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第三章
水溶液中的离子平衡
第三节
盐类的水解
选修4
化学反应原理
水呈中性,是因为水中:C(H+)
=
C(OH-)
酸呈酸性,是因为酸能电离出H+而使溶液中:
C(H+)
>
C(OH-)
碱呈碱性,则是由于碱能电离出OH-而使溶液中:
C(H+)
<
C(OH-)
那么,盐呢?
问题
什么叫盐?
CH3COONa:
NH4Cl:
NaCl:
(强碱弱酸盐)
(强酸弱碱盐)
(强酸强碱盐)
CH3COOH
+
NaOH
CH3COONa
+
H2O
NH3·H2O
+
HCl
NH4Cl
+
H2O
NaOH
+
HCl
NaCl
+
H2O
弱酸
强碱
弱碱
强酸
强碱
强酸
用什么简便方法检验盐溶液的酸碱性?
由金属离子(或铵根离子NH4+)和酸根离子组成的化合物
。
CH3COONH4:
CH3COOH
+
NH3·
H2O
=
CH3COONH4
+
H2O
弱碱
弱酸
(弱酸弱碱盐)
参看课本第54页,用pH试纸测出表中所列盐溶液的酸碱性。
盐溶液
NaCl
Na2CO3
NaHCO3
NH4Cl
Na2SO4
CH3COONa
(NH4)2SO4
酸碱性
中性
碱性
碱性
酸性
中性
碱性
酸性
盐类型
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
盐溶液的酸碱性与生成该盐的酸、碱强弱有什么关系?
思考
结
论
盐的类型
强酸弱碱盐
强碱弱酸盐
强酸强碱盐
溶液的酸碱性
酸性
碱性
中性
盐溶液呈现不同酸碱性的原因
盐在水中完全电离为离子,但不产生H+和OH-,不能使溶液显酸碱性;
纯水会微弱电离产生H+
和OH-,但c(H+)
=c(OH-)
,显中性;
盐溶液显酸(碱)性,说明溶液中c(H+)
≠c(OH-);
是什么原因使得溶液中c(H+)
≠c(OH-)?
可能是盐与水之间发生了某种反应。
CH3COONa
CH3COO-
H2O
H+
+
CH3COOH
平衡向右移动
Na+
+
OH-
+
导致溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH+
OH-
CH3COONa
+
H2O
CH3COOH+NaOH
为什么CH3COONa水溶液显碱性?
一、盐类水解
NH4Cl
=
NH4+
+
Cl-
H2O
OH-
+
H+
+
NH3·H2O
NH4+
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
NH4Cl
+
H2O
NH3·H2O
+
HCl
水中c(OH-)
,
平衡向
移动,
c(H+)
,
最后c(H+)
c(OH-),
溶液呈
性
.
减小
电离方向
增大
>
酸
为什么NH4Cl水溶液显酸性?
盐类水解:盐类溶于水后,盐电离出的离子跟水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质(弱酸或弱碱)的反应,叫做盐类的水解反应,简称盐类水解。即盐和水的反应。
对盐类水解概念的理解
①条件:
盐溶于水后电离出的弱离子。
②实质:
破坏了水的电离平衡,促进水的电离.
③与中和反应的关系:
④特征:
a.属可逆反应,是中和反应的逆反应。
当V(水解)=V(中和)时,水解达到了平衡。
b.水解程度一般比较微弱。如:0.1mol/LNaAc
,水解部分只占0.0075%。0.1mol/LNa2CO3
,水解部分只占4%。
c.因中和反应是放热的,故盐类水解是吸热的。
a.水的电离平衡;
b.盐的离子与H+或OH-结合生成弱电解质的平衡。
盐类的水解存在两个平衡:
第一步:
第二步:
例:碳酸钠水解的化学方程式和离子方程式
1.
强碱弱酸盐的水解:
CO32—+
H2O
HCO3
—
+
OH
—
Na2CO3+H2O
NaHCO3+NaOH
Kh
1
=
NaHCO3+H2O
H2CO3+NaOH
HCO3-
+
H2O
H2CO3+OH-
Kh2
=
K
h
1>>
K
h2,第一步水解远大于第二步水解。Na2CO3溶液的碱性主要决定于第一步水解。
问题
:
①为什么不把上述第二级水解方程式中的碳酸写成CO2
的形式呢?即:
练习
:
写出Na2S
、
Na3PO4水解的化学方程式、离子方程式及水解常数表达式。
②能否将上述两级水解式合并写成
:CO32-
+
2H2O
H2CO3
+
2OH-
HCO3-
+
H2O
H2O
+
CO2
+
OH-
×
×
Kh
1
=
Kh2
=
Kh1
=
Kh2
=
Kh3
=
小结:强碱弱酸盐水解呈碱性。
Na2S
+
H2O
NaHS
+
NaOH
S2-
+
H2O
HS-
+
OH-
NaHS
+
H2O
H2S
+
NaOH
HS-
+
H2O
H2S
+
OH-
PO4
3-
+
H2O
HPO4
2-
+
OH-
HPO42-
+
H2O
H2PO4
-
+
OH-
H2PO4-
+
H2O
H3PO4
+
OH-
2.强酸弱碱盐的水解
Kh
=
小结:强酸弱碱盐水解呈酸性。
NH4Cl
+
H2O
NH3·H2O
+
HCl
NH4+
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
Al3+
+
3H2O
Al(OH)3
+
3H+
为何?
