3.3盐类的水解的应用 课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
第三节 盐类的水解
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
混施化肥
泡沫
灭火剂
制备胶体
明矾净水
判断溶液
酸碱性
离子浓度
比较
试剂贮存
盐溶液
的蒸发
溶液配制
盐类水解
的应用
三、盐类水解的应用
CO32-＋H2O HCO3- + OH-（吸热）
HCO3-＋H2O H2CO3 + OH-（吸热）
1、热纯碱溶液去油污
＋ 3C17H35COONa
C17H35COOCH2
C17H35COOCH2
C17H35COOCH
＋3NaOH →
CH2OH
CH2OH
CHOH
硬脂酸甘油酯
甘油
硬脂酸
（提示：油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐而溶于水）
加热：能促进CO32-水解，产生更多OH-，使油脂水解更完全。
Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 (胶体) + 3H +
Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 (胶体) + 3H +
【问题】为什么明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 、 FeCl3 等盐可用做净水剂？
可溶性的铝盐、铁盐本身无毒，水解生成胶体,胶体表面积大，有较强的吸附性，可以使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉淀，常用作净水剂。
KAl(SO4)2＝ K+ + Al3+ + 2SO42-
（1）明矾[KAl(SO4) 2·12H2O]
（2）铁盐（ FeCl3）
2、净水剂原理
【课外拓展】高铁酸钾已成为新型的绿色环保水处理材料
高铁酸盐的消毒和除污效果，全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐，不会产生任何对人体有害的物质，因此高铁酸盐被科学家们公认为绿色消毒剂。
高铁酸盐(钠、钾)是六价铁盐,可用于水的消毒和净化。
①高铁酸盐能够消毒的原因是什么
提示:高铁酸盐是六价铁盐,有效成分是高铁酸根,具有很强的氧化性,因此能通过氧化作用进行消毒。
②高铁酸盐为何又能起到净水的作用
写出有关离子方程式。
提示:消毒时高铁酸盐的还原产物是Fe3+，在溶液中发生水解Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+，胶体能够将水中的悬浮物聚集形成沉淀，能高效净水。
草木灰的成分—— K2CO3，水解呈碱性
铵态氮肥——铵盐，水解呈酸性
CO32-＋H2O HCO3- +OH-
HCO3-＋H2O H2CO3 +OH-
NH4+＋H2O NH3·H2O+ H+
3、化肥施用防水解
【问题】为什么草木灰不宜与铵态氮肥混合施用？
混施后，OH-与H+中和成水，使两种盐的水解平衡向右移动（发生双水解），以至生成较多的NH3·H2O，光照下NH3·H2O分解成NH3逸出了，从而降低了肥效。
内筒(玻璃或塑料)装有Al2(SO4)3溶液
外筒(钢质)装有NaHCO3溶液
混合前：
混合后：
×3
速度快
耗盐少
4、泡沫灭火器原理（双水解）
Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H +
HCO3– + H2O H2CO3 + OH –
Al3＋ ＋ 3HCO3－ ＝ 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。
NH4++H2O NH3 H2O + H+
Fe2O3 + 2H+ = 2Fe3+ + H2O
5、焊接金属作除锈剂
【问题】工业上常用NH4Cl、ZnCl2等溶液做焊接时的除锈剂，原理？
【原因】NH4+ 、 Zn2+水解使溶液显酸性，
金属表面的氧化膜可与H+反应。
Zn2++2H2O Zn(OH) 2 + 2H+
(1)配制FeCl3溶液：
为抑制水解，先将FeCl3固体溶于_______中，再加蒸馏水稀释到所需浓度。
①强酸弱碱盐：滴几滴相应的强酸，平衡向左移，抑制弱碱阳离子的水解。
②强碱弱酸盐：加几滴相应的强碱，平衡向左移，可抑制弱酸根离子水解。
【试一试】如何配制CuSO4溶液、Na2S溶液、FeCl2溶液？
浓盐酸
6、盐溶液的配制和保存
(2)配制 FeCl2溶液：加少量盐酸（抑制Fe2+水解）和Fe粉（防止Fe2+被氧化）
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
(3)Na2SiO3、Na2CO3、NaAlO2等溶液不能贮存在 的试剂瓶中。
(4)NH4F不能存放在 试剂瓶中 ，保存在塑料瓶中。
【思考】请从盐类水解的角度解释下列溶液保存的方法：
玻璃塞
玻璃
CO32- + H2O HCO3- + OH-
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
