高中化学（情景导入+课前导读+知识解惑+课堂演练）第三章 第2节 弱电解质的电离 盐类的水解课件 鲁科版选修4.ppt

第2节弱电解质的电离盐类的水解 物质在水溶液中的行为 300多年前的一天早晨 英国化学家 物理学家波义耳 1627 1691 在一次实验中 不小心将浓盐酸溅到一束紫罗兰上 为了洗掉花瓣上的酸 他把花浸泡在水中 过了一会儿 他惊奇地发现紫罗兰变成了红色 意外的发现 使波义耳极度兴奋 他请助手把紫罗兰花瓣分成小片投到其他的酸溶液中 结果花瓣都变成了红色 他敏锐地觉察到 把紫罗兰花瓣投进一种溶液中 就能确定这种溶液是否显酸性 波义耳从各种花和一些植物中提取汁液 并用它制成了试纸 用试纸对酸性溶液和碱性溶液进行多次试验 终于发明了我们今天还在使用的酸碱指示剂 问题 你了解酸碱指示剂的变色原理吗 一 弱电解质的电离平衡1 对电解质知识的综合分析 强 弱电解质的判断依据是化合物在水溶液或熔融状态下 电离 常见的强电解质有 常见的弱电解质有 是否完全强酸强碱大多数盐弱酸弱碱水 2 弱电解质的电离平衡的建立与特征 1 弱电解质的电离平衡指的是在一定条件 如温度 压强 下 当电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率 时 电离过程就达到了平衡状态 其电离平衡的建立可用下图表示 相等 2 电离平衡的特征电离平衡与化学平衡相似 也具有 等 定 动 变 等特点 不变 3 电离方程式 强电解质的电离一步完成 如hclh cl ba oh 2ba2 2oh 弱电解质的电离是可逆过程 其中多元弱酸的电离是 进行的 以第 步电离为主 一级比一级难电离 3 描述弱电解质电离程度大小的物理量 电离平衡常数 1 电离平衡常数 是指在一定条件下 弱电解质达到 时 弱电解质电离形成的各种离子的 与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数 这个常数称为电离平衡常数 简称电离常数 用k表示 弱酸在水中的电离常数用ka表示 弱碱在水中的电离常数用kb表示 浓度的乘积 分步 一 电离平衡 2 表示方法 以ha h a moh m oh 为例 ka kb 3 意义 电离平衡常数表征了弱电解质的电离能力 根据相同温度下电离常数的大小可以判断弱电解质电离能力的 即 弱酸的电离常数越 达到电离平衡时电离出的h 越 酸性越强 反之 酸性越弱 故可用同一温度下电离平衡常数的大小来判断弱电解质电离能力的相对强弱 多 大小 大 4 电离度 1 定义 当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时 已电离的溶质分子数占原有溶质分子总数 包括已电离的和未电离的 的百分率 称为电离度 通常用 表示 2 表达式 100 3 意义 电离度实质上是一种平衡转化率 表示弱电解质在水中的 温度相同 浓度相同时 不同弱电解质的电离度是不同的 a越 表示酸类的酸性越 同一弱电解质的浓度不同 电离度也不同 溶液越 电离度越 2 已电离的弱电解质分子数 原有的弱电解质分子数 3 电离程度大强稀大 二 影响电离平衡的因素1 内因 弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小主要是由电解质 决定的 2 外界条件对电离平衡的影响 1 温度 由于弱电解质的电离是吸热的 因此升高温度 电离平衡将向 方向移动 弱电解质的电离程度将 2 浓度 同一弱电解质 增大溶液的物质的量浓度 电离平衡将向 方向移动 但电解质的电离程度 稀释溶液时 电离平衡将向 方向移动 且电解质的电离程度 二 1 本身的性质2 1 电离增大 2 电离减小电离增大 3 加入试剂 增大弱电解质电离出的某离子的浓度 如在ch3cooh溶液中加入ch3coona固体 增大了c ch3coo 电离平衡将向离子结合成弱电解质分子的方向移动 弱电解质的电离程度将 减小弱电解质电离出的离子的浓度 如在ch3cooh溶液中加入naoh固体 因h 与oh 反应生成h2o 使c h 减小 电离平衡将向电离方向移动 弱电解质的电离程度将 3 以0 1mol l 1的ch3cooh为例 ch3cooh ch3coo h 当改变外界条件 其平衡移动的方向 ka