内容正文:
高中化学人教版(2019)选择性必修1
第2课时
盐类水解的影响因素
第三节 盐类的水解
第三章
水溶液中的离子平衡
学习目标
学习重点
1.影响盐类水解平衡的因素:全面掌握影响盐类水解平衡的内因和外因。
2.盐类水解原理的应用:学会运用盐类水解原理解决实际问题。
学习难点
1.盐类水解平衡移动的定量分析:从定量角度理解盐类水解平衡移动过程中溶液中粒子浓度的变化以及水解常数的应用对学生来说具有一定难度。
2.盐类水解在复杂体系中的应用:在实际情境中,往往涉及多种平衡相互影响的复杂体系,学生难以运用盐类水解知识进行综合分析。
化学与生活
在工业生产的废水处理车间,需调节废水的酸碱性以除去金属离子;在农业生产中,化肥的合理施用要考虑避免因盐类水解造成肥效损失;在实验室配制某些盐溶液时,常需采取特殊措施防止溶液变质 。这些场景,都与 “影响盐类水解的因素及盐类水解的应用” 紧密相连 。盐类水解平衡如同一个 “化学天平”,外界条件的细微改变,都会使天平发生倾斜 。今天,让我们深入探究影响盐类水解的因素,解锁盐类水解在生产生活中巧妙应用的密码,理解化学平衡智慧如何服务于实际需求,感受化学学科的实用价值 。
盐的组成对盐类水解平衡的影响
我们已经知道,化学平衡会受到浓度、温度等因素的影响。盐类的水解也是一种水溶液中的化学平衡,那么这些因素会怎样影响盐类的水解平衡呢?
【实验探究】
已知HClO、CH3COOH、HNO2都是弱酸,25 ℃时它们的电离平衡常数依次为2.95×10-8、1.8×10-5、5.6×10-4。试推测0.1 mol·L-1 NaClO、CH3COONa、NaNO2溶液pH的大小顺序。用pH计测量上述溶液的pH,将测定的结果与你的推测相比较,并对实验结果进行解释。
盐类水解平衡的影响
NaClO、CH3COONa、NaNO2溶液pH的比较
盐的组成对盐类水解平衡的影响
0.1 mol/L盐溶液 NaClO CH3COONa NaNO2
形成盐的弱酸的电离平衡常数Ka
水解的离子方程式
pH
Ka(HClO)
=2.95×10-8
Ka(CH3COOH)
=1.8×10-5
Ka(HNO2)
=5.6×10-4
ClO- + H2O
HClO + OH-
CH3COO- + H2O
CH3COOH + OH-
NO2- + H2O
HNO2 + OH-
11.5
10.3
8.5
盐类水解平衡的影响
解释与结论:
盐的组成对盐类水解平衡的影响
NaClO、CH3COONa、NaNO2都是强碱弱酸盐,故其溶液显碱性。由于HClO、CH3COOH、HNO2的酸性依次增强,故其相应钠盐的水解程度依次减小,其相应钠盐溶液的pH依次减小。
内因:
影响盐类水解的主要因素是盐自身的组成和性质。在盐类水解的过程中,若生成的弱电解质越难电离(电离常数越小),则生成弱电解质的倾向越大,盐水解的程度就越大,溶液中c(H+)和c(OH-)的差别越大。
盐类水解平衡的影响
反应条件对水解平衡的影响
盐类的水解反应一般是可逆反应,在一定条件下可达到化学平衡,该化学平衡通常叫做水解平衡。若改变条件,水解平衡就会发生移动,遵循勒夏特列原理。
【提出问题】
(1)FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出FeCl3发生水解的离子方程式。
(2)从反应条件考虑,影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些?
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
呈酸性
盐类水解平衡的影响
反应条件对水解平衡的影响
盐类的水解反应一般是可逆反应,在一定条件下可达到化学平衡,该化学平衡通常叫做水解平衡。若改变条件,水解平衡就会发生移动,遵循勒夏特列原理。
→提出问题:
(1)FeCl3溶液呈酸性还是碱性?写出FeCl3发生水解的离子方程式。
(2)从反应条件考虑,影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些?
→实验探究:
(1)现有以下实验用品:
试管、试管夹、试管架、胶头滴管、pH计、药匙、酒精灯、火柴;0.01 mol/L FeCl3溶液、FeCl3晶体、浓盐酸、浓氢氧化钠溶液。
盐类水解平衡的影响
→实验步骤:
向甲、乙两支试管中分别加入 10 mL 0. 01 mol FeCl3溶液,加热甲试管一段时间,测定两支试管中溶液的pH,对比观察溶液颜色的变化
→实验现象:
甲试管中溶液的颜色明显加深,溶液的pH减小
→解释:
水解过程是吸热的,加热使水解平衡向正反应方向移动,生成更多的Fe(OH)3,颜色加深,c(H+)增大,pH减小。
实验探究
盐类水解平衡的影响
CONTENTS
目录
→实验步骤:
向丙、丁两支试管中分别加入10 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液,向丙试管中加入少量FeCl3晶体,振荡、静置,对比观察溶液颜色的变化
→实验现象:
丙试管中溶液的颜色变深
→解释:
增大c(Fe3+),水解平衡正向移动,溶液颜色变深。
实验探究
盐类水解平衡的影响
CONTENTS
目录
→实验步骤:
向戊、己两支试管中分别加入10 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液,向戊试管中加入少量浓盐酸,向己试管中加入等体积的蒸馏水,振荡、静置对比观察溶液颜色的变化
→实验现象:
戊试管中溶液的颜色变浅。
→解释:
增大c(H+),水解平衡逆向移动,溶液颜色变浅。
盐类水解平衡的影响
实验探究
CONTENTS
目录
1.影响盐类水解平衡的因素
(1)内因——盐本身的性质
构成盐的酸根离子对应的弱酸酸性越弱(或阳离子对应的弱碱碱性越弱),即越难电离(电离常数越小),该盐的水解程度越大。
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
盐类水解平衡的影响
1.影响盐类水解平衡的因素
(1)内因——盐本身的性质
如相同温度下,等浓度的CH3COONa与NaClO溶液的碱性谁更强?
