选修4课时突破:
——盐类水解的原理
【要点导学】
一、
1.探究盐溶液的酸碱性
盐溶液 NaCl Na2SO4 Na2CO3 NaHCO3 CH3COONa NH4Cl (NH4)2SO4
pH pH=7 pH=7 pH>7 pH>7 pH>7 pH<7 pH<7
盐的类型 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐
溶液酸碱性 中性 碱性 酸性
2.盐溶液呈现不同酸碱性的原因
(1)CH3COONa溶液
微粒变化 CH3COO-和H+结合生成弱电解质CH3COOH,使水的电离平衡向电离方向移动
平衡时酸碱性 使溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
水解方程式 CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
(2)NH4Cl溶液
微粒变化 NH和OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动
平衡时酸碱性 使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性
水解方程式 NH+H2O??NH3·H2O+H+
(3)NaCl溶液:H2O??H++OH-,NaCl===Cl-+Na+。
理论解释:溶液中不生成弱电解质,水的电离平衡未受影响,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
3.盐类的水解
(1)概念
在溶液中,由盐电离出来的弱离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
(2)实质:生成弱酸或弱碱,使水的电离平衡被破坏而建立起新的平衡。
(3)特征
①一般是可逆反应,在一定条件下达到化学平衡。
②盐类水解反应是中和反应的逆反应。
③盐类水解是吸热反应。
[特别提醒] HF、CH3COOH均为弱酸,且酸性HF>CH3COOH,依据越弱越水解可知,等浓度的CH3COONa的碱性强于NaF。
判断盐类是否发生水解以及水解后溶液的酸碱性,要看盐的离子所对应的酸和碱的相对强弱。已知常温下有下列溶液:①Na2S溶液 ②AlCl3溶液 ③Na2CO3溶液
④NaNO3溶液。
[问题思考]
1.溶液①中哪种离子发生了水解反应,水溶液呈什么性?溶液④能否发生水解反应?
提示:溶液①中S2-发生了水解反应,Na2S溶液呈碱性;溶液④不能发生水解反应。
2.溶液③和NaOH溶液都呈碱性,它们对水的电离影响是否相同?
提示:不相同,Na2CO3溶液由于CO的水解呈碱性,促进了水的电离;NaOH电离出的OH-抑制了水的电离。
3.已知相同温度下,CH3COOH的电离常数与NH3·H2O的电离常数相等,请判断CH3COONH4溶液的酸碱性。
提示:CH3COONH4溶液呈中性。
1.盐类水解的规律
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸阴离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
(2)“越弱越水解”——弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
(4)“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.弱酸酸式盐水解的规律
弱酸酸式盐水解,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
(1)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaH2PO4等。
(2)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、Na2HPO4等。
1.下列溶液中,因为电离产生的离子发生水解而显酸性的是( )
A.Na2CO3 B.NaHSO4
C.CuSO4 D.Ca(NO3)2
解析:选C Na2CO3溶液显碱性;Ca(NO3)2溶液显中性;NaHSO4因电离出H+而显酸性;CuSO4溶液显酸性是因为Cu2+水解。
2.下列有关盐类水解的说法不正确的是( )
A.盐类的水解过程破坏了水的电离平衡
B.盐类的水解是酸碱中和反应的逆反应
C.盐类水解的结果是使溶液不一定呈中性
D.Na2CO3溶液中,c(Na+)是c(CO)的2倍
解析:选D 盐类水解是中和反应的逆反应,其实质是盐电离出的离子与水电离出的H+或OH-结合,破坏了水的电离平衡,使盐溶液呈酸性或碱性。Na2CO3溶液中因CO水解,故有:c(Na+)∶c(CO)>2∶1。
3.物质的量浓度相同的下列溶液,pH由大到小排列正确的是( )
A.Ba(OH)2、Na2SO3、FeCl3、KCl
B.Na2SiO3、Na2SO3、KNO3、NH4Cl
C.NH3·H2O、H3PO4、Na2SO4、H2SO4
D.NaHCO3、HClO、C2H5OH、HCl
