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第三章水溶液中的离子平衡

第三节盐类的水解常温时,当溶液中[H+]=[OH-],pH=7溶液中性[H+]>[OH-],pH<7溶液酸性[H+]<[OH-],pH>7溶液碱性复习:c(H+)=c(OH-)?某些盐H2O测试对象

溶液酸碱性

CH3COONa

Na2CO3KFNH4Cl

(NH4)2SO4Al2(SO4)3NaCl

KNO3Ba(NO3)2实验结果统计分析及推理:碱性酸性中性生成该盐的酸碱CH3COOH NaOHH2CO3NaOHHF KOHHClNH3·

H2OH2SO4NH3·H2OH2SO4Al(OH)3HClNaOHHNO3KOHHNO3Ba(OH)2盐的类型强碱弱酸盐强酸弱碱盐强碱强酸盐思考:1、NaAc溶液(强碱弱酸盐)为何显碱性?CH3COONa=CH3COO-+Na+

H2OH++OH-纯水中:[H+

]=[OH-]加CH3COONa:CH3COOH[H+

]﹤[OH-]CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH离子方程式

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-碱性

请同学们按照前面同样的方法分析NH4Cl溶液为什么显酸性?H2OOH-+H+NH4Cl=NH4++Cl-NH3·H2O离子方程式

NH4++H2ONH3·H2O+H+

2、在NH4Cl溶液(强酸弱碱盐)中:

NH4Cl+H2ONH3·H2O+

HCl3、为什么NaCl溶液(强碱强酸盐)显中性?不发生水解(1)NaCl溶液中存在着哪几种离子?【讨论】NaCl=Na++Cl-H2OOH-+H+(2)这些离子对水的电离平衡有何影响?(3)为什么NaCl溶液显中性?盐类水解的定义:

在盐溶液中,盐电离出的离子(弱酸阴离子或弱碱阳离子)跟水所电离出的H+或OH-结合生成弱电解质分子的反应就叫做盐类的水解。

H2OH++

OH-CH3COONa=Na++CH3COO-NH4Cl=Cl-+NH4+

结合CH3COONa和NH4Cl的水解机理,分析归纳…一、盐类的水解1定义:溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。2条件:①盐必须溶于水②盐必须有“弱”离子(弱碱阳离子或弱酸根离子)3实质:破坏了水的电离平衡,促进水的电离,并建立了水解平衡。注:往水中加入酸或碱抑制水的电离①属可逆反应,是中和反应的逆反应。②水解程度一般比较微弱。③盐类水解是吸热的。④当V水解=V中和时,水解达到了平衡。①内因:越难电离的物质形成的盐越容易水解即越弱越水解②外因:温度越高,越有利于水解溶液越稀,越有利于水解

4特征:5影响盐类水解平衡的因素3、盐类水解反应与中和反应的关系如何?CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2OCH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH盐+水酸+碱酸+碱盐+水酸+碱盐+水中和水解水解中和水解中和水解的规律:1.无弱不水解,有弱才水解;2.谁弱谁水解,谁强显谁性;3.越弱越水解,酸碱性越强.例:现有S2--、SO32--、NH4+、Al3+、HPO42--、Na+、SO42--、AlO2--、Fe3+、HCO3--、Cl—等离子,请按要求填空:(1)在水溶液中该离子水解呈碱性的是

;(2)在水溶液中该离子水解呈酸性的是

;(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液中大量存在的离子有

;(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液中大量存在的离子有

;S2--、SO32--、HPO42--、AlO2--、HCO3--NH4+、Al3+、Fe3+Na+、SO42--、Cl—HPO42--、HCO3--6盐类水解的规律:

谁弱谁水解,都弱都水解;

越弱越水解,无弱不水解;

谁强显谁性,同强呈中性。二、影响盐类水解平衡的因素1、内因:水解的离子结合H+或OH-的能力(酸碱越弱越水解)例:比较下列各组物质的溶液在同条件下pH值的大小:(1)Na2CO3和NaHCO3(2)Na2S和NaHS(3)NaH2PO4,Na2HPO4和Na3PO4

