人教版高中化学选修4教学讲义,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):16【基础】影响盐类水解的主要因素

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名称 人教版高中化学选修4教学讲义,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):16【基础】影响盐类水解的主要因素
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2020-01-07 16:09:47

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影响盐类水解的主要因素

【学习目标】
1、认识内因对盐类水解程度的影响;
2、掌握外因对盐类水解程度的具体影响。
【要点梳理】
要点一、影响盐类水解的因素
1.内因:
主要因素是盐本身的结构和性质,组成盐的酸根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 水解程度NaF<CH3COONa
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―对第二步水解的抑制作用,并且正盐阴离子与H+结合能力比酸式盐阴离子结合能力强。例如:Na2CO3溶液中
2.外因
①温度:水解过程一般是吸热过程,故升温使水解程度增大,反之则减小。
②浓度:盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
3.溶液的酸碱性
组成盐的离子能与水发生水解反应。向盐溶液中加入H+,可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;向盐溶液中加入OH―,能抑制阴离子水解,促进阳离子水解。
【规律总结】越弱越水解,越热越水解,越稀越水解,加酸碱抑制或促进水解。
4.典型实例:

醋酸钠水解平衡的移动:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
改变条件
平衡移动
c(CH3COO-)
c(OH-)
加入固体醋酸钠
向右
增大
增大
通入HCl
向右
减小
减小
升温
向右
减小
增大
加水
向右
减小
减小
加NaOH
向左
增大
增大
加CH3COOH
向左
增大
减小
加NH4Cl
向右
减小
减小
要点二、互促水解
1.互促水解的定义:
弱酸弱碱盐溶液中,盐的阳离子结合水产生的OH-,盐的阴离子结合水产生的H+,相互促进水解,所以水解程度较大。
溶液的酸碱性取决于生成的弱酸和弱碱的相对强弱,若弱碱较强则溶液显碱性;若弱酸较强则溶液显酸性。
2.盐与盐混合时的互促水解问题
盐与盐的反应又分以下几种情况:
(1)两种水解情况相同的盐溶液的反应。
①NaHCO3和Na2SiO3的反应,NaSiO3的水解程度远大于NaHCO3的水解程度,因而Na2SiO3的水解抑制了NaHCO3的水解而促进了HCO3-的电离。HCO3-H++CO32-,HCO3-的电离反过来又促进了SiO32-的水解,其反应为:
Na2SiO3+2NaHCO3=H2SiO3↓+2Na2CO3
同理:NaAlO2+NaHCO3+H2O=A1(OH)3↓+Na2CO3
②硝酸银与氯化铝的反应,因两者水解都显酸性,相互抑制,不利于水解的进行,发生复分解反应生成难溶物(AgCl),因此发生的反应为3AgNO3+AlCl3=3AgCl↓+Al(NO3)3。
(2)两种水解情况相反的盐溶液的反应,主要有如下几种情况:
①“双水解”反应趋于完全,其离子方程式中应用“==”连接,并应标明产物的状态符号“↑”“↓”。如泡沫灭火器的反应原理可表示为Al3++3HCO3-=A1(OH)3↓+3CO2↑。
如Na2S与Al2(SO4)3之间的反应:
S2-+H2OHS-+OH-
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
两离子的水解相互促进,其反应式为3S2-+2Al3++6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑。
②发生复分解反应。当发生复分解反应生成沉淀比水解反应生成的沉淀更难溶时,物质之间发生复分解反应,如Na2S溶液和CuSO4溶液混合,其反应式为S2-+Cu2+=CuS↓。
③发生氧化还原反应。物质之间能发生氧化还原反应,也能发生水解反应,通常是以氧化还原反应为主。如Na2S溶液与FeCl3溶液混合,其反应式为S2-+2Fe3+=S↓+2Fe2+。
3.互促水解离子方程式的书写:
(1)弱酸弱碱盐中阴、阳离子相互促进水解。如NH4+与S2-、HCO3-、CO32-、CH3COO-等虽然相互促进,却仍是部分水解(离子间能在溶液中大量共存),此双水解仍用“”表示。NH4++CH3COO-H2O+ NH3·H2O。
(2)完全双水解反应:
某些盐溶液在混合时,一种盐的阳离子和另一种盐的阴离子一起都发生水解,相互促进对方的水解,使两种离子的水解趋于完全。常见的能发生相互促进水解的离子有:Al3+与S2-、HS-、CO32-、HCO3-、AlO2-;Fe3+与AlO2-、CO32-、HCO3-;NH4+与AlO2-、SiO32-等。