比较:CO32-
+
2H2O
H2CO3
+
2OH-
√
×
3.其他盐的水解
①强酸强碱盐:如NaCl、Na2SO4
NaCl不水解,溶液中C(H+)、C(OH-)均未变化,没有破坏水的电离平衡,溶液呈中性,pH=7.
小结:强酸强碱盐不水解呈中性。
②弱酸弱碱盐:
为什么NaCl溶液呈中性?
OH-
+
Na+
=
?
H+
+
Cl-
=
?
H2O
OH-
+
H+
NaCl
=
Na+
+
Cl
-
在
NaCl
溶液中:
结果:对水的电离平衡无影响,c(OH-)
=
c(H+),溶液呈中性
NaOH
(强电解质)
HCl
(强电解质)
×
×
像NaCl溶液这样的强酸强碱盐不水解
弱酸弱碱盐发生双水解,水解后溶液的酸碱性取决于弱酸、弱碱的相对强弱。
a.若Ka
>Kb
:
如HCOONH4(Ka
=1.8×10-4,
Kb=1.8×10-5)
Kh
=
水解呈酸性
c.若Ka
≈Kb
:
如CH3COONH4
(Ka
=1.8×10-5,
Kb=1.8×10-5
)
Kh
=
水解呈碱性
b.若Ka
<Kb
:
如NH4CN(Ka
=4.9×10-10,
Kb=1.8×10-5
)
Kh
=
水解呈中性
NH4+
+
HCOO-
+
H2O
NH3
·H2O
+
HCOOH
NH4+
+
CN-
+H2O
NH3
·H2O
+
HCN
NH4+
+
CH3COO-
+
H2O
NH3
·H2O
+
CH3COOH
③难溶盐:如CuS
因CuS的溶解度很小,电离出C(Cu2+)、C(S2-)很小,而Cu2+、S2-的水解部分就更少。所以难溶盐的水解一般可忽略不计。
以上双水解,均可共存,仍用
,只是水解程度比单个离子的水解程度大。而有的双水解程度更大,不能共存。
CuS(s)
CuS(aq)
=
Cu2+
+
S2-
能
能
否
弱碱
阳离子
弱酸
阴离子
无
促进
促进
无影响
酸性
碱性
中性
盐的
类型
实例
能否水解
水解的离子
对水的电离平衡影响
溶液的酸碱性
强酸
弱碱盐
NH4Cl
强碱
弱酸盐
CH3COONa
?
强酸
强碱盐
NaCl
?
二、盐类水解规律
强不水解,弱水解;
越弱越水解,谁强显谁性。
记住:
①常见的强酸
:
HClO4、
H2SO4、HNO3
、HCl
、HI、HBr
②常见的弱酸
:
H2SO3>H3PO4>HF>HNO2>HCOOH>CH3COOH
(HAc)>H2CO3>H2S>HCN
③常见的强碱
:
NaOH、
KOH
、Ca(OH)2
、Ba(OH)2
④常见的弱碱
:
Fe(OH)2>Fe(OH)3,Mg(OH)2>Al(OH)3
中强碱
两性氢氧化物
NH3·
H2O
弱碱
练习1:
在
①CH3COONa
②Na2CO3
③FeCl3
④KCl⑤NaNO3
⑥Al2(SO4)3
(1)能水解的是:__________________
(2)水解呈酸性的是:______________
(3)水解呈碱性的是:______________
①、②、③、⑥
③、⑥
①、②
练习2:已知同浓度溶液的酸性:CH3COOH
>HCN
,故同浓度溶液的水解程度:CH3COONa___
NaCN
,所以CH3COONa溶液的碱性____
NaCN,
pH(CH3COONa)___
pH(NaCN)。
练习3:物质的量浓度相同的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ,其pH值依次为8、9、10
,问HX、
HY、
HZ
的酸性相对强弱。
酸性:HX
>
HY
>
HZ。
﹤
﹤
﹤
三、正确书写盐类水解的离子方程式
尊重实验事实。
1.盐类水解反应是中和反应的逆反应,一般水解程度很小,所以书写离子方程式一般用“
”号,不用等号,也不用“↑↓”符号。只有少数几种盐的水解可认为进行的较完全,可用“=”、
“↑↓”。
2.多元弱酸阴离子的水解要分步写,一般只写第一步水解。多元弱碱阳离子也是分步水解,但不分步书写,只写水解总式。
Al3+
+
3H2O
Al(OH)3
+
3H+
S2-
+
H2O
HS-
+
OH-
如:
2Al3+
+
3S2-
+6H2O
=
2Al(OH)3↓+3H2S↑
如:
SnCl2
+
H2O
Sn(OH)Cl↓+
HCl
S2-
+
H2O
HS-
+
OH-
HS-
+
H2O
H2S
+
OH-
NH4+
+
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
NH3
·H2O
例:下列水解离子方程式不正确的是(
)
1、NH4+
+H2O
NH3.H2O
+
H+
2、
Fe3+
+
3H2O
Fe
(OH)3+
3H+
3、SO32-+H2O
HSO3-+
OH-
HSO3—
+
H2O
H2SO3+
OH-
4、HCO3-
+
H2O
H2CO3+
OH-
5、CO32-
+
2H2O
H2CO3 + 2OH
-
6、
An+
+
nH2O
A(OH)n + nH+
7、Bn-
+H2O
HB(n—1)- +
OH—
5
四、
影响盐类水解的因素:
影响盐类水解的因素:
内因:
外因:
内因就是盐的本质,即:
强不水解,弱水解;越弱越水解,谁强显谁性。
越弱越水解
盐的本性
对应的酸越弱
酸越难电离
水解后OH-浓度大
碱性强
pH值大
酸根离子与H+的结合能力越强
如Na2CO3:
1.内因:
Mg(OH)2
Al(OH)3
①不同弱酸对应的盐
MgCl2
AlCl3
因同浓度溶液的酸性
:
HClO
H2CO3
<
②不同弱碱对应的盐
因同浓度溶液的碱性:
<
>
>
NaClO
NaHCO3
故同浓度溶液的碱性
:
故同浓度溶液的酸性:
③同一弱酸对应的盐:
Na2CO3
NaHCO3
HCO3ˉ
H2CO3
<
>
∴
正盐的水解程度
>
酸式盐的水解程度
因同浓度溶液的酸性
:
故同浓度溶液的碱性
:
2.
