内容正文:
第三章 第三节
第2课时 影响盐类水解的因素及应用
1. 同浓度 Na2CO3 溶液和 CH3COONa 溶液,
滴入酚酞后变红的程度不同。
Na2CO3溶液
CH3COONa 溶液
2. 生活中用热的 Na2CO3 溶液洗碗,
去油污效果比常温效果更好。
温故设疑 引入新知
一
【问1】上述事实说明什么?
【小结1】盐类水解程度大小的影响因素
① 盐的性质(内因)
② 反应条件(外因)
理论分析 实验验证 完善模型 p75
二
【问2】请从盐的性质(内因)的角度分析影响 CO32-、 HCO3- 、CH3COO- 水解程度的原因。
0.1mol/L
盐溶液 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3
pH 8 9 13
25℃ H2CO3 CH3COOH
Ka1 4.5×10-7 1.75×10-5
Ka2 4.7×10-11
酸性(Ka): CH3COOH > H2CO3 > HCO3-
酸对应的盐的水解程度: CH3COO- < HCO3- < CO32-
【小结2】弱酸酸性越弱( Ka 越小),该盐的水解程度越大;
同理,弱碱碱性越弱( Kb 越小),该盐的水解程度越大;
理论分析 实验验证 完善模型 p77
二
【问3】如何定量描述盐类水解能力的大小?
以 CH3COONa 溶液 为例 :
—— 盐的水解常数(Kh)
Kh =
② 只受温度影响,升温,Kh 增大
① Kh 数值越大,水解程度越大
【问4】Ka 和 Kh 之间的关系是怎样?
水解 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
电离:CH3COOH CH3COO-+H+
Ka =
Ka Kh
=
=
=Kw
Ka Kh =Kw
或 Kb Kh =Kw
理论分析 实验验证 完善模型 p77
二
Ka Kh =Kw
或 Kb Kh =Kw
由此可看出:弱酸或弱碱的电离常数( Ka 或 Kb )越小,
其所生成的盐的水解程度( Kh )就越大。
【问5】右表所示为25 ℃时部分酸的电离平衡常数。
(1)计算 Na2CO3 第一步水解常数 Kh1 ;
(2)计算 NaHCO3 水解常数 Kh ;
(3)浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa、NaHCO3和Na2CO3溶液,
其pH由小到大的顺序是_____________________________。
H2CO3 CH3COOH
Ka1 4.5×10-7 1.75×10-5
Ka2 4.7×10-11
CH3COONa < NaHCO3 < Na2CO3
H2CO3 HCO3-+H+ Ka1
HCO3- CO32-+H+ Ka2
理论分析 实验验证 完善模型 p77
二
【问6】常温,三种酸的电离常数如表所示:
(1)三种酸的强弱关系是____________。
(2)若 NaX、NaY、NaZ 三种溶液的 pH 相同,则三者的浓度由大到小的顺序: ___________________。
(3)写出 NaY 溶液与 HZ 反应的离子方程式:___________________。
酸 HX HY HZ
Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
Ka(HZ) > Ka(HY) > Ka(HX)
HZ > HY > HX
Kh(Z- ) < Kh(Y- ) < Kh(X- )
NaZ > NaY > NaX
HZ+Y-===HY+Z-
理论分析 实验验证 完善模型 p77
二
【问7】已知 H2SO3 的电离平衡常数 Ka1=1.4×10-2、 Ka2=6.0×10-8 。利用所给数据计算分析 NaHSO3 溶液的酸碱性。
在 NaHSO3 溶液中 存在如下两个平衡:
电离平衡: + H+
水解平衡: +H2O H2SO3+ OH-
Ka2=6.0×10-8
Kh
因为: Ka2 > Kh ,
所以: c (H+) > c (OH-) , NaHSO3 溶液呈酸性。
盐类水解常数(Kh)的应用
Kh=或Kh=,Ka或Kb越小,Kh越大,对应盐溶液酸、碱性越强 (即越弱越水解)
归纳总结
一、盐的性质(内因)对盐类水解平衡的影响
(1)判断盐溶液酸碱性强弱(水解程度大小)
(2)判断酸式盐的酸碱性
①强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液呈酸性。NaHSO4===Na++H++;
②弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在HA-的电离和水解两个平衡,
电离平衡:HA- A2-+H+ Ka2
水解平衡:HA-+H2O H2A+OH- Kh
溶液的酸碱性取决于电离和水解程度的相对大小,即Ka2 和 的相对大小。
理论分析 实验验证 完善模型 p76
二
【问8】请从盐类水解的角度分析下列问题。
(1)为何 Na2CO3 溶液可以去油污,请用化学用语表示
(2)热的 Na2CO3 溶液去油污效果更好,说明温度如何影响盐类水解?
