3.3.2 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用 学案 (含解析) 2024-2025学年高二上学期化学苏教版(2019) 选择性必修1

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名称 3.3.2 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用 学案 (含解析) 2024-2025学年高二上学期化学苏教版(2019) 选择性必修1
格式 DOCX
文件大小 594.4KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-12-31 15:54:24

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文档简介

第二课时 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用
学习目标 1.认识影响盐类水解的主要因素。2.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用。
3.能发现和提出有关盐类水解的问题,并设计探究方案,进行实验探究。
一、影响盐类水解的因素
实验探究
探究(1) 内因对盐类水解平衡的影响
已知常温下HClO、CH3COOH、HNO2的电离平衡常数Ka分别为2.95×10-8、1.8×10-5、5.6×10-4。
用pH计测量下列三种盐溶液的pH如下表:
盐溶液/(0.1 mol·L-1) pH 解释与结论
NaClO 10.3
CH3COONa 9.0
NaNO2 8.2
[实验结论]
在盐类水解的过程中,若生成的弱电解质越难电离,则生成弱电解质的倾向越大,盐水解的程度就____________,溶液中c(H+)和c(OH-)的差别越大,即“越弱越水解”,也就是说,盐自身的组成和性质对其在水溶液中的水解平衡有着本质影响。
探究(2) 外因对盐类水解平衡的影响
已知0.1 mol·L-1 Fe(NO3)3发生水解反应的离子方程式:_____________________________________________________________________,
用pH计测量该溶液的pH,根据实验操作填写下表:
可能影响因素 实验操作 现象 解释与结论
盐的浓度 加水稀释,测溶液的pH 溶液颜色变______,溶液的pH______ 加水稀释,c(Fe3+)______,水解平衡向______方向移动
溶液的酸碱性 加硝酸后,测溶液的pH 溶液颜色变______,溶液的pH______ 加入硝酸,c(H+)增大,水解平衡向______方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液 产生______________ __________________ _________________ 沉淀,溶液的pH____ 加入氢氧化钠,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向____方向移动
温度 升高温度 溶液颜色变______,溶液的pH______ 升高温度,水解平衡向______方向移动
【探究归纳】
影响盐类水解平衡的因素归纳
(1)内因
盐本身的组成和性质。组成盐的酸根相对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度就越大。
(2)外因
①温度
盐类的水解可看作酸碱中和反应的逆反应,中和反应是放热反应,则盐类的水解是吸热反应,因此加热可促使平衡向水解反应的方向移动,盐类的水解程度增大。
②浓度:稀释盐溶液,可以促进水解,盐溶液的浓度越小,水解程度越大。
③外加酸碱:水解呈酸性的盐溶液,加碱会促进水解;加酸会抑制水解。水解呈碱性的盐溶液,加碱会抑制水解;加酸会促进水解。
④外加盐:加入与盐的水解性质相反的盐会使盐的水解程度增大。
1.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5 mol·L-1和0.5 mol·L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,前者Fe3+的水解程度小于后者
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
2.常温下,0.1 mol·L-1的下列溶液中c(NH)最大的是(  )
A.NH4Al(SO4)2 B.NH4Cl
C.NH3·H2O D.CH3COONH4
3.向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
(1)观察到的现象是_____________________________________________________,
若微热溶液,观察到的现象是_____________________________________________,
由此可证明碳酸钠的水解是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)Na2CO3溶液中__________(填“大于”或“小于”)2,能使其比值接近2的措施有__________(填序号)。
①加入适量盐酸 ②加入适量的NaOH溶液 ③加入适量的KOH溶液 ④加热
⑤加入适量的KHCO3固体
【题后归纳】
易混淆的盐类水解平衡问题两个“不一定”
(1)盐类的水解平衡正向移动,其水解程度不一定增大。若加水稀释或加热,水解平衡正向移动,水解程度增大;若增大盐的浓度,水解平衡正向移动,水解程度反而减小。
(2)盐类的水解平衡正向移动,水解产生离子的浓度不一定增大。若增大盐的浓度或升高温度,水解平衡正向移动,水解产生离子的浓度增大;若加水稀释,水解平衡正向移动,水解产生离子的浓度反而减小。
二、盐类水解的应用
互动探究
泡沫灭火器灭火原理探究
泡沫灭火器灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。
常见的泡沫灭火器是手提式的(如图)。它主要由铁制外筒和塑料质内筒构成,其化学试剂是硫酸铝浓溶液和碳酸氢钠浓溶液,使用时将二者混合立即发生剧烈反应,产生气体和沉淀。在起泡剂的作用下迅速产生大量泡沫,用以灭火。
【问题讨论】
(1)Al2(SO4)3浓溶液是放在铁制外筒还是塑料质内筒中?其原因是什么?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
