(共31张PPT)
盐类的水解(第一课时)
Na2CO3是日常生活中常用的盐,俗称纯碱,常在面点加工时用于中和酸,也常用于油污的清洗等。为什么Na2CO3可被当作
“碱”使用呢?
问题的提出
Na2CO3酚酞溶液
问题的提出
实验回顾:
向Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液,可观察到什么现象?
Na2CO3酚酞溶液
盐溶液的酸碱性如何?
【提出问题】
任务一
探究盐类组成与其溶液酸碱性的关系
选择合适的方法测试下表所列盐溶液的酸碱性。
【实验探究】
盐
溶
液
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
酸
碱
性
任务一
探究盐类组成与其溶液酸碱性的关系
pH试纸法
pH计法
酸碱指示剂法
选择合适的方法测试下表所列盐溶液的酸碱性。
【实验探究】
选择合适的方法测试下表所列盐溶液的酸碱性。
【实验探究】
盐
溶
液
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
酸
碱
性
中
性
碱
性
酸
性
中
性
碱
性
酸
性
选择合适的方法测试下表所列盐溶液的酸碱性。
【实验探究】
分析上述实验结果,同学们能归纳出盐溶液的酸碱性有什么规律吗?
盐
NH4Cl
(NH4)2SO4
Na2CO3
CH3COONa
NaCl
KNO3
溶液的酸碱性
酸性
碱性
中性
有什么规律?
【结果分析】
强碱弱酸盐
盐
NH4Cl
(NH4)2SO4
Na2CO3
CH3COONa
NaCl
KNO3
盐的类型
盐溶液的
酸碱性
酸性
碱性
中性
【结果分析】
盐
NH4Cl
(NH4)2SO4
Na2CO3
CH3COONa
NaCl
KNO3
盐的类型
盐溶液的
酸碱性
酸性
碱性
中性
强酸弱碱盐
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
【结果分析】
问题
什么原因造成不同类型的盐溶液中
c(H+)和c(OH-)相对大小的差异呢?
任务二
探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因
活动1
分析NH4Cl溶液呈酸性的原因。
⑴
电离方程式
⑵
盐溶液中存在的离子
⑶
离子之间是否发生反应
⑷
有无弱电解质生成
⑸
c(H+
)和c(OH-)相对大小
任务二
探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因
加NH4Cl
:
NH4Cl
Cl-
+
NH
+
4
纯水:
H2O
H+
+
OH-
加NH4Cl
:
总反应方程式:
NH4Cl
+
H2O
NH3·H2O
+
HCl
NH
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
+
4
NH4Cl
Cl-
+
NH
+
4
纯水:
+
NH3·H2O
H2O
H+
+
OH-
活动2
分析CH3COONa溶液呈碱性的原因。
CH3COONa
CH3COO-
+
Na+
+
CH3COOH
H2O
H+
+
OH-
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
活动3
分析NaCl溶液呈中性的原因。
⑴
电离方程式
⑵
盐溶液中存在的离子
⑶
离子之间是否发生反应
⑷
有无弱电解质生成
⑸
c(H+
)和c(OH-)相对大小
Na+、Cl-、H+、OH-
能
H2O
c(H+)=c(OH-)
NaCl
Cl-
+
Na+
H2O
H+
+
OH-
弱碱
弱碱阳离子
弱酸根离子
弱酸
H2O
OH-
+
H+
+
+
盐类的水解
盐类的水解
1.概念
在溶液中盐电离出来的离子与水电离出
来的H+或OH–结合生成弱电解质的反应,
叫做盐类的水解。
2.实质
生成弱电解质,破坏、促进水的电离。
3.表达
盐
+
水
酸
+
碱
问题
FeCl3溶液呈酸性、碱性还是中性?
学以致用
宏观
FeCl3为强酸弱碱盐,溶液呈酸性。
微观
盐电离产生的Fe3+与溶液中的OH-
结合生成弱碱Fe(OH)3,使溶液中
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。
活动4
请同学们根据CH3COONa水解反应的离子方程式,
写出对应水解平衡的平衡常数表达式。
c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-)
K
=
CH3COO-的水解程度与CH3COOH的强弱有什么关系?
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
c(CH3COOH)·c(OH-)
c(CH3COO-)
K
=
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
当水解达到平衡时,溶液中还存在以下关系:
将以上关系代入K
的表达式,得到如下关系:
c(H+)·c(OH-)
Ka
K
=
=
Kw
Ka
c(CH3COO-)·c(H+)
c(CH3COOH)
Ka
=
盐类水解程度的大小,主要由盐的性质所决定。
结论
K
=
Kw
Kb
K
=
Kw
Ka
学以致用
问题
25
℃时,
CH3COOH的电离常数
Ka=1.75×10-5,
HClO的电离常数Ka=2.98×10-8,
比较同浓度时CH3COONa溶液与NaClO溶液碱性。
K
=
Kw
Ka
A-
+
H2O
HA
+
OH-
NH
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
+
4
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
阅读与思考
25
℃时,
K
=
5.71×10-8
25
℃时,
K
=
5.74×10-8
1.盐类水解是可逆反应,要写“
”,如:
任务三
正确书写盐类水解的离子方程式
2.一般盐类水解的程度很小,通常不生成沉淀或气体,在书写时一般不标“↓”或“↑”,也不把生成物写成分解产物的形式,如:
NH
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
+
4
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
问题
Na2CO3的水解过程与CH3COONa有何不同?同学们能
写出相应水解反应的离子方程式吗?
