苏教版选修4 盐类的水解 学案 (1).doc

第三单元盐类的水解1理解盐的水解的定义，水解实质及水解与溶液的酸碱性关系。2学会分析影响盐类水解的因素，能用勒夏特列原理解释水解平衡的移动。3了解盐类水解的应用，能用盐类水解的知识解释生活中的现象。4比较离子浓度大小，正确书写电荷守恒式、物料守恒式及质子守恒式。1盐类水解反应(1)盐类水解的定义在水溶液中盐电离产生的离子与水电离产生的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的反应。(2)盐类水解的原理实质：盐类的水解是盐跟水之间的化学反应，水解(反应)的实质是盐电离产生的弱碱阳离子(或弱酸根阴离子)与水电离产生的oh(或h)结合生成弱碱(或弱酸)，使水的电离平衡被破坏发生平衡右移，使盐溶液呈现一定程度的酸性(或碱性)。特点a盐的水解是中和反应的逆反应：盐水酸碱。b盐的水解是微弱的、可逆的、吸热的。盐溶液呈酸碱性的理论分析a以nh4cl溶液为例分析强酸弱碱盐的水解溶液显酸性，总反应离子方程式可写为：nhh2onh3h2oh。b以ch3coona溶液为例分析强碱弱酸盐的水解溶液中存在水的电离平衡：h2ohohch3coona溶于水后电离：ch3coona=ch3coonach3coo和h相结合生成ch3cooh，形成化学平衡：ch3coohch3cooh综合起来看，在ch3coona溶液中存在下列平衡关系：在上述平衡体系中，由于ch3coo结合了水的电离h生成弱酸ch3cooh，使得水的电离平衡被破坏(向右移动)使得溶液中：c(h)c(oh)，溶液显碱性。总反应离子方程式可写为：ch3cooh2och3coohoh。cnacl溶液nacl溶于水后，溶液中存在以下电离：h2ohoh，nacl=clna由于hcl、naoh都是易溶、易电离的强电解质，在溶液里h与cl、oh与na都不能结合，h2o的电离平衡未受影响，c(h)c(oh)的关系仍然存在，所以溶液呈中性。(3)盐类水解的类型盐的类型水解的离子溶液的酸碱性实例强酸弱碱盐弱碱阳离子弱酸性，ph7alcl3、fe2(so4)3、nh4cl等强碱弱酸盐弱酸根阴离子弱碱性，ph7ch3coona、na2co3等强酸强碱盐不水解中性，ph7nacl、kno3等弱酸弱碱盐弱酸根阴离子弱碱阳离子谁强显谁性ch3coonh4、nh4hco3等酸式盐溶液呈酸性，一定是由于酸式根离子的电离所致。如亚硫酸氢钠呈酸性，是由于亚硫酸氢根离子电离生成了h和so，所以溶液呈酸性。【例1】下列物质的水溶液，属于盐的溶液且呈酸性的是()。anahso4 bna2co3 chcl dalcl3点拨：nahso4、hcl在溶液中发生电离：nahso4=nahso，hcl=hcl，使溶液呈酸性，但c属于酸而不是盐，所以c错误；na2co3为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，故b也不正确；alcl3为弱碱强酸盐，其溶液呈酸性，d正确。答案：ad2盐类水解反应方程式的书写盐类水解方程式的写法：谁弱写谁，都弱都写；阳离子水解生成弱碱，阴离子水解生成弱酸；阴阳离子水解分别生成弱酸和弱碱。书写时注意以下几点：(1)盐类水解是可逆反应，要写“”。(2)大多数的水解反应进行程度很小，水解产物很少，通常不生成沉淀和气体，不用“”“”符号。h2co3、nh3h2o等生成物也不写分解产物。(3)多元弱酸相应的盐水解与多元弱酸的电离一样分步进行，每一步水解用一个水解离子方程式表示，不能连等，不能合并，每一步的水解程度也与分步电离一样，呈现大幅下降的趋势。如na3po4的水解依次为：poh2ohpooh；hpoh2oh2pooh，h2poh2oh3po4oh。(4)多元弱碱的水解也是分步进行的，但水解方程式不分步写，如al2(so4)3的水解，离子方程式为：al33h2oal(oh)33h。(5)对于多元弱酸的酸式盐，其酸式根离子在水溶液中既有电离产生h的可能，又有水解产生oh的可能。