高中化学鲁科版选择性必修1课件第3章第2节第3课时盐类水解的应用

第3课时盐类水解的应用第3章2021内容索引0102课前篇素养初探课堂篇素养提升素养目标1.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2.能发现和提出有关盐类水解的问题,并设计探究方案,进行实验探究,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。课前篇素养初探知识铺垫1.写出下列溶液中存在的化学平衡:2.根据生活常识我们知道,热的纯碱溶液去污能力更强,这说明加热后Na2CO3溶液的碱性增强。3.Na2CO3发生水解后,溶液中粒子数目比水解前增多(填“增多”“减小”或“不变”)。4.水解呈酸性的盐溶液与水解呈碱性的盐溶液混合后,两种盐的水解程度都会增大(填“增大”“减小”或“不变”)。必备知识一、弱电解质溶液中离子浓度大小比较1.在0.1mol·L-1醋酸溶液中(1)存在的电离平衡有CH3COOHCH3COO-+H+、H2OH++OH-。(2)含有的粒子有CH3COOH、H2O、CH3COO-、H+、OH-。(3)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)。二、盐类水解的应用1.盐类做净水剂硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,反应的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al(OH)3胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。2.热碱水清洗油污

3.泡沫灭火器(1)试剂:Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。4.盐溶液的配制配制、保存易水解的盐溶液时,加入相应的酸(或碱)可抑制水解。如配制FeCl3溶液时,加入适量盐酸可抑制Fe3+的水解,得到澄清的溶液。正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可以作净水剂也可以作消毒剂。(

)(2)实验室保存Na2S溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。(

)(3)将Cu(NO3)2固体溶于稀硝酸配制Cu(NO3)2溶液。(

)(4)在FeCl3溶液中加入镁粉既有气体产生又有红褐色沉淀产生。(

)(5)把镁粉投入到NH4Cl溶液中,有两种气体产生。(

)(6)水解平衡右移,弱离子的水解程度一定增大。(

)(7)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用。(

)(8)热的纯碱溶液去油污效果好。(

)答案(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√

(6)×

(7)√

(8)√课堂篇素养提升探究一盐溶液中离子浓度大小比较问题探究CH3COONa溶液中存在着下列电离和反应过程:1.CH3COONa溶液中的Na+、OH-、CH3COO-、H+四种离子浓度大小有什么关系?提示c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。2.某溶液中只含有N、Cl-、OH-、H+四种离子,该溶液的溶质可能有几种情况?提示一种溶质时,只有NH4Cl;两种溶质时有:①NH4Cl与HCl,②NH4Cl与NH3·H2O。深化拓展1.溶液中离子浓度的大小比较(三个“守恒”关系式)类别意义实例电荷守恒电解质溶液中阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数物料守恒电解质溶液中,某种原子的总浓度等于它的各种存在形态的浓度之和Na2S溶液中n(Na)=2n(S),即c平(Na+)=2c平(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S)质子守恒任何水溶液中由水电离产生的H+和OH-的物质的量均相等Na2CO3溶液中c平(OH-)=c平(H+)+c平(HC

)+2c平(H2CO3)2.四种主要类型的溶液中离子浓度大小的比较(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4的溶液中:(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸酸根离子的分步水解分析,如Na2CO3溶(3)不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同浓度的下列溶液中:①NH4Cl

②CH3COONH4

③NH4HSO4

④(NH4)2SO4⑤(NH4)2CO3,c平(N)由大到小的顺序是:④>⑤>③>①>②。(4)混合溶液中各离子浓度比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。①分子的电离程度大于对应离子的水解程度:在0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1氨水的混合溶液中:由于NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为:c平(N)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+)。②分子的电离程度小于对应离子的水解程度:在0.1mol·L-1的HCN和0.1mol·L-1的NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为:c平(Na+)>c平(CN-)>c平(OH-)>c平(H+),且c平(HCN)>c平(Na+)=0.1mol·L-1。素能应用答案D易错警示