Na2CO3酚酞溶液
Na2CO3
C0
+
2Na+
+
HCO
H2O
H+
+
OH-
2?
3
?
3
Na2CO3的水解是分两步进行的,第一步CO
水解
2?
3
第二步,生成的HCO
进一步水解
?
3
CO
+
H2O
HCO
+
OH-
2?
3
?
3
HCO
+
H2O
H2CO3
+
OH-
?
3
阅读与思考
25
℃时,
K
=
2.1×10-4
25
℃时,
K
=
2.2×10-8
HCO
+
H2O
H2CO3
+
OH-
?
3
CO
+
H2O
HCO
+
OH-
2?
3
?
3
3.多元弱酸盐的阴离子水解是分步进行的,以第一步为主。如:
4.多元弱碱的阳离子水解较复杂,一般按一步水解处理。
如:
任务三
正确书写盐类水解的离子方程式
CO
+
H2O
HCO
+
OH-
2?
3
?
3
HCO
+
H2O
H2CO3
+
OH-
?
3
Fe3+
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H+
认识盐类水解的基本思路
【总结】
宏观层面
物质
反应
结果
微观层面
水的电离
盐的电离
离子间的
相互作用
生成弱电解质
促进水
的电离
c(H+)≠c(OH-)
离子种类(共35张PPT)
盐类的水解(第二课时)
FeCl3可用作净水剂,经研究发现FeCl3净水过程中杂质的去除率与废水的pH的关系如图所示:
问题的提出
问题
在配制FeCl3溶液时,若将FeCl3晶体直接溶
于蒸馏水中,制得的液体会出现丁达尔效
应,为什么?
16
任务一
探究盐类水解的影响因素
水解平衡影响因素
内因:盐的性质
外因:反应条件
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
盐类水解程度的大小,主要由盐的性质所决定。
结论
K
=
Kw
Kb
K
=
Kw
Ka
NH
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
+
4
CH3COO-
+
H2O
CH3COOH
+
OH-
25
℃时,
K
=
5.71×10-8
25
℃时,
K
=
5.74×10-8
问题
如何配制澄清的FeCl3溶液?
16
水解平衡影响因素
内因:盐的性质
外因:反应条件
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务一
探究盐类水解的影响因素
活动1
预测反应条件对FeCl3水解平衡的影响
【预测】
温度升高,平衡向吸热方向移动。
增大反应物浓度,平衡正向移动。
增大生成物浓度,平衡逆向移动。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务一
探究盐类水解的影响因素
论证方法
活动2
验证温度对水解平衡的影响
理论论证
盐类水解是酸碱中和反应的逆反应,应该是吸热反应。
结论:升温,水解平衡正向移动,盐的水解程度增大。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务一
探究盐类水解的影响因素
分别对FeCl3溶液冷水浴和热水浴,比较颜色深浅。
活动2
验证温度对水解平衡的影响
任务一
探究盐类水解的影响因素
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
论证方法
实验论证
【实验验证】温度对FeCl3水解平衡的影响
冷水浴
热水浴
结论:升温,水解平衡正向移动,盐的水解程度增大。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
论证方法
活动3
验证反应物浓度对水解平衡的影响
任务一
探究盐类水解的影响因素
数据论证
比较浓度商与平衡常数的大小关系,进行论证。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
对于可逆反应:
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
在同一温度下:
Q
=
K
,处于化学平衡状态
Q
<
K
,向正反应方向进行
Q
>
K
,向逆反应方向进行
温故知新
K
=
cp(C)
?
cq(D)
cm(A)
?
cn(B)
Q
=
【数据论证】用平衡常数分析反应条件的影响
改变反应物浓度:
(0.1)3
0.1
=
0.01K
<
K
操作
平衡移动方向
Fe3+水解程度
c(Fe3+)
加水稀释10倍
加FeCl3晶体
向右
增大
减小
c(Fe3+)
K
=
c3(H+)
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
Q
=
c(Fe3+)
K
=
Q
=
<
K
c3(H+)
改变反应物浓度:
操作
平衡移动方向
Fe3+水解程度
c(Fe3+)
加FeCl3晶体
向右
【数据论证】用平衡常数分析反应条件的影响
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
加入氯化铁晶体,平衡正向移动,
c(Fe3+)如何变化?