n h 导电性的变化 3 减小增大 答案 三 盐类的水解1 盐类水解的原理 1 盐类水解的实质 在溶液中 由于盐电离产生的离子和水电离出来的h 或oh 结合生成弱电解质 从而 了水的电离平衡 使水的电离平衡向电离的方向移动 显示出不同程度的酸性 碱性或中性 盐的水解可看作酸碱中和反应的逆过程 为 过程 盐 水水解中和酸 碱 2 盐类水解的类型及规律 判断盐类能否水解及水解后溶液的酸碱性要看组成盐的离子所对应的酸或碱的相对强弱 其水解的规律是 破坏 吸热 盐的类型及溶液的酸 碱性 2 中酸碱 2 盐类水解离子方程式的书写 1 盐类的水解离子方程式一般用 连接 单离子的水解过程是可逆的 并且由于水解程度较小 生成的弱电解质即便是难溶 易挥发或不稳定的物质也只能写化学式 且不能标上 等符号 2 多元弱酸根 如 s2 等 的水解 且以 水解为主 写出的水解离子方程式 2 1 2 分步进行第一步 h2o oh h2o h2co3 oh 3 多元弱碱的阳离子的水解离子方程式在中学阶段只要求一步书写到底 如fe3 cu2 的水解离子方程式分别为 4 弱酸弱碱盐中的弱离子的水解相互促进 水解彻底的用 不彻底的仍用 如al3 与相互促进时水解较完全 则其水解离子方程式为 al3 3al oh 3 3co2 而nh与ch3coo 虽相互促进但仍可大量共存 其水解离子方程式为 nh ch3coo h2o nh3 h2o ch3cooh 3 fe3 3h2o fe oh 3 3h cu2 2h2o cu oh 2 2h 3 盐类水解平衡及其影响因素 1 盐类水解平衡和化学平衡 电离平衡一样 具备平衡的特征 如v正 v逆等 若改变条件 水解平衡就会发生移动 遵循勒 夏特列原理 2 影响盐类水解的因素 主要因素是盐本身的性质 组成盐的酸根对应的酸 或阳离子所对应的碱 越 其水解程度就越 此外还受外界条件的影响 温度 盐类的水解是 热反应 因此升高温度 水解程度 浓度 加水稀释时可以促进盐的水解且盐的浓度越小 其水解程度越 外加酸 碱 对于 h2o oh 而言 加入碱抑制水解 加入酸则可促进水解 弱 大 吸 增大 大 填写以下空白 ch3coo h2o ch3cooh oh 正反应吸热 答案 4 盐类水解的应用 1 配制某些物质的水溶液时加相应酸及碱的原因 2 比较溶液中离子浓度的大小及判断离子能否大量共存 3 判断溶液的酸 碱性 4 热的纯碱溶液去污能力强 弱电解质的电离平衡 1 弱电解质在水溶液中电离的特点 1 弱电解质难电离弱电解质分子里原子之间的共价键键能较大 原子之间相互结合得比较牢固 所以只能部分电离 2 可逆性弱电解质溶于水后 在水分子的作用下 弱电解质分子电离出离子 同时离子又可以重新结合成分子 因此 弱电解质的电离过程是可逆的 如 ch3cooh ch3coo h 3 能量变化弱电解质分子电离成离子的过程是吸热过程 离子之间相互结合成弱电解质分子的过程是放热过程 2 弱电解质的电离平衡 1 弱电解质的电离平衡指的是在一定条件 如温度 压强 下 当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时 电离过程就达到了平衡状态 弱电解质的电离平衡的建立可用下图表示 例如弱酸 设分子式为ha 和弱碱 设分子式为boh 的电离过程 电离方程式 ha h a boh b oh ha电离过程中各粒子浓度的变化 2 电离平衡与化学平衡相似 也具有 逆 等 动 定 变 等特点 电离平衡 3 探究影响电离平衡的条件 内因 电解质本身的性质 决定了弱电解质在水中达到电离平衡时电离程度的大小 外因a 温度 由于弱电解质的电离是吸热的 因此升高温度 电离平衡将向电离方向移动 其电离程度将增大 b 浓度 同一弱电解质 增大溶液的物质的量浓度 电离平衡将向电离方向移动 但电解质的电离程度减小 稀释溶液时 电离平衡将向电离方向移动 且电解质的电离程度增大 c 加入试剂 增大与弱电解质电离出的相同离子的浓度 如在ch3cooh溶液中加入ch3coona固体 增大了 ch3coo 电离平衡将向离子结合成弱电解质分子的方向移动 弱电解质的电离程度将减小 减小弱电解质电离出的离子的浓度 如在ch3cooh溶液中加naoh固体 因h 与oh 反应生成h2o 使 h 减小 