溶液中离子浓度大小比较应特别注意的问题①多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液),要分清变化的主次关系。盐完全电离,多元弱酸酸根离子的第一步水解大于第二步水解。②多元弱酸的酸式盐溶液,要注意考虑酸式酸根离子的水解程度和电离程度的相对大小。若酸式酸根离子的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;若水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。③当两种溶液混合或两种物质发生反应时,要根据反应原理准确地判断溶质的成分,然后判断离子种类,再根据规律比较离子浓度大小。④不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对该离子的影响。变式训练1-1已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是(

)A.c平(OH-)>c平(HA)>c平(HB)>c平(H+)B.c平(OH-)>c平(A-)>c平(B-)>c平(H+)C.c平(OH-)>c平(B-)>c平(A-)>c平(H+)D.c平(OH-)>c平(HB)>c平(HA)>c平(H+)答案A解析根据“越弱越水解”的原则,浓度相同时,A-的水解程度比B-的水解程度大,所以溶液中的c平(HA)>c平(HB),c平(A-)<c平(B-);再根据“谁强显谁性”可知溶液中的c平(OH-)>c平(H+);由于溶液中离子的水解是微弱的,所以c平(OH-)应小于c平(A-)和c平(B-)。变式训练1-2(双选)(2020山东德州高二期末)已知常温下浓度为0.1mol·L-1的下列溶液的pH如下表所示:溶质NaFNaClONaHCO3Na2CO3pH7.59.78.211.6下列有关说法不正确的是(

)A.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液按体积比1∶1混合,则有:c平(Na+)>c平(F-)>c平(OH-)>c平(H+)B.向NaClO溶液中通少量的CO2气体应发生反应:2ClO-+CO2+H2O==C+2HClOC.等浓度的NaF和NaClO的混合溶液中有:c平(Na+)>c平(F-)>c平(ClO-)>c平(OH-)>c平(H+)D.电离平衡常数大小关系:Ka(HF)>Ka(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka(HC)答案AB探究二盐类水解的综合应用问题探究1.甲、乙两支试管内各加入3g图中相应的粉末,气泡产生的速率相等吗?提示不相等,NaHCO3产生气泡的速率快,且生成的气体多,气球大。2.普通泡沫灭火器为什么不用溶解度大的Na2CO3代替NaHCO3?写出甲、乙两支试管中反应的离子方程式。深化拓展1.物质水溶液的配制凡配制含有“弱离子”的盐溶液时,通常需采取防水解的措施。(1)配制强酸弱碱盐溶液:滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解。如配制FeCl3的水溶液,FeCl3溶于水时发生水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,为防止有Fe(OH)3生成,通常先将FeCl3溶于稀盐酸中,抑制Fe3+的水解,使溶液保持澄清,再加水稀释至所需浓度。(2)配制强碱弱酸盐溶液:应加入少量强碱,抑制弱酸酸根离子水解。如配制硫化钠的水溶液时,应先滴入几滴氢氧化钠溶液,再加水稀释至所需浓度。2.试剂的保存在实验室存放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡皮塞或软木塞。因这些盐水解生成的NaOH会腐蚀玻璃生成有黏性的Na2SiO3,从而使瓶口和塞子黏结在一起而不易打开。3.判断离子能否大量共存4.利用盐的水解去除杂质如果两种盐的水解程度不一样,可利用水解反应将一种盐转化为氢氧化物沉淀而除去。例如:MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质,因Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3等,使Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+。5.制备无水盐有些盐(如Al2S3)遇水即水解,无法在溶液中制取,只能由单质直接反应制取(干法制取);还有些盐溶液(如FeCl3溶液、AlCl3溶液)必须在蒸发过程中不断通入HCl气体,以抑制阳离子的水解,才能得到相应的固体。6.解释生活、生产中的一些化学现象(1)去污:常把某些盐当作碱使用,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的去污能力强。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,去污能力增强。(2)灭火:泡沫灭火器内所盛装药品是相互隔离的NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,在使用时将两者混合,能够水解彻底:在炸油条的过程中加入纯碱、明矾,利用水解产生的CO2气体,使油条变得松脆可口。(3)化肥的合理使用:如草木灰(含K2CO3)不能与铵态氮肥相混用。因为

