3.3.2课时盐类的水解的影响因素与应用（讲义）

第三节盐类水解（2）影响盐类水解的因素和盐类水解的应用【学习目标】1、理解影响盐类水解的主要因素。2、了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用3、会准确判断盐溶液蒸干后的产物【知识回顾】1．水中存在电离平衡：H2OH＋＋OH－。若在水中分别加入下列各物质：①NaOH(s)②NH4Cl(s)③Na2CO3(s)④CH3COOH(l)⑤Na(s)⑥K2SO4，试回答下列问题：(1)能使水的电离平衡向左移动的是①④，不发生移动的是⑥。(2)溶液呈酸性的是②④，溶液呈碱性的是①③。(3)能促进水的电离，且溶液pH>7的是③；能抑制水的电离，且溶液呈酸性的是④。(4)写出③、⑤中反应的离子方程式：③CO32+H2OHCO3+OHHCO3+H2OH2CO3+OH⑤2Na+2H2O2NaOH+H2↑。2．写出下列盐类水解的离子方程式，并指出其溶液的酸碱性。(1)硫酸铝溶液：Al3++3H2OAl(OH)3+OH。(2)硝酸铵溶液：NH4++H2ONH3·H2O+H+。(3)硫化钠溶液：S2+H2OHS+OHHS+H2OH2S+OH。(4)碳酸氢钠溶液：HCO3+H2OH2CO3+OH。【探索新知】一、影响盐类水解平衡的因素1、内因盐类水解是可逆反应，在一定条件下达到水解平衡状态(简称水解平衡)时，盐水解的程度大小主要由盐的本身性质所决定。生成盐的弱酸酸性越弱，其盐中弱酸根离子的水解程度越大；生成盐的弱碱碱性越弱，其盐中弱碱阳离子的水解程度越大，通常称为“越弱越水解”。盐类水解与弱电解质的电离一样，都是溶液中的平衡问题，因此也有相应的平衡常数，以CH3COONa水解为例：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－Kh称为盐的水解常数，通过对上式变形，还可推出：由此可以看出，酸的电离常数Ka越小，盐的水解常数Kh越大，即“越弱越水解”2、外因影响因素水解平衡水解程度水解产生离子的浓度温度升高右移增大增大浓度增大右移减小增大减小(即稀释)右移增大减小外加酸碱酸弱碱阳离子水解程度减小碱弱酸阴离子水解程度减小3、实验探究：反应条件对FeCl3水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋的影响影响因素实验步骤实验现象解释温度取一支试管加入1mLFeCl3溶液，放在酒精灯上加热溶液逐渐变为红褐色(加深)温度升高，水解平衡正向移动溶液的酸碱度取一支试管加入1mLFeCl3溶液，加入2滴盐酸，测溶液的pH溶液颜色变浅，溶液的pH变小加入盐酸，c(H＋)增大，水解平衡向逆反应方向移动，但c(H＋)仍比原平衡中c(H＋)大取一支试管加入1mLFeCl3溶液，加入少量NaOH溶液产生红褐色沉淀加入氢氧化钠后，OH－消耗H＋，c(H＋)减小，水解平衡向正反应方向移动盐的浓度取一支试管加入1mLFeCl3溶液，加入少量的FeCl3(s)，再测溶液的pH溶液颜色变深，溶液的pH变小加入FeCl3固体，c(Fe3＋)增大，水解平衡向正反应方向移动【深度思考】如何理解盐的浓度对水解的影响？与弱酸的电离一样分析，醋酸钠溶液中Ac的水解度h==c(OH)=(同学们可自行证明)由此可知：醋酸钠溶液的浓度越小，溶液的碱性越弱，但水解程度越大，即“越稀越水解”【小结】影响盐类水解平衡的因素内因主要因素是盐本身的结构和性质，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(越弱越水解)。(2)外界因素①温度：盐的水解是吸热反应，因此升高温度，水解程度越大。②浓度：盐的浓度越小，电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小，水解程度增大，即“越稀越水解”③－，能抑制水解，促进水解。【课堂练习1】练习1．向三份0.1mol·L－1CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化)，则CH3COO－的浓度变化依次为()A．减小、增大、减小B．增大、减小、减小C．减小、增大、增大D．增大、减小、增大【答案】A。【解析】：CH3COO－水解显碱性，SOeq\o\al(2－,3)水解也呈碱性，会抑制CH3COO－的水解，CH3COO－浓度增大。NHeq\o\al(＋,4)和Fe3＋水解呈酸性，会促进CH3COO－水解，CH3COO－浓度会减小。2．