一. 本周教學(xué)內(nèi)容:鹽類的水解
1. 鹽類水解
2. 溶液中離子濃度大小比較
3. 水解的應(yīng)用
二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)
1. 理解鹽類水解的本質(zhì)及鹽類水解對(duì)溶液酸、堿性的影響及變化規(guī)律。
2. 掌握鹽類水解的離子方程式與方程式的書寫。
三. 教學(xué)過程
(一)鹽類水解
我們用pH試紙檢驗(yàn)CH3COONa、Na2CO3、NH4Cl、Al2(SO4)3、NaCl、KNO3溶液的酸堿性?梢园l(fā)現(xiàn)如下結(jié)論:強(qiáng)堿弱酸所生成鹽的水溶液呈堿性;強(qiáng)酸弱堿所生成鹽的水溶液呈酸性;強(qiáng)酸強(qiáng)堿所生成鹽的水溶液呈中性。由此可知并不是所有的正鹽溶液都是呈中性的。
1、鹽類水解的定義:在溶液中鹽電離出來的離子與水所電離出來的H 或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng),叫鹽類的水解。
2、鹽類水解的實(shí)質(zhì):鹽組成中的離子與水作用生成弱電解質(zhì),促使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng),使溶液顯酸性、堿性或中性。
(1)能發(fā)生水解反應(yīng)的鹽必須是可溶性鹽;
(2)只有弱酸的陰離子或弱堿的陽離子才能與H 或 OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)。
(3)鹽類水解使水的電離平衡發(fā)生了移動(dòng),并使溶液呈酸性或堿性,但KW保持不變。
(4)鹽類水解反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng),一般不能進(jìn)行到底。
酸 堿
3、鹽類水解的特點(diǎn):可逆反應(yīng);程度很;吸熱反應(yīng)。
4、鹽類水解的規(guī)律:誰弱誰水解(用以證明弱電解質(zhì)),誰強(qiáng)顯誰性(用以判別酸堿相對(duì)強(qiáng)弱),越弱越水解(用以判別弱酸的強(qiáng)弱),無弱不水解,都弱雙水解。
強(qiáng)酸弱堿鹽?D?D水解,溶液呈酸性,pH<7
強(qiáng)堿弱酸鹽?D?D水解,溶液呈堿性,pH>7
強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽?D?D不水解,溶液呈中性,pH=7
弱酸弱堿鹽?D?D水解程度大。(溶液酸堿性不作要求)
5、鹽類水解方程式的書寫規(guī)律:
(1)鹽類水解的程度一般遠(yuǎn)小于其逆過程?D?D中和反應(yīng),所以水解反應(yīng)用“ ”表示,生成的產(chǎn)物少,生成物一般不標(biāo)“↓”或“↑”,也不將生成物如H2CO3、NH3?H2O等寫成其分解產(chǎn)物的形式。
(2)鹽類水解的離子反應(yīng)遵循電荷原則,所以陽離子水解,H 多余,溶液呈酸性,陰離子水解,OH-多余,溶液呈堿性。
如NH4Cl溶液中:c(NH4 )+c(H )=c(Cl?D)+c(OH?D)
如Na2CO3溶液中:c(Na )+c(H )=2c(CO32?D)+c(HCO3?D)+c(OH?D)
(3)多元弱酸相應(yīng)的鹽水解與多元弱酸的電離一樣是分步進(jìn)行的,每一步水解分別用一個(gè)水解離子方程式表示,不能連等,不能合并,每一步的水解程度也與分步電離一樣,呈現(xiàn)大幅下降的趨勢(shì),如Na3PO4的水解依次為:
PO43- H2O < height:8.25pt'> HPO42- OH-
HPO42- H2O H3PO4 OH-
Al(OH)3 3H+
(5)多元弱酸的酸式鹽,其酸式根離子在水溶液中既有電離產(chǎn)生H 的可能,又有水解產(chǎn)生OH-的可能,溶液的酸堿性由電離和水解的相對(duì)強(qiáng)弱來決定,即當(dāng)電離趨勢(shì)大于水解趨勢(shì)時(shí),溶液呈酸性,應(yīng)該用電離方程式來表示酸性的產(chǎn)生(如NaH2PO4、 NaHSO3等),當(dāng)電離趨勢(shì)小于水解趨勢(shì)時(shí),溶液呈堿性,應(yīng)該用相應(yīng)的水解方程式來表示堿性的產(chǎn)生(如Na2HPO4、NaHCO3、NaHS等)。
