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
第2课 影响盐类水解的主要因素
1
Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性,
为何去除油污用Na2CO3,而不用NaHCO3?
为何NaHCO3可以用作胃药,而碳酸钠不行?
【情境引入】
同浓度下,Na2CO3溶液碱性大于NaHCO3溶液,
碳酸钠去污效果更好,但对胃的腐蚀也更强。
为什么“同浓度下,碳酸钠碱性大于碳酸氢钠”?
影响盐类水解程度大小的因素是什么?有什么规律吗?
酸性:HCO3-<H2CO3
CO32-+H2O ⇋ HCO3- +OH-
HCO3-+H2O ⇋ H2CO3 +OH-
碱性:Na2CO3溶液 > NaHCO3溶液
水解程度 :CO32- > HCO3-
影响盐类水解平衡的因素
NaHCO3溶液
Na2CO3溶液
Na2CO3溶液 NaHCO3溶液
已知H2CO3:Ka1=4.4×10−7 , Ka2=4.7×10−11
强碱弱酸盐水解,生成的弱酸酸性越弱,即Ka越小,水解程度越大。
例如:强碱弱酸盐(MA)的水解:
MA = A- + M+
H2O ⇋ H+ + OH-
HA(弱酸)
+
A-结合H+的能力越强
HA酸性越弱即Ka越小
A-水解程度就越大
越弱越水解
影响盐类水解平衡的因素
强碱弱酸盐水解,生成的弱酸酸性越弱,即Ka越小,水解程度越大。
强酸弱碱盐水解,生成的弱碱碱性越弱,即Kb越小,水解程度越大。
1.内因:盐本身的性质
4
相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的PH值分别等于8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性强弱顺序为_______ __.
HX > HY > HZ
解此类题的思路:
盐的pH
盐的水解程度
弱电解质的强弱
影响盐类水解平衡的因素
研究盐类水解时,一般从两个方面考虑:
一是反应物的性质,二是反应条件。
盐类水解
内因:盐本身的性质
越弱越水解
外因:浓度、温度、外加酸、碱、盐等
反应条件对FeCl3水解平衡的影响
[提出问题]
⑴FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出FeCl3发生水解的离子方程式。
⑵从反应条件考虑,影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些?
呈酸性
Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+
温度、浓度(反应物/生成物)
2.外因
加热
常温
加热
常温
【现象】FeCl3溶液加热后:颜色加深,pH值减小
【结论】温度升高,水解平衡向右移动,水解程度增大
实验探究①:温度对FeCl3水解平衡的影响
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
越热越水解
8
加FeCl3晶体
【现象】增大FeCl3浓度:颜色加深,pH值减小
【结论】增大盐溶液的浓度,水解平衡向右移动,但水解程度减小
实验探究②:浓度对FeCl3水解平衡的影响
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
【操作】向0.1 mol/L FeCl3溶液中加水稀释10倍
0.1 mol/L FeCl3溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
【结论】加水稀释,促进盐的水解,水解程度增大
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
越稀越水解
【操作】向5mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入1 mL 盐酸
【结论】加酸,c(H+)增大,FeCl3的水解平衡向左移动,抑制Fe3+水解
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
同离子效应:加入与水解产物相同的离子,水解被抑制。
【操作】向5mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入5滴浓NaOH溶液 ?
【结论】加碱,c(H+)减小,FeCl3的水解平衡向右移动,促进Fe3+水解
化学反应:若水解产物被消耗,则促进水解
【操作】向5mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入1 mL 盐酸
【结论】加酸,增大c(H+),FeCl3的水解平衡向左移动,抑制Fe3+水解
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
同离子效应:加入与水解产物相同的离子,水解被抑制。
【操作】向5mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入5滴浓NaOH溶液 ?
【结论】加碱,减小c(H+),FeCl3的水解平衡向右移动,促进Fe3+水解
加NaOH溶液
【原理】Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ ΔH >0
化学反应:若水解产物被消耗,则促进水解
升高温度,向水解方向移动(盐的水解吸热)
②浓度
a.加水稀释,促进水解,水解程度增大
③同离子效应:加入与水解产物相同的离子,水解被抑制;
④化学反应:若水解产物被消耗,则促进水解
①温度:
越热越水解
b.增大盐的浓度,促进水解,水解程度减小
越稀越水解
——符合勒夏特列原理
水解程度增大
水解程度减小
总结:
1、在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
C.加入少量Na2SO4(s) D.加入NaCl溶液
D
2、向三份0.1 mol/L CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为 ( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.增大、减小、增大
A
向盛有Na2CO3溶液的试管中滴入2滴酚酞试液振荡, 现象是 ,
原因用离子方程式表示是 。
然后对溶液加热,现象是: 。最后向溶液中再滴入过量的BaCl2溶液, 现象为 ,
原因用离子方程式表示是 。
溶液变红
CO32-+H2O HCO3- +OH-
产生白色沉淀,且红色褪去
Ba2++CO32-=BaCO3↓
溶液红色变深
在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值增大,应采取的措施是( )
A.加热 B.通入HCl
C.加入适量的NaOH D.加入NaCl溶液
CD
用纯碱溶液清洗油污时,加热可以增强其去污力,这是为什么?