外因(C
、
T
)
C:在一定温度下,对同一种盐,溶液的浓度减小,可使水解平衡__移,使盐的水解程度____。在稀溶液中水解产物浓度随稀释而______。
T:因盐的水解均为吸热,故温度升高,平衡____,盐的水解程度_____。如:热的Na2CO3溶液碱性____冷的Na2CO3溶液。
右
增大
减少
右移
增大
>
(1)如何抑制NH4+水解:
浓度:
增大c(NH3?H2O)
增大c(H+)
加入HCl等
FeCl3
AlCl3等
温度:
降低
(因为水解是吸热反应)
思考:对于水解平衡:
NH4+
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
,从影响化学平衡的因素去考虑
(2)如何促进水解?
浓度:
加水稀释
减少
c(NH3
?
H2O)
减少c(H+)
盐溶液浓度越小,水解程度越大,反之则越小
NaOH、CuO
、Mg、CaCO3等
NaAc、Na2CO3等(水解呈碱性的盐)
温度:
升高
NH4++H2O
NH3?H2O
+
H+
改变条件
平衡移动
c(CH3COO-)
c(OH-)
水解程度
加入CH3COONa
通入HCl
升温
加水
加NaOH
加CH3COOH
加NH4Cl
填表:在CH3COONa稀溶液中改变下列条件,填写变化情况:
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
五、盐类水解的应用
灭火器原理
外筒放入的是什么药品?
泡沫灭火器里的药品是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液。
塑料筒里面放入的是什么药品?
1.泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液,该溶液呈现碱性的原因是____________________;灭火器内另一容器中装有Al2(SO4)3溶液,该溶液呈酸性的原因____________________。
当意外失火时,将泡沫灭火器倒过来即可使
药液混合,喷出CO2和Al(OH)3,阻止火势蔓延,
其相关的化学方程式为______________________
_________________________________________。
Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
HCO3-水解显碱性
Al3+水解显酸性
原理:是利用了Al2(SO4)3和NaHCO3相混合发生双水解反应产生CO2,生成的CO2将胶状Al(OH)3吹出形成泡沫。
炸油条时面粉中常加入少量的明矾和小苏打,其原理同上。
其离子方程式为________________________
。
Al3++3HCO3-
=Al(OH)3↓+
3CO2↑
双水解反应:
有的双水解反应程度较小,可共存,如CH3COONH4溶液;有的双水解反应程度较大,不能共存。如Al3+与HCO3-就不能共存。
一种水解呈酸性的盐溶液与另一种水解呈碱性的盐溶液反应时,可能发生双水解反应。它属于复分解反应。
Al3+
S2-
AlO2-
HCO3-
CO32-
HSO3-
SO32-
SiO32-
Fe3+
AlO2-
HCO3-
CO32-
HSO3-
SO32-
SiO32-
AlO2-
Fe3+
Al3+
NH4+
AlO2-
NH4+
SiO32-
常见的双水解不能共存的有:
2Al3+
+
3S2-
+
6H2O
=
2Al(OH)3↓+
3H2S↑
Al3+
+
3AlO2-
+
6H2O
=
4Al(OH)3↓
Al3+
+
3HCO3-
=
Al(OH)3↓+3CO2↑
2Al3+
+
3CO32-
+3H2O=
2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3+
+
3HSO3-
=
Al(OH)3↓+3SO2↑
2Al3+
+
3SO32-
+3H2O=
2Al(OH)3↓+3SO2↑
Fe3+
+
3AlO2-
+
6H2O=
Fe(OH)3↓+
3Al(OH)3↓
2Al3+
+
3SiO32-
+6H2O=
2Al(OH)3↓+3H2SiO3
↓
Fe3+
+
3HCO3-
=
Fe(OH)3↓+
3CO2↑
3AlO2-
+
Fe3+
+6H2O=
Fe(OH)3↓+
3Al(OH)3↓
2Fe3+
+
3CO32-
+3H2O=
2Fe(OH)3↓+
3CO2↑
AlO2-
+
NH4+
+H2O=
NH3↑+
Al(OH)3↓
SiO32-
+2
NH4+
=
2NH3↑+
H2SiO3↓
Fe3+
+
3HSO3-
=
Fe(OH)3↓+
3SO2↑
2Fe3+
+
3SO32-
+3H2O=
2Fe(OH)3↓+
3SO2↑
2Fe3+
+
3SiO32-
+6H2O=
2Fe(OH)3↓+3H2SiO3
↓
KAl(SO4)2·12H2O
=
K+
+
Al3+
+2SO42-
+
12H2O
2.