越弱越水解
HClO
CH3COOH
酸性:
<
NaClO
CH3COONa
碱性:
>
识记常见弱酸的酸性顺序:
H2SO3 >H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>HClO
盐类水解平衡的影响
1.影响盐类水解平衡的因素
(2)外因
① 温度:盐类的水解反应是吸热反应,因此升高温度促进盐类的水解,降低温度抑制盐类的水解。
② 浓度:增大盐溶液的浓度,水解平衡正向移动,但水解程度减小;加水稀释可以促进水解,水解平衡正向移动,水解程度增大。
越热越水解
越稀越水解
③ 外加酸、碱、盐:
加酸:抑制弱碱阳离子的水解;加碱:抑制弱酸阴离子的水解;
加能水解的盐:
取决于两种盐的水解形式
相同,相互抑制
相反,相互促进
盐类水解平衡的影响
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+当条件改变时,将相关内容填入表格中:
影响因素 实验操作 平衡移动方向 H+数 pH Fe3+的水解程度
浓度 加水
加FeCl3
溶液的
酸碱度 加HCl
NaOH
温度 温度升高
盐 NaHCO3
正向
增大
增大
增大
正向
增大
减小
减小
逆向
增大
减小
减小
正向
减小
增大
增大
正向
增大
减小
增大
正向
减小
增大
增大
盐类水解平衡的影响
1.影响盐类水解平衡的因素
分析水解移动时的注意事项
1.水解平衡正向移动,盐的水解程度不一定增大,例如:增大盐溶液的浓度,水解平衡正向移动,水解平衡正向移动,盐的水解程度却减小。
2.温度不变,水解平衡移动,水解常数不变。
3.加水稀释时,盐溶液的浓度越小,盐的水解程度越大,其溶液的酸性或碱性却越弱,这是由于稀释使离子浓度减小的程度大于水解使离子浓度增大的程度
4.在分析水解平衡移动时注意抓主要矛盾。例如:在NH4Cl溶液中通入少量NH3,c(NH3·H2O)增大是主要影响因素,正确的分析过程及结论是c(NH3·H2O)增大,水解平衡逆向移动,而不是NH3·H2O与H+反应导致水解平衡正向移动
盐类水解平衡的影响
CONTENTS
目录
盐的水解常数
(1)盐的水解常数表达式
若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式为:
A- + H2O HA + OH-
该反应的平衡常数Kh= ,Kh称为盐的水解常数。
c(HA)·c(OH-)
c(A-)
水解平衡常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。
它只受温度影响,因水解过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。
两式相乘
Ka
Kh
×
= Kw
同理:
得到:
Ka=
Kh=
∴
Kw
Ka
Kh=
Kw
Kb
Kh=
A- + H2O HA + OH-
HA A- + H+
×
(2)Kh与Ka(Kb)、Kw的关系
① 若常温下一元弱酸HA的电离平衡常数为Ka,水的离子积常数为Kw。请分析水溶液中NaA的Kh与Ka和Kw间的关系。
弱酸或弱碱的电离平衡常数越小(即酸性或碱性越弱),对应的盐的水解常数越大,水解程度越大。
盐的水解常数
(2)水的离子积常数为Kw,二元弱酸H2CO3的电离常数为Ka1、Ka2,则分别分析Na2CO3、NaHCO3的Kh与Ka和Kw间的关系。
Na2CO3溶液:Kh1=NaHCO3溶液:Kh2=
NaHCO3:HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH-
Kh2=
Ka2=
电离:H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
HCO3- ⇌ H+ + CO32-
Ka1=
Na2CO3: CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-
Kh1=
盐的水解常数
随堂训练
1.比较下列溶液的pH大小(填“>”“<”或“=”)
(1)0.2mol/LNH4Cl溶液____0.1mol/LNH4Cl溶液
(2)0.1mol/LNa2CO3溶液____0.1mol/LNaHCO3溶液
(3)25℃1mol/LFeCl3溶液___80℃1mol/LFeCl3溶液
(4)0.1mol/L(NH4)2CO3溶液___0.1mol/LNa2CO3溶液
<
>
>
<
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
随堂训练
3.下列关于FeCl3水解的说法错误的是( )
A.在FeCl3稀溶液中,水解达到平衡时,无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释,平衡均向右移动
B.浓度为5mol·L-1和0.5mol·L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,
Fe3+的水解程度前者小于后者
C.其他条件相同时,同浓度的FeCl3溶液在50℃和20℃时发生水解,50℃
时Fe3+的水解程度比20℃时的小
D.为抑制Fe3+的水解,更好地保存FeCl3溶液,应加少量盐酸
C
随堂训练
4.下列有关盐溶液的说法正确的是 ( )
A.水中加入NH4Cl固体,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性
B.若盐NaX溶液的pH为8,则中和1 mol HX需要的NaOH稍小于1 mol
C.等浓度的NaHCO3溶液与NH4HCO3溶液相比,NaHCO3溶液中的 的浓度更小
A
随堂训练
5.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是( )
A.b点水解程度最大
B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动
D.水解是吸热反应
A
随堂训练
CONTENTS
目录
D.NaHCO3溶液中的水解方程式为HC+H2OH3O++C
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