K
=
c(Fe3+)
c3(H+)
操作
平衡移动方向
Fe3+水解程度
c(Fe3+)
加FeCl3晶体
向右
增大
【数据论证】用平衡常数分析反应条件的影响
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
操作
平衡移动方向
Fe3+水解程度
c(Fe3+)
加FeCl3晶体
设c
mol/L
Fe3+水解的转化率为x
c·(1-x)
K
=
=
(c·3x
)3
27c2·x3
1-x
向右
增大
【数据论证】用平衡常数分析反应条件的影响
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
减小
c、x
同时增大是不成立的
论证方法
活动4
验证生成物浓度对水解平衡的影响
任务一
探究盐类水解的影响因素
实验验证
向FeCl3溶液中加入少量浓酸或浓碱,观察溶液颜色变化。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
影响因素
实验步骤
实验现象
生成物
浓度
分别取2
mL
0.01
mol/L
FeCl3溶液于甲、乙两支试管,向甲试管加入3滴浓盐酸,向乙试管加入等体积水作为对比,观察溶液颜色变化。
分别取2
mL
0.01
mol/L
FeCl3溶液于甲、乙两支试管,向甲试管加入3滴浓NaOH溶液,向乙试管加入等体积水作为对比,观察溶液颜色变化。
【实验验证】生成物浓度对FeCl3水解平衡的影响
加盐酸
加蒸馏水
加盐酸
加蒸馏水
结论:c(H+)增大,水解平衡逆向移动,Fe3+水解程度减小。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
【实验验证】生成物浓度对FeCl3水解平衡的影响
甲中溶液
颜色变深
影响因素
实验步骤
实验现象
生成物
浓度
分别取2
mL
0.01
mol/L
FeCl3溶液于甲、乙两支试管,向甲试管加入3滴浓NaOH溶液,向乙试管加入等体积水作为对比,观察溶液颜色变化。
结论:c(H+)减小,水解平衡正向移动,Fe3+水解程度增大。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
【实验验证】生成物浓度对FeCl3水解平衡的影响
1.选择合适的研究对象
3.确定改变影响因素的具体方法
4.论证方法
单一变量控制
2.确定待研究的影响因素
总结
温度、反应物浓度、生成物浓度
任务一
探究盐类水解的影响因素
理论论证、数据论证、实验验证
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
在生产、生活和科学研究中,人们常利用盐类水解的原理来解决实际问题。
学以致用
问题1
实验室如何配制一定浓度的FeCl3溶液?
分析:增大c(H+),可抑制Fe3+的水解。
操作:先将FeCl3晶体溶解在较浓盐酸中,再加水稀释到所
需浓度。
任务二
应用水解平衡原理解决问题
1.配制易水解的盐溶液
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
问题2
实验室如何制备Fe(OH)3胶体?
分析:加热可使上述平衡右移。
操作:向40
mL沸腾的蒸馏水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3
溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热。
2.制备某些胶体
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务二
应用水解平衡原理解决问题
3.制备某些无机化合物
工业上利用均匀水解法制备纳米级超细微氧化铁粉体。
氯化铁溶液
水解沉淀
过滤
洗涤
干燥
热处理
调节pH
或加热
问题3
如何制备超细微氧化铁粉体?
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务二
应用水解平衡原理解决问题
工业上用TiCl4制备TiO2
分析:TiCl4
+(x+2)H2O
TiO2·xH2O
+
4HCl
改变条件使上述平衡右移
工业方法:在制备时加入大量的水,同时加热,促使水解
趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧可得TiO2。
3.制备某些无机化合物
TiCl4
+(x+2)H2O
TiO2·xH2O
↓
+
4HCl
问题4
为什么FeCl3可用作净水剂?
分析:Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体可以使水中细小的悬浮
颗粒聚集成较大的颗粒而沉降,从而除去水中的悬
浮物,起到净水的作用。
明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作净水剂也是相同原理。
4.解释一些生产、生活事实
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
任务二
应用水解平衡原理解决问题
为什么纯碱溶液可以清理油污,加热后去污能力更强?
去油污的是OH-。Na2CO3水解可以生成OH-
,所以Na2CO3溶液可以清理油污。水解反应是吸热的,升温促进Na2CO3水解,使溶液中的c(OH-)增大,去污效果更好。
想一想
CO
+
H2O
HCO
+
OH-
?H
>0
2?
3
?
3
铵态氮肥与草木灰(主要成分为K2CO3)混合使用会大大降低氮肥的肥效,原因是什么?
NH
+
H2O
NH3·H2O
+
H+
+
4
草木灰中CO
与H+反应,使c(H+)减小,水解平衡向右移动,生成NH3·H2O,NH3·H2O分解产生NH3逸出,造成肥效损失。
2?
3
想一想
混施化肥
泡沫
灭火剂
胶体制备
明矾净水
判断溶液
酸碱性
离子浓度
比较
无机物
制备
盐溶液
的蒸发
溶液配制
盐类水解
的应用
盐类水解的应用
FeCl3可用作净水剂,经研究发现FeCl3净水过程中杂质的去除率与废水的pH的关系如图所示:
问题的分析与解决
当废水的pH<6时,pH越小,废水中杂质的去除率越低。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
当废水的pH>6时,pH越大,废水中杂质的去除率越低。
+
3+
Fe
+
3H2O
Fe(OH)3
+
3H
溶液配制
制备胶体
制备化合物
作净水剂
……
调控
影响因素
水解应用
决定
反映
盐类水解平衡的影响因素和应用
内因:
盐的性质
外因:
温度、浓度