盐类水解
考点一盐类水解及其规律
1.定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
盐电离―→―→
破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→溶液呈碱性、酸性或中性
3.特点
→水解反应是可逆反应
|
→水解反应是酸碱中和反应的逆反应
→水解反应程度很微弱
4.规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型 实例 是否
水解 水解的离子 溶液的
酸碱性 溶液的pH 强酸强碱盐 NaCl、KNO3 强酸弱碱盐 NH4Cl、Cu(NO3)2 弱酸强碱盐 CH3COONa、Na2CO3
5.盐类水解离子方程式的书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“((”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“”“↑”“↓”等。
1.怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、氯化铵溶液和碳酸钠溶液?
2.为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:__________________________________________________________________。
三种溶液各取少许分别滴入紫色石蕊溶液,不变色的为NaCl溶液,变红色的为氯化铵溶液,变蓝色的为碳酸钠溶液。
取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解吸热
1.常温下,某NH4Cl溶液的pH=4,下列说法中正确的是()
①溶液中c(H+)>c(OH-)②由水电离产生的c(H+)约为10-10mol·L-1
③溶液中离子浓度关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
④在纯水中加入该NH4Cl溶液,水的电离被抑制
A.①②B.①③C.①④D.①②③④
2.广义的水解观认为:无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是反应中各物质和水分别离解成两部分,然后两两重新组合成新的物质。根据上述观点,下列说法不正确的是()
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2B.PCl3的水解产物是HClO和H3PO4
C.Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4D.CH3COCl的水解产物是两种酸
3.25℃时浓度都是1mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX的溶液pH=7且溶液中c(X-)=1mol·L-1,BX的溶液pH=4,BY的溶液pH=6。下列说法正确的是()
A.电离平衡常数K(BOH)小于K(HY)B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,溶液pH变化BX等于BY
D.将浓度均为1mol·L-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY
4.按要求书写离子方程式
(1)AlCl3溶液呈酸性___________________________________________________。
(2)Na2CO3溶液呈碱性_________________________、_______________________。
(3)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合__________________________________________。
(4)实验室制备Fe(OH)3胶体___________________________________________。
(5)NaHS溶液呈碱性的原因_______________________________________________。
考点二盐类水解的影响因素及应用
1.影响盐类水解平衡的因素
(1)内因:形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如:Na2CO3Na2SO3,Na2CO3NaHCO3。×10-7K2=4.7×10-11H2SO3:K1=1.54×10-2K2=1.02×10-7),分别求碳酸根和亚硫酸根离子的第一级和第二级水解平衡常数
c.水解平衡常数只与温度有关,与浓度无关
d.酸式盐水解的理解
NaHR===Na++HR-
HR-+H2OH2R+OH-(水解)KhHR-H++R2-(电离)Ka2
(1)酸式盐溶液显酸性:
即HR-电离程度Ka2大于水解程度Kh,如NaHSO3、NaH2PO4溶液。
(2)酸式盐溶液显碱性
即HR-电离程度Ka2小于水解程度Kh,如NaHCO3、NaHS溶液。
(2)外因
(3)FeCl3水解[Fe3++3H2O((Fe(OH)3+3H+],填写外界条件对水解平衡的影响。
条件 移动方向 H+数 pH 现象 升温 通HCl 加H2O 加NaHCO3
2.盐类水解的重要应用
(1)判断离子能否大量共存
若阴、阳离子发生相互促进的水解反应,水解程度较大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常见的相互促进的水解反应进行完全的有:Fe3+、Al3+与AlO、CO、HCO。
(2)判断盐溶液蒸干时所得的产物
①盐溶液水解生成难挥发性酸和酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4;Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
②盐溶液水解生成挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
③考虑盐受热时是否分解,如Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4和MnO2;NH4Cl―→NH3和HCl。
④还原性盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
⑤弱酸的铵盐蒸干后无固体。如:NH4HCO3、(NH4)2CO3。
(3)保存、配制某些盐溶液
如配制FeCl3溶液时,为防止出现Fe(OH)3沉淀,常加几滴盐酸来抑制FeCl3的水解;在实验室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞。
(4)利用盐类的水解反应制取胶体、净水
如实验室制备Fe(OH)3胶体的原理为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
明矾净水的原理:Al3+水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很大的表面积,吸附水中悬浮物而聚沉。
(5)解释热的纯碱溶液去污能力强
碳酸钠溶液中存在水解平衡CO+H2O((HCO+OH-,升高温度,水解平衡右移,c(OH-)增大。
(6)解释泡沫灭火器的反应原理
成分NaHCO3、Al2(SO4)3发生反应Al3++3HCOAl(OH)3↓+3CO2↑。
25℃时,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-)=___________________,原因是_____________________。
(2)H2SO4和NH4Cl两溶液中,由水电离出的c(H+)分别为________、________。
(3)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是________溶液,判断的理由是__________________________________________________________________________。
(4)各取5mL上述溶液,分别加热到90℃,pH较小的是_____溶液,原因是________。
(1)1×10-14水的离子积Kw只与温度有关(2)1×10-9mol·L-11×10-5mol·L-1(3)H2SO4加水稀释时,NH水解程度增大,最终NH4Cl溶液中的H+浓度减小幅度比H2SO4小,因而硫酸溶液的pH较大(4)NH4Cl升高温度,NH的水解平衡正向移动,H+的浓度增大,故pH较小的是NH4Cl溶液
(1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)。
(2)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。
(3)直接蒸发CuCl2溶液,能不能得到CuCl2·2H2O晶体,应如何操作?