应该分别用电离方程式表示出h的产生、水解方程式表示出oh的产生。(6)双水解是指阴、阳离子均水解，且水解程度较大，一般能进行到底的反应，此类水解用“=”表示，生成物中的沉淀、气体要用“”和“”标出。如al3与alo、co、hco、s2、hs之间均能发生双水解，如al3与hs的双水解反应为al33hs 3h2o=al(oh)33h2s。我们可以把盐类水解方程式与弱电解质的电离方程式进行比较记忆。相同点：都用“”不能用“=”；弱酸的电离与弱酸根离子的水解都是分步完成的；多元弱碱的电离与多元弱碱阳离子的水解都是一步完成的。不同点：两者的方向正好相反。【例2】下列各式中属于水解反应离子方程式且正确的是()。anhh2onh3h2ohbs22h2oh2s2ohcch3coohh2och3cooh3odch3coohoh=ch3cooh2o点拨：a是正确的；b为多元弱酸根的水解，要分步书写，正确的写法为s2h2ohsoh，hsh2oh2soh；c为电离方程式，只是写成了水合氢离子形式；d是醋酸与可溶性强碱发生中和反应的离子方程式。答案：a3影响盐类水解的主要因素(1)盐类水解平衡盐类水解反应一般是可逆反应，在一定条件下达到平衡状态，该平衡常叫做水解平衡。在一定的条件下形成的水解平衡中，盐水解的程度(水解百分率)的大小，主要由组成盐的弱酸根离子或弱碱阳离子水解难易程度所决定的，即由盐的本性所决定，盐的水解程度与盐的本性、生成盐的酸或碱的强弱之间的关系为：弱碱越弱，弱碱根离子的水解程度越大；弱酸越弱，弱酸酸根离子的水解程度越大。通常称为“越弱越水解”。(2)影响盐类水解的因素内因：盐本身的性质，组成盐的酸根相对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱)，水解程度就越大。多元弱酸根离子水解程度比其酸式酸根离子水解程度大，相应盐溶液的碱性更强。与反应条件影响其他平衡一样，盐的浓度、溶液的温度、外加酸或碱等条件的改变会引起水解平衡的移动。影响盐类水解的外界因素有：a盐的浓度：稀释有利于盐类水解反应的进行，盐的浓度越小，水解程度越大；如果增大盐浓度，水解平衡正向移动，但水解百分率减小。b温度：盐类水解反应是吸热反应，加热可以促进盐类水解反应的进行，水解平衡正向移动，盐的水解百分率增大。c溶液的酸碱度：阳离子水解可以产生h，因而加酸可抑制弱碱阳离子的水解；阴离子水解可以产生oh，因而加碱可抑制弱酸阴离子的水解。如：在fecl3溶液中加入少量naoh能促进其水解，加入少量盐酸能抑制其水解。d同离子效应：向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子，水解被抑制；若将水解产物消耗掉，则促进盐的水解。e盐溶液间的混合：水解后溶液酸碱性相同的盐溶液相互混合时，水解会相互抑制；水解后溶液酸碱性相反的盐溶液相互混合时，水解会相互促进。如alcl3与nh4cl溶液混合时，各自的水解平衡均逆向移动；而alcl3与nahco3溶液相互混合时，各自的水解平衡均正向移动，相互促进水解而使两者水解进行完全，反应的离子方程式为：al33hco=al(oh)33co2，泡沫灭火器就是根据这个原理工作的。盐的水解从反应形式上看是中和反应的逆反应，所以一般来说进行的程度很小，一般在计算题中不考虑盐的水解，而在判断溶液中存在何种粒子，比较溶液中各种粒子浓度大小时才会考虑盐的水解。【例3】在氯化铁溶液中存在下列平衡：fecl33h2ofe(oh)33hclh0。回答下列问题：(1)加热fecl3溶液，溶液的颜色会不断加深，可得到一种红褐色透明液体，向这种液体中加入mgcl2溶液，产生的现象为_。(2)不断加热fecl3溶液，蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是_。(3)在配制fecl3溶液时，为防止浑浊，应加入_。(4)为了除去mgcl2酸性溶液中的fe3，可在加热搅拌的条件下加入mgco3固体，过滤后再加入足量盐酸。mgco3固体能除去fe3的原因是_。