(3)请归纳有哪些反应条件(外因)会影响盐类水解平衡?
+H2O + OH-
盐类水解是吸热反应,升温促进水解。
温度、浓度
理论分析 实验验证 完善模型 p76
二
【问9】探究反应条件(外因)对 FeCl3 水解平衡的影响
(1) FeCl3 溶液呈 性,其原因:
酸
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
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
(2)请根据 p75 提供的实验用品,参照 p76 表格 设计实验,记录现象。应用平衡移动原理对实验现象进行解释。
升温
溶液颜色变深,pH减小
水解吸热,升温,水解平衡正移
加FeCl3晶体,测pH
溶液颜色变深,pH减小
c(Fe3+)增大,水解平衡正移,水解程度减小
加浓盐酸
溶液颜色变浅,pH减小
c(H+) 增大,水解平衡逆移,
但 c(H+) 仍比原平衡中 c(H+) 大
加水稀释
溶液颜色变浅,pH增大
稀释,Q' < K,水解平衡正移,水解程度增大
【问10】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。
产生白色沉淀,且溶液的红色逐渐褪色
在Na2SO3溶液中,水解: +H2O H+OH-,
加入BaCl2后,Ba2++===BaSO3↓(白色),
由于c()减小, 水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去。
【问11】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。
NH4Cl溶液中发生水解反应:+H2O NH3·H2O+H+,
加入镁条发生反应:Mg+2H+===Mg2++H2↑,
由于c(H+)减小,促进 水解平衡右移,产生大量 NH3·H2O,
NH3·H2O NH3+H2O,产生NH3。
①
②
③
④
⑤
⑥
盐类水解的应用 p76~77
三
★ 配制或贮存易水解的盐溶液
【问12】实验室如何配制一定浓度的FeCl3溶液?
实验步骤 向一支试管中加入少量FeCl3晶体,然后加入5 mL蒸馏水,振荡,观察并记录现象。再向试管中加入2 mL浓盐酸,振荡,观察并记录现象。
实验现象 晶体慢慢溶解,所得液体有少量浑浊,
加入浓盐酸后,浑浊变澄清,溶液呈棕黄色。
理论解释 加入 H+ 后,可抑制Fe3+ 的水解,使其水解平衡逆向移动。
离子方程式 Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+
配制时应减少Fe3+的水解程度。
注意:凡配制能水解的盐溶液时,通常需采取防水解措施。
①配制强酸弱碱盐溶液:滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解。
如配制FeCl3的水溶液:通常先将FeCl3固体溶于较浓盐酸中,抑制Fe3+的水解,使溶液保持澄清,再加水稀释至所需浓度。
②配制强碱弱酸盐溶液:加入少量相应的强碱,可抑制弱酸根离子水解。
如配制硫化钠的水溶液时,可加入少量氢氧化钠,抑制S2-的水解。
归纳总结
设计物质水溶液的配制方法
盐类水解的应用 p76~77
三
★ 配制或贮存易水解的盐溶液
【问13】贮存Na2CO3溶液不能用________塞,原因是___________________。
磨口玻璃
Na2CO3水解溶液呈碱性,
+H2O ⇌ + OH-
SiO2 + 2OH- === +H2O
注意: 选择试剂的保存方法
某些实验试剂贮存时要考虑到盐的水解。
如:Na2SO3溶液因水解使溶液呈碱性,OH-与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶颈与瓶塞黏结,因而不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶贮存,可用带橡胶塞或软木塞的试剂瓶保存。
盐类水解的应用 p76~77
三
★ ★ 制备胶体和无机化合物
【问14】实验室如何制备 Fe(OH)3 胶体?