【原因】F- + H2O HF + OH-，HF会腐蚀玻璃 。
（水解呈碱性，与玻璃成分之一SiO2反应生成有黏性的Na2SiO3，导致瓶塞无法打开）
【注意】实验室贮存碱性溶液的试剂瓶一律使用橡胶塞
【思考】工业上如何用TiCl4制取TiO2 ？
反应为：TiCl4＋(x＋2)H2O = TiO2·xH2O↓＋4HCl
【原理】制备时，加入大量的水，同时加热，促使水解趋于完全，所得TiO2·xH2O经焙烧得TiO2 。类似的方法可以制备SnO，Sn2O3和SnO2等。
TiO2·xH2O TiO2＋xH2O
7、制备无机化合物
FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl
(1)加热促进水解 (2) HCl挥发
蒸干：Fe(OH)3
溶液中的反应：FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3↓+3HCl↑
灼烧：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
【问题2】FeCl3溶液如何得到FeCl3晶体？
【问题1】把FeCl3溶液蒸干灼烧，最后得到的固体产物是什么，为什么？
8、盐溶液蒸干灼烧的产物判断
溶液在干燥的HCl气流中加热，才能得到无水FeCl3
【思考3】Al2(SO4)3溶液加热蒸干后得到固体是什么？
尽管Al3+水解生成Al(OH)3和H2SO4，但由于H2SO4是高沸点酸，不易挥发，加热最终只是把水蒸去，因此仍得Al2(SO4)3固体。
Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+3H2SO4
小结
（蒸干：100℃ 焙烧：500-1000℃；灼烧：1000℃左右；煅烧：>1200℃）
1、强酸弱碱盐
2、强碱弱酸盐[ Na2CO3 ]
3、还原性盐[ Na2SO3 ]
4、受热易分解的盐[Ca(HCO3)2 、 NaHCO3、KMnO4、 NH4HCO3等]
水解生成易挥发酸
[AlCl3、Fe(NO3)3]
水解生成难挥发酸[Fe2(SO4)3]
蒸干
氢氧化物
灼烧
氧化物
蒸干灼烧
原物质
蒸干灼烧
原物质
蒸干灼烧
氧化产物[ Na2SO4 ]
CaO
Na2CO3
MnO2+K2MnO4
无固体
蒸干灼烧
常见：因发生彻底双水解而不能在溶液中大量共存的阴、阳离子
①Al3＋与AlO2－、CO32－、HCO3－、 SiO32－、HS－、S2－
② Fe3＋与AlO2－、CO32－、HCO3－ 、SiO32－
③ NH4＋与SiO32－、AlO2－
9、判断离子共存问题
特别提醒：①发生微弱双水解的离子能共存，例如NH4+与CO32-、HCO3-、 CH3COO-；② Fe3＋与 S2－、HS－主要发生氧化还原反应
③
AlO2－ 与HCO3－ 不能大量共存不是双水解，属于较强制较弱原理！。提示：H2O + AlO2－ + HCO3－ === Al(OH)3↓ + CO32－。
【思考1】除去CuCl2溶液中的FeCl3用什么试剂？
在溶液中加入Cu(OH)2或CuO或CuCO3调节4≤pH<6
【思考2】某溶液含有Cu2+和Fe2+，如何得到较纯净的Cu2+溶液？
10、除杂
除杂试剂：不溶于水，与H+反应，不引入新杂质
【例题】已知酸性：HCO3－ ①Na2CO3 ②NaClO ③CH3COONa ④Na2SO4
⑤NaOH ⑥(NH4)2SO4 ⑦NaHSO4 ⑧H2SO4
⑤>①>②>③>④>⑥>⑦>⑧
11、判断盐溶液的酸碱性
盐溶液水解的特点：
有弱才水解、无弱不水解、越弱越水解、谁强显谁性、同强显中性
两个理论
1）电离理论：
② 多元弱酸电离分步进行，以第一步为主
① 弱电解质电离是微弱的（ 约1%）
如： NH3 · H2O 溶液中：
c (NH3 · H2O) c (OH–) c (NH4+) c (H+)
如：H2S溶液中：
c (H2S) c (H+) c (HS–) c (S2–) c (OH–)
>
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>
>
>
>
>
12、离子浓度大小比较——两个理论三个守恒
2）水解理论：
① 弱离子由于水解而损耗。
② 水解是微弱的（约 0.01%）
③ 多元弱酸根水解是分步进行的，以第一步为主
c (Cl–) c (NH4+) c (H+) c (NH3·H2O) c (OH–)
>
>
>
>
如：NH4Cl 溶液中：
如：Na2CO3 溶液中：c (CO3–) c (HCO3–) c (H2CO3)
>
>
CO32-+H2O HCO3-+OH-（主）
HCO3-+H2O H2CO3+OH-（次）
1）电荷守恒
阳离子： NH4+ H+
阴离子： Cl– OH–
n ( NH4+ ) + n ( H+ ) == n ( Cl– ) + n ( OH– )
溶液中阴离子和阳离子所带的电荷总数相等。
c ( NH4+ ) + c ( H+ ) == c ( Cl– ) + c ( OH– )
三个守恒
如：NH4Cl 溶液中
阳离子： Na+ 、H+ 阴离子： OH– 、 S2– 、 HS–
又如：Na2S 溶液
Na2S == 2Na+ + S2– H2O H+ + OH–