明矾净水:
Al3+
+
3H2O
Al(OH)3
(胶体)+
3H+
Fe3+
+
3H2O
Fe(OH)3
(胶体)+
3H+
(1)用盐作净水剂:明矾、FeCl3
等。
(2)用盐作杀菌剂:
Na2FeO4:
+6的铁具有强氧化性,其还原产物Fe3+水解生成Fe(OH)3
胶体,可进行消毒及净水。
故
Fe3+、Al3+
的盐均可净水。
自来水厂也可用绿矾和液氯进行水的消毒及净水。
FeSO4?7H2O
=
Fe2+
+
SO42-
+
7H2O
2Fe2+
+
Cl2
=
2Fe3+
+2Cl-
Fe3+
+
3H2O
Fe(OH)3
(胶体)+
3H+
Cl2
+
H2O
HCl
+
HClO
3.
判断盐溶液的酸碱性及其强弱
练习1:(1)比较相同浓度的
①CH3COONa
②Na2CO3
③NaHCO3
④NaCl
⑤MgCl2
⑥AlCl3六种溶液pH值的大小顺序。
(2)比较相同pH值的
①NaHCO3,②CH3COONa,
③NaAlO2三种稀溶液物质的量浓度大小顺序。
②>
①
>
③
②
>
③
>
①
>
④
>
⑤
>
⑥
练习2:比较下列溶液的pH大小
(1)相同浓度的NH4Ac溶液和NH4Cl溶液,前者水解程度
;前者的pH_________。
(2)
0.1mol/L
NH4Cl溶液____
0.01mol/L
NH4Cl溶液
(3)
25℃1mol/LFeCl3溶液____
80℃1mol/LFeCl3溶液
<
>
大
大
盐类水解与电离关系:
Ⅰ.酸、碱对水的电离起________作用,而盐的水解对水的电离起_________作用。
抑制
促进
(1)若c(H+)
H2O=
c(OH-)
H2O=
10-12
mol/L
<
10-7
mol/L
H2O
H+
+OH-
则可能是酸溶液(如HCl
、HAc溶液)或碱溶液(如NaOH
、
NH3·
H2O溶液)抑制水的电离。
(2)若c(H+)
H2O=
c(OH-)
H2O=
10-5
mol/L
>
10-7
mol/L
则可能是盐溶液(如NH4Cl
、NaAc等溶液)的水解促进了水的电离。
Ⅱ.
若不考虑阳离子水解的因素,单纯考虑酸式酸根离子,那么酸式酸根离子在溶液中既可以电离又有可能水解。
(1)强酸的酸式盐只电离不水解,溶液一定显酸性,如
。
NaHSO4
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于
_____________________________________。
酸式酸根离子电离程度、水解程度的相对大小
①若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如___________________________________等。
NaHS、Na2HPO4、NaHCO3
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如_______________________________等。
NaH2PO4 、NaHSO3
几种常见弱酸的电离常数(25℃)
酸
电离常数
H2S
K1=
5.7
×10-8
K2=
1.2
×10-15
H2SO3
K1=
1.7×
10-2
K2=
6.24
×
10-8
H3PO4
K1=
7.1
×
10-3
K2=
6.3
×
10-8
K3=
4.2
×
10-13
H2CO3
K1=
4.4
×
10-7
K2=
4.7
×
10-11
多元弱酸对应的酸式盐:一般来说,水解趋势大于电离趋势
(NaH2PO4和NaHSO3
例外)
Na3PO4
Na2HPO4
NaH2PO4
H3PO4
Na2SO3
Na2SO4
NaHSO3
NaHSO4
pH值:
>
>
>
>
>
>
4.比较盐溶液中各离子浓度的相对大小
①在CH3COONa溶液中各离子的浓度由大到小排列顺序正确的是(
)
A.c(Na+)﹥c(CH3COO-)﹥c(OH-)﹥c(H+)
B.c(CH3COO-)﹥c(Na+)﹥c(OH-)﹥c(H+)
C.c(Na+)﹥c(CH3COO-)﹥c(H+)﹥c(OH-)
D.c(Na+)﹥c(OH-)﹥c(CH3COO-)﹥c(H+)
A
在相同浓度下:
②25℃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(
)
A.a=b=c
B.c>a>b
C.b>a>c
D.a>c>b
B
5.
