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
知识点(一) 盐类的水解
1.盐类的水解
(1)概念:在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。该过程促进了水的电离,导致溶液呈酸性、碱性或中性。
(2)特点:微弱、吸热、可逆。
(3)盐类水解的规律
有弱才水解、越弱越水解、谁强显谁性、同强显中性、弱弱具体定。
2.水解离子方程式的书写
(1)水解离子方程式一般用“”连接,且一般不标明“↑”“↓”等符号。
(2)多元弱酸根离子水解的离子方程式应分步书写,水解以第一步为主。例如:C水解的离子方程式为C+H2OHC+OH-(主要)、HC+H2OH2CO3+OH-(次要)。
(3)多元弱碱阳离子的水解比较复杂,一般一步写出。值得注意的是,其最终生成的弱碱即使是难溶物也不标“↓”符号,因其水解生成的量极少,不会生成沉淀。例如:Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
|特别提醒|
弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进,其电离方程式的书写规律:
(1)N与S2-、HC、C、CH3COO-等组成的盐虽然水解相互促进,但水解程度较小,书写时仍用“”表示。如:N+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
(2)Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-,Fe3+与C、HC等组成的盐水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀,书写时用“”表示。如Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。(一般要有弱碱沉淀生成)
利用盐类水解规律判断溶液的酸碱性
判断盐溶液的酸碱性,一般先判断盐溶液中的微粒是否电离或水解,再判断电离与水解的程度。常见的盐溶液的酸碱性,如下表所示:
类型
典例
特点
溶液酸
碱性
酸式盐
NaHSO4
只电离
不水解
酸性
NaHSO3、
NaH2PO4
电离程度大
于水解程度
酸性
NaHCO3、
NaHS
水解程度大
于电离程度
碱性
正盐
NaCl
阴、阳离子均不水解
中性
CH3COONa
酸根阴离子水解
碱性
NH4Cl
弱碱阳离子水解
酸性
NH4F
弱碱阳离子水解程度大于酸根阴离子水解程度
酸性
NH4CN
弱碱阳离子水解程度小于酸根阴离子水解程度
碱性
CH3COONH4
弱碱阳离子水解程度等于酸根阴离子水解程度
中性
[应用体验]
下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是( )
A.盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH-)
C.NaHSO3水溶液呈酸性,说明在水中的水解程度大于其电离程度
D.水电离出的H+(或OH-)与盐中的弱酸根离子(或弱碱阳离子)结合,造成盐溶液呈碱(或酸)性
解析 盐溶液呈酸碱性的原因是盐的离子与水电离出的H+或OH-结合,破坏水的电离平衡,导致溶液中H+或OH-浓度变化,A正确。NH4Cl溶液中NH水解生成H+,使溶液中c(H+) > c(OH-),溶液呈酸性,B正确。NaHSO3水溶液中HSO的电离程度(生成SO和H+)大于其水解程度(生成H2SO3和OH-),因此溶液呈酸性,C错误。弱酸根离子(如CO)结合水电离出的H+,导致OH-浓度升高,溶液呈碱性;弱碱阳离子(如NH)结合水电离出的OH-,导致H+浓度升高,溶液呈酸性,D正确。
答案 C
知识点(二) 盐类水解的影响因素
1.影响盐类水解的主要因素
(1)内因
①影响盐类水解的主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根阴离子对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱,水解程度就越大(越弱越水解)。例如,酸性:HF>CH3COOH,则水解程度:NaF<CH3COONa。
②多元弱酸正盐的水解,水解反应第一步远远大于第二步,原因是第一步水解产生的OH-对第二步水解有抑制作用,并且正盐阴离子与H+的结合能力比酸式盐阴离子与H+的结合能力强。例如,Na2CO3溶液中
(2)外界条件
①温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
②浓度:盐的浓度越大,水解程度越小。
③酸碱性:向盐溶液中加入酸,能抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入碱,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。
④加入可水解的盐:同性抑制,异性促进。
以Fe2(SO4)3水解为例[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+],分析外界条件对水解平衡的影响:
条件
移动方向
H+数
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
加H2O
向右
增多
增大
颜色变浅
加NaHCO3
向右
减少
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
2.盐的水解常数
(1)表达式
以CH3COONa水解为例
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=,只与温度有关。
(2)与对应弱酸电离常数的关系
Ka=
所以,Kh·Ka=Kw或Kh=。
分析盐类水解问题的基本思路
(1)找出存在的水解平衡体系(即可逆反应或可逆过程),并写出水解反应方程式,使抽象问题具体化。
(2)然后依据水解平衡方程式找出影响水解平衡的条件,并判断水解平衡移动的方向。
(3)分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。
[应用体验]
(2026·河南新乡高二月考)在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法中正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.通入H2S,HS-的浓度减小
C.升高温度,不变
D.加入NaOH固体,溶液的pH增大
解析 水解平衡常数仅与温度有关,稀释溶液时温度不变,水解平衡常数不变,故A错误;通入H2S,发生反应H2S+S2-2HS-,导致HS-的浓度增大,故B错误;水解是吸热反应,升高温度使平衡正向移动,c(HS-)增大,c()减小,比值增大,故C错误;加入NaOH固体,OH-浓度增大,抑制S2-水解,但整体OH-浓度增加,溶液pH增大,故D正确。
答案 D
知识点(三) 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
如FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;贮存Na2CO3、Na2SiO3溶液时,不能用磨口玻璃塞,应用带有橡胶塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备某些
无水盐
将某些挥发性酸对应的弱碱盐溶液直接蒸干时得不到无水盐。例如:加热AlCl3溶液,在加热过程中AlCl3水解生成的HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3,继续加热,Al(OH)3分解得到Al2O3,所以要得到无水AlCl3,只有在HCl气流中加热对应溶液才能实现
物质的
提纯
除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、镁粉、Mg(OH)2或MgCO3,从而降低溶液酸性使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,然后通过过滤除去
判断离
子共存
Al3+与[Al(OH)4]-、C、HC、S2-、HS-等因相互促进水解而不能大量共存
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
举例
泡沫灭火
器原理
主要成分为NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液,发生的反应为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
化肥的施用
铵态氮肥(溶液显酸性)与草木灰(溶液显碱性)不得混合施用
热的纯碱溶
液清洗油污
C+H2OHC+OH-,加热,水解平衡右移,溶液碱性增强,去污能力增强
明矾净水
Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体具有吸附性,可作净水剂
制备无机
化合物
如用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全
除锈剂
NH4Cl、ZnCl2溶液因N、Zn2+水解而显酸性,金属表面的氧化膜可与H+反应,因此两溶液均可作焊接时的除锈剂
判断不同类型盐溶液蒸干的产物
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得到原物质,如CuSO4(aq)CuSO4(s);盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后得到的产物分别为Ca(HCO3)2CaCO3(或CaO);NaHCO3Na2CO3;KMnO4K2MnO4+MnO2;NH4ClNH3↑+HCl↑。
[应用体验]
将下列溶液加热蒸干灼烧后,可以得到该固体物质的是( )
A.Na2SO3 B.Al2(SO4)3
C.NaHCO3 D.CuCl2
解析 Na2SO3溶液加热蒸干灼烧后,Na2SO3会被空气中的氧气氧化为Na2SO4,故A不选;加热时Al3+虽然水解,但水解生成的硫酸难挥发,最后固体仍为Al2(SO4)3,故B选;NaHCO3不稳定,加热易分解生成Na2CO3,故C不选;Cu2+水解,生成的HCl易挥发,蒸干得到Cu(OH)2,灼烧后得到CuO,故D不选。
答案 B
学科网(北京)股份有限公司
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