S2– + H2O HS– + OH–
HS– + H2O H2S + OH–
c (Na+ ) + c ( H+ ) == c ( OH– ) + 2c ( S2–) + c ( HS– )
注意：①准确判断溶液中离子的种类；
②弄清离子浓度和电荷浓度的关系，即离子所带电荷量做系数。
如：Na2S 溶液
Na2S == 2 Na+ + S2– H2O H+ + OH–
S2– + H2O HS– + OH–
HS– + H2O H2S + OH–
∴ c (Na+ ) == 2 [ c ( S2–) + c (HS–) + c (H2S) ]
2）物料守恒
是指某一元素的原始浓度应该等于该元素在溶液中各种存在形式的浓度之和。
（元素or原子守恒）
∵ c (Na+) : c (S) ＝2 : 1
溶液中，尽管有些离子能电离或水解，变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不变的。
Na2CO3溶液
电离
水解
Na2CO3＝2Na＋＋CO32-
n盐(Na+)＝2n盐(CO32－)
2n溶液(CO32- )
2n(HCO3-)
2n(H2CO3)
2n盐(CO32－)
物料守恒：
同除体积V：
CO32- + H2O HCO3-+ OH-
HCO3- + H2O H2CO3+ OH-
n盐(Na＋)＝2[n溶液(CO32-)＋n(HCO3- )＋n(H2CO3)]
c盐(Na＋)＝2[c溶液(CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
c(Na＋)＝2[c(CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
NaHCO3溶液
NaHCO3 = Na+ + HCO3–
HCO3– + H2O H2CO3 + OH–
H2O H+ + OH－ （极弱）
HCO3– H+ + CO32–
∵ c (Na+) : c (C) ＝ 1 : 1
∴ c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3)
注意：①准确的判断溶液中中心元素存在的微粒形式；
②弄清中心元素之间的角标关系。
等物质的量的Na2CO3、NaHCO3混合溶液
电离
Na2CO3＝2Na＋＋CO32-
NaHCO3＝Na＋＋HCO3-
n盐(Na+) ＝3 mol
n盐(CO32-) ＝1 mol
n盐(HCO3－) ＝1 mol
2n盐(Na+) ＝3[n盐(CO32-)+n盐(HCO3－)]
n溶液(CO32- )
n(HCO3-)
n(H2CO3)
n盐(CO32－)
n溶液(HCO3- )
n(H2CO3)
n(CO32-)
n盐(HCO3－)
分别取Na2CO3和NaHCO3为1 mol为研究对象
研究方法：
2c(Na+) ＝3[c (CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
等物质的量的CH3COOH、CH3COONa混合溶液
电离
CH3COONa＝CH3COO-＋Na＋
n盐(Na+)＝n盐(CH3COO-)
分别取CH3COOH和 CH3COONa为1 mol为研究对象
研究方法：
CH3COOH不电离
CH3COO - 不水解
假设
n(CH3COOH)＝n盐(CH3COO-)=1 mol
n盐(Na+)＝n盐(CH3COO-)＝n(CH3COOH)
2n盐(Na+)＝n盐(CH3COO-)+n(CH3COOH)
2c(Na+)＝c(CH3COO-)+n(CH3COOH)
物料守恒：
① NH4Cl溶液
H2O H+ + OH-
n水(H+)＝n水(OH－)
NH4++H2O NH3·H2O + H+
电离
水解
n溶液(OH-)
n(NH3·H2O)
n水(OH-)
n水(H+)＝n溶液(OH-)＋n(NH3·H2O)
质子守恒：
同除体积V：
c水(H+)＝c溶液(OH-)＋c(NH3·H2O)
c(H+)＝c(OH-)＋c(NH3·H2O)
3）质子守恒
电解质电离、水解过程中，水电离出的H＋与OH－总数一定是相等的。
② CH3COONa溶液
H2O H+ + OH-
n水(H+)＝n水(OH－)
CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-
电离
水解
n溶液(H+)
n(CH3COOH)
n水(H+)
n水(OH－)＝n溶液(H+)＋n(CH3COOH)
质子守恒：
同除体积V：
c水(OH－)＝c溶液(H+)＋c(CH3COOH)
c(OH-)＝c(H+)＋c(CH3COOH)
③ Na2CO3溶液
H2O H+ + OH-
n水(H+)＝n水(OH－)
电离
水解
n溶液(H+)
n(HCO3-)
n(H2CO3)
n水(H+)
n水(OH-)＝n溶液(H+)＋n(HCO3-)＋2n(H2CO3)
质子守恒：
同除体积V：
CO32- + H2O HCO3-+ OH-
HCO3- + H2O H2CO3+ OH-
c水(OH-)＝c溶液(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)