练习:浓度为0.1mol/L的下列几种溶液:NaHSO4,Na2CO3,NaHCO3,CH3COONa,NH4Cl,pH由小到大顺序为__________________。2、外因——化学平衡移动原理(1)温度盐+水酸+碱中和水解——温度越高越水解.(水解是吸热反应)(2)浓度——浓度越稀越水解.稀释使水解平衡正向移动,但由于加水溶液体积增大,溶液的酸性或者碱性减弱。(3)加入物质一般酸可抑制阳离子水解,促进阴离子水解;碱可抑制阴离子水解,促进阳离子水解。条件移动方向H+数pHFe3+消耗率现象升温加水稀释通HCl加Fe粉加NaHCO3填表:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+颜色变深颜色变浅颜色变浅颜色变浅红褐↓,无色↑练习:在0.5mol/LAlCl3溶液中存在如下平衡:

请根据条件变化,填答下列表格。Al3++3H2OAl(OH)3+3H+

条件变化移动方向N(H+)C(H+)PH加热加水加HCl(浓)加NaOH(s)加NaF(s)加NH4Cl(s)正移增大增大减小正移增大减小增大逆移增大增大减小正移减小减小增大正移减小减小增大逆移增大增大减小问题7.影响盐类水解有哪些因素?填表:CH3COONa溶液中存在以下水解平衡:CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH,改变下列条件,填写变化情况:改变条件平衡移动C(CH3COO-)C(OH-)加入固体CH3COONa通入HCl升温加水加NaOH加HAc加NH4Cl向右增大增大向右减小减小向右减小增大向右减小向左向左增大增大增大减小向右减小减小减小四、水解方程式书写单离子水解:1水写分子式(不能写成H+或OH---)2中间用可逆≒3后无沉淀或气体(不能用↓↑)4多元弱酸根要分步,以第一步为主5多元弱碱阳离子水解比较复杂一般一步写3例6、对于发生双水解的盐类,因水解彻底,故用“=”,同时有沉淀和气体产生。5、下列物质中的阴离子使水的电离平衡正向移动的是:A、NaClB、NH4ClC、AlCl3D、CH3COOK6、下列方程式中正确的盐类水解的离子方程式的是:A、HS-+H2OH3O++S2-B、NH4++H2O

NH3·H2O+H+C、CO32-+H2OH2CO3+2OH-D、Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+-----不能标分步1.用可逆符号:2.多元弱酸根离子水解.3.对于沉淀气体符号三、书写离子方程式的注意事项8:向盛有碳酸钠溶液的试管中滴入2滴酚酞试液振荡,现象是

,原因用离子方程式表示是

。然后对溶液加热,现象是:。最后向溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,现象为

,原因用离子方程式表示是

。溶液变红CO32-+H2OHCO3-+OH-产生白色沉淀,且红色褪去Ba2++CO32-=BaCO3↓溶液红色变深判断下列盐溶液的酸碱性,若能水解的写出水解反应的离子方程式。NaHCO3NH4NO3Na2SFeCl3Na2SO4、Na2CO3HCO3-+H2OH2CO3+OH-NH4++H2ONH3.H2O

+H+S2-+H2OHS-+OH-Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+CO32-+H2OHCO3-

+OH-

HCO3-+H2OH2CO3+OH-课堂练习:1.下列溶液PH小于7的是A、溴化钾B、硫酸铜C、硫化钠D、硝酸钡2.下列溶液能使酚酞指示剂显红色的是A、碳酸钾B、硫酸氢钠C、碳酸氢钠D、氯化铁3.下列离子在水溶液中不会发生水解的是A、NH4+B、SO42_

C、Al3+D、F_4.

氯化铵溶液中离子浓度从大到小排列正确的是:ANH4+

、H+

、OH-、Cl_BCl_

、NH4+

、H+

、OH_

CH+、Cl_、NH4+

、OH_DCl、NH4+

、OH-

、H+【质疑】同样为强碱弱酸盐溶液,CH3COONa、Na2CO3却表现出不同的碱性,这是为什么?(NaHCO39)

