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盐类的水解
选修四 《化学反应原理》
专题3 第三单元 (复习课)
重点突破:
1、盐类水解的规律;
2、水解平衡的影响因素;
3、水解的应用。
1、盐类水解的一般规律:
有弱才水解,无弱不水解;
越弱越水解,都弱双水解;
谁强显谁性,同强显中性。
规律解释1:
水解平衡常数:Kh(以NaAc水解为例)
NaAc + H2O NaOH + HAc
Ac- + H2O OH- + HAc
Kh =
C(HAc) . C(OH-)
C(AC-)
=
C(HAc) . C(OH-) .C(H+)
C(AC-) .C(H+)
Kh =
Kw
Ka
Ka =
C(H+) . C(AC-)
C(HAC)
有弱才水解,无弱不水解;
越弱越水解,
KW
问题:
1、同浓度的NaHCO3和CH3COONa的PH比较哪个大
H2CO3: Ka1=4.30×10-7 CH3COOH: Ka=1.76×10-5
Ka2=5.61×10-11
2、Na2CO3溶液的水解分两步进行,为什么以第一步为主?
CO32- + H2O HCO3- + OH-
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
Kh =
Kw
Ka
NaHCO3的PH较大
Ka2 << Ka1
Ac- + H2O HAc + OH-
NH4++H2O NH3·H2O+ H+
Kh =
Kw
Ka . Kb
Kha =
C(HAc) . C(OH-)
C(AC-)
Khb =
C(NH3·H2O) . C(H+)
C(NH4+)
Kh =
C(HAc) . C(NH3·H2O)
C(AC-) . C(NH4+)
Khb =
Kw
Kb
Kha =
Kw
Ka
都弱双水解;
规律解释2:
NH4+ +Ac- +H2O NH3·H2O+ HAc
谁强显谁性,同强显中性。
A- + H2O HA + OH-
B++H2O BOH + H+
. C(OH-) . C(H+)
. C(OH-) . C(H+)
问题:
3、同浓度的(NH4)2CO3和CH3COONH4的PH比较哪个大
H2CO3 : Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
CH3COOH: Ka=1.76×10-5
NH3.H2O: kb=1.77×10-5
(NH4)2CO3偏碱性
CH3COONH4显中性
(NH4)2CO3的PH值大
常见的强烈双水解:
Al3+分别与CO32-、 HCO3-、 HS- 、S2-、AlO2-等,
Fe3+与 CO32-、HCO3-等。
特别提示:
部分弱酸的酸根与弱碱的阳离子水解相互促进,反应进行彻底(双水解完全) ,因此在溶液中不能共存。
2、水解平衡的影响因素
内因:盐本身的性质(越弱越水解)
外因:温度、浓度。
1)温度:盐的水解是吸热反应,因此升温促进水解。
2)浓度: a、盐浓度越大,水解程度越小。(反之越稀越水解)
b、减小产物浓度,促进水解;反之抑制水解。
(影响产物浓度:外加酸碱、外加易反应物质或易水解的盐)
c、加水稀释促进水解。
d、蒸发溶液促进与抑制并存。(因具体反应而定)
NaAc + H2O NaOH + HAc
Ac- + H2O OH- + HAc
Kh =
C(HAc) . C(OH-)
C(AC-)
溶液中存在如下平衡:
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+,请填表:
条件 移动
方向 H+数目 pH
变化 Fe3+
水解程度 溶液颜
色变化
升高温度
加FeCl3(s)
通入HCl(g)
加氢氧化钠
加水稀释
向右 变多 变小 变大 变深
向右 变多 变小 变小 变深
向左 变多 变小 变小 变浅
向右 变多 变大 变大 变浅
向右 变少 变大 变大 变深
(09福建高考) 第10题.