实验步骤 向一个烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至水沸腾,然后向沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液。继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,观察制得的Fe(OH)3 胶体。
实验现象 生成红褐色溶液,且用激光笔照射,产生光亮的通路。
理论解释 Fe3+ 在沸水中发生水解,生成Fe(OH)3 胶体。
离子方程式
Fe3+ + 3H2O ===Fe(OH)3 (胶体)+ 3H+
△
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ 制备胶体和无机化合物
【问15】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:
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。
【问16】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:
TiCl4+(x+2)H2O = TiO2·xH2O↓+4HCl
促使水解趋于完全
,所得 TiO2·xH2O 焙烧得到 TiO2 。
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ 制备胶体和无机化合物
【问17】FeCl3 饱和溶液,加热蒸干灼烧,为何得到的是 Fe2O3 固体而不是 FeCl3固体?
FeCl3 + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3HCl,水解吸热,加热可以促进Fe3+的水解,
同时生成的 HCl 加热后不断挥发,也促进Fe3+水解趋于完全。最终反应完全生成Fe(OH)3,Fe(OH)3进一步分解得到Fe2O3。
【问18】将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干,为何得到的是 Fe2(SO4)3 固体而不是 Fe2O3 固体?
Fe2(SO4)3+6H2O ⇌ 2Fe(OH)3+3H2SO4
H2SO4是难挥发性酸,蒸干过程中浓度增大,其又与Fe(OH)3反应生成了Fe2(SO4)2,最终得到无水Fe2(SO4)3
归纳总结
盐 原物质 水解结果 蒸干灼烧后固体物质
强酸弱碱盐 AlCl3 生成易挥发性酸 蒸干得 Al(OH)3,灼烧得 Al2O3。
CuSO4 生成难挥发性酸 蒸干得 CuSO4 (s)
盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
盐 原物质 蒸干灼烧后固体物质
受热易分解 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
盐 原物质 蒸干灼烧后固体物质
强还原性 Na2SO3 Na2SO4
FeSO4 Fe2 (SO4)3
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ ★ 分析盐溶液中各离子浓度的大小关系
【问19】 NH4Cl 溶液中各离子浓度的大小顺序:
分析盐溶液的变化
1
电离:
水解:
找出盐溶液中存在的离子
2
、 Cl- 、 H+ 、 OH-
分清主次,比较离子浓度大小
3
一般离子水解程度微弱, H2O电离极微弱
【问20】 CH3COONa 溶液中各离子浓度的大小顺序:
c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
NH4Cl === + Cl-(主要)
NH4+ + H2O ⇌ NH3·H2O + H+ (次要)
★ 电解质溶液中的电荷守恒与元素守恒
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ ★ ★ 铝盐、铁盐的净水
【问21】结合离子方程式解释铝盐(如明矾)、铁盐(如硫酸铁)的净水原理。
实验步骤 向3支试管中分别加入5 mL混有少量泥土的浑浊水,然后向其中的两支试管中分别加入2 mL饱和FeCl3溶液、 2 mL 1 mol/L Al2(SO4)3溶液,振荡。把3支试管放在试管架上,静置5 min,观察并记录现象,同时进行比较。
实验现象 加入盐溶液的两支试管中的浑浊液变得澄清。
理论解释 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
离子
方程式 Al3++3H2O = Al(OH)3(胶体)+3H+、
Fe3++3H2O = Fe(OH)3(胶体)+3H+
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ ★ ★ ★ 泡沫灭火器原理
【问22】泡沫灭火器中药品的主要成分为 NaHCO3与Al2(SO4)3,在使用时为何能迅速产生大量泡沫灭火?
混合前:
Al3+ + 3H2O ⇌ Al(OH)3 + 3H+
+ H2O H2CO3 + OH-
混合后:
Al3+ + 3 === Al(OH)3↓+ 3CO2↑
混合后,OH-与H+中和,促进水解,水解平衡向右移动,以致生成大量的CO2, CO2将胶状Al(OH)3吹出可形成泡沫。
盐类水解的应用 p77
三
★ ★ ★ ★ ★ ★ 除杂
【问23】 MgO可除去MgCl2溶液中Fe3+,其原理是什么?