判断溶液中离子能否大量共存
[练习]
下列各组离子在溶液中能大量共存的是(
)
NH4+
、
HCO3-
、
Cl-
、
k+
Al3+
、
AlO2-
、
HCO3-
、
Na+
C.Fe2+
、
NH4+
、
SO4-
、
S2-
D.Fe3+
、
SCN-
、
Na+
、
Cl-
A
6.某些盐溶液的配制和保存
:
配FeCl3溶液时,往往得不到澄清透明溶液?
为得到澄清透明溶液,需抑制这种水解,抑制水解的方法是在配制溶液时加入HCl,使水解平衡左移。
类似配制SnCl2
、
AgNO3
、
Al2(SO4)3
、
ZnSO4
、
FeSO4
、
CuSO4等易水解盐溶液时,为防水解,常先将盐溶于少量的浓酸或浓碱中,再加水稀释到所需浓度,以使溶液保持澄清。
因水解生成了部分Fe(OH)3↓的结果。
(1)配制:
(2)Na2SiO3、Na2CO3、NaAlO2等碱性溶液不能贮存在玻璃塞的试剂瓶中。
NH4F不能存放在玻璃瓶中,因NH4F水解会产生HF,腐蚀玻璃。
7.选择制备盐的途径时,需考虑盐的水解
①用AlCl3溶液和Na2S溶液混合为何制不到Al2S3?
Al2S3应如何制取?
(3)在配制CH3COONa
溶液时,为使CH3COO-与Na+物质的量浓度比尽可能接近1:1,可向溶液中加入(
)
A.适量盐酸 B.适量NaOH固体
C.适量KOH固体
D.适量CH3COOH溶液
CD
2Al
+
3S
=
Al2S3
△
故只能干法制取。
因
2Al3+
+
3S2-
+
6H2O
=
2Al(OH)3↓+3H2S↑
若蒸干Al2(SO4)3溶液得到什么固体呢?
得到Al(OH)3、Fe(OH)3
固体
得到Al2(SO4)3固体
FeCl3溶液
蒸干
Fe(OH)3
灼烧
Fe2O3
②加热蒸干AlCl3、FeCl3等溶液时,得到什么固体呢?
AlCl3溶液
蒸干
Al(OH)3
灼烧
Al2O3
Al2(SO4)3+6H2O
2Al(OH)3+
3H2SO4
Al2(SO4)3
AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3HCl
AlCl3
蒸干所得固体
酸挥发性
水解方程式
盐溶液
易
难
Al(OH)3
Al2(SO4)3
溶液小心蒸干
固体物质
Na2CO3
FeCl3
(NH4)2CO3或NH4HCO3
Ca(HCO3)2
Mg(HCO3)2、MgCO3、MgCl2
(NH4)2SO4
Na2SO3
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Na2CO3
CaCO3
Na2SO4
(NH4)2SO4
完全分解
判断加热蒸干盐溶液所得固体的成分
如何通过FeCl3
、AlCl3溶液制得FeCl3、AlCl3
固体?
目的就是通过HCl抑制水解。
方法:在干燥的HCl气流中加热。
8.化肥的合理使用,有时需考虑盐的水解。
①铵态(NH4+)氮肥和草木灰(主要成分是K2CO3)为何不能混合施用?
因草木灰(主要成分K2CO3)水解呈碱性。
铵态氮肥——铵盐,水解呈酸性。
混施后,OH-与H+中和成水,使两种盐的水解平衡强烈地向右移动,以至生成大量的NH3·H2O,进一步分解成NH3逸出,从而降低了肥效。
②磷酸二氢钙和草木灰为何也不能混合施用?
草木灰(
K2CO3)水解显碱性,
磷酸二氢钙溶液呈酸性,二者可反应转化为难溶的磷酸一氢钙↓和磷酸钙↓。从而降低二者的肥效。
例:同时对农作物施用含N,P,K的三种化肥,给定下列化肥:①K2CO3,②KCl,③Ca(H2PO4)2,
④(NH4)2SO4,⑤NH3·H2O,其中最合理的组合方式是(
)
A.①③④
B.②③④
C.①③⑤
D.②③⑤
B
9
.解释事实:
①为何热的纯碱液去油污效果更好?
CO32-+H2O
HCO3-+OH-
,△H﹥0.
温度升高,水解程度增大,
c(OH-)增大,故去油污效果好。
②为何在浓NH4Cl溶液中加入Mg粉有H2放出?
Mg
+
2H+
=
Mg2+
+
H2↑
总:Mg
+
2NH4+
+
2H2O
=
Mg2+
+
2NH3·H2O
+
H2↑
或:Mg
+
2NH4+
(浓)
=
Mg2+
+
2NH3↑+
H2↑
③为何氯化铵溶液能除铁锈呢?
Fe2O3
+
6H+
=
2Fe3+
+
3H2O
④制备Fe(OH)
3胶体时,为什么要把FeCl3饱和溶液滴入沸水中?