在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:
下列说法正确的是( )
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大
B. 通入CO2,平衡朝正反应方向移动
C. 升高温度, 减小
D. 加入NaOH固体,溶液PH减小
B
C
O
3
2
-
+
H
2
O
H
C
O
3
-
+
O
H
-
C(HCO3-)
C(CO32-)
◇ 25℃时,在浓度均为1mo/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2 三种溶液中,若测得其中c(NH4+)分别为a、b、c(单位为mo/L),则下列判断正确的是( )
A.a=b=c B. a>b>c
C.b>c>a D.c>a>b
D
3、水解的应用(常见)
判断盐溶液的酸碱性;
判断离子共存问题;
配制和保存易水解的盐溶液;
判断盐溶液蒸干后所得产物;
除去某些杂质离子;
解释身边的化学问题:泡沫灭火器、净水剂的工作原理、合理使用化肥及热碱更去污等。
盐溶液中各离子浓度的关系。
(一)比较盐溶液酸碱性及其强弱:
例、0.1mol/L下列溶液PH值由大到小的顺序是 ______________________________
①Na2CO3 ② CH3COONa ③NH4Cl
④Ba(OH)2 ⑤NaOH ⑥NaHSO4
⑦NaHCO3 ⑧NH3· H2O ⑨Na2SO4
④>⑤>⑧>①>⑦>②>⑨>③>⑥
(二)判断离子共存问题:
例:下列各组离子在溶液中能否大量共存 说明原因.
1. H+ 、 F-、 K+ 、 Cl-
2. S2- 、Al3+ 、Cl- 、 Na+
3. Fe3+、 NO3-、 SCN-、 K+
4. Cl- 、Ca2+ 、NO3- 、 CO32-
5. Fe2+ 、 K+、 Cl- 、NO3-
6. Fe3+、 Na+、 SO42-、 S2-
弱电解质
双水解完全
沉淀
氧化还原
络合
能共存
离子反应的特点:最大限度减小离子浓度的方向。
(三)配制和保存易水解的盐溶液
1、实验:热水配制CuCl2溶液
热水:升温能够促进水解
实验现象:溶液出现浑浊。
CuCl2+2H2O Cu(OH)2+2HCl
(Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+)
因此:配制CuCl2溶液,为防止出现浑浊,应加少量的_______
稀盐酸
2、盛放Na2S 、Na2CO3的试剂瓶为什么不能用
玻璃塞?
如Na2CO3溶液贮存时用橡胶塞:
CO32- + H2O HCO3- + OH-
SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O
注意:
实验室贮存碱性溶液的试剂瓶
一律使用橡胶塞。
思考1:Al2(SO4)3溶液加热蒸干后得到固体是什么?
尽管Al2(SO4)3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,且水解平衡不断往左移,因此仍得Al2(SO4)3固体。
思考2:下列盐溶液蒸干的产物是什么
Ca(HCO3)2----- NH4Cl------
Na2SO3------ FeSO4-------
Fe(NO3)3---- NaAlO2------
CaCO3
无固体
Na2SO4
Fe2(SO4)3
注意:同时还考虑盐受热时是否分解 是否被氧化
Fe2O3
NaAlO2
Al2(SO4)3
(四)判断盐溶液蒸干后所得产物
用先加热后过滤的方法可除去KNO3溶液中少量的Fe3+离子,请说明理由。
为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸。这种试剂是( )
A.氧化镁 B.氢氧化钠
C. 碳酸钠 D. 碳酸镁
(五) 除去某些杂质离子
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
A D
灭火器原理
内筒(玻璃筒)里面放入什么药品?
外筒(铁筒)放入什么药品?