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入MgO能和H+反应,使c(H+)减小,
Fe3+的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去。
【问24】工业制取氯化铜时,常得到混有FeCl2、FeCl3的溶液,欲制备较纯净的CuCl2溶液,应如何操作?
氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2
开始沉淀的pH 7.6 2.7 4.4
沉淀完全的pH 9.6 3.7 6.4
① 先把Fe2+氧化生成Fe3+,
2Fe2+ + 2H+ + H2O2=2Fe3+ + 2H2O;
② 加入适量CuO,以调整溶液的 3.7 ≤ pH < 4.4。
广义的水解产物判断 p83~84
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(异性相吸)成新的物质。
拓展延伸
Ca3P2+6H2O===_________________
CaC2+2H2O===_________________
IBr+H2O===___________
BCl3+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:
。
3Ca(OH)2+2PH3↑
Ca(OH)2+C2H2↑
HIO+HBr
H3BO3+3HCl
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl
5.(2023·四川遂宁高二检测)下列能正确表示盐类水解的离子方程式的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
对点训练
√
7.物质的量相等的下列物质形成的等体积溶液中,所含微粒种类最多的是
A.CaCl2 B.CH3COONa C.NH3 D.K2S
√
11. 常温时H2SO4稀溶液中,第一步电离是完全的,第二步电离程度较低,
,Ka=1.2×10-2。则常温下Na2SO4水溶液显
A.碱性 B.酸性 C.中性 D.无法判断
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
综合强化
2.为使 NH4Cl 溶液中 c(Cl-) 与 c(NH4+) 浓度比为1∶1,可在NH4Cl溶液中加入 ①适量HCl ②适量NaCl ③适量氨水 ④适量NaOH ⑤适量硫酸
A.①②⑤ B.③⑤ C.③④ D.④⑤
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
对点训练
6. 常温测得 0.1 mol·L-1 的 6 种溶液的pH如表所示。下列反应不能成立的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
对点训练
溶质 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3
pH 8.8 9.7 11.6
溶质 NaClO NaCN C6H5ONa(苯酚钠)
pH 10.3 11.1 11.3
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO
B.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO
C.CO2+H2O+C6H5ONa===NaHCO3+C6H5OH
D.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
√
7.常温下,某酸HA的电离常数Ka=1×10-5。下列说法正确的是
B. 常温下,0.1 mol·L-1 HA溶液中水电离的c(H+)为10-13 mol·L-1
C. NaA溶液中加入HCl溶液至恰好完全反应,存在关系:
2c(Na+)=c(A-) +c(Cl-)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
对点训练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
综合强化
9. 能证明Na2SO3溶液中存在 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
√
10. 某小组设计数字化实验探究温度对盐类水解反应的影响。通过加热50 mL 0.100 0 mol·L-1Na2CO3标准溶液进行实验,测得溶液的pH随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
综合强化
11.室温,实验①将0.2 mol·L-1一元酸HX和0.2 mol·L-1 KOH溶液各100 mL混合,测得混合后溶液的pH=9;实验②将0.2 mol·L-1的一元酸HX和c mol·L-1 KOH溶液各100 mL混合,测得反应后溶液的pH=7(以上溶液混合后体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A. 实验②KOH的浓度 c<0.2
B. 室温下,KX溶液的水解常数是 1×10-9
C. 实验①所得溶液中 1×10-5 mol·L-1 < c(X-) < 0.1 mol·L-1
D. 实验②所得溶液中 c(K+)>c(X-)>c(H+)=c(OH-)
√
Kh1===≈2.1×10-4。
Kh===≈2.2×10-8。
Lavf58.20.100
Lavf58.20.100
c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
Lavf58.20.100
A.NH+H2O NH3·H2O+H+
B.HClO+H2O ClO-+H3O+
C.HCO+H2O CO+H3O+
D.S2-+2H2O H2S+2OH-
HSO H++SO
4.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:CO+H2O HCO+
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
SO+H2O HSO+OH-
A.c点溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)=1×10-2.35 mol·L-1
B.由ab段可得结论:CO(aq)+H2O(l) HCO(aq)+OH-(aq) ΔH>0
C.bd段pH减小是水的Kw随着温度的升高而增大所致
D.从a→d随着温度升高,始终增大
$