酸性CH3COOH>H2CO3>HCO3-CH3COONa8Na2CO3115相同物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的PH分别为7、8、9,则相同物质的量的HX、HY、HZ的酸性强弱顺序为_______________________HX>HY>HZ下列盐的水溶液中,离子浓度比正确的是:D、NaFc(Na+):c(F-)<1:1B、K2SO4c(K+):c(SO42-)=2:1C、(NH4)2SO4c(NH4+):c(SO42-)<2:1A、NaClOc(Na+):c(ClO-)=1:1习题3:BC思考并解答:1.PH=3的醋酸溶液和PH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的PH__7

2.0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的PH__7

<>3.PH=3的盐酸和PH=11的氨水等体积混合后溶液的PH__74.0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氨水等体积混合后溶液的PH__7<>三、双水解常见的、典型的双水解反应:Al3+HCO3-CO32-S2-AlO2-HS-SO32-HSO3-Fe3+HCO3-CO32-AlO2-AlO2-SiO32-NH4+双水解能进行到底的条件:2、生成的碱或酸的溶解度比其盐(或生成盐)的要小得多1、弱酸弱碱盐(强酸弱碱盐+弱酸强碱盐溶液)AlO2-Cu2+NH4+Fe3+Al3+Mg2+4.下列各组离子在溶液中能否大量共存?说明原因.1.H+CH3COO-

K+Cl-

2.S2-

Al3+Cl-Na+3.CO32-

NO3-

H+K+

4.Cl-

Ca2+NO3-CO32-

5.Fe2+H+Cl-

NO3-弱电解质双水解气体沉淀氧化还原二、盐类水解的应用

1、判断盐溶液的酸碱性和比较盐溶液酸碱性的强弱时,通常需考虑盐的水解。练:相同条件,相同物质的量浓度的下列八种溶液:Na2CO3、NaClO、CH3COONa、Na2SO4、NaHCO3、NaOH、(NH4)2SO4、NaHSO4等溶液,PH值由大到小的顺序为:答:NaOH>NaClO>Na2CO3>NaHCO3>CH3COONa>Na2SO4>(NH4)2SO4>NaHSO4

盐类水解的应用2、比较盐溶液中各离子浓度的相对大小时,需考虑盐的水解。练:25℃时,在浓度均为1mo/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中,若测得其中c(NH4+)分别为a、b、c(单位为mo/L),则下列判断正确的是()

A.a=b=cB.c>a>bC.b>a>cD.a>c>b盐类水解的应用3、判断溶液中离子能否大量共存时,需考虑盐的水解。(当两种离子水解相互促进且水解程度较大时,往往不能大量共存)如:Al3+、NH4+与HCO3-、CO32-、SiO32-等,不能在溶液中大量共存。4、配制易水解的盐溶液时,需考虑抑制盐的水解,否则得不到澄清溶液。怎样配制FeCl3溶液?答:取一定量的FeCl3晶体于烧杯中,加适量较浓的盐酸溶解,然后再加蒸馏水稀释到所需的浓度。倒入试剂瓶,贴上标签即可。练盐类水解的应用5、选择制备盐的途径时,需考虑盐的水解。如制备Al2S3时,因无法在溶液中制取,会完全水解,只能由干法直接反应制取。加热蒸干AlCl3、MgCl2、FeCl3等溶液时,得不到AlCl3、MgCl2、FeCl3晶体,必须在蒸发过程中不断通入HCl气体,以抑制FeCl3的水解,才能得到其固体。思考:Na2CO3

、Al2(SO4)3

溶液蒸干时得到的主要产物分别是什么?原物质盐类水解的应用6、化肥的合理使用,有时需考虑盐的水解。如:铵态氮肥和草木灰不能混合施用;磷酸二氢钙和草木灰不能混合施用。因草木灰(有效成分K2CO3)水解呈碱性。7、某些试剂的实验室存放,需要考虑盐的水解。如:Na2CO3、Na2SiO3等水解呈碱性,不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中;NH4F不能存放在玻璃瓶中,应NH4F水解应会产生HF,腐蚀玻璃。盐类水解的应用8、溶液中,某些离子的除杂,需考虑盐的水解。练:为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸。这种试剂是()

A.氧化镁B.氢氧化钠

C.碳酸钠D.碳酸镁9.热纯碱水去油污能力强:在碱性条件下去油污能力强CO32-+H2OHCO3-+OH-

__

QHCO3-+H2OH2CO3+OH-__Q[生活常识]为什么用肥皂洗衣服时用温水比冷水洗得干净一些?肥皂主要成分:硬脂酸钠(C17H35COONa)硬脂酸(C17H35COOH)是一种一元弱酸C17H35COO-+H2OC17H35COOH+OH-