(二)溶液中離子濃度的大小比較
⑴電荷守恒規(guī)律:電解質(zhì)溶液中,無論存在多少種離子,溶液總是呈電中性,即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù),即鹽溶液中陰、陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。如:NH4Cl溶液中陽離子有NH4 和H+ ,陰離子有 OH-,Cl-,根據(jù)電荷守恒原理有:c(NH4 )+c(H )=c(Cl-)+c(OH-);Na2CO3溶液中陽離子有Na+ 和H+ ,陰離子有 OH-,HCO3-,CO32-,根據(jù)電荷守恒原理有:c(Na )+c(H )=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 。
Fe(OH)3 3H ,由于MgO對(duì)H 的消耗,使得上述過程充分進(jìn)行,生成Fe(OH)3沉淀,加入的MgO一部分溶解而生成Mg2 ,不溶的MgO和Fe(OH)3沉淀一并過濾除去。
【典型例題】
例1. 下列甲、乙、丙、丁四種溶液:甲為氯化鋁溶液、乙為硫化鈉溶液、丙為氫氧化鈉溶液、丁為硝酸溶液,若四種溶液的pH及溶液中水的電離程度分別兩兩相等,則下列判斷正確的是
A. pH:甲與乙相等;水的電離程度:丙與丁相等
B. pH:甲與丙相等;水的電離程度:乙與丁相等
C. pH:甲與丁相等;水的電離程度:乙與丙相等
D. pH:甲與丁、乙與丙相等;水的電離程度:甲與乙、丙與丁相等
分析:三種鈉鹽的溶液pH>7,均顯堿性,說明HX、HY、HZ均是弱酸,根據(jù)酸越弱,陰離子水解程度越大,溶液pH越大,可直接推知Z水解程度最大,其酸性越弱,而HX的酸性最強(qiáng),則三種酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HX??HY??HZ。答案為C。
例3. 下列事實(shí)可證明氨水是弱堿的是( )
B. 銨鹽受熱易分解
D. 0.1 mol?L-1氯化銨溶液的pH約為5
NH3?H2O H
B. S2- 2H2O H2S 2OH-
C. CH3COOH H2O CH3COO- H3O
D. CH3COOH OH - CH3COO- H2O
HS- OH-,C為電離方程式,D為酸堿中和反應(yīng)。答案為A。
例5. 物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中,NH4 濃度最大的是( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4 C. CH3COONH4 D. NH4HCO3
例6. 已知①CH3COOH與CH3COONa等物質(zhì)的量混合配成的稀溶液,pH為4.7;②用等物質(zhì)的量的HCN和NaCN配成的稀溶液中,C(CN-)<C(Na ),則下列說法正確的是
A. CH3COONa的水解趨勢(shì)大于CH3COOH的電離趨勢(shì)
B. NaCN的水解趨勢(shì)大于HCN的電離趨勢(shì)
C. ②溶液中,c(H )>c(OH-)
D. CH3COONa的存在抑制了CH3COOH的電離
分析:根據(jù)題意可知,n(NaOH)=n(HAc),所以兩者恰好中和生成NaAc和水,NaAc為弱酸強(qiáng)堿鹽,有一部分會(huì)發(fā)生水解:Ac- H2O HAc OH-,造成c(Na )>c(Ac-),所得溶液顯堿性,說明c(OH-)>c(H ),消耗的Ac-和生成的OH-相等,可得c(Ac-)>c(OH-),可知B項(xiàng)正確;由恰好反應(yīng)生成的鹽NaAc中,陰、陽離子的物質(zhì)的量相等,水解后溶液中有Ac-和HAc兩種形式,可得物料守恒式:c(Na )=c(Ac-) c(HAc),C項(xiàng)正確;溶液中存在Na 、H 、Ac-、OH-四種離子,而任何溶液中陽離子帶的正電荷必等于陰離子所帶的負(fù)電荷,即溶液總是顯中性的,可得下述電荷守恒式:c(Na ) c(H )=c(Ac-) c(OH-),D項(xiàng)正確。答案為A。