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(2)NaHCO3溶液呈酸性还是呈碱性?其原因是什么?写出其水解反应的离子方程式。
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(3)NaHCO3浓溶液与Al2(SO4)3浓溶液混合后为什么会发生剧烈反应?请运用盐类水解相关知识进行分析。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
【探究归纳】
1.在化学实验中的应用
应用 举例
判断溶液的酸碱性 FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱 相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:HX>HY>HZ
配制或贮存易水解的盐溶液 配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取 制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备无水盐 将易挥发性酸的弱碱盐(如AlCl3、FeCl3溶液)蒸干时,在通HCl的气流中加热蒸干
判断离子是否大量共存 Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO;Fe3+与HCO、CO、AlO;NH与AlO、SiO因相互促进水解而不能大量共存
2.在生产生活中的应用
泡沫灭火 器原理 泡沫灭火器中主要成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂 明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不能混合使用
除锈剂 NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,原理为NH+H2ONH3·H2O+H+、Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+
热的碱液 除油污 纯碱水解的离子方程式为CO+H2OHCO+OH-
3.判断不同类型盐溶液蒸干的产物
常见类型 溶液蒸干所得物质
金属阳离子易水解的挥发性强酸盐 蒸干时得氢氧化物和氧化物的混合物,灼烧时得氧化物,如AlCl3(FeCl3)溶液蒸干时得到Al(OH)3和Al2O3[Fe(OH)3和Fe2O3]的混合物
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐 蒸干得原溶质,如Al2(SO4)3溶液蒸干仍得Al2(SO4)3固体
酸根阴离子易水解的强碱盐 蒸干得原溶质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体
阴、阳离子均易水解,且水解产物均易挥发的盐 蒸干后得不到任何物质,如(NH4)2S、(NH4)2CO3等蒸干后得不到任何物质
不稳定的化合物的水溶液 加热时在溶液中就能分解,得不到原物质,如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、KHCO3溶液蒸干后得CaCO3、Mg(OH)2、K2CO3
易被氧化的盐 蒸干后得不到原物质,只能获得其氧化产物,如FeSO4溶液蒸干后得Fe2(SO4)3,Na2SO3溶液蒸干后得Na2SO4
1.下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是(  )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2溶液中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的原理:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
2.下列事实,其中与盐类水解有关的是________。
①NaHSO4溶液呈酸性;
②长期使用化肥(NH4)2SO4会使土壤酸性增大,发生板结;
③配制CuCl2溶液,用稀盐酸溶解CuCl2固体;
④NaHS溶液中c(H2S)>c(S2-);
⑤氯化铵溶液可去除金属制品表面的锈斑;
⑥加热FeCl3·6H2O晶体,往往得不到FeCl3固体。
3.在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400 ℃)下列物质的溶液,可以得到原溶质的为________(填序号)。
①硫酸钠 ②氯化铝 ③碳酸氢钠 ④高锰酸钾 ⑤碳酸钠 ⑥亚硫酸钠 ⑦硫酸铁
微专题12 溶液中的粒子浓度关系
1.电解质溶液中的“三大守恒”关系
(1)电荷守恒
①含义:电解质溶液中无论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。
②应用:如Na2CO3溶液中存在的阳离子有Na+、H+,存在的阴离子有OH-、CO、HCO,根据电荷守恒有n(Na+)+n(H+)=n(OH-)+n(HCO)+2n(CO)或c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)。在应用时,务必弄清电解质溶液中所存在的离子的全部种类,切勿忽视H2O电离所产生的H+和OH-。
③意义:由电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度关系问题。
(2)物料守恒(元素质量守恒)
①含义:在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。就该离子所含的某种元素来说,原子总数不变,即物料守恒。其质量在变化前后是守恒的,即元素质量守恒。它的数学表达式叫做物料恒等式或质量恒等式。
②应用:在应用时,务必弄清电解质溶液中存在的变化(电离和水解反应),抓住元素质量守恒的实质。如Na2S溶液中Na+和S2-的原始浓度之间的关系为c(Na+)=2c(S2-),由于S2-发生水解,其在溶液中的存在形式除了S2-,还有HS-和H2S,则根据硫元素质量守恒,存在的物料守恒为c(Na+)=2[c(H2S)+c(S2-)+c(HS-)]。
③意义:元素质量守恒能用于准确、快速地解决电解质溶液中复杂的离子、分子的物质的量浓度或物质的量关系的问题。
(3)质子守恒
①含义:质子守恒是指电解质溶液中粒子电离出来的H+总数等于粒子接受的H+总数。