点拨：(1)加热fecl3溶液，得到fe(oh)3胶体，加入电解质mgcl2使胶体聚沉而得到红褐色沉淀。(2)加热可促进盐类水解，由于hcl挥发，可使水解进行彻底，得到fe(oh)3沉淀，fe(oh)3受热分解，最终产物为fe2o3。(3)为防止浑浊，应加入浓盐酸抑制fecl3水解。(4)mgco3与水解产生的h反应：mgco32h=mg2co2h2o，使水解平衡正向移动，生成的fe(oh)3在加热搅拌条件下发生聚沉，在过滤时fe(oh)3和未反应的mgco3一同被除去。答案：(1)生成红褐色沉淀(2)fe2o3(3)少许浓盐酸(4)mgco3促进了fe3的水解，使fe3转化为fe(oh)3沉淀而被除去4盐类水解反应的应用(1)盐类水解在化学实验中的应用配制和贮存易水解的盐溶液：实验室配制fecl3溶液、alcl3溶液，要在溶液中加少量盐酸，抑制fe3、al3的水解。判断盐溶液的酸碱性：na2co3溶液呈碱性；nh4cl溶液呈酸性。判断加热浓缩、蒸干某些盐溶液的产物：加热蒸发fecl3溶液，不能得到纯净fecl3晶体。因在加热浓缩过程中，fecl3水解生成fe(oh)3和hcl，由于hcl易挥发，使水解平衡向右移动，蒸干后得到的物质为fe(oh)3。判断离子能否大量共存：al3与s2、hs、co、hco、alo相遇相互促进使水解能够彻底(双水解)，在溶液中不能大量共存。再如fe3与co、hco、alo相遇相互促进使水解能够彻底(双水解)，不能大量共存。制备胶体：将饱和fecl3溶液滴入沸水中因水解而得到红褐色fe(oh)3胶体。(2)盐类水解在日常生活中的应用去污：在我们生活中会用到很多的去污剂，如纯碱、肥皂具有去污作用，且热的溶液去污能力比冷的溶液去污能力强。这是由于纯碱、肥皂都属于强碱弱酸盐，其水解后溶液均显碱性，升高温度水解的程度增大，溶液的碱性增强。灭火：泡沫灭火器内所盛装药品分别是nahco3溶液和al2(so4)3溶液，在使用时将两者混合，便发生盐的双水解，即由于铝离子的水解会促进碳酸氢根离子的水解，从而使水解完全，而产生co2和al(oh)3。其水解方程式为：al33hco=al(oh)33co2。净水：明矾用于净水，这是由于铝盐水解产生的氢氧化铝具有吸附性的缘故，其水解的离子方程式为：al33h2oal(oh)33h。三价铁离子与铝离子一样也能用于作净水剂，其反应原理与铝离子相同也是发生了水解。(3)盐类水解在农业生产中的应用化肥的合理使用：如铵态氮肥与草木灰(主要成分是k2co3)不能混合使用。因为nh在水溶液中能发生水解生成h，co在水溶液中水解产生oh，当二者同时存在时，则二者水解产生的h和oh能发生中和反应，使水解程度都增大，铵盐水解产生的nh3h2o易挥发而降低了肥效。(4)盐类水解在工业生产中的应用焊接工业上用氯化铵作为金属的除锈剂。这是利用nh4cl水解而使溶液呈酸性，从而与金属表面的锈发生反应而除去。工业上利用水解制备纳米材料等。如用ticl4制备tio2：ticl4(x2)h2o(过量) tio2xh2o4hcl。制备时加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得tio2xh2o经焙烧得tio2。盐类水解应用的学习不能死记硬背，应抓住盐类水解的本质及影响因素，运用化学平衡的观点进行分析解答。例如：加热蒸干fecl3溶液，加热使fecl33h2ofe(oh)33hcl向右移动，hcl易挥发，所以平衡又向右移动，随着fe(oh)3的增多最后变成fe(oh)3沉淀；加热蒸干fe2(so4)3溶液，加热使fe2(so4)36h2o2fe(oh)33h2so4向右移动，但h2so4不挥发，所以随着平衡的右移h2so4的浓度越来越大，h2so4就抑制了fe3的水解，所以fe2(so4)3的水解不能进行到底。【例41】在氯化铁溶液中，加入难溶于水的碳酸钙粉末，观察到碳酸钙逐渐溶解，产生无色气体和红褐色沉淀，则(1)气体为_，红褐色沉淀是_。(2)上述现象产生的理由是_。