-Q(1)配制和保存易水解的盐溶液问题1:为什么用热水配制CuCl2溶液,溶液会出现浑浊?怎样配制澄清溶液?热水:升温能够促进水解CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl-Q或Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+

-Q配制CuCl2溶液,为防止出现浑浊,应加少量的_______

稀盐酸1、化学实验中的盐类水解问题问题2:用热水配制硫酸铁溶液时,同样会产生混浊?怎样才能用热水配制出澄清的硫酸铁溶液?[小结]:配制易水解的金属盐溶液应加少量的______________配制Fe2(SO4)3溶液,要先加少量的稀H2SO4。同种酸

(2)试剂瓶的选用:

问题3、说明盛放Na2S、Na2CO3的试剂瓶不能用玻璃塞的原因,NaF溶液能否用玻璃瓶?(3)加热蒸发可水解的盐溶液问题4:把FeCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的固体产物是什么,为什么?△2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl⑴加热促进水解⑵HCl挥发尽管Al3+水解生成Al(OH)3和H2SO4,但由于H2SO4是高沸点酸,不易挥发,加热最终只是把水蒸去,因此仍得Al2(SO4)3固体。3H2SO4+2Al(OH)3=Al2(SO4)3+6H2O问题5:Al2(SO4)3溶液加热蒸发后得到固体是什么?Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4(4)除杂:问题6、除去KNO3溶液中少量的Fe3+离子可用加热的方法吗,说明理由?不能,由于KNO3受热易分解草木灰的成分:K2CO3,水解呈碱性CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,铵态氮肥——铵盐,水解呈酸性。NH4++H2ONH3·H2O+H+,

混施后,OH-与H+中和成水,使两种盐的水解平衡强烈地向右移动,以至生成大量的NH3·H2O,进一步分解成NH3逸出了,从而降低了肥效。双水解

问题7:化肥的使用——草木灰不能和铵态氮肥混合使用,为什么?2.农业生产中的盐类水解问题

在碱性条件下去油污能力强CO32-+H2OHCO3-+OH-

__

QHCO3-+H2OH2CO3+OH-__Q问题9:为什么用热的纯碱溶液洗涤油污效果好?

3.日常生活中盐类水解问题问题8:明矾(KAl(SO4)2·12H2O)能够用来净水的原理。

问题10:金属镁与水反应比较困难,若加一些NH4Cl马上产生大量气体?为什么?

总方程式:Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+2H2“焊药”—金属焊接时常用于除去金属表面的氧化膜,常用ZnCl2、NH4Cl。4.工业生产中的盐类水解问题NH4++H2ONH3•H2O+H+△NH3•H2O

=NH3↑

+H2OMg+2H+=Mg2++H2↑灭火器原理塑料筒里面放入的什么是药品?外筒放入的是什么药品?泡沫灭火器里的药品是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液。药品:Al2(SO4)3溶液、NaHCO3溶液泡沫灭火器的原理应用双水解Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,总式:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;5.消防灭火中的盐类水解知识当矾与碱放入水中时,它们之间会发生化学变化,产生大量CO2和絮状物。与面合在一起时,絮状物Al(OH)3与面产生膜状物,将CO2气体包住。油条放入热油锅中,CO2受热膨胀,使油条胀大。这就是炸油条要放矾、碱的原因。但其间的配比一定要掌握好,明矾多了,水解产生的Al(OH)3就多,使油条遇热产生硬、脆、多泡现象,而且耗油量大。若碱放多了,则会使油条颜色发黄,增加其苦涩味。矾与碱之比以2.5:3.5较为合适。炸油条或油饼时必须要放明矾与纯碱提高练习

由一价离子组成的四种盐溶液AC、BD、AD、BC,浓度均为0.1mol/L,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液pH<7。根据水解规律分析这四种盐中阴阳离子所对应的酸、碱的相对强弱是怎样的?

