解的主要因素
1、内因:
盐的性质所决定,即形成盐的酸或碱越弱,该盐水解程度越大
① 强碱弱酸盐:生成盐的弱酸酸性越弱,盐的水解程度 ,溶液碱性 ;
越大
② 强酸弱碱盐:生成盐的弱碱碱性越弱,盐的水解程度 ,溶液酸性 ;
越大
越强
越强
【例1】已知酸性:CH3COOH > HClO,则等浓度溶液碱性:CH3COONa NaClO(填“>”、“<”或“>”,下同)。
<
【例2】等浓度溶液碱性:Na2CO3 NaHCO3。
>
中和胃酸
【例3】等浓度溶液pH值:MgCl2 AlCl3。
MgCl2:Mg2+ + 2H2O ⇌Mg(OH)2 + 2H+
AlCl3:Al3+ + 3H2O ⇌Al(OH)3 + 3H+
>
1、常温下,等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液,其pH分别等于7、8、9,试问相对应酸:HX、HY、HZ酸性强弱比较?全为弱酸吗?
HX > HY > HZ,且HX是强酸
一、影响盐类水解的主要因素
Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+
酸性,
2、外因:
盐类的水解是可逆反应,水解平衡也受温度、浓度等反应条件的影响
【探究】反应条件对FeCl3水解平衡的影响
Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ △H > 0
(黄色)
(红褐色)
影响因素 实验步骤 实验现象 解释
温度 在试管中加入2 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液,用试管夹夹持,在酒精灯上微热,并测pH
反应物的浓度 在试管中加入2 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液,然后用药匙再加入少许FeCl3晶体,并测pH
生成物的浓度 在试管中加入2 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液,然后滴入2 ~ 3滴浓盐酸,并测pH
在试管中加入2 mL 0.01mol/L FeCl3溶液,然后滴入5滴浓NaOH溶液
颜色加深
水解吸热,温度升高,促进水解,pH变小
c(Fe3+)增大,促进水解,pH变小
颜色加深
颜色变浅
c(H+)增大,抑制水解,pH变小
产生红褐色沉淀
c(H+)减小,促进水解
★ 越热越水解
影响因素 条件改变 平衡移动方向 水解程度 c(CH3COO-) c(CH3COOH) c(OH-) c(H+) pH Kh
温度 加热
浓度 加水
加CH3COONa(s)
加冰醋酸
外加物质 加NaOH(s)
通HCl(g)
加NaHSO4(s)
加Na2CO3(s)
【讨论】CH3COONa水溶液中存在平衡:CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH- △H > 0
一、影响盐类水解的主要因素
2、外因:
—— 水解平衡是动态平衡,平衡移动遵循勒夏特列原理
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★ 越稀越水解
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二、盐的水解常数
Kh =
在CH3COONa水溶液中存在平衡:CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH-
在NH4Cl水溶液中存在平衡:NH4+ + H2O ⇌NH3 · H2O + H+
Kh =
★ Kh只受温度影响,升高温度,水解程度增大,Kh增大
在一定条件下,能水解的盐在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和OH-(或H+)浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)的浓度之比是一个常数,简称水解平衡常数
二、盐的水解常数
Kh =
在CH3COONa水溶液中存在平衡:CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH-
我们学过CH3COOH的电离平衡:CH3COOH ⇌CH3COO- + H+
Ka =
Kh =
★ 对于其他强碱弱酸盐的溶液中都存在:Kh =
= 1 × 10-9
二、盐的水解常数
Kh =
在NH4Cl水溶液中存在平衡:NH4+ + H2O ⇌NH3 · H2O + H+
我们学过NH3 · H2O的电离平衡:NH3 ∙ H2O ⇌NH4+ + OH-
Kb =
Kh =
★ 对于其他强酸弱碱盐的溶液中都存在:Kh =
★ 一定温度下,Ka或Kb越小,Kh越大,即“越弱越水解”
= 1 × 10-9
二、盐的水解常数
在Na2CO3水溶液中存在平衡:
CO32- + H2O ⇌HCO3- + OH- Kh1
HCO3- + H2O ⇌H2CO3 + OH- Kh2
Kh1 =
Kh2 =
Ka1 =
Ka2 =
H2CO3 ⇌H+ + HCO3-
HCO3- ⇌H+ + CO32-
★ Ka1 > Ka2,
Kh1 > Kh2
等浓度溶液碱性:Na2CO3 NaHCO3
>
【例1】用平衡常数解释:NaHCO3溶液呈弱碱性,已知:H2CO3的电离平衡常数,Ka1 = 4.5 × 10-7,Ka2 = 4.7 × 10-11