②应用:如Na2S溶液中的质子转移如下:
可得Na2S溶液中质子守恒关系为c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。
质子守恒关系也可由电荷守恒关系与物料守恒关系推导得到。
2.溶液中粒子浓度关系
(1)不同溶液中同一离子浓度的比较
要看溶液中其他离子对其影响的因素。例如:在相同物质的量浓度的下列溶液中:
a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺序:c>a>b。
(2)同一溶液中不同离子浓度的大小比较
(3)混合溶液中各离子浓度的比较
根据电离程度、水解程度的相对大小分析。
①分子的电离大于相应离子的水解
例如,等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液中:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
再如,等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液中:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。
②分子的电离小于相应离子的水解
例如,在0.1 mol·L-1的NaCN和0.1 mol·L-1的HCN溶液的混合液中,各离子浓度的大小顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
1.单一溶液中离子浓度的关系
【典例1】 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中各离子浓度的关系。
(1)大小关系:______________________________________________________。
(2)物料守恒:______________________________________________________。
(3)电荷守恒:__________________________________________________________。
(4)质子守恒:__________________________________________________________。
【典例2】 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中各离子浓度的关系。
(1)大小关系:___________________________________________(不考虑CO)。
(2)物料守恒:________________________________________________________。
(3)电荷守恒:_____________________________________________________。
(4)质子守恒:_________________________________________________________。
2.混合溶液中离子浓度关系
【典例3】 浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中粒子浓度关系。
(1)电荷守恒:_______________________________________________________。
(2)物料守恒:______________________________________________________。
(3)质子守恒:_______________________________________________________。
(4)大小关系:_______________________________________________________。
【典例4】 浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3的混合液中离子浓度关系。
(1)电荷守恒:________________________________________________________。
(2)物料守恒:______________________________________________________。
(3)质子守恒:__________________________________________________________。
(4)大小关系:__________________________________________________________。
1.在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中,下列关系不正确的是(  )
A.c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)
B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
C.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
D.c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)
2.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
3.室温下将pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,在所得的混合溶液中,下列关系式正确的是(  )
A.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)=c(NH)>c(H+)=c(OH-)
D.c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
4.25 ℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1 氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
微专题13 水解常数(Kh)及应用
1.表达式
以CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-为例,其水解常数
Kh=。