点拨：由于水解产生的h，使caco3不断溶解，h的消耗又促进fe3继续水解，最终产生大量fe(oh)3沉淀。答案：(1)co2fe(oh)3(2)fecl3在溶液中水解显酸性：fe33h2ofe(oh)33h，加入caco3后逐渐与h反应：caco32h=ca2h2oco2，消耗h，使fe3水解平衡向右移动，而出现红褐色沉淀【例42】普通泡沫灭火器的铁筒里装着一只玻璃筒，玻璃筒内盛装硫酸铝溶液，铁筒里盛装碳酸氢钠溶液。使用时，倒置灭火器，两种溶液相混合就会喷出含二氧化碳的白色泡沫。(1)产生此现象的离子方程式是_。(2)不能把硫酸铝装在铁筒里的主要原因是_。(3)一般不用碳酸钠代替碳酸氢钠是因为_。点拨：(1)当两种溶液相混合时，则al3和hco在溶液中发生双水解反应，生成大量的气体而喷出，其反应的离子方程式为：al33hco=al(oh)33co2(2)由于al2(so4)3在溶液中水解呈酸性：al33h2oal(oh)33h，2hfe=fe2h2，若放在铁筒中，水解产生的酸可与铁反应，会腐蚀铁筒。(3)等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应时，其反应速率nahco3na2co3；等质量的碳酸钠、碳酸氢钠分别与足量的酸反应时，生成co2量nahco3na2co3，故一般不用na2co3。答案：(1)al33hco=al(oh)33co2(2)由于al2(so4)3在溶液中水解呈酸性：al33h2oal(oh)33h，2hfe=fe2h2，若放在铁筒中，水解产生的酸可与铁反应，会腐蚀铁筒(3)等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应时，其反应速率nahco3na2co3；等质量的碳酸钠、碳酸氢钠分别与足量的酸反应时，生成co2量nahco3na2co3，故一般不用na2co35溶液中离子浓度大小的比较(1)溶液中离子浓度大小比较的规律多元弱酸溶液，根据多步电离分析：如在h3po4的溶液中，c(h)c(h2po)c(hpo)c(po)。多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根的分步水解分析：如na2co3溶液中c(na)c(co)c(oh)c(hco)。不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对其影响的因素。如在相同的物质的量浓度的下列溶液中：anh4clbch3coonh4cnh4hso4，c(nh)由大到小的顺序是cab。混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。如在0.1 mo1l1 的nh4cl和0.1 moll1的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c(nh)c(cl)c(oh)c(h)。在该溶液中，nh3h2o的电离与nh的水解互相抑制，nh3h2o电离大于nh的水解，溶液呈碱性c(oh)c(h)，同时使c(nh)c(cl)。(2)电荷守恒、物料守恒和质子守恒规律电荷守恒规律电解质溶液中，不论存在多少种离子，但溶液总是呈电中性。即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数，也就是所谓的电荷守恒规律，如nahco3溶液中存在着na、h、hco、co、oh，但存在如下关系：c(na)c(h)c(hco)c(oh)2c(co)。物料守恒规律电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的，如k2s溶液中s2、hs都能水解，故s元素以s2、hs、h2s三种形式存在，它们之间有如下守恒关系：c(k)2c(s2)2c(hs)2c(h2s)。质子守恒指溶液中酸碱反应的结果，得质子后的产物得到质子的物质的量应该与失质子后的产物失去质子的物质的量相等。