(4)在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是______________________________________________________________________________,请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释:__________________________________。
(5)MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是________________________________。
在AlCl3溶液中存在着如下平衡:AlCl3+3H2O((Al(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固体是Al2O3。
在NH4Cl溶液中存在NH+H2O((NH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg与H+反应放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解。
不能,应在HCl气流中加热蒸发。
产生白色沉淀,且红色褪去在Na2SO3溶液中,SO水解:SO+H2O((HSO+OH-,加入BaCl2后,Ba2++SOBaSO3↓(白色),由于c(SO)减小,SO水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去Fe3++H2O((Fe(OH)3+3H+,加入MgO,MgO和H+反应,使c(H+)减小,平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去
1.向三份0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2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
2.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO+H2O((HCO+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Na2O固体,溶液pH减小
3.25℃时,下列各组数据中比值为2∶1的是()
A.0.2mol·L-1的CH3COONa溶液与0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中c(CH3COO-)之比
B.pH=7的氨水与(NH4)2SO4的混合溶液中c(NH)与c(SO)之比
C.等质量的碳酸钠固体和碳酸氢钠固体分别与足量盐酸反应,消耗盐酸的物质的量之比
D.pH均为2的H2SO4溶液与盐酸中c(H+)之比
4.下列有关问题与盐的水解有关的是()
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③B.②③④C.①④⑤D.①②③④⑤
.某同学在实验室探究NaHCO3的性质:常温下,配制0.10mol·L-1NaHCO3溶液,测得其pH为9.7;取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH=7,滴加过程中产生白色沉淀,但无气体放出。下列说法不正确的是()
A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于电离程度
B.加入CaCl2促进了HCO的水解
C.反应的离子方程式是2HCO+Ca2+CaCO3↓+H2CO3
D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)
.直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表:
n(SO)∶n(HSO) 91∶9 1∶1 9∶91 pH 8.2 7.2 6.2
(1)由上表判断NaHSO3溶液显______性,用化学平衡原理解释原因:______________。
(2)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是________(填字母)。
a.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)
b.c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(3)已知:25℃时,H2SO3((HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=______,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案(1)酸HSO存在两个平衡:HSO((H++SO和HSO+H2O((H2SO3+OH-,HSO的电离程度大于其水解程度(2)ab(3)1.0×10-12增大
考点三溶液中微粒浓度大小比较
1.熟悉两大理论,构建思维基点
(1)电离平衡―→建立电离过程是微弱的意识
弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中,粒子浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)水解平衡―→建立水解过程是微弱的意识
弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中,CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
2.把握三大守恒,明确定量关系
(1)物料守恒(原子守恒)
在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变,符合原子守恒。如NaHCO3溶液中,n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,得c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)。
(2)电荷守恒
在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。如NaHCO3溶液中有Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:n(Na+)+n(H+)=n(HCO)+2n(CO)+n(OH-),推出c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)。(3)质子守恒
电解质溶液中,电离、水解等过程中得到的质子(H+)数等于失去的质子(H+)数。如NaHCO3溶液中:
即有c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO)另外,质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。
以KHS溶液为例3.微粒浓度大小比较的几种情况
(1)单一溶液中各离子浓度大小的比较
①多元弱酸溶液:多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。
②多元弱酸的正盐溶液:多元弱酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)。
③多元弱酸的酸式盐溶液:取决于弱酸根离子水解和电离程度的比较。如NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)。
④弱电解质的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于一般弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,溶液中粒子浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