2.强碱弱酸盐的水解常数与弱酸电离常数的关系式:Kh·Ka=Kw或Kh=;强酸弱碱盐的水解常数与弱碱电离常数的关系式:Kh·Kb=Kw或Kh=。由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐水解的程度就越大。
3.水解常数的意义
Kh定量地表示水解反应趋势的大小,Kh越大,水解趋势越大。
4.外因对水解常数的影响
Kh是化学平衡常数中的一种,只与温度有关,与盐溶液的浓度无关,一般温度升高,Kh增大。
5.应用
如NaHCO3溶液中,水解程度和电离程度的相对大小可以以水解常数(Kh)与电离常数(Ka2)的相对大小进行比较,进而判断溶液的酸碱性。
1.下列数据不一定随温度升高而增大的是(  )
A.活化分子百分数
B.盐类水解平衡常数
C.弱酸或弱碱的电离常数
D.化学平衡常数
2.常温下,有浓度均为0.1 mol·L-1的下列4种溶液:
①NaCN溶液    ②NaOH溶液
③CH3COONa溶液 ④NaHCO3溶液
已知该温度下3种酸的电离常数如下:
HCN H2CO3 CH3COOH
Ka=5.0×10-10 Ka1=4×10-7 Ka2=5.0×10-11 Ka=1.8×10-5
(1)这4种溶液pH由大到小的顺序是________(填序号)。
(2)④的水解常数Kh=________。
(3)此温度下,某HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则为________。
3.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,回答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是_____________________________________________________________________
________________________________________________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________ (填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________ (填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
微专题14 水溶液中离子平衡的两类图像
一、分布系数图像
分布系数图像一般是以pH为横轴、分布系数(组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵轴的关系曲线,以草酸H2C2O4为例,含碳元素的各组分分布系数(δ)与pH的关系如图所示。
(1)曲线含义:随着pH的逐渐增大,溶质分子的浓度逐渐减小,酸式酸根离子浓度先逐渐增大后逐渐减小,酸根离子浓度逐渐增大,所以δ0表示H2C2O4、δ1表示HC2O、δ2表示C2O。
(2)特殊点的应用:对于物种分布系数图像,一般选择“交点”处不同微粒的等浓度关系,代入电离常数公式计算各级电离常数。图中A点处c(H2C2O4)=c(HC2O),Ka1(H2C2O4)==c(H+)=10-a。B点处c(C2O)=c(HC2O),Ka2(H2C2O4)==c(H+)=10-b。
(3)易错点:不能根据C点处的等量关系直接计算电离常数。C点处c(H2C2O4)=c(C2O),Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)=·=c2(H+)=10-2c。
【典例1】 常温下联氨(N2H4)的水溶液中存在:①N2H4+H2ON2H+OH- K1、
②N2H+H2ON2H+OH- K2。
该溶液中微粒的分布系数δ(X)[δ(X)=,X=N2H4、N2H或N2H]随-lg c(OH-)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.图中曲线Ⅲ对应的微粒为N2H
B.C点对应溶液中存在:c(Cl-)>c(N2H)+2c(N2H)
C.将10 mL 0.1 mol/L的联氨溶液与5 mL 0.1 mol/L的盐酸混合后,所得溶液pH=8
D.常温下羟胺(NH2OH)的Kb=10-10,将少量联氨溶液加入足量NH3OHCl溶液中,发生反应N2H4+NH3OH+===N2H+NH2OH
二、电解质溶液中的对数图像
以常温下向二元弱酸H2Y溶液中滴加NaOH溶液为例,所得溶液的pH与离子浓度的变化关系如图所示。
曲线含义分析:H2Y为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2Y)>Ka2(H2Y),pH相同时,>,故-lg <-lg ,则曲线F、E分别表示混合溶液pH与-lg 、-lg 的变化关系。
特殊点的应用:对于对数图像,一般选择“lg =0”,即浓度比的对数值为0的点计算电离常数,因为该点对应溶液中两微粒浓度相等。图中-lg =0即c(HY-)=c(H2Y)时,pH=4.6,Ka1(H2Y)==c(H+)=10-4.6;同理,-lg =0时,pH=5.8,Ka2(H2Y)==c(H+)=10-5.8。也可根据其他有确定坐标的点计算电离常数,如图中-lg =-0.4时,pH=5.0,则Ka1(H2Y)==100.4×10-5.0=10-4.6。
【典例2】 25 ℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与lg X的变化关系如图所示。
已知:lg X=lg 或lg ,下列叙述正确的是(  )
A.曲线m表示pH与lg 的变化关系
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)
C.Ka1(H2CO3)的数量级为10-6
D.滴加过程中,保持不变
1.向等物质的量浓度的K2S、KOH的混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中含硫微粒(H2S、HS-、S2-)的分布分数(平衡时某含硫微粒的浓度占各含硫微粒浓度之和的百分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出,KHS溶液显碱性)。下列说法不正确的是(  )
A.曲线A表示S2-的变化情况
B.若Y点对应溶液的pH=a,则Ka1(H2S)=10-a
C.X、Y点对应溶液中水的电离程度大小关系:X<Y
D.Y点对应溶液中c(K+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