为使Na2S溶液中eq\f(cNa＋,cS2－)的值减小，可加入的物质是()①盐酸②适量的NaOH溶液③适量的KOH溶液④适量的KHS溶液A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】：C3、等物质的量浓度的下列物质的溶液，其pH由小到大的顺序排列正确的是________①CH3COONa②NaOH③NaNO3④HCl⑤Al2(SO4)3⑥CH3COOH【答案】：④⑥⑤③①②4、0.1mol·L－1的K2CO3溶液中，由于COeq\o\al(2－,3)的水解，使得c(COeq\o\al(2－,3))<0.1mol/L。如果要使c(COeq\o\al(2－,3))更接近于0.1mol/L，可以采取的措施是()A．加入少量盐酸B．加入适量的水C．加入适量的KOH D．加热【答案】C。【解析】：A项发生反应：2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O，COeq\o\al(2－,3)浓度更小；B项和D项均促进COeq\o\al(2－,3)水解，COeq\o\al(2－,3)浓度更小；C项KOH抑制COeq\o\al(2－,3)的水解，正确。5、在一定条件下，Na2CO3溶液中存在COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－平衡。下列说法不正确的是()A．稀释溶液，eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cOH－,cCO\o\al(2－,3))增大B．通入CO2，溶液pH减小C．升高温度，平衡常数增大D．加入NaOH固体，eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))减小【答案】A。【解析】：温度不变，水解平衡常数不变，Kh＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cOH－,cCO\o\al(2－,3))的值不变，故A错误；CO2与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)比COeq\o\al(2－,3)水解程度小，所以溶液碱性减弱，即pH减小，故B正确；因水解是吸热的，则升温可以促进水解，平衡正向移动，平衡常数增大，故C正确；加入NaOH固体，OH－抑制COeq\o\al(2－,3)水解，HCOeq\o\al(－,3)的物质的量浓度减小，COeq\o\al(2－,3)的物质的量浓度增大，所以eq\f(cHCO\o\al(－,3),cCO\o\al(2－,3))减小，故D正确。知识拓展：1、多元弱酸（弱碱）根的水解由于Ka1>>Ka2>>Ka3,因此Kh1>>Kh2>>Kh3,可见多元弱酸根的第二步水解比第一步水解要困难，第三步水解比第二步更加困难，这与多元弱酸的逐级电离常数的递减是何其相似。这是因为:①第一步水解出OH后,酸根离子所带负电荷数降低，对质子的吸引力减弱，得到第二个质子更加困难;②每一步水解生成的OH都对下步水解平衡有抑制作用。由此可以知道，多元弱酸酸根的碱性主要由其第一级水解决定，计算c(OH)时通常也只考虑第一步水解。多元弱酸酸根的水解过程一般不能合并书写!多元弱碱一般都是难溶氢氧化物,其水解过程较为复杂，我们示意性的按水解到位一步书写其水解方程式:Mn++nH20=M(OH)n+nH+显然，我们能够看出阳离子的水解程度与阳离子所带电荷数n有关，n越大，阳离子对水电离的OH的吸引力越强，因此水解程度越大，等浓度的溶液酸性越强。故阳离子水解程度般规律为:M4+>M3+>M2+>M+知识拓展：2、弱酸酸式盐的酸碱性酸式盐在水中完全电离：NaHA==Na++HA－,而HA－既可以发生电离，又可以水解。仔细分析上述过程，可以得出下面两个重要结论：①电离>水解，溶液显酸性，即Ka2/Kh2>1→(Ka2×Ka1)/Kw>1,即Ka1×Ka2>Kw符合符合这样条件的多元酸有:H2SO3(Ka1=1.3×102,Ka2=6.3×108)、H2C2O4(Ka1=5.9×102,Ka2=6.4×105)、H3PO4(Ka1=7.6×103,Ka2=6.3×108)等，因此NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4等酸式盐溶液呈酸性。②水解>电离，溶液显碱性，同理可得:Ka1×Ka2<Kw符合这样条件的多元酸有:H2CO3(Ka1=4.2×107,Ka2=5.6×1011)、H2S(Ka1=8.9×108,Ka2=1.2×1013)、H2PO4(Ka1=6.3×108,Ka2=4.4×1013)等，因此NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等酸式盐溶液呈碱性。