电离平衡将向电离方向移动 弱电解质的电离程度将增大 欲使醋酸溶液中的ch3coo 浓度增大 且不放出气体 可向醋酸中加入少量固体 a naohb nahco3c ch3cookd mg解析 a项由于加入naoh会减少h 的物质的量 使平衡向右移动 c项由于加入ch3cook会增加ch3coo 的物质的量 故a c均可以 b项中加入nahco3会降低h 的物质的量浓度 使平衡右移 但产生了co2 d项中加入mg会降低h 的物质的量浓度 使平衡右移 但产生了h2 故b和d错误 答案 ac 电离平衡常数 1 概念 在一定条件下 弱电解质的电离达到平衡时 溶液中各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数 这个常数叫做电离平衡常数 简称电离常数 用k表示 酸用ka表示 碱用kb表示 2 表示方法 ab a b k 3 电离平衡常数的意义 1 电离常数数值的大小 可以估算弱电解质电离的趋势 ka值越大 电离程度越大 酸性越强 如相同条件下常见弱酸的酸性强弱 h2so3 h3po4 hf ch3cooh h2co3 h2s hclo 2 多元弱酸溶液中的离子浓度比较依据如h3po4三步电离 第一步最强 ka1 7 5 10 3mol l 1 第二步较弱 ka2 6 2 10 8mol l 1 第三步最弱 ka3 4 5 10 13mol l 1 则有 h 在25 时 0 1mol l 1的hno2 hcooh hcn h2co3的溶液 它们的电离平衡常数分别为4 6 10 4 1 8 10 4 4 9 10 10 ka1 4 3 10 7和ka2 5 6 10 11 其中氢离子浓度最小的是 a hno2b hcoohc hcnd h2co3解析 电离平衡常数大小可以判断弱酸 或弱碱 的相对强弱 k 多元弱酸则比较ka1 越小 其电离程度越小 h 越小 题中4 9 10 10最小 则hcn酸性最弱 h 最小 答案 c 已知下面三个数据 7 2 10 4 4 6 10 4 4 9 10 10分别是下列有关的三种酸的电离常数 若已知下列反应可以发生 nacn hno2hcn nano2 nacn hfhcn naf nano2 hfhno2 naf 由此可判断下列叙述中不正确的是 a k hf 7 2 10 4b k hno2 4 9 10 10c 根据两个反应即可得出结论d k hcn k hno2 k hf 解析 相同温度下的弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的条件之一 根据三个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为 hf hno2 hcn 由此可判断 k hf k hno2 k hcn 其对应数据依次为 k hf 7 2 10 4k hno2 4 6 10 4k hcn 4 9 10 10答案 b 探究电离度 1 定义 弱电解质在水中的电离达到平衡状态时 已电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数 包括已电离的和未电离的 的百分率 称为电离度 通常用 表示 2 表达式 100 3 意义 1 电离度实质上是一种平衡转化率 表示弱电解质在水中的电离程度 2 温度和浓度相同时 不同弱电解质的电离度是不同的 越大 表示酸类的酸性越强 3 同一弱电解质的浓度不同 电离度也不同 溶液越稀 电离度越大 25 时 在0 5l0 2mol l 1的ha溶液中 有0 01mol的ha电离成离子 求该温度下的电离常数和电离度 解析 由题意可得如下 电离平衡模式 ha h a 起始物质的量 mol0 5 0 200已电离的物质的量 mol0 010 010 01平衡时的物质的量 mol0 090 010 01该溶液中含h 和a 的物质的量浓度为 h a 0 01mol 0 5l 0 02mol l 1 ha分子的平衡浓度为 ha 0 09mol 0 5l 0 18mol l 1 故ha的电离平衡常数为 探究盐类水解的实质 类型和规律 1 盐类水解的定义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水解 