2.常温下将NaOH溶液滴入H2A溶液中,混合溶液中lg 或lg 与pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.曲线M表示lg 与pH的关系
B.=104
C.a点对应溶液中:c(Na+)>c(H2A)+2c(A2-)
D.溶液pH从2.6到6.6的过程中,水的电离程度逐渐增大
1.在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是(  )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.通入H2S,HS-浓度增大
C.升高温度,c(S2-)增大
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
2.为了配制NH的浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入(  )
①适量的HCl ②适量的NaCl
③适量的氨水 ④适量的NaOH
A.①② B.③
C.③④ D.④
3.物质的量浓度相同的下列溶液:①NH4Cl
②(NH4)2Fe(SO4)2 ③(NH4)2SO4
④CH3COONH4 ⑤NH4Al(SO4)2中,
c(NH)由大到小的顺序为(  )
A.②③①⑤④ B.②③⑤①④
C.⑤④①③② D.②③①④⑤
4.下列与盐的水解有关的是(  )
①用明矾净水
②NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
A.①②③ B.②③④
C.①④⑤ D.①②③④⑤
5.(1)Fe(NO3)3的水溶液呈________(填“酸”“中”“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
实验室在配制Fe(NO3)3的溶液时,常将Fe(NO3)3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以________(填“促进”“抑制”)其水解。
(2)在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的_____________________________________________________________________。
第二课时 影响盐类水解的因素 盐类水解的应用
一、探究(1) HClO的Ka最小,水解程度最大 CH3COOH的Ka较大,水解程度较小 HNO2的Ka最大,水解程度最小 越大
探究(2) Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 浅 变大 变小
正反应 浅 变小 逆反应 红褐色 变大 正反应 深 变小 正反应
对点训练
1.C [增大FeCl3的浓度,水解平衡向右移动,但Fe3+水解程度减小,加水稀释,水解平衡向右移动,Fe3+水解程度增大,A、B项正确;盐类水解是吸热过程,温度升高,水解程度增大,C项错误;Fe3+水解后溶液呈酸性,增大H+的浓度可抑制Fe3+的水解,D项正确。]
2.A [A项,NH4Al(SO4)2===NH+Al3++2SO,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,抑制NH水解;D项,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,促进NH的水解;C项,NH3·H2ONH+OH-,NH3·H2O只有少部分电离,故溶液中c(NH)由大到小的顺序为A>B>D>C。]
3.(1)溶液变红 溶液红色加深 吸热 (2)大于 ③⑤
二、
问题讨论
(1)Al2(SO4)3溶液由于Al3+水解使溶液呈酸性,能腐蚀铁制外筒,故Al2(SO4)3浓溶液只能放在塑料质内筒中。
(2)NaHCO3溶液呈碱性;原因是HCO的水解程度大于电离程度。HCO+H2OH2CO3+OH-。
(3)NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液中分别存在以下水解平衡:
HCO+H2OH2CO3+OH-,
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,
二者混合后,HCO和Al3+水解分别生成的OH-和H+结合成水,促使两个水解平衡都正向移动,发生反应的离子方程式为:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
对点训练
1.C [加热蒸干Na2CO3溶液,最后得到Na2CO3固体,A错误;镁离子、铁离子均能与OH-反应生成沉淀,所以不能用NaOH除去MgCl2溶液中的Fe3+,B错误;明矾在水中电离出铝离子,铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,C正确;KCl为强酸强碱盐,不水解,加热蒸干KCl溶液,最后得到KCl固体,D错误。]
2.②③④⑤⑥
解析 ①中NaHSO4为强酸强碱的酸式盐,不发生水解,显酸性是因为电离出H+所致;②中是NH水解显酸性所致;③中HCl会抑制Cu2+水解;④中是因HS-水解程度大于其电离程度所致;⑤中NH水解产生的H+与锈斑中的Fe2O3反应;⑥加热时FeCl3会发生水解。
3.①⑤⑦
解析 强酸强碱盐在溶液中不水解,蒸干后一般得原物质,故①可以;硫酸铁在水溶液中水解生成难挥发性的H2SO4会抑制Fe3+水解,碳酸钠在溶液中水解生成强碱NaOH会抑制CO水解,故蒸干后也可以得到原物质,因此⑤和⑦可以;AlCl3发生水解反应:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时生成的HCl挥发而使水解平衡向右移动,致使生成Al(OH)3沉淀,它被灼烧得Al2O3,故②不能得到原溶质;NaHCO3、KMnO4受热后分解分别得到Na2CO3、K2MnO4和MnO2,因此③④不能得到原溶质;Na2SO3是还原性盐,在蒸干时会被O2氧化为Na2SO4,故⑥不能得到原固体。
微专题12 溶液中的粒子浓度关系
【典例1】 (1)c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
(2)c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
(3)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