讨论分析:

由于AC溶液pH=7,AD溶液pH>7,说明D-为弱酸根离子,且D-的水解程度大于C-,因此,它们相应酸的酸性:HC>HD。又因AC溶液pH=7,BC溶液pH<7,说明B+为弱碱阳离子,且水解程度大于A+,因此,它们相应碱的碱性:AOH>BOH。

pH=7的盐溶液一定是强酸强碱盐吗?答:盐溶液pH=7不一定是不水解的强酸强碱盐,例如CH3COONH4在水溶液中NH4+、CH3COO-都要发生水解,水解所产生的CH3COOH和NH3·H2O在相同条件下电离程度几乎相等,因此溶液也呈中性。酸式盐的水溶液一定显酸性吗?答:对于酸式盐溶液酸碱性的判断,取决于酸式酸根电离与水解程度的相对大小。例如NaHSO4、HSO4-只电离不水解,溶液呈酸性。NaHCO3、NaHS、Na2HPO4中的酸式酸根离子水解程度大于其电离程度,溶液呈碱性。而NaH2PO4中H2PO4-的电离程度大于水解程度,因此溶液显酸性

判断能水解的盐溶液中离子浓度大小时要明确哪些平衡关系?答:盐中弱酸离子电离平衡、水的电离平衡、盐中弱酸离子或弱碱离子的水解平衡。

两溶液相互混合后,判断离子浓度大小时要注意什么问题?

答:两溶液混合后离子浓度大小的比较,要首先分析相互间反应时是弱酸(或弱碱)剩余,虽然生成的盐的水解也要考虑,但剩余弱酸(或弱碱)的电离占主导地位。1)若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性如HSO3-H2PO4-(2)若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性如HCO3-

、HS-、

HPO4-

在比较溶液中离子浓度时还常常用到电解质溶液中的三个重要

守恒关系:

电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。

物料守恒:某一分子或离子的原始浓度应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之总和,即元素的原子守恒。在Na2S溶液中下列关系不正确的是A.[Na+]=2[HS-]+2[S2-]+2[H2S]B.[Na+]+[H+]=[OH-]+[HS-]+2[S2-]C.[Na+]>[S2-]>[OH-]>[HS-]D.[OH-]=[HS-]+[H+]+[H2S]解答这类题目的思路是:首先确定溶液中各平衡关系及其微粒,然后再分析微粒间的各种守恒关系。

质子守恒:盐溶液中c(H+)和c(OH-)等比率电离,追踪氢离子的去向直接确定溶液中OH-与含氢的微粒之间的关系.五、四种守恒(以0.1mol/LNa2S溶液为例1.电荷守恒例:C(Na+)+C(H+)=2C(S2-)+C(OH-)2.特定元素(微粒)守恒例:C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)=0.1mol/L3.特定元素(微粒)守恒例:C(Na+)=2[C(S2-)+C(HS-)+C(H2S)]=0.2mol/L4.特定微粒来源守恒(主要是H+、OH-)例:C(OH-)=C(H+)+C(HS-)+2C(H2S)六、酸式盐溶液的酸碱性2.弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHSO3、KHS、NaH2PO4等)既能水解,又能电离(1)水解>电离,溶液呈碱性(如NaHCO3、KHS等)(1)水解<电离,溶液呈酸性(如NaHSO3、KH2PO4等)注意:在弱酸的酸式盐溶液中,同时存在水解平衡和酸式根的电离平衡。1)若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性如HSO3—H2PO4—2)若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性如HCO3—HS—HPO4—溶液中微粒浓度大小的比较

下列溶液中,离子浓度大小的排列顺序正确的是

A.0.1mol/L氯化铵溶液中c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.0.1mol/L碳酸氢钠溶液中

c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-)>c(H+)C.pH=2盐酸与pH=12氨水等体积混合

c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)D.0.2mol/LCH3COOK和0.1mol/LHCl等体积混合溶液呈酸性

c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)9、0.1mol/l下列溶液PH值由大到小的顺序是_________________①H2SO4②NH3.H2O③NaOH④NH4Cl⑤NaCl⑥CH3COONa⑦HCl⑧CH3COOH⑨Ba(OH)2

10、将10mL0.1mol/L氨水和10mL0.1mol/L盐酸混合后,溶液里各种离子物质的量浓度的关系是

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