2 盐类水解的实质在溶液中 由于盐电离出的离子与水电离出的h 或oh 结合生成弱电解质 从而破坏了水的电离平衡 使水的电离平衡向电离的方向移动 显示出不同程度的酸性 碱性或中性 盐的水解可看作酸碱中和反应的逆过程 为吸热过程 盐 水酸 碱 正反应吸热 3 盐类水解的类型和规律判断盐类能否水解及水解后溶液的酸碱性要看组成盐的离子所对应的酸或碱的相对强弱 其水解的规律是 有弱才水解 无弱不水解 越弱越水解 都弱都水解 谁强显谁性 同强显中性 举例 具体分析如下表 小结 弱酸弱碱盐也能水解 如ch3coonh4 nh4 2s 水解程度较nh4cl ch3coona大 溶液中存在水解平衡 但不能水解完全 水解后溶液的酸 碱性由水解所生成的酸 碱的相对强弱决定 比较电离常数大小 如ch3coonh4溶液ph 7 酸式盐溶液是显酸性还是显碱性 要看其电离和水解的相对强弱 若电离能力比水解能力强 如nahso3 nah2po4 则水溶液呈酸性 nahso4只电离不水解也显酸性 若水解能力超过电离能力 如nahco3 na2hpo4 nahs 则水溶液显碱性 4 盐类水解离子方程式的书写技巧 1 盐类的水解的离子方程式一般应用 连接 并且水解生成的弱电解质即使是难溶或易挥发不稳定的物质也应写其化学式 且不标 等状态符号 2 多元弱酸根离子水解的离子方程式应分步书写 水解是以第一步水解为主 如水解的离子方程式为 h2o oh 主要 h2o h2co3 oh 次要 若写成 2h2o h2co3 2oh 或 h2o co2 2oh 等 则都是错误的 3 多元弱碱的阳离子水解应也是分步进行的 中学阶段只要求一步写到底即可 值得注意的是 其最终生成的弱碱即使是难溶物也不标 等状态符号 因其水解生成的量极少 不会生成沉淀 但可形成胶体 如al3 水解的离子方程式常写成 al3 3h2o al oh 3 胶体 3h 4 弱酸 弱碱盐中阴 阳离子相互促进水解 如与s2 ch3coo 等虽然相互促进 仍是部分水解 ch3coo h2o ch3cooh nh3 h2o 5 盐类水解的离子方程式同样遵循质量守恒定律和电荷守恒规律 6 要将盐的电离方程式与盐类水解的离子方程式区别开来 如hs h2o s2 h3o 是hs 的电离方程式 而hs h2o h2s oh 是hs 水解的离子方程式 关于fecl3水解的说法错误的是 a 稀fecl3溶液水解达到平衡时无论加fecl3的饱和溶液还是加水稀释 平衡均向正反应方向移动b 浓度为5mol l 1和0 5mol l 1的两种fecl3溶液 其他条件相同时 fe3 水解程度前者比后者低c 有50 和20 的同浓度的fecl3溶液 其他条件相同时 fe3 的水解程度前者比后者低d 为抑制fe3 水解 较好地保存fecl3溶液 应加入少量hcl 解析 解本题时应依据平衡移动的原理 从影响盐类水解的因素入手 抓住盐类水解主要受浓度 温度等因素的影响 a项 加fecl3饱和溶液或稀释fecl3溶液均使fe3 3h2o fe oh 3 3h 的平衡正向移动 故a项正确 b项中fecl3的浓度越大 其水解程度越小 所以b项也正确 c项中水解是中和反应的逆过程 即水解反应是吸热过程 故温度越高 fe3 的水解程度越大 故c项错误 fecl3水解呈酸性 故加入hcl能抑制fecl3的水解 可以较好地保存fecl3溶液 故d项正确 答案 c 影响盐类水解平衡的因素 1 盐类水解平衡当水解速率与中和反应速率相等时 处于水解平衡状态 若改变条件 水解平衡就会发生移动 遵循勒 夏特列原理 2 实验探究 水解平衡的移动对教材中 活动 探究 的解释 p97 ch3coona和nh4cl溶液中的水解平衡在下列情况下的移动情况及水解程度变化如表 3 实验结论 影响盐类水解平衡的因素主要因素是盐本身的性质 组成盐的酸根对应的酸越弱 或阳离子对应的碱越弱 水解程度就越大 另外还受温度 浓度及外加酸碱等因素的影响 1 温度 盐的水解是吸热反应 因此升高温度 水解程度增大 2 浓度 稀释盐溶液 可以促进水解 盐的浓度越小 水解程度越大 3 外加酸碱 外加酸碱能促进或抑制盐的水解 例如水解呈酸性的盐溶液 若加入碱 就会中和溶液中的h 使平衡向水解方向移动而促进水解 若加酸则抑制水解 