解析:选B A项pH由大到小顺序为Ba(OH)2>Na2SO3>KCl>FeCl3;B中正确;C中应为NH3·H2O>Na2SO4>H3PO4>H2SO4;D中应为NaHCO3>C2H5OH>HClO>HCl。
4.有下列盐溶液:①KNO3 ②AgNO3 ③K2CO3
④FeCl3 ⑤K2SO4 ⑥NaClO ⑦NH4Cl
呈酸性的是________,呈碱性的是________,呈中性的是________。
解析:AgNO3、FeCl3、NH4Cl属于强酸弱碱盐,溶液呈酸性;K2CO3、NaClO属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性;KNO3、K2SO4属于强酸强碱盐,溶液呈中性。
答案:②④⑦ ③⑥ ①⑤
二、
1.一般盐类水解程度很小,水解产物很少,通常不生成沉淀和气体,也不发生分解,因此盐类水解的离子方程式中不标“↑”或“↓”,也不把生成物(如NH3·H2O、H2CO3等)写成其分解产物的形式。
2.盐类水解是可逆反应,是中和反应的逆反应,而中和反应是趋于完全的反应,所以盐的水解反应是微弱的。盐类水解的离子方程式一般不写“===”而写“??”。
3.盐类水解方程式的常见类型
一元弱酸的强碱盐 以CH3COONa为例:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
一元弱碱的强酸盐 以NH4Cl为例:NH+H2O??NH3·H2O+H+
多元弱酸的强碱盐(正盐) 多元弱酸的阴离子水解是分步进行的,以第一步水解为主。如Na2CO3的水解:CO+H2O??HCO+OH-
多元弱碱的强酸盐 多元弱碱的阳离子水解复杂,可看作一步水解,如AlCl3的水解:Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+
互促水解反应 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,在一起都发生水解,相互促进对方的水解,水解趋于完全。如:Al3+与HCO的水解反应:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
[特别提醒]
(1)误把电离方程式看成水解方程式,如HS-+H2O??S2-+H3O+,此方程式为HS-的电离方程式,不是HS-的水解方程式,因为其化简可写为HS-??S2-+H+。HS-的水解方程式应为HS-+H2O??H2S+OH-。
(2)书写盐类水解方程式常见错误有:
①把“??”误写为“===”。
如Fe3++3H2O===Fe(OH)3+3H+是错误的,
正确的为Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+。
②水解产物量很小时,标上“↑”或“↓”。
如Al3++3H2O??Al(OH)3↓+3H+是错误的,
正确的为Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+。
1.下列各物质常温下发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
A.Na2CO3:CO+2H2O??H2O+CO2↑+2OH-
B.NH4Cl:NH+H2O??NH3·H2O+OH-
C.CuSO4:Cu2++2H2O??Cu(OH)2+2H+
D.NaF:F-+H2O===HF+OH-
解析:选C 多元弱酸根离子分步水解,多元弱碱阳离子一步完成,故A错误,C正确;B中电荷不守恒;D应用“??”。
2.向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
(1)观察到的现象是_______________________________________________________,
原因是____________________________________________________________
_______________________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)若微热溶液,观察到的现象是___________________________________________,
原因是___________________________________________________________。
解析:Na2CO3溶液显碱性,遇酚酞变红色,加热,水解程度增大,碱性增强,红色加深。
答案:(1)溶液变红色 CO+H2O??OH-+HCO
(2)红色加深 加热,水解程度变大,溶液碱性增强
3.明矾水溶液呈________性,原因是__________________(用离子方程式表示,下同);小苏打水溶液呈__________性,原因是________________。二者均______(填“促进”或“抑制”)水的电离。
解析:明矾中Al3+水解显酸性,小苏打(NaHCO3)中HCO水解显碱性,二者水解都促进了水的电离。
答案:酸 Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+ 碱 HCO+H2O??H2CO3+OH- 促进