特别说明的是，酸式盐溶液中还存在酸式酸根的自耦电离过程（2HAH2A+A2），并且自耦电离比电离和水解的程度都大，但其对溶液的酸碱性无多大影响，在此处不再赘述。二、盐类水解反应的应用1．在工农业生产和日常生活中的应用(1)热的纯碱液去油污效果更好纯碱(Na2CO3)水解呈碱性，加热能促进水解，溶液的碱性增强，热的纯碱溶液去污效果增强。有关的离子方程CO32+H2OHCO3+OH。(2)明矾(铝盐)用作净水剂明矾溶于水电离产生的Al3＋水解，生成的Al(OH)3胶体表面积大，吸附水中悬浮的杂质而使水变澄清。有关的离子方程式是Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+。(3)泡沫灭火剂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，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Al3++3HCO3====Al(OH)3↓+3CO2↑。(4)铵态氮肥不能与草木灰混合使用因为NHeq\o\al(＋,4)在水溶液中能发生水解生成H+，COeq\o\al(2－,3)在水溶液中水解产生OH，当二者同时存在时，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NH3·H2O易挥发而降低了肥效。(5)在工业生产中广泛应用①焊接工业上用氯化铵作为金属的除锈剂，是因为NH4Cl水解溶液呈酸性，从而与金属表面的锈发生反应而除去。②工业制备某些无水盐时，不能用蒸发结晶的方法，如由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热，否则：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O。③工业上利用水解制备纳米材料等。如用TiCl4制备TiO2：TiCl4＋(x＋2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓＋4HCl。制备时加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得TiO2·xH2O经焙烧得TiO2。2．在化学实验中的应用(1)某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而浑浊，需加相应的酸来抑制水解，如在配制FeCl3溶液时常加入少量HCl来抑制FeCl3水解。（或者将FeCl3溶解在浓盐酸中，再加水稀释）(2)某些弱酸强碱盐水解呈碱性，用玻璃试剂瓶贮存时，不能用玻璃塞，如Na2CO3溶液、NaF溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。(3)判断加热浓缩某些盐溶液的产物，如加热浓缩FeCl3溶液，FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，由于：HCl挥发，使水解平衡向右移动，蒸干后得到的物质为Fe(OH)3，灼烧后的Fe2O3。特别提醒：盐溶液蒸干后产物的判断方法（考虑水解、分解和还原性）加热盐溶液，需分析盐溶液水解生成的酸：如果是易挥发性酸，如AlCl3、FeCl3等溶液，最终得到的是金属氧化物；如果是难挥发性酸，如MgSO4、Fe2(SO4)3等溶液，最终得到它们的溶质固体。(4)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。(5)判断酸碱中和反应至pH＝7时酸或碱的相对用量，如用氨水与盐酸反应至pH＝7时是氨水过量。(6)根据盐溶液的PH值判定对应的酸或碱的相对强弱Eg:相同物质的量浓度的三种钠盐：NaX、NaY及NaZ的PH值依次为7、8和9，HX、HY和HZ的水溶液的酸性相对强弱为HX>HY>HZ(7)判断溶液中离子能否大量共存，如Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)等因完全双水解互相促进不能大量共存。(8)利用盐类水解除杂如：MgCl2溶液中混有FeCl3杂质，可加入MgO,Mg,Mg(OH)，然后过滤(主)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(次)Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+【课堂练习2】1、下列离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是()A．