书写双水解反应的离子方程式时,一般要根据水解特征、水解生成的酸和碱的特点确定反应物和生成物,以离子的电荷守恒和质量守恒相结合的方法进行配平。例如:
2Al3++3CO32―+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3AlO2―+6H2O=4Al(OH)3↓
【典型例题】
一、影响盐类水解平衡的因素
例1.恒温条件下,在CH3COONa稀溶液中分别加入少量下列物质:①固体NaOH;②固体KOH;③固体NaHSO4;④固体CH3COONa;⑤冰醋酸。其中一定可使c (CH3COO-)/c (Na+)比值增大的是( )
A.①② B.②⑤ C.①⑤ D.②④⑤
【思路点拨】依据化学平衡移动原理分析。
【答案】D
【解析】欲使c (CH3COO―) / c (Na+)增大,应使CH3COO―+H2OCH3COOH+OH―水解平衡逆向移动且不能外加Na+。加入固体CH3COONa,平衡虽然右移,但CH3COO-水解程度降低,故c (CH3COO-)/c (Na+)比值增大。
【总结升华】盐类水解历来为高考之重点,复习时,应掌握运用勒夏特列原理来分析影响盐类水解的因素等。
举一反三:
【变式1】关于FeCl3水解的说法错误的是( )
A.水解达到平衡时无论加FeCl3的饱和溶液还是加水稀释,平衡均向正反应方向移动
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,Fe3+水解程度前者比后者小
C.有50℃和20℃的同浓度的FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者比后者小
D.为抑制Fe3+水解,较好地保存FeCl3溶液应加入少量HCl
【答案】C
【变式2】(2019 容城中学)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再加入适量的HCl,这种试剂是( )
A.NH3·H2O B.NaOH
C.Na2CO3 D.MgCO3
【答案】D
【解析】物质除杂的原则是:被除杂的物质尽量不要减少,不得引入新的杂质,并且易于分离复原。加入NH3·H2O或NaOH或Na2CO3时,均能引入杂质离子NH或Na+,不符合题意。因为原溶液中Fe3+水解:Fe3++3H2O/Fe(OH)3+3H+,当加入MgCO3后,有MgCO3+3H+=Mg2++CO2↑+H2O反应,消耗了H+,使平衡向右移动,生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉,最后可将Fe3+除去。加入MgO、Mg(OH)2、MgS也能达到同样的效果。
二、互促水解问题
例2.向三份0.1 mol·L-1的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
【思路点拨】当弱酸的阴离子与弱碱的阳离子相遇时,会因为各自水解产物的相互反应而促进,当弱酸的阴离子遇到另一种弱酸阴离子时,会因为各自水解产物的抑制而减弱。
【答案】A
【解析】题中涉及的离子水解方程式如下:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-、NH4++H2ONH3·H2O +H+、SO32-+H2OHSO3-+OH-、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。由上述方程式可知NH4+、Fe3+能促进CH3COO-的水解,CH3COO-浓度减小,SO32-能抑制CH3COO-的水解,CH3COO-浓度增大,故选A。
【总结升华】一般情况下,盐类水解不会生成气体和沉淀,但两种能发生互促水解的离子相遇时,水解程度相对较大,个别情况还需要标沉淀和气体,比如碳酸根离子与铝离子相遇时,就会生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体。
【变式1】(2019 北京海淀)25℃时,在浓度为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,测其c(NH4+)分别为a、b、c(单位:mol·L-1)。下列判断正确的是(  )
A.a=b=c B.a>b>c C.a>c>b D.c>a>b
【答案】D
【解析】三种溶液中都存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,对于(NH4)2CO3溶液来说,因CO32-+H+=HCO3-,而使上述平衡向右移动,促进了NH4+的水解;对于 (NH4)2Fe(SO4)2溶液来说,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,c(H+)增大,抑制NH4+的水解。
【巩固练习】
一、选择题
1.下列有关pH变化判断中,正确的是( )
A.随着温度的升高,碳酸钠溶液的pH增大
B.随着温度的升高,纯水的pH增大
C.新制氯水光照一段时间后,pH增大
D.NaOH溶液久置于空气中,pH增大
2.(2019 河南罗山高中)向浓度为0.1 mol·L-1的K2CO3溶液中分别加入下列物质,能使c(CO32-)增大的是(  )
A.H2O B.CO2 C.KHSO4 D.KOH
3.在25℃时,某醋酸钠溶液的pH为9,下列说法错误的是( )
A.由水电离出的OH―离子浓度约为1×10-9 mol / L
B.溶液中存在CH3COOH分子