NH4+
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
NH4+
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
FeCl3+3H2O
==
Fe(OH)3(胶体)
+
3HCl
△
练习:除去MgCl2溶液中的Fe3+可在加热搅拌条件下,可加入某试剂,后过滤。下列试剂中合适的是(
)
A.NH3·H2O
B.NaOH
C.Na2CO3
D.MgCO3
E.MgO
F.Mg(OH)2
DEF
10.除杂
:
Fe3+
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H+
MgO
+
2H+
=
Mg2+
+
H2O
Mg(OH
)2
+
2H+
=
Mg2+
+
2
H2O
MgCO3
+
2H+
=
Mg2+
+
H2O
+
CO2↑
11.
物质的鉴别及分离提纯
【例】只用一种试剂鉴别下列三种溶液:
NH4Cl、Na2CO3、BaCl2
【练习】只用一种试剂鉴别下列五种溶液:
CaCl2、FeCl3、Al2(SO4)3、Na2SO4、H2SO4
石蕊试液
Na2CO3
12
.
比较盐溶液中离子种类的多少
练习:将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌
后,溶液中阴离子种类最多的是(
)
A.KCl
B.
Na3PO4
C.
Na2CO3
D.
MgSO4
B
问:Na3PO4溶液中的分子和离子分别有多少种?
分子有:H2O、
H3PO4共2种
离子有:H+、Na+、OH-
、PO43-
、
HPO42-
、
H2PO4-
共6种
练习:已知HF的酸性比HCN的酸性强。现有物质的量浓度和体积均相同的NaF和NaCN两种溶液,已知前者溶液中离子数目为n1,后者溶液中离子数目为n2。下列关系正确是(
)????
A.n1=
n2??
B.n1>n2
?C.n1<n2???
D.c(F-)<c(CN-)??
B
13.对水的电离平衡的影响:
①25℃时某KCN溶液的pH=12,则可知该溶液中水电离出的c(OH-)=_______mol/L。
这是因为水解呈碱性的溶液中:
c(OH-)水=
c(OH-)总。
10-2
②已知NH4I溶液中的c(H+)水=10-4mol/L,则可知该溶液的pH为______。
这是因为水解呈酸性的溶液中:
c(H+)水=
c(H+)总。
pH=4
14.
缓冲溶液:
①等物质的量HAc
–
NaAc的溶液
C(Ac-)>C(Na+)
>C(HAc)
>
C(H+)
>
C(OH-)
HAc
H+
+
Ac-
Ac-
+
H2O
HAc
+
OH-
主要
②等物质的量NH3·H2O
–
NH4Cl的溶液
C(NH4+)>C(Cl-)>C(
NH3·H2O)>C(OH-)
>C(H+)
主要
NH3·H2O
NH4+
+
OH-
NH4++H2O
NH3·H2O
+
H+
NaAc
=
Na+
+
Ac-
NH4Cl
=
NH4+
+
Cl-
六
、
两种盐溶液间的反应:
两种盐溶液间是发生复分解反应、双水解反应、氧化还原反应还是络合反应呢?
①络合反应:如:Fe3+
+3SCN-
Fe(SCN)3
,
中学学的很少,记住即可。
问题:
②若两盐溶液可能发生氧化还原反应、复分解反应、双水解反应,则复分解反应、双水解反应一般将会因发生氧化还原反应而被阻止;若不发生氧化还原反应,再考虑是发生双水解反应呢还是发生复分解反应。
例1.
CuSO4
+
Na2S:
若复分解:Cu2+
+
S2-
=
CuS↓①
若双水解:Cu2+
+
S2-
+2H2O
=Cu(OH)2↓+H2S↑②
因溶解度:CuS﹤
Cu(OH)2,故发生①式反应。
例2.
FeCl3
+
Na2S:
氧化还原:2Fe3+
+
S
2-
=
2Fe2+
+
S↓
若Na2S过量:
S2-
+
Fe2+=
FeS↓
则:2Fe3++
3S2-(
Na2S过量)=
2FeS↓+
S↓
生成溶解度最小的沉淀,使溶液中的离子浓度降到最大限度。
七、电解质溶液中的守恒规律
1.电荷守恒:电解质溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷总数相等,即溶液不显电性。
(以Na2CO3溶液为例)
注意点:①准确判断溶液中的离子种类;
②弄清离子浓度与电荷浓度的关系,
即Rn+的电荷浓度为nc(Rn+)
离子:
Na
+
、
H+、
CO32-
、
HCO3-
、
OH-
根据电荷的物质的量:
n(Na+)+n(H+)=2n(CO32-)+n(HCO3-)+n(OH-)
离子浓度关系:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
c(H+)=c(OH-)+c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)
写出磷酸溶液中有关电荷守恒的关系:
2.物料守恒(原子守恒):电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化生成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素原子的总数是不会改变的。
如:Na2CO3溶液中存在:
n(Na+)∶n(C)=
∶
,
2
1
推出:
c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
在CH3COONa溶液中:
c(Na+
)
=
c(CH3COO
-
)
+
c
(CH3COOH)
如在CH3COONa晶体中:
c(Na+
)
=
c(CH3COO
-)
某些特征性原子是守恒的
0.1=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)
或
C(Na+)=
c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)
又如在0.1mol/LNaHS溶液中有关物料守恒的关系:
3.质子守恒:任何溶液中,由水电离释放的H+和OH-的量都是相等的
CH3COONa溶液中:c(OH-)
=
c(H+)
+
c
(CH3COOH)
在纯水中:c(H+)=c(OH-)
如:在Na2CO3溶液中H+为水电离产生,HCO3-、H2CO3为结合H+的产物,OH-为水电离产生。所以有关系式:
c(OH-)
=
c(H+)
+
c(HCO3-)
+
2c(H2CO3)
或将电荷守恒和物料守恒关系式叠加也可得上式:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
c(Na+)=2[c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)]