(4)c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)
解析 Na2CO3===2Na++CO(完全电离),CO+H2OHCO+OH-(主要),HCO+H2OH2CO3+OH-(次要),H2OH++OH-(极微弱)。
【典例2】 (1)c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
(2)c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
(3)c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
(4)c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO)
解析 NaHCO3===Na++HCO(完全电离),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要),HCOH++CO(次要),H2OH++OH-(极微弱)。
【典例3】 (1)c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(2)c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
(3)c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
解析 CH3COONa===CH3COO-+Na+(完全电离),CH3COOHCH3COO-+H+(主要,混合液呈酸性),CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(次要),H2OH++OH-(极微弱)。
【典例4】 (1)c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
(2)2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
(3)2c(OH-)+c(CO)=2c(H+)+c(HCO)+3c(H2CO3)
(4)c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
解析 Na2CO3===2Na++CO(完全电离),NaHCO3===Na++HCO(完全电离),CO+H2OHCO+OH-(主要,CO的水解程度大于HCO的水解程度),HCO+H2OH2CO3+OH-(次要),HCOH++CO(微弱),H2OH++OH-(极微弱)。
迁移应用
1.A [A项,由元素质量守恒可知,c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S),不正确;B项,符合电荷守恒,正确;C项,溶液中存在水解:S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,故c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),正确;D项,符合质子守恒,正确。]
2.C [氨水为弱碱溶液,NH3·H2O只能部分电离出OH-,结合电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(OH-)可得:c(NH)<c(OH-)<0.1 mol·L-1,A错误;NH4Cl溶液中,NH部分水解,Cl-浓度不变,则溶液中c(NH)<c(Cl-),B错误;Na2SO4溶液显中性,c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒可得:c(Na+)=2c(SO),溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+),C正确;根据Na2SO3溶液中的物料守恒可得:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。]
3.B [HCl+NH3·H2O===NH4Cl+H2O,NH3·H2O过量混合液呈碱性,所以c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。]
4.A [0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,溶质为等物质的量的CH3COOH和NaCl,因为醋酸为弱酸,部分电离,所以c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-),A选项正确;0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合,pH>7,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则c(NH)>c(NH3·H2O),B选项错误;根据物料守恒二者等体积混合,则2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3),即c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),C选项错误;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)+c(Cl-),D选项错误。]
微专题13 水解常数(Kh)及应用
迁移应用
1.D [B项,盐类水解是吸热过程,升高温度,促进水解,水解常数增大,正确;C项,弱电解质的电离是吸热过程,升高温度促进弱电解质电离,电离常数增大,正确;D项,对于放热的化学反应,升高温度K减小,错误。]
2.(1)②>①>④>③ (2)2.5×10-8 (3)0.02
解析 (1)这4种溶液中②NaOH溶液碱性最强,其余三种溶液因Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HCN),弱酸的酸性越强,其钠盐的水解程度越弱,则水解程度:CH3COONaNaHCO3>CH3COONa,则pH由大到小的顺序是②>①>④>③。(2)NaHCO3溶液中,HCO+H2O?H2CO3+OH-,水解常数Kh=====2.5×10-8。(3)HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(H+)=1×10-11 mol·L-1,====0.02。