C.溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.溶液中加入少量醋酸pH将减小
4.物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX>HZ>HY B.HZ>HY>HX C.HX>HY>HZ D.HY>HZ>HX
5.在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-离子浓度分别为A mol/L与B mol/L,则A和B的关系为( )
A.A>B B.A=10-4 B C.B=10―4 A D.A=B
6.向浓度为0.1 mol·L-1的K2CO3溶液中,分别加入下列物质,能使c(CO32-)增大的是( )
A.H2O B.CO2 C.K2S D.KOH
7.在常温下,纯水中存在电离平衡H2OH++OH―,如果使水的电离程度增大,并使c(H+)增大,应加入的物质是( )
A.NaHSO4 B.KAl(SO4)2 C.NaHCO3 D.CH3COONa
8.(2019 海南中学)关于0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液,下列说法不正确的是
A.25 ℃时,溶液的pH大于7
B.25 ℃时,加水稀释后,c(H+)与c(OH-)的乘积不变
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3- )+2c(CO32 -)
D.温度升高,c(HCO3- )增大
9.下列物质的溶液中所含离子种类最多的是( )
A.KCl B.Na3PO4 C.Na2CO3   D.AlCl3
10.(2019 西城检测)常温下,物质的量浓度相同的下列溶液,NH4+浓度最大的是( ) A.NH4Cl B.NH4HSO4 C.CH3COONH4 D.NH4HCO3
11.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32―+H2OHCO3―+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CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
12.下列事实,其中不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的是( )
①草木灰不能与铵盐混合施用;
②用加热的方法除去硝酸钾溶液中的Fe3+;
③配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸;
④向双氧水中加入少量MnO2,立即产生大量气泡;
⑤加热可以提高纯碱溶液的去污能力;
⑥合成氨工业中500℃左右比室温有利于提高单位时间内氨的产量。
A.①② B.③④ C.④⑥D.①③⑥
二、填空题
1.比较下列溶液的pH(填“>”、“<”或“=”)。
(1)0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH________0.01m01/L NH4Cl溶液的pH;
(2)0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH________0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH;
(3)25℃、1 mol/L FeCl3溶液的pH________80℃、1 mol/L FeCl3溶液的pH;
(4)0.1 mol/L(NH4)2CO3溶液的pH________0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH。
2.(2019 北京五中)已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(1)两溶液中c(H+) ? c(OH-)=___________
(2)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是________溶液
(3)各取5mL上述溶液,分别加热到90℃,pH较小的是________溶液
(4)两溶液中由水电离出的c(H+)分别为:H2SO4溶液_/_______;NH4Cl溶液__________、
(5)取5mL NH4Cl溶液,加水稀释至50mL,c(H+) 10-6mol·L-1(填“>”、“3.(1)在饱和氯化铁溶液中加入碳酸钙粉末,发现碳酸钙逐渐溶解,同时产生的现象有①________;②________;用离子方程式表示上述现象产生的原因是________。
(2)在饱和氯化铁溶液中加入一种单质,也会产生类似上述现象的反应,这种单质是________(填字母)。
A.磷 B.硫 C.镁 D.铜
【答案与解析】
一、选择题
1.A
【解析】A项中温度升高,促进盐类的水解,所以c(OH-)增大,pH增大,正确;纯水温度升高,促进水的电离,c(H+)、 c(OH-)均增大,但pH为c(H+)的负对数,所以pH应该减小,B错;新制氯水光照一段时间后,会变成稀盐酸,c(H+)增大,所以pH应该减小,C错;NaOH溶液久置于空气中,会吸收空气中的CO2,使得溶液碱性变弱,pH变小,D错。
2.D