c(OH-)＝c(H+)＋c(HCO3-)＋2c(H2CO3)
④ NaHCO3溶液
H2O H+ + OH-
HCO3- H+ + CO32-
n总(H+)＝n水(OH－) +n (CO32-)
电离
水解
n溶液(H+)
n(H2CO3)
n总(H+)
n水(OH-)＋n(CO32-)＝n溶液(H+)＋n(H2CO3)
质子守恒：
同除体积V：
HCO3- + H2O H2CO3+ OH-
c水(OH-)＋c(CO32-)＝c溶液(H+)＋c(H2CO3)
c(OH-)+ c(CO32-) ＝ c(H+)＋c(H2CO3)
电荷守恒：c(Na+)+c(H+)＝c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
物料守恒：c(Na+)＝c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
K2S溶液的质子守恒：
S2-
H2O
+H+
HS-
+H+
H3O+
（即H+）
-H+
OH-
+2H+
H2S
电荷守恒： c（K+）+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)
质量守恒： c（K+）=2[c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)]
质子守恒： c(HS- ）+c(H+) +2c(H2S)=c(OH-)
质子守恒=联立电荷守恒和质量守恒，消去相同微粒
【思维方法】 根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
1）两种物质混合不反应
（1）等浓度CH3COOH和 CH3COONa溶液混合，溶液呈酸性
（2）等浓度的NH3·H2O与NH4Cl溶液混合，溶液呈碱性
c(NH4＋)＞c(Cl－)＞ c(NH3 ·H2O)＞ c(OH－)＞c(H＋)
c(Ac-)＞c(Na+)＞ c(HAc)＞ c(H＋)＞c(OH－)
溶液混合时常见离子浓度大小比较示例
【练习】（不定项选择）用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C(CH3COO-)＞C(Na+)，对该混合溶液的下列判断正确的是( )
A.C(H+)＞C(OH-)
B.C(CH3COOH)＋C(CH3COO-)＝0.2 mol/L
C.C(CH3COOH)＞C(CH3COO-)
D.C(CH3COO-)＋C(OH-)＝0.2 mol/L
AB
2）两种物质恰好完全反应
【例题】0.1mol·L-1NaOH溶液与0.1mol·L-1CH3COOH溶液等体积混合。
相当于CH3COONa溶液：
c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞ c(CH3COOH)＞ c(H+)
【解题思路】先判断溶液中的溶质，再考虑水解与电离因素。
【例题】在10ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度CH3COOH溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )
A、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(OH-)
B、c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(H+)
C、c(Na+)＝c(CH3COO -)＋c(CH3COO H)
D、c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO -)＋c(OH-)
A
3）两种物质反应，其中一种剩余
【例题】0.1mol·L-1NaOH溶液与0.2mol·L-1CH3COOH溶液等体积混合
相当于等浓度CH3COOH和CH3COONa混合溶液：
【解题思路】先判断溶液中的溶质，再考虑水解与电离因素。
c(CH3COO-)＞c(Na+)＞ c(CH3COOH)＞ c(H＋)＞c(OH－)
【练习】（不定项选择）把0.02 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.01 mol·L-1
NaOH溶液等体积混合，则混合液中微粒浓度关系正确的是( )
A、c(CH3COO -)＞c(Na+)
B、c(CH3COOH)＞c(CH3COO -)
C、2c(H+)＝c(CH3COO -)-c(CH3COOH)
D、c(CH3COOH)+c(CH3COO -)＝0.01 mol·L-1
AD
小结：比较粒子浓度关系的策略
(1)若使用的是“>”或“<”，应主要考虑“电离”和“水解”。
(2)若用“＝”连接，应根据“三大守恒”原理，视不同情况而定。
①若等号一端全部是阴离子或阳离子，应首先考虑电荷守恒；
②若等号一端各项中都含有同一种元素，应首先考虑这种元素的元素质量守恒；
③若出现等号，但既不是电荷守恒，也不是元素质量守恒，则可考虑将电荷守恒和元素质量守恒进行合并处理，即推得质子守恒。
(3)溶液是混合溶液时，先考虑溶质的相互反应，然后再根据反应后的生成物进行比较。