3.(1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh=
==≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
解析 (1)Ka越大,Kh越小,所以①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的水解程度依次减小,pH依次减小。(2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。 (3)Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.61×10-7,Ka3<Kh,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而pH>7。
微专题14 水溶液中离子平衡的两类图像
【典例1】 答案 C
[图解分析]
【典例2】 答案 D
[图解分析] 对图像进行以下分析:
当溶液显中性时,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(Cl-),c(H+)=c(OH-),则有c(Na+)>c(HCO)+2c(CO),B项错误。根据图像分析知Ka1(H2CO3)=10-6.4,数量级为10-7,C项错误。=×=Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3),温度不变,Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)不变,故滴加过程中,保持不变,D项正确。
迁移应用
1.C [滴加盐酸时,盐酸先与KOH发生反应,再与K2S发生反应,盐酸与K2S发生反应时,首先发生反应:S2-+H+HS-,该过程中S2-的分布分数减小,HS-的分布分数增大,再发生反应:HS-+H+H2S,该过程中HS-的分布分数减小,H2S的分布分数增大,所以曲线A、B、C依次对应S2-、HS-、H2S的变化情况,A项正确;Y点对应溶液中c(H2S)=c(HS-),则Ka1(H2S)==c(H+)=10-a,B项正确;KCl不影响水的电离,X点对应溶液中c(HS-)=c(S2-),Y点对应溶液中c(H2S)=c(HS-),且X点对应溶液中c(HS-)>Y点对应溶液中c(HS-),KHS溶液显碱性,即HS-能促进水的电离(浓度越大对水的电离促进作用越强),又X点对应溶液中S2-的水解促进水的电离,Y点对应溶液中H2S的电离抑制水的电离,故X点对应溶液中水的电离程度较大,C项错误;原溶液为等物质的量浓度的K2S、KOH的混合溶液,根据元素质量守恒可知,Y点对应溶液中c(K+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)],D项正确。]
2.C [Ka1(H2A)=,lg Ka1(H2A)=lg -pH,同理可得lg Ka2(H2A)=lg -pH,又Ka1(H2A)>Ka2(H2A),即在pH相同时,lg >lg ,由题图可知曲线M表示lg 与pH的关系,A正确。a点对应溶液中,c(H2A)=c(HA-),Ka1(H2A)=c(H+)=10-2.6,b点对应溶液中,c(HA-)=c(A2-),Ka2(H2A)=c(H+)=10-6.6,=
===104,B正确。a点对应溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),且此时c(H2A)=c(HA-),c(H+)>c(OH-),故c(Na+)<c(H2A)+2c(A2-),C错误。初始溶质为H2A,H2A电离出的氢离子抑制水的电离,完全反应时生成Na2A,Na2A水解促进水的电离,所以H2A与NaOH反应生成Na2A的过程中,水的电离程度一直增大,即溶液pH从2.6到6.6的过程中,水的电离程度逐渐增大,D正确。]
课堂达标训练
1.B [A项,水解平衡是化学平衡,其常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,错误;B项,通入H2S,c(OH-)减小,平衡右移,HS-浓度增大,正确;C项,水解反应吸热,升高温度,平衡向正反应方向移动,c(S2-)减小,错误;D项,加入NaOH固体,OH-浓度增大,溶液pH增大,错误。]
2.B [NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,为增大NH浓度,应加入酸或NH3·H2O,①加入HCl虽然增大了H+的浓度,但也增大了Cl-的浓度,不符合题目要求。]
3.B [②中Fe2+的水解对NH水解有抑制作用,所以c(NH)关系是②>③;①④⑤中,CH3COO-的水解对NH水解有促进作用,Al3+水解对NH水解有抑制作用,所以c(NH)关系是⑤>①>④。综合以上分析,c(NH)由大到小的顺序为②>③>⑤>①>④。]
4.D [①明矾水解得Al(OH)3胶体,有净水作用;②中HCO与Al3+发生相互促进的水解反应,产生二氧化碳和Al(OH)3,可作灭火剂;③中草木灰的主要成分碳酸钾水解使溶液显碱性,而铵态氮肥中的铵根离子水解使溶液显酸性,二者混施则水解相互促进使NH转化为NH3逸出,因而不能混合施用;④中碳酸钠水解使溶液显碱性,有NaOH生成,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与NaOH反应生成硅酸钠,将瓶塞与瓶口黏结,因此盛放碳酸钠溶液的试剂瓶应用橡胶塞;⑤AlCl3溶液中存在水解平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断向右移动,最终得到Al(OH)3固体。]
5.(1)酸 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 抑制
(2)氢氧化钠固体(或NaOH)
解析 (1)硝酸铁是强酸弱碱盐,铁离子水解,溶液显酸性,水解的离子方程式是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;因此在配制硝酸铁溶液时,先将Fe(NO3)3固体溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,目的就是抑制铁离子水解。(2)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解,溶液显碱性。所以在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的氢氧化钠固体以抑制硫离子水解。