水解平衡常数(Kh)
1.定义:盐的水解反应的平衡常数,用Kh 表示
2.表达式:
若MA为强碱弱酸盐,A—水解:A— + H2O ⇌ HA+OH—
若MA为强酸弱碱盐,M+水解:M+ + H2O ⇌ MOH+H+
Kh =
Kh =
Kh 越大,水解程度越大
只受温度影响,温度升高,Kh增大
3.意义:
4.影响因素:
[课本P77---资料卡片]
写出对应水解平衡的平衡常数表达式?Kh 与Ka和Kb有什么关系?
CH3COONa溶液 NH4Cl溶液
①CH3COO— + H2O ⇌ CH3COOH + OH—
Kh =
Kw
Ka
结论:Ka (Kb)越大,Kh越小,Ka(Kb)越小,Kh越大,
越弱越水解
②NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
Kh =
Kw
Kb
5.盐的水解常数的应用
例1、已知25℃时,Ka(CH3COOH) =10-5,则CH3COONa的水解常数为多少?0.1mol/L的醋酸钠溶液的pH值是多少?
(一)K值间的运算
10-9
pH = 9
CO3 2- + H2O ⇋ HCO3- + OH-
HCO3- + H2O ⇋ H2CO3 + OH-
c(HCO3-)·c(OH-) ·c(H+)
c(CO32-) ·c(H+)
c(HCO3-)·c(OH-)
Kh1= = =
c(CO32-)
Kw
Ka2
c(H2CO3)·c(OH-) ·c(H+)
c(HCO3-) ·c(H+)
c(H2CO3)·c(OH-)
Kh2 = = =
c(HCO3-)
Kw
Ka1
对于二元弱酸及其盐,Ka与 Kh的关系如下
已知25℃时,碳酸的Ka1=10-7 Ka2=10-11,则0.1mol/L NaHCO3中pH 7(填大于、小于、等于)
对点练习:已知25℃时,亚硫酸的Ka1=10-2 , Ka2=10-8,则0.1mol/L NaHSO3中pH 7(填大于、小于、等于)
HCO3 – ⇋ CO32- + H+
HCO3 – + H2O ⇋ H2CO3 + OH –
Ka2 = 10-11
Kh=
Kw
Ka1
=10-7
水解
电离
<
大于
小于
(二)判断溶液的酸碱性
5.盐的水解常数的应用
CH3COONH4溶液能发生水解反应吗?如果可以,该溶液的酸碱性如何?
【信息】CH3COOH:Ka=1.8×10-5 NH3·H2O:Kb=1.8×10-5
CH3COO- + H2O ⇋ CH3COOH + OH-
Kh = =
Kw
Ka
10-14
1.8×10-5
NH4+ + H2O ⇋ NH3·H2O + H+
Kh, = =
Kw
Kb
10-14
1.8×10-5
Kh= Kh,
CH3COO-和NH4+水解程度相等, CH3COONH4溶液呈中性。
谁强显谁性,同强显中性
已知常温下:H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,
H2SO3的电离常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8
根据电离常数和水解常数判断NaHCO3溶液和NaHSO3的酸碱性?
2.酸式盐
1)NaHSO4溶液
NaHSO4 =Na+ +H+ + SO42—
只电离,呈强酸性
2)多元弱酸的酸式酸根离子,既有水解,又有电离。
类似的:NaHS、Na2HPO4等
如NaHCO3溶液
HCO3 – + H2O H2CO3 + OH –
①水解:
②电离:
HCO3– CO32– + H+
水解>电离
∴溶液呈 性
NaHSO3溶液
HSO3 – + H2O H2SO3 + OH –
①水解:
HSO3 – SO32– + H +
②电离:
电离>水解
∴溶液呈 性
酸
碱
类似的:NaH2PO4
溶液呈酸性:NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4
√
主
√
主
酸式盐
溶液呈碱性: NaHCO3 、NaHS、Na2HPO4等
记住
25
比较下列溶液的pH的大小
(1) Na2SO3 、 NaHSO3 、 Na2SO4 、 NaHSO4
(2) Na3PO4 、 NaH2PO4 、 Na2HPO4 、 H3PO4
pH: Na2SO3 > Na2SO4>NaHSO3 > NaHSO4
pH: Na3PO4 > Na2HPO4 > NaH2PO4 > H3PO4
5.在25mLNaOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L醋酸溶液,滴定曲线如下图所示。
(1)写出NaOH溶液与醋酸溶液反应的离子方程式:
_____________________________。
(2)该NaOH溶液的物质的量浓度为__ mol/L 。
OH-+CH3COOH=CH3COO-+H2O
0.1
(3)在B点,a___12.5 mL(填“>”、“<”或“=”,下同)。若由体积相等的NaOH和醋酸溶液混合而且恰好呈中性,
则混合前c(NaOH)___c(CH3COOH),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系:c(H+)___c(OH-)。
(4)在D点,溶液中离子浓度大小关系为:__________________。
<
>
<
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
5.在25mLNaOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L醋酸溶液,滴定曲线如下图所示。
$