例8. pH = 3的CH3COOH與pH = 11的NaOH等體積混合后所得溶液中各離子濃度的大小順序是( )
A. c (Na ) > c (CH3COO-) > c (OH-) > c (H )
B. c (CH3COO-) > c (Na ) > c (H ) > c (OH-)
C. c (CH3COO-) > c (Na ) > c (OH-) > c (H )
D. c (Na ) > c (CH3COO-) > c (H ) > c (OH-)
H HA- HA- H A2-
已知相同濃度時(shí)的電離度a (H2A) > a (HA-),設(shè)有下列四種溶液:
A. 0.01 mol/L的H2A溶液
B. 0.01 mol/L的NaHA溶液
C. 0.02 mol/L的HCl與0.04 mol/L的NaHA溶液等體積混合液
D. 0.02 mol/L的NaOH與0.02 mol/L的NaHA溶液等體積混合液
據(jù)此,填寫下列空白(填代號(hào)):
(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
B
C
D
溶質(zhì)及其物
質(zhì)的量濃度
0.01 mol/L H2A
0.01 mol/L NaHA
0.01 mol/L H2A
0.01 mol/L NaHA
0.01 mol/L Na2A
A、C項(xiàng)中都存在著酸H2A,都存在電離平衡H2A HA- H ,C項(xiàng)中還存在著較多的HA-,由于HA-的存在抑制了H2A的電離,使溶液中c(H )減小,故A項(xiàng)中c (H )最大,C項(xiàng)中c (H2A)最大。B、D項(xiàng)決定c (H2A)和c (H )的最小值,D項(xiàng)溶液中要產(chǎn)生H2A,需要A2-的兩步水解,且第二步水解的程度很小,生成的c(H2A)很;B項(xiàng)溶液中HA-一步水解即可得到H2A。故D項(xiàng)中c(H2A)和c(H )都最小。由于D項(xiàng)中Na2A能直接電離出大量的A2-,故D項(xiàng)中c(A2-)最大;由于A項(xiàng)的酸性最強(qiáng),c(H )最大,故A項(xiàng)中c(A2-)最小。
例10. 為了得到比較純凈的物質(zhì),使用的恰當(dāng)?shù)氖牵ā。?/p>
A. 向Na2CO3飽和溶液中,通入過量的CO2后,在減壓、加熱的條件下,蒸發(fā)得NaHCO3晶體
B. 加熱蒸發(fā)AlCl3飽和溶液得純凈的AlCl3晶體
C. 向FeBr2溶液中加入過量的氯水,加熱蒸發(fā)得FeCl3晶體
D. 向FeCl3溶液里加入足量NaOH溶液,經(jīng)過濾、洗滌沉淀,再充分灼燒沉淀得Fe2O3
Al(OH)3 3H ,2Al(OH)3 Al2O3 3H2O
Fe3 3H2O Fe(OH) 3 3H ,2Fe(OH)3 Fe2O3 3H2O
所以答案為D。
【模擬】
1、下列各物質(zhì)投入水中,因促進(jìn)水的電離而使溶液呈酸性的是( )
A、NaHSO4 B、Na3PO4 C、CH3COOH D、Al2(SO4)3
2、物質(zhì)的量濃度相同的三種鹽NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH值依次為8、9、10,則HX、HY、HZ的酸性由強(qiáng)到弱的順序是( )
A、HX、HY、HZ B、HZ、HY、HX
C、HX、HZ、HY D、HY、HZ、HX
3、將滴有甲基橙的醋酸鈉飽和溶液加熱,溶液的顏色是( )
A、黃色不變 B、黃色變橙色 C、黃色變紅色 D、橙色不變
4、下列關(guān)于鹽類水解的敘述中,錯(cuò)誤的是( )
A、鹽類水解是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)
B、鹽類水解過程是吸熱過程
C、含有弱酸根鹽的水溶液一定顯堿性
D、鹽溶液的酸堿性主要決定于形成鹽的酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱
5、下列各組離子中能在溶液中大量共存,且溶液呈堿性透明的是( )
A、Na 、OH-、H2PO4-、NO3- B、AlO2-、K 、CO32-、Na