K＋、S2－、Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)B．MnOeq\o\al(－,4)、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、K＋C．SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋、S2－、K＋D．Fe2＋、Cl－、H＋、NOeq\o\al(－,3)【答案】A。【解析】：A项，Al3＋与S2－、AlOeq\o\al(－,2)能发生双水解反应；C中的Fe3＋与S2－和D中的Fe2＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)都因为发生氧化还原反应而不能大量共存。2、下列与盐类水解有关的是()①为保存FeCl3溶液，要在溶液中加入少量盐酸②实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞③在NH4Cl溶液中加入镁条会产生气泡④长期施用硫酸铵，土壤的酸性增强A．①②④B．②③④C．①③④D．全部【答案】D。【解析】：①保存FeCl3溶液，在溶液中加入少量盐酸，可以抑制Fe3＋水解生成Fe(OH)3；②Na2CO3、Na2SiO3可水解使溶液呈碱性，从而腐蚀玻璃，故实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞；③NH4Cl水解使溶液呈酸性，镁可以置换出溶液中的H＋，放出H2，从而产生气泡；④硫酸铵水解使溶液呈酸性，长期施用此化肥，土壤的酸性将增强。故①②③④都与盐类的水解有关。3、下列事实：其中与盐类的水解有关的叙述有()①NaHSO4溶液呈酸性②长期使用化肥(NH4)2SO4会使土壤酸性增大，发生板结③配制CuCl2溶液，用稀盐酸溶解CuCl2固体④NaHS溶液中c(H2S)＞c(S2－)⑤氯化铵溶液可去除金属制品表面的锈斑⑥加热FeCl3·6H2O晶体，往往得不到FeCl3固体A．6项B．5项C．3项D．4项【答案】B。【解析】：①中NaHSO4为强酸强碱的酸式盐，不发生水解，显酸性是因为电离出H＋所致；②中是NHeq\o\al(＋,4)水解显酸性所致；③中HCl会抑制Cu2＋水解；④中是因HS－水解程度大于其电离程度所致；⑤中NHeq\o\al(＋,4)水解产生的H＋与锈斑中的Fe2O3反应；⑥加热时部分FeCl3会发生水解。故除①外其余都与盐类的水解有关4、配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质，其中不是为了抑制离子水解的是()A．FeSO4(Fe)B．SnCl2(HCl)C．FeCl3(HCl)D．NaAlO2(NaOH)【答案】A。【解析】：A项是为了防止Fe2＋被空气中的O2氧化。5、下列说法正确的是()A．AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧，所得固体的成分相同B．配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在硫酸中，然后再用水稀释到所需的浓度C．用加热的方法可除去NaCl溶液中混有的FeCl3D．泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝【答案】C。【解析】：A项，AlCl3与Al2(SO4)3溶液的水解方程式分别为AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl，Al2(SO4)3＋6H2O2Al(OH)3＋3H2SO4，加热促进水解，由于盐酸为挥发性酸，硫酸为难挥发性酸，故前者最终产物为Al2O3，后者最终产物为Al2(SO4)3，不正确；B项，将FeCl3固体溶解在硫酸中，会引入杂质SOeq\o\al(2－,4)，应溶解在盐酸中，不正确；C项，由于Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加热会促进水解，HCl逸出，进而使其水解完全，从而除去FeCl3，正确；D项，为了加快产生CO2的速率，泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3，Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)相互促进水解，比与Na2CO3反应产生CO2的速率快，不正确。【课后作业】1、25℃时，向水中加入下列物质，能使水电离出的c（H+）＞1.0×107mol/L的是A．NaF B．H2SO4 C．