⑤弱酸根或弱碱阳离子的水解一般是很微弱的。如在稀NH4Cl溶液中:NH4Cl===NH+Cl-,NH+H2ONH3·H2O+H+,H2OOH-+H+,溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)。
(2)混合溶液中各离子浓度大小的比较
混合溶液中离子浓度的比较,要综合分析电离、水解等因素。如0.1mol·L-1NH4Cl溶液和0.1mol·L-1氨水的混合溶液呈碱性,各离子浓度大小的顺序为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)酸、碱中和后溶液中离子浓度大小的比较
(4)不同溶液中同一离子浓度大小的比较
该类情况要看溶液中其他离子对该离子浓度大小的影响。如25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4、d.(NH4)2SO4、e.(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的顺序为e>d>c>a>b。
1.25℃时,下列有关溶液中各微粒的物质的量浓度关系正确的是()
A.0.1mol·L-1的NH4Cl溶液:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1mol·L-1的CH3COOH溶液:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.pH=4的FeCl3溶液:c(Cl-)>c(H+)>c(Fe3+)>c(OH-)
D.pH=11的CH3COONa溶液:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
2.(2019·安徽江南十校综合素质检测)常温下,下列有关叙述不正确的是()
A.若NH4Cl溶液的pH=6,则c(Cl-)-c(NH)=9.9×10-7mol·L-1
B.CH3COONa和CaCl2混合溶液中:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
C.等物质的量浓度的Na2CO3与NaHCO3混合的溶液中:2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3)
D.已知H2A的Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.9×10-11,则NaHA溶液呈碱性
3.用0.10mol·L-1盐酸滴定20mL0.050mol·L-1Na2CO3和0.025mol·L-1NaHCO3混合溶液,得出如图所示的滴定曲线。下列说法中不正确的是(B)
A.a点溶液显碱性的主要原因:CO+H2OHCO+OH-
B.b点溶液中:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)
D.d点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)>c(OH-)
4.柠檬酸(用H3R表示)是一种高效除垢剂,现用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量随pH的变化曲线如图所示。下列说法中正确的是()
A.H3R的第二步电离常数Ka2(H3R)的数量级为10-4
B.pH=6时,c(R3-)=c(HR2-)>c(H+)>c(OH-)
C.Na2HR溶液中HR2-的水解程度大于电离程度
D.pH=4时,c(H+)=c(H2R-)+2c(HR2-)+c(OH-)
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)LiH2PO4溶液中含P元素的粒子有H2PO、HPO和PO()(2018·天津,6B改编)
(2)16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA()(2018·全国卷Ⅰ,10A)
(3)碳酸钠可用于去除餐具的油污()(2018·全国卷Ⅱ,7A)
(4)100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA(×)(2018·全国卷Ⅱ,11B)
(5)0.2mol·L-1CH3COONa与0.1mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)(√)(2017·江苏,14D)
2.(2018·北京,11)测定0.1mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻 ① ② ③ ④ 温度/℃ 25 30 40 25 pH 9.66 9.52 9.37 9.25 实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是()
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O((HSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
3.(2016·全国卷Ⅲ,13)下列有关电解质溶液的说法正确的是()
A.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
4.(2014·全国卷Ⅰ)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是()
选项 现象或事实 解释 A 用热的烧碱溶液洗去油污 Na2CO3可直接与油污反应 B 漂白粉在空气中久置变质 漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3 C 施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用 K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 D FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作 FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
5.[2015·天津理综,10(3)]FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3++H2O((Fe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2O((Fe(OH)+H+K2Fe(OH)+H2O((Fe(OH)3+H+K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3++yH2O((Fex(OH)+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是________(填字母)。
a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是________________。
.(2017·课标Ⅰ)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)lg或lg
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
7.(2017·江苏)(双选)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是()
A.浓度均为0.1mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2mol·L-1HCOOH与0.1mol·L-1NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2mol·L-1CH3COONa与0.1mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)××√×√2-4CDC5K1>K2>K3bd调节溶液的pH
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