C、Al3 、Cl-、AlO2-、Na D、Fe2 、K 、H 、NO3-
6、用物質(zhì)的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)大于c(Na )。對(duì)該混合溶液的下列判斷正確的是( )
A、c(H )>c(OH-) B、c(CH3COOH) c(CH3COO-)=0.2mol/L
C、c(CH3COOH)>c(CH3COO-) D、c(CH3COO-) c(OH-)=0.2mol/L
7、100mL pH=11的氨水與100mL pH=3的鹽酸相混合,所得的混合溶液( )
A、顯堿性 B、顯酸性 C、顯中性 D、不能確定其酸堿性
8、物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3 ⑤NH4HCO3,按c(CO32-)由小到大排列順序正確的是( )
A、⑤<④<③<②<① B、③<⑤<②<④<①
C、③<②<⑤<④<① D、③<⑤<④<②<①
9、為了使Na2S溶液中c(Na )/c(S2-)的比值變小,可加入的物質(zhì)是( )
A、適量鹽酸 B、適量NaOH C、適量KOH D、適量KHS
10、將0.1mol下列物質(zhì)置于1L水中充分?jǐn)嚢韬螅芤褐嘘庪x子數(shù)最多的是( )
A、KCl B、Mg(OH)2 C、Na2CO3 D、MgSO4
11、寫出下列鹽溶液水解的離子方程。
(1)(NH4)2SO4: ;
(2)AlCl3: ;
(3)KF: ;
(4)Na3PO4: ;
12、現(xiàn)有S2-、SO32-、NH4 、Al3 、HPO42-、Na 、SO42-、AlO2-、Fe3 、HCO3-、Cl-等離子,請(qǐng)按要求填空:
(1)在水溶液中,該離子水解呈堿性的是 。
(2)在水溶液中,該離子水解呈酸性的是 。
(3)既能在酸性較強(qiáng)的溶液里大量存在,又能在堿性較強(qiáng)的溶液里大量存在的離子有 。
(4)既不能在酸性較強(qiáng)的溶液里大量存在,又不能在堿性較強(qiáng)的溶液里大量存在的離子有 。
13、泡沫滅火劑的原理是 (寫離子方程式),其中小蘇打溶液放在 筒,Al2(SO4)3溶液放在 筒,原因是 。
14、實(shí)驗(yàn)室配制FeSO4溶液,溶解時(shí)先要加入少量的稀硫酸,其原因是 ;配制完畢后要加入少量鐵屑,其目的是 。
15、把AlCl3溶液蒸干灼燒,最后得到的主要固體產(chǎn)物是 ,為什么?(用化學(xué)方程式和必要的文字說明) 。
16、25℃時(shí)將0.01mol的CH3COONa和0.002mol的HCl溶于水中形成混合溶液,請(qǐng)將溶液中存在的各種離子、分子按數(shù)目多少的順序排列 ;混合溶液中CH3COO-和OH-兩種微粒的物質(zhì)的量之和比H 多 mol。
【試題答案】
1、D 2、A 3、A 4、C 5、B
6、A、B 7、A 8、B 9、C、D 10、C
11、(1)NH4 H2O NH3?H2O H
(2)Al3 3H2O Al(OH)3 3H
(3)F- H2O HF OH-
(4)PO43- H2O HPO42- OH-,HPO42- H2O H2PO4- OH-
H2PO4- H2O H3PO4 OH-
12、(1)S2-、SO32-、HPO42-、AlO2-、HCO3-
(2)NH4 、Al3 、Fe3
(3)Na 、SO42-、Cl-
(4)HPO42-、HCO3-
13、Al3 3HCO3-=Al(OH)3↓ 3CO2↑ 外 內(nèi) 因?yàn)锳l2(SO4)3水解而致使溶液呈酸性,若放在鐵制外筒中,會(huì)反應(yīng)生成H2。
14、為了抑制Fe2 的水解 防止Fe2 被空氣中的氧氣氧化成Fe3
15、Al2O3 因?yàn)锳lCl3是揮發(fā)性酸所形成的鋁鹽,加熱促進(jìn)AlCl3水解,以致完全得到Al(OH)3,HCl則揮發(fā)掉:AlCl3 3H2O Al(OH)3↓ 3HCl↑,高溫下,可使Al(OH)3分解,2Al(OH)3 Al2O3 3H2O,固體產(chǎn)物為Al2O3。
16、Na >CH3COO->Cl->CH3COOH>H >OH- 0.008
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