NaHSO4 D．NaOH【答案】A【详解】A．NaF是强碱弱酸盐，在溶液中F发生水解反应，消耗水电离产生的H+变为弱酸HF，使水电离平衡正向移动，最终达到平衡时，水电离出的c（H+）＞1.0×107mol/L，A符合题意；B．H2SO4是二元强酸，在溶液中电离产生H+、，c（H+）增大，导致水电离平衡逆向移动，最终达到平衡时，水电离产生的c（H+）＜1.0×107mol/L，B不符合题意；C．NaHSO4是二元强酸形成的酸式盐，在溶液中电离产生Na+、H+、，H+的产生使溶液中c（H+）增大，导致水电离平衡逆向移动，最终达到平衡时，水电离产生的c（H+）＜1.0×107mol/L，C不符合题意；D．NaOH是一元强碱，在溶液中电离产生Na+、OH，OH的产生，导致溶液中c（OH）增大，水电离平衡逆向移动，最终达到平衡时，水电离产生的c（H+）＜1.0×107mol/L，D不符合题意；故合理选项是A。2、已知CH3COOH与NH3•H2O的电离常数分别为Ka与Kb，水的离子积为Kw，则CH3COONH4的水解平衡常数Kh为A． B． C． D．【答案】C【详解】CH3COOH?CH3COO+H+，Ka=；NH3•H2O?+OH，Kb=；CH3COONH4+H2O?CH3COOH+NH3•H2O，Kh===；3、下列关于FeCl3水解的说法错误的是A．在FeCl3稀溶液中，水解达到平衡时，无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释，平衡均向右移动B．浓度为5mol/L和0.5mol/L的两种FeCl3溶液，其他条件相同时，Fe3+的水解程度前者小于后者C．其他条件相同，同浓度的FeCl3在50℃和20℃时发生水解，50℃时Fe3+的水解程度比20℃时的小D．向FeCl3溶液中通入少量HCl气体，可抑制Fe3+的水解【答案】C【详解】A．增大FeCl3的浓度，Fe3+的水解平衡向右移动，但Fe3+水解程度减小，加水稀释，Fe3+的水解平衡向右移动，Fe3+水解程度增大，故A正确；B．浓度为5mol/L和0.5mol/L的两种FeCl3溶液，0.5mol/LFeCl3溶液相当于5mol/L浓溶液稀释，稀释水解平衡正向移动，Fe3+水解程度增大，故B正确；C．盐类水解是吸热过程，温度升高，水解程度增大，故C错误；D．Fe3+水解后溶液呈酸性，通入HCl气体，增大H+的浓度，可抑制Fe3+的水解，故D正确。4、下列关于盐类水解的说法不正确的是A．在Na2S溶液中加入少量Na2S固体，Na2S的水解程度增大B．将CuSO4溶液由20℃加热到60℃，溶液的pH减小C．向CH3COONa溶液中加水，溶液中的比值减小D．测得物质的量浓度相同NaX溶液与NaY溶液前者pH大，说明HX酸性比HY弱【答案】A【详解】A．在硫化钠溶液中加入少量硫化钠固体，硫化钠溶液的浓度增大，水解程度减小，故A错误；B．盐类水解是吸热反应，升高温度，硫酸铜在溶液中的水解程度增大，溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，故B正确；C．加水稀释醋酸钠溶液时，溶液中醋酸根离子和氢氧根离子浓度都减小，水的离子积常数不变，则溶液中氢离子浓度增大，的比值减小，故C正确；D．物质的量浓度相同NaX溶液的pH大于NaY溶液，说明NaX在溶液中水解程度大于NaY，盐的水解程度越大，对应酸的酸性越弱，则HX酸性比HY弱，故D正确；5、镁遇到下列物质不放出的是①溶液；②KOH溶液；③溶液；④热的乙醇；⑤苯；⑥醋酸溶液；⑦溶液；⑧溶液；⑨溶液；⑩溶液。A．①⑥⑦⑧ B．③④⑤⑨⑩ C．②③⑤⑩ D．③④⑤⑦【答案】C【详解】①溶液显酸性，与镁反应能放出；②KOH溶液不与镁反应产生；③溶液不与镁反应产生；④热的乙醇可以和镁反应产生；⑤苯不能与镁反应产生；⑥醋酸溶液能与镁发生置换反应产生；⑦溶液水解显酸性，可以与镁反应产生；⑧溶液水解显酸性，可以与镁反应产生；⑨溶液显酸性，可以与镁反应产生；⑩溶液显碱性，不能与镁反应产生。所以不能与镁反应产生显酸性，可以与镁反应产生的是：②③⑤⑩，故选C。6、NH4Cl溶液中离子浓度的大小关系正确的是A．B．C．D．【答案】A【详解】由氯化铵的化学式为NH4Cl，电离的Cl与的物质的量之比为1∶1，根据氯化铵溶液中铵根离子水解可知，c（Cl）＞c（），铵根离子水解溶液显酸性，则c（H+）>c（OH）,离子水解的程度很弱，则c（）＞c（H+），所以，A正确，BCD错误，7、已知，的，的，。①若氨水的浓度为，溶液中的。②将通入该氨水中，当降至时，溶液中的。③将稀盐酸加入氨水中，当时，溶液中的。【答案】（1）6.3（2）【详解】（1）氨水中存在电离，，因电离微弱，氨水的浓度近似为，解得；