药品:NaHCO3溶液、Al2(SO4)3溶液 。
(六)解释身边的化学问题
药品:Al2(SO4)3溶液、NaHCO3溶液
1、泡沫灭火器的原理
Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
HCO3-+H2O H2CO3 +OH-
玻璃筒
铁筒
NaHCO3
Al2(SO4)3
Al3++3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑
H2O
2、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水的原理
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
Al(OH)3胶体表面积大,吸附能力强,能吸附水中悬浮杂质生成沉淀而起到净水作用。
3、草木灰不宜与铵态氮肥混合施用
NH4++H2O NH3·H2O+ H+,
草木灰的成分:K2CO3,水解呈碱性
CO32-+H2O HCO3- +OH-,
HCO3-+H2O H2CO3 +OH-,
铵态氮肥——铵盐,水解呈酸性。
NH4+ +Ac- +H2O NH3·H2O+ HAc
4、热纯碱水去油污能力强:
CO32-+H2O HCO3- +OH- (吸热)
HCO3-+H2O H2CO3 +OH- (吸热)
为什么用肥皂洗衣服时用温水比冷水洗得干净一些?
肥皂主要成分:硬脂酸钠(C17H35COONa)
硬脂酸(C17H35COOH)是一种一元弱酸
C17H35COO-+H2O C17H35COOH+OH- (吸热)
三个守恒关系:(分析Na2CO3溶液)
1.电荷守恒:
2.物料守恒:
C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-) +C(OH-)
C(Na+)=2[C(CO32-)+C(HCO3-)+C(H2CO3)]
C(OH-)=C(H+)+C(HCO3-)+2C(H2CO3)
3.质子守恒:
(七)盐溶液中各离子浓度的关系---等式关系
下列溶液中的离子浓度的关系正确的是 ( )A.NH4Cl:c(NH4+)=c(Cl-) >c(H+) =c(OH-) B.(NH4)2SO4:c(SO42-) = c(NH4+) + c(NH3.H2O)
C.Na2CO3 :2 c(CO32-)+ c(OH-)= c(H+) +c(Na+)
D.NaHCO3:2 c(CO32-)+ c(OH-) +c(HCO3-)= c(H+) +c(Na+)
D
弱酸酸式盐溶液
多元弱酸正盐溶液
混合溶液
(七)盐溶液中各离子浓度的关系---大小关系
1、弱酸酸式盐溶液
如NaHCO3溶液中:
HCO3- H+ + CO32-
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
NaHSO3溶液中:
HSO3- H+ + SO32-
HSO3- + H2O H2SO3 + OH-
--- 酸根离子既能电离,又能水解。
水解程度 > 电离程度
电离程度 > 水解程度
C(Na+) >C(HCO3-)> C(OH-)> C(CO32-)> C(H+)
C(Na+) >C(HSO3-)> C(H+) >C(SO32-)> C(OH-)
(主要)
(主要)
Kh > Ka2
Ka2 > Kh
2、多元弱酸正盐溶液
C(Na+) >C(CO32-)> C(OH-)> C(HCO3-)> C(H+)
CO32-+H2O HCO3- +OH-
HCO3-+H2O H2CO3 +OH-
Na2CO3溶液的两步水解:
--- 酸根离子的多步水解
(主要)
3、混合溶液
--- 充分考虑
电离因素、水解因素、电荷守恒
在0.1mol/L的NH4Cl和0.1mol/L的氨水混合溶液中,各离子浓度的大小顺序为:
C(NH4+) >C(Cl-)> C(OH-)> C(H+)
NH3.H2O: kb=1.77×10-5
Kh =
Kw
Kb
Kb > Kh
NH4++H2O NH3·H2O+ H+
NH3·H2O NH4+ + OH-
将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10mL混合后,溶液显酸性.
则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是 ( )
A .c (Ac-)>c (Cl-)>c (H+)>c (HAc)
B.c (Ac-)>c (Cl-)>c (HAc)>c(H+)
C.c (Ac-)=c (Cl+)>c (H+)>c (HAc)
D.c (Na+)+c (H+)=c (Ac-)+c (Cl-)+c (OH-)
BD
课后复习建议:
梳理巩固知识脉络;
熟练书写水解方程式(含单、双水解);
完成相关巩固练习。
再见