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
水解:HCO3- + H2O ⇌H2CO3 + OH- Kh =
电离:HCO3- ⇌CO32- + H+ Ka2 = 4.7 × 10-11
Ka1 =
Ka2 =
H2CO3 ⇌H+ + HCO3-
HCO3- ⇌H+ + CO32-
= 2.2 × 10-8
★ Kh > Ka2,
水解程度 > 电离程度,
NaHCO3溶液呈弱碱性
三、多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性的判断方法
【例2】用平衡常数解释:NaHSO3溶液呈弱酸性,已知:H2SO3的电离平衡常数,Ka1 = 1.4 × 10-2,Ka2 = 6.0 × 10-8
NaHSO3 = Na+ + HSO3-
水解:HSO3- + H2O ⇌H2SO3 + OH- Kh =
电离:HSO3- ⇌SO32- + H+ Ka2 = 6.0 × 10-8
Ka1 =
Ka2 =
H2SO3 ⇌H+ + HSO3-
HSO3- ⇌H+ + SO32-
= 7.1 × 10-13
★ Kh < Ka2,
水解程度 < 电离程度,
NaHSO3溶液呈弱酸性
三、多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性的判断方法
三、多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性的判断方法
【例1】NaHCO3溶液
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
水解:HCO3- + H2O ⇌H2CO3 + OH-
电离:HCO3- ⇌CO32- + H+
★ 水解程度 > 电离程度,即Kh > Ka,溶液呈 性,如:HCO3-、HS-等
碱
【例2】NaHSO3溶液
NaHSO3 = Na+ + HSO3-
水解:HSO3- + H2O ⇌H2SO3 + OH-
电离:HSO3- ⇌SO32- + H+
★ 水解程度 < 电离程度,即Kh > Ka,溶液呈 性,如:HSO3-、HC2O4-、H2PO4-
酸
多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,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、从水解平衡和电离平衡角度分析NaHCO3溶液中加酸、加碱时发生的反应?
水解:HCO3- + H2O ⇌H2CO3 + OH-
电离:HCO3- ⇌CO32- + H+
加碱:HCO3- + OH- = CO32- + H2O
加酸:HCO3- + H+ = H2O + CO2↑
影响因素 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 促进强碱弱酸盐的水解,抑制强酸弱碱盐的水解
碱 促进强酸弱碱盐的水解,抑制强碱弱酸盐的水解
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】
1、在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:
CO32- + H2O ⇌HCO3- + OH-(已知H2CO3的电离常数Ka1 = 4.5 × 10-7,Ka2 = 4.7 × 10-11),下列说法正确的是( )
A. 稀释溶液,水解程度增大,即盐的水解反应的平衡常数增大
B. 通入CO2,平衡向正反应方向移动
C. 加水稀释减小
D. CO32-水解平衡常数Kh1 = 2.8 × 10-8
B
2、已知25 ℃时,
NH3 · H2O的Kb = 1.8 × 10-5
H2SO3的Ka1 = 1.3 × 10-2,Ka2 = 6.2 × 10-8
若氨水的浓度为2.0 mol/L,溶液中的c(OH-) = mol/L。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0 × 10-7 mol/L时,溶液中的c(SO32-) / c(HSO3-) = 。
6.0 × 10-3
0.62
反应条件对FeCl3水解平衡的影响
影响因素 条件改变 平衡移动方向 水解程度 c(NH4+) c(NH3 · H2O) c(OH-) c(H+) pH Kh
温度 加热
浓度 加水
加NH4Cl(s)
通NH3(g)
外加物质 加NaOH(s)
通HCl(g)
【讨论】NH4Cl水溶液中存在平衡:NH4+ + H2O ⇌NH3 · H2O + H+ △H > 0
一、影响盐类水解的主要因素
2、外因:
—— 水解平衡是动态平衡,平衡移动遵循勒夏特列原理
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影响因素 条件改变 平衡移动方向 水解程度 c(Fe3+) c(H+) pH c(OH-) Kh
温度 加热
浓度 加水
加FeCl3(s)
外加物质 加NaOH(s)
通HCl(g)
通SO2(g)
加AgNO3(g)
【讨论】FeCl3水溶液中存在平衡:Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ △H > 0
一、影响盐类水解的主要因素
2、外因:
—— 水解平衡是动态平衡,平衡移动遵循勒夏特列原理
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