c(Na+
)
=c(CH3COO-)
+c(CH3COOH)
c(OH-)
=c(H+)
+c(CH3COOH)
c(Na+
)
+c(H+)
=c(CH3COO-)
+c(OH-)
溶质物料守恒式:
质子守恒式:
电荷守恒式:
注意:①电中性不是c(H+)
=c
(OH-),而是正电荷总数=
负电荷总数
小结:
在CH3COONa溶液中:
②c(CO32
-)和2c(CO32
-)的不同。
前者是离子浓度,后者是其所带的电荷浓度。
NaHCO3
=
Na+
+
HCO3
-
c(Na+
)
=
c(HCO3-)
+c(H2CO3)
+c(CO32
-)
c(Na+)
+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
NaHCO3溶液:
c(OH-)=c(H+)-c(CO32-)+c(H2CO3)
HCO3
-
+
H2O
H2CO3
+
OH-
HCO3
-
CO32
-
+
H+
物料守恒
电荷守恒
质子守恒
H2O
、
H2S
S2-
、Na+
、
HS-
、
OH-
、
H+
C(Na+)
+
c(H+)
=
2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
C(S2-)+
c(HS-)+
c(H2S)=
0.1mol/L
C(OH-)=c(H+)
+c(HS-)+2c(H2S)
C(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
例:在0.1mol/lNa2S溶液中:
存在的分子有_______________,
存在的离子______________________________。
①
电荷守恒
②物料守恒
C(S2-)+
c(HS-)+
c(H2S)=
0.5c(Na+)
③质子守恒
④大小关系
电离\水解程度“弱”的原则
例如:
0.1
mol·L-1的CH3COOH溶液中的离子分子大小关系:
再如:CH3COONa溶液中存在如下关系:
c(Na+)>C(CH3COO-)>c(OH-)>C(CH3COOH)>c(H+)
该原则主要指弱酸、弱碱在水溶液中的电离程度小,产生的离子浓度也就小;同样,非彻底双水解的盐溶液水解程度也很小。适用于弱电解质的溶液中离子浓度大小比较的题型。(一般H2O的浓度除外)
八、溶液中微粒(除水分子)浓度大小的比较
溶液中微粒(除水分子)浓度大小比较
(一)单一溶质溶液:根据电离、水解情况分析
1.
弱酸溶液:
【例1】在0.1mol/L的H2S溶液中,下列关系错误的是
A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)
B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
C.c(H+)>[c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)]
D.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L
(
A
)
2.
弱碱溶液:
(
c
)
3.
强酸弱碱盐溶液:
【例3】在氯化铵溶液中,下列关系正确的是
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(NH4+)>c(Cl-)>
c(H+)
>
c(OH-)
C.
c(NH4+)
=c(Cl-)>
c(H+)
=
c(OH-)
D.c(Cl-)=
c(NH4+)
>
c(H+)
>
c(OH-)
(
A
)
4.
强碱弱酸盐溶液:
【例4】在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+)+
c(H2S)
(
AD
)
电荷守恒:c(Na+)
+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
物料守恒:c(Na+)
=2c(HS-)
+2c(S2-)
+2c(H2S)
质子守恒:c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)
5.
强碱弱酸的酸式盐溶液:
【例5】草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性,在0.1mol/LKHC2O4溶液中,下列关系正确的是
A.c(K+)
+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+
c(C2O42-)
B.
c(HC2O4-)
+
c(C2O42-)
=0.1mol/L
C.
c(C2O42-)
>c(H2C2O4)
D.
c(K+)
=
c(H2C2O4)+
c(HC2O4-)
+
c(C2O42-)
(
CD
)
注意:
当无法判断酸式根是以电离为主还是以水解为主的时候,通常要结合题目中提供的信息
基本类型:
①混合不反应
—
考虑电离和水解
②混合反应不过量
—
生成盐
---
考虑水解;生成酸或者碱---考虑电离
③混合反应过量—根据过量程度考虑电离和水解
关注混合后溶液的酸碱性
一般判断原则是:
(1)若溶液中有酸或碱存在,要考虑酸和碱的电离,即溶液相应地显酸性或碱性;
(2)若溶液中的溶质仅为盐,则考虑盐水解情况;
(3)对于特殊情景要按所给的知识情景进行判断。
(二)
混合溶液中离子浓度大小的比较
【例1】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
1、两种物质混合不反应:
【例2】现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)
①若溶液的pH=7,则该溶液中C(NH4+)
C(Cl-);
②若溶液的pH
>7,则该溶液中C(NH4+)
C(Cl-);
③若C(NH4+)
<
C(Cl-),则溶液的pH
7。
=
>
<
2、两种物质恰好完全反应:
【例】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,其中一种有剩余:
(1)酸与碱反应型
审题时,要关注所给物质的量是“物质的量浓度”还是“pH”,(解答此类题目时应抓住两溶液混合后剩余的弱酸或弱碱的电离程度和生成盐的水解程度的相对大小。)
【例】:把0.02
mol·L-1
CH3COOH溶液与0.01
mol·L-1NaOH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
【例】:
将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是
(
)
A.