例如上述na2co3溶液中的质子守恒方程为c(h)c(hco)2c(h2co3)c(oh)。【例51】有4种混合溶液，分别由等体积0.1moll1的两种溶液混合而成：ch3coona与hcl；ch3coona与naoh；ch3coona与nacl；ch3coona与nahco3。下列各项排序正确的是()。aph：bc(ch3coo)：c溶液中c(h)：dc(ch3cooh)：点拨：本题主要考查盐类水解知识的应用。ch3coona与hcl反应后生成ch3cooh和nacl，其溶液呈酸性。ch3coona与naoh的混合溶液，oh抑制ch3coo水解，溶液呈强碱性。ch3coona与nacl的混合溶液，ch3coona水解溶液呈碱性。ch3coona与nahco3的混合溶液，nahco3水解呈碱性，hco水解能力大于ch3coo的水解能力，hco水解对ch3coo水解有一定的抑制作用。选项a，中的ph大于中的ph，错误。选项b，中由于oh对ch3coo水解抑制作用强，其c(ch3coo)最大，中hco水解对ch3coo水解有一定抑制作用，c(ch3coo)较大，中生成了ch3cooh，c(ch3coo)最小，故正确。选项c，中c(h)最小，错误。选项d，中c(ch3cooh)大于中c(ch3cooh)，错误。答案：b【例52】下列排列顺序正确的是()。a常温下将0.1 moll1 nh4cl溶液与0.05 moll1 naoh溶液等体积混合，则c(cl)c(na)c(nh)c(oh)c(h)b常温下物质的量浓度相等的nh4hso4、ch3coonh4、nh4cl三种溶液中c(nh)：c0.1 moll1的naha溶液，其ph11，则溶液中：c(ha)c(oh)c(a2)c(h2a) d物质的量浓度相等的ch3cooh和ch3coona溶液等体积混合：c(ch3coo)2c(oh)2c(h)c(ch3cooh)点拨：a项形成的是等浓度的nh4cl、nh3h2o、nacl溶液，溶液显碱性即nh3h2onhoh的程度大于nhh2onh3h2oh的程度，所以c(nh)c(na)，错误；b项中nh4hso4电离出的h抑制nhh2onh3h2oh，ch3coo水解生成的oh促进nh的水解，正确；c项的溶液显碱性，说明hah2oh2aoh的程度大于haha2的程度，应为c(h2a) c(a2)，错误；根据电荷守恒：c(ch3coo)c(oh)c(h)c(na)，根据物料守恒：2c(na)c(ch3coo)c(ch3cooh)，由以上两个守恒可知：c(ch3coo)2c(oh)2c(h)c(ch3cooh)，d错误。答案：b6电解质溶液中离子能否大量共存问题的总结(1)不能在酸性溶液中大量共存的离子一般为弱酸的酸根离子和氢氧根离子。如：oh、alo、co、hco、sio、so、hso、s2o、s2、hs、clo、f、ch3coo 、cn、po、hpo等。(2)不能在碱性溶液中大量共存的离子一般为能与oh生成不溶性碱、弱碱，或酸式盐的酸根离子等，如：fe2、fe3、cu2、ag、zn2、mg2、a13、h、nh、hco、h2po、hpo、hso、hs、ca2。(3)相互间反应生成沉淀或微溶物的离子不能大量共存如：so与ba2、pb2、ag、ca2等不大量共存。co与ca2、mg2、ba2等不大量共存。s2与cu2、pb2、hg2、ag等不大量共存。(4)因氧化性强而不能与强还原性离子大量共存如：酸性条件下no与i、fe2、s2、so等不大量共存。酸性条件下so与s2等不大量共存(碱性条件可共存)。fe3与i、s2不大量共存。(5)能相互结合形成络合物的离子不能大量共存(6)双水解的离子不能大量共存al33hco=a1(oh)33co2。al33alo6h2o=4al(oh)3。(7)溶液若无色，则不可能大量存在有色(溶液中)离子如fe3(黄色)、cu2(因浓度不等，出现蓝色或绿色)、mno(紫红色)、fe2(浅绿色)等。(8)不能在中性溶液中大量存在的离子a13、fe3、cu2等弱碱的阳离子