【解析】CO32-+H2OHCO3—+OH-。A项,稀释时c(CO32—)减小;B项,CO2与OH-反应,使平衡正向移动,c(CO32-)减小;C项,KHSO4===K++H++SO42—,使平衡正向移动,c(CO32-)减小;D项,c(OH-)增大,平衡逆向移动,使c(CO32-)增大。
3.A
【解析】醋酸钠在溶液中完全电离,生成Na+和CH3COO-,由于CH3COO―+H2OCH3COOH+OH―,所以溶液中存在CH3COOH分子,并且c(Na+)>c(CH3COO-),由于水解程度较小,所以溶液中的c(OH-)、c(H+) 远小于c(Na+)、c(CH3COO-),题目中给出pH为9,所以c(H+)=10×10-9,c(OH-)=10×10-5,所以A错,BC正确。若向溶液中加入少量醋酸,则会使得溶液中c(H+)增大,从而使得pH减小。本题选A。
4.C
【解析】本题实质仍是考查影响盐类水解的内因,组成盐的酸根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)。由题意,物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,其pH分别为8、9、10,即其水解程度逐渐增大,所以HX、HY、HZ的酸性应该逐渐减弱,C选项正确。
5.B
【解析】本题实质考查水电离的影响因素:酸、碱的存在会抑制水的电离,CH3COONa会促进水的电离,所以肯定是A6.C、D
【解析】CO32―水解反应的离子方程式为CO32―+H2OHCO3―+OH―,稀溶液加水后各种离子的浓度都要减小。CO2能够与H2O发生反应生成HCO3―,CO32―的浓度也要减小。S2―水解也显碱性,能够抑制CO32―的水解,CO32―的浓度增大。KOH电离出的OH―能够抑制CO32―的水解,CO32―的浓度增大。
7.B
【解析】A选项中的NaHSO4电离出的H+相当于一元强酸,抑制水的电离程度,不符合题意;B选项中的KAl(SO4)2电离出的Al3+为弱离子,促进水的电离,并且会水解生成H+,符合题意;C选项中的NaHCO3电离出的HCO3-在溶液中同时存在进一步的电离和水解,但由于水解程度更大,所以会使溶液显碱性,不合题意;D选项中的CH3COONa因为水解会使溶液显碱性,不合题意。本题选B。
8.D
9.B
【解析】在解答本题时,首先审清题意,题目中问的是离子种类最多而不是离子数量最多。
A选项中的KCl溶液中有K+、Cl-,再加上水电离出的H+和OH―共四种离子;
B选项中的.Na3PO4溶液中,由于PO43-水解,所以溶液中含有Na+、PO43-、HPO42-、H2PO4-、OH―,再加上水电离出的H+共六种离子;
C选项中的Na2CO3溶液中,由于CO32-水解,所以溶液中含有Na+、CO32-、HCO3-、OH―,再加上水电离出的H+共五种离子;
D选项中的AlCl3溶液中,虽然存在Al3+水解,但不会产生新的离子,所以溶液中只有Al3+、Cl-、H+、OH―共四种离子。
所以本题选B
10.B
【解析】四种溶液中都存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,对于NH4HSO4溶液来说,因为电离出的H+使上述平衡向左移动,抑制了NH4+的水解,使得NH4+浓度增大;对于C、D两项溶液来说,CH3COO―、HCO3―水解均显碱性,均促进NH4+的水解,使得NH4+浓度均减小。

11.B
【解析】平衡常数仅与温度有关,故稀释时是不发生变化的,A项错;CO2通入水中,相当于生成H2CO3,可以与OH―反应,而促进平衡正向移动,B项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C项错;加入NaOH固体,碱性肯定增强,pH增大,D项错。
12.C
【解析】①草木灰不能与铵盐混合,因为施用时发生互促水解而降低肥效;②加热硝酸钾溶液时可促进Fe3+水解从而生成沉淀除去;③配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸是抑制Fe3+水解;⑤加热纯碱溶液时促进碳酸钠水解,使溶液碱性增强,从而增强去污能力;所以都涉及平衡的移动问题。向双氧水中加入少量MnO2会加速分解是增大反应速率,合成氨工业中选择500℃左右而不是室温也是从增大反应速率的角度考虑,以上两项均不涉及到平衡移动。所以本题选C。
二、填空题
1.(1)< (2)> (3)> (4)<
【解析】(1)由于前者浓度更大,所以其水解出的H+浓度更大,酸性更强,pH更小;
(2)在等浓度的弱盐溶液中,前者的水解程度更大,所以碱性越强,pH越大;
(3)同浓度的FeCl3溶液,温度越高水解的程度越大,酸性更强,pH更小;
(4)(NH4)2CO3溶液中存在互促水解,所以碱性比Na2CO3溶液的弱。
2.⑴10—14 ⑵H2SO4 ⑶NH4Cl(4)10—9 mol/L、10—5 mol/L(5)>,减小
【提示】NH4Cl溶液存在水解平衡:NH4+  + H2O / NH3·H2O + H+ ,加水或升温水解平衡向右移动。
3.(1)①有无色无味的气体生成 ②溶液的颜色变深,产生红褐色胶体
(2)C
【解析】在饱和氯化铁溶液中加入碳酸钙粉末后,溶解的碳酸钙会电离出CO32―,它和Fe3+会发生互促水解,生成二氧化碳和氢氧化铁胶体。
饱和氯化铁溶液中因为Fe3+的水解,会使溶液显酸性,加入活泼金属镁后,Mg与溶液中的H+反应生成无色无味的气体,同时溶液酸性减弱而生成氢氧化铁胶体。现象与(1)类似。