下面具体分析不同条件对fecl3和ch3coona水解平衡的影响情况 a fe3 3h2o fe oh 3 3h 正反应吸热 b ch3coo h2o ch3cooh oh 正反应为吸热反应 1 欲使na2s aq 中n na n s2 接近2 1 应加入适量 2 配制feso4 aq 时 常加入少量fe粉 目的是 常加入少量h2so4 目的是 解析 1 na2s aq 中存在s2 的水解反应 s2 h2o hs oh hs h2o h2s oh 加入少量naoh 加入了na 同时使上述平衡左移 因此可使n na n s2 2 1 2 feso4 aq 中 fe2 易被空气氧化为fe3 12fe2 3o2 6h2o8fe3 4fe oh 3 这样 加入fe粉 可使fe3 转化为fe2 2fe3 fe3fe2 加入h2so4可防止fe oh 3沉淀的生成 同时feso4又能发生水解反应 fe2 2h2o fe oh 2 2h 加入h2so4可抑制fe2 的水解 答案 1 naoh s 或浓naoh aq 2 使氧化生成的fe3 转化为fe2 反应掉氧化生成的fe oh 3 抑制fe2 的水解点评 关于加入h2so4的作用 多数认识不到防止生成fe oh 3沉淀 究其根本原因是对fe2 的氧化过程认识不清所致 fe2 aq 的氧化反应是测试题中多次涉及的反应 应该掌握这个变化过程 即 12feso4 3o2 6h2o4fe2 so4 3 4fe oh 3 盐类水解的应用 1 判断 比较 溶液的酸 碱性 1 判断如na2co3 cuso4 nacl等溶液的酸 碱性 2 比较如相同条件下相同浓度的nh4cl na2co3 nacl naclo等ph的相对大小 利用了越弱越水解的原理 2 某些水溶液的配制与保存如sncl2溶液 fecl3溶液配制时加盐酸的目的及na2co3溶液不能盛放在带玻璃塞子的试剂瓶中的原因 3 解释有关盐的化学反应如分析mg和nh4cl溶液 mg和fecl3溶液反应时要考虑盐类的水解 4 日常生活 生产中化学现象的解释 1 明矾为什么能净水 2 fecl3溶液制备时加入盐酸的原因 3 草木灰和铵盐不能混用 4 泡沫灭火器的反应原理 5 热纯碱去污效果好的原因 5 判断离子共存 1 先看能否发生复分解反应 生成沉淀 气体 弱电解质或彻底双水解 2 再看能否发生氧化还原反应 强氧化性离子和强还原性离子 介质条件 6 比较溶液中离子浓度的大小 要抓住 一弱三守恒 一弱 是指发生了水解反应的离子占少数 三守恒 是指 元素 电荷 质子守恒 1 不等关系 如nh4cl nh4clnh cl h2o h oh 如果不考虑水解因素 则 cl h oh 实际情况是有少量水解变为nh3 h2o而使的浓度略微减小 并使溶液呈酸性 最终结果是 cl h oh 2 等量关系 如na2co3溶液 7 加热浓缩或灼烧盐溶液时剩余物质的判断 分5种情况加以分析 1 cucl2 cucl2 2h2o cu oh 2 2hcl升高温度 平衡右移 水解产物 cu oh 2和hcl的浓度都增大 浓度大到一定程度 前者沉淀而后者变为气体都离开水溶液体系 使平衡持续右移 最后蒸干得到cu oh 2 灼烧时cu oh 2分解变为cuo 2 fe2 so4 3 fe2 so4 3 6h2o 2fe oh 3 3h2so4升高温度 平衡右移 水解产物浓度增大 浓度大到一定程度 fe oh 3可能会沉淀而h2so4则留在溶液中 当h2so4浓度大到一定程度后 平衡就不再右移 此时h2o蒸发 平衡再左移 最后得到fe2 so4 3固体 灼烧不发生变化 3 na2co3 na2co3 h2o nahco3 naoh升高温度 平衡右移 水解产物的浓度都增大 因两种产物都不能离开水溶液体系 当其浓度增大到一定程度后 水蒸发 平衡左移 最后余下的固体为na2co3 灼烧不发生变化 4 nh4 2s nh4 2s 2h2o 2nh3 h2o h2s升高温度 平衡右移 两种产物的浓度都增大 增大到一定程度 h2s挥发 nh3 h2o分解放出nh3 使平衡持续右移 蒸干到最后不存在任何物质了 5 nahco3 nahco3 h2o h2co3 naoh 升高温度 平衡右移 两种水解产物的浓度都增大 增大到一定程度 h2co3部分分解放出co2 使h2co3浓度降低 平衡继