随NH3挥发,氮肥肥效降低;过磷酸钙不宜与草木灰混合施用,同样是因草木灰中的K2CO3水解显碱性,使可溶的磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]转化为难溶的Ca3(PO4)2,不易被植物吸收。7.判断加热浓缩、蒸干某些盐溶液的产物(1)易挥发的酸形成的盐:如加热AlCl3溶液至蒸干,再灼烧,最终得到的是Al2O3而不是AlCl3。这因为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时AlCl3的水解平衡正向移动,生成的HCl挥发出去,使反应趋于完成,生成Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3分解而生成Al2O3。(2)难挥发的酸形成的盐:如加热蒸干Fe2(SO4)3溶液,加热使Fe2(SO4)3+6H2O

2Fe(OH)3+3H2SO4向右移动,但H2SO4不挥发,所以随着平衡的右移,水减少,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,最终得到的还是Fe2(SO4)3。(3)受热时易分解的盐:Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4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+MnO2。(4)弱酸的铵盐蒸干后无固体:如NH4HCO3、(NH4)2CO3。(5)还原性盐在蒸干时会被氧气氧化,如S具有较强的还原性,大部分亚硫酸盐溶液蒸干得到硫酸盐,如蒸干Na2SO3溶液可得Na2SO4固体。素能应用⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会生成氢气⑧草木灰与铵态氮肥不能混合施用⑨加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体A.①④⑦ B.②⑤⑧ C.③⑥⑨ D.全部答案D解析①明矾和FeCl3可作为净水剂,是因为铝离子、铁离子水解生成的胶体能吸附杂质;②加入盐酸可抑制铁离子的水解;③盐酸抑制氯化铝的水解;④铵根离子和锌离子水解使溶液显酸性;⑤碳酸根、硅酸根离子水解使溶液显碱性,玻璃中的二氧化硅能与碱发生反应;⑥碳酸氢根离子与铝离子发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化铝;⑦铵根离子、铝离子水解使溶液显酸性;⑧铵根离子水解使溶液呈酸性,碳酸根离子水解使溶液显碱性;⑨AlCl3是强酸弱碱盐,加热蒸干溶液时水解被促进。变式训练2-1分别将下列物质:①FeCl3

②CaO

③NaCl

④Ca(HCO3)2

⑤Na2SO3

⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是(

)A.②③ B.③⑥ C.①④ D.⑤⑥答案B解析①氯化铁为强酸弱碱盐,氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢,氯化氢具有挥发性,加热过程中促进氯化铁水解,蒸干时得到氢氧化铁,故①不符合题意;②氧化钙和水反应生成氢氧化钙,加热过程中,蒸发掉水,最后得到氢氧化钙,故②不符合题意;③氯化钠不水解,蒸发掉水后得到氯化钠,故③符合题意;④加热时碳酸氢钙分解生成碳酸钙,所以最后得到碳酸钙,故④不符合题意;⑤亚硫酸钠不稳定,在加热过程中被氧气氧化生成硫酸钠,所以最后得到硫酸钠,故⑤不符合题意;⑥硫酸钾不水解,将其水溶液蒸干时得到硫酸钾,故⑥符合题意。变式训练2-2化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是(

)A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化B.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由变为4.28,是因为样品中的S水解C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理D.纯碱溶液呈碱性的原因是:答案B解析明矾电离出的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,A项正确;雨水放置一段时间后,其中的H2SO3被氧化成H2SO4,所以pH变小,B项错;Fe3+在沸水中水解生成Fe(OH)3胶体,C项正确;纯碱溶液呈碱性是因为C的水解,D项正确。素养脉络随堂检测1.下列应用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解反应无关的是(

)A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞B.泡沫灭火器中含有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将二者混合就可产生大量二氧化碳C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳答案D2.把三氯化铁溶液蒸干灼烧,最后得到的固体产物是(

)A.无水三氯化铁 B.氢氧化铁C.氧化亚铁

D.三氧化二铁答案D解析在FeCl3溶液中存在水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,在不断加热的条件下,水解平衡右移,当水分减少时HCl也不断挥发,进一步导致水解平衡右移,当蒸干时可得到Fe(OH)3,再灼烧又使Fe(OH)3分解:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,最后得Fe2O3。3.(双选)已知Fe3+在pH为4~5时就可以完全形成Fe(OH)3沉淀,若要除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可以加入一种试剂,充分搅拌作用后过滤,就可得到纯净的MgCl2溶液,