c(HCN)B.
c(Na+)>c(CN-)
C.
c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
D.
c(HCN)+c(CN-)=0.1mol·L-1
BD
解析:上述溶液混合后,溶质为HCN和NaCN,由于该题已说明溶液显碱性,所以不能再按照HCN的电离处理,而应按NaCN水解为主。所以c(Na+)>c(CN-),选B
D
【例】
设氨水的pH=x,某盐酸的pH=y,已知x+y=14,且x>11。将上述两溶液分别取等体积充分混合后,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是(
)
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.
c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.
c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C
解析:
由于x+y=14,且x>11,所以氨水c(OH-)
和盐酸中的c(H+)
相等。两者等体积混合后,氨水过量,溶液显碱性,选C
(05江苏)常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是
A.pH
>
7,且c(OH—)
>
c(Na+)
>
c(H+)
>
c(CH3COO—)
B.pH
>
7,且c(Na+)
+
c(H+)
=
c(OH—)
+
c(CH3COO—)
C.pH
<
7,且c(CH3COO—)
>c(H+)
>
c(Na+)
>
c(OH—)
D.pH
=
7,且c(CH3COO—)
>
c(Na+)
>
c(H+)
=
c(OH—)
AD
(07四川
)在25℃时将pH=11
的NaOH
溶液与pH=3
的CH3COOH溶掖等体积混合后,下列关系式中正确的是
A.c
(Na+)==c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c
(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.
c(H+)==c(CH3COO-)+c(OH一)
D.
c
(Na+)
>
c
(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B
例:一元酸HA溶液中,加入一定量强碱MOH溶液后,恰好完全反应,反应后的溶液中,下列判断正确的是(
)
A.C(A-)≥c(M+)
B.C(A-)≤c(M+)
C.若MA不水解,则C(OH-)D.若MA水解,则C(OH-)>C(A-)
解析:因为没有告知一元酸HA的相对强弱,因此要考虑两种情况,若是强酸,则C(A-)=C(M+)
,若是弱酸则要考虑MA的水解,故
C(A-)<C(M+)
,所以选B
C
BC
未指明酸碱的强弱:
(2)盐与碱(酸)反应型
(解答此类题目时应抓住两溶液混合后生成的弱酸或弱碱的电离程度和剩余盐的水解程度的相对大小。)
【例】(上海高考题)将0.1mol·L-1
醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后,溶液显酸性,则溶液中有关粒子浓度关系正确的是(
)
A.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
B.c(CH3COO-)>c(Cl-)
>
c(CH3COOH)>c(H+)
C.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)
BD
[小结]
考虑电离
考虑水解
考虑电离
按盐溶液考虑
(分清主次)
根据过量情况考虑电离或水解
电解质溶液
单一溶液
混合溶液
酸或碱溶液
盐溶液
不反应
反应
不过量
过量
生成酸或碱
生成盐
正盐溶液
酸式盐溶液
考虑水解与电离
(分清主次)
考虑水解与电离
(分清主次)
(三)
不同溶液中同一离子浓度大小比较
【例】同浓度的下列溶液中C(
NH4+)由大到小顺序为
_________________
①NH4HSO4
②(NH4)2SO4
③(NH4)2Fe(SO4)2
④NH4HCO3
⑤(NH4)2
CO3
练习:物质的量浓度相同的下列各溶液①Na2CO3
②NaHCO3
③H2CO3
④(NH4)2CO3
⑤NH4HCO3
,C(CO32-)由大到小排列顺序为_______________。
③>②>⑤>①>④
①④②⑤③
练习:某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离: H2A
H++HA-, HA-
H++A2-。 已知相同浓度时的电离程度H2A>
HA-,设有下列四种溶液:
A.0.01mol·L-1的H2A溶液
B.0.01mol·L-1的NaHA溶液
C.0.02mo·L-1的HCl与0.04mol·L-1的NaHA溶液
等体积混合液
D.0.02mol·L-1的NaOH与0.02
mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液
据此,填写下列空白(填代号)
(1)
c(H+
)最大的是_____,最小的是______。
(2)
c(H2A
)最大的是______,最小的是______。
(3)
c(A2-
)最大的是_______,
最小的是________。
A
D
C
D
D
A
根据下表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是
A.c(HCO3-)>c(ClO-)>c(OH-)
B.c(ClO-)>c(HCO3-)>c(H+)
C.c(HClO)
+c(ClO-)=c(HCO3-)
+
c(H2CO3)
D.c(Na+)
+
c(H+)=c(HCO3-)
+
c(ClO-)
+
c(OH-)
A
化学式
电离常数
HClO
K=3×10-8
H2CO3
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11