2017-2018学年高中化学人教版选修4教案第3章第3节第1课时盐类水解的原理

第三节盐类的水解第1课时盐类水解的原理1．通过实验归纳盐溶液的酸碱性与其类型之间的关系，探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因，总结其规律。(重点)2．熟练掌握盐类水解的表示方法——水解离子方程式的书写。盐类水解的原理[基础·初探]教材整理1探究盐溶液的酸碱性盐溶液NaCl、Na2SO4Na2CO3、NaHCO3、CH3COONaNH4Cl、(NH4)2SO4酸碱性中性碱性酸性盐的类型强酸强碱盐强碱弱酸盐强酸弱碱盐教材整理2盐溶液呈现不同酸碱性的原因1．理论分析(1)NH4Cl溶液理论解释NHeq\o\al(＋,4)和OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，使水的电离平衡向电离的方向移动平衡时酸碱性使溶液中c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性离子方程式NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋(2)CH3COONa溶液理论解释CH3COO－和H＋结合生成弱电解质CH3COOH，使水的电离平衡向电离的方向移动平衡时酸碱性使溶液中c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性离子方程式CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－(3)NaCl溶液H2OOH－＋H＋，NaCl=Na＋＋Cl－，溶液中盐电离的离子不能与H2O电离出的H＋或OH－生成弱电解质。c(H＋)＝c(OH－)，呈中性。2．盐类水解的原理在溶液中盐电离出来的弱酸根阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的H＋或OH－，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液显示不同的酸性、碱性或中性。[探究·升华][思考探究]某化学兴趣小组欲探究盐溶液的酸碱性，他们选择了三种试剂分别为0.1mol·L－1的NaHSO4溶液、0.1mol·L－1的NaHCO3溶液和0.1mol·L－1的Na2CO3溶液。问题思考：(1)三种溶液中哪种溶液呈酸性？设计简单的实验证明。【提示】NaHSO4溶液呈酸性。可取适量溶液于一试管中，向其中加入适量的紫色石蕊试液，溶液变红，或加入适量碳酸氢钠溶液产生气泡。(2)三种溶液中哪种溶液碱性最强？用离子方程式说明它呈碱性的原因。【提示】碱性最强的是Na2CO3溶液。原因是COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－。(3)在预测NaHCO3溶液的酸碱性时，甲同学认为NaHCO3为酸式盐，应呈酸性；乙同学认为HCOeq\o\al(－,3)会水解，溶液应呈碱性；丙同学认为HCOeq\o\al(－,3)既会发生电离又会发生水解，溶液的酸碱性取决于电离程度、水解程度的相对大小。上述三位同学的观点哪个是正确的？【提示】丙同学。在NaHCO3溶液中：HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，由于HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性。(4)NaHCO3、Na2CO3同样为碳酸盐，试分析同浓度二者的碱性强弱。【提示】Na2CO3碱性更强。因为COeq\o\al(2－,3)的水解程度大于HCOeq\o\al(－,3)。[认知升华]1．盐类的水解(1)实质：盐电离出的弱酸的阴离子或弱碱的阳离子与水电离的H＋或OH－结合生成弱电解质，从而破坏了水的电离平衡，增大了水的电离程度。(2)规律：2．常见的“弱”离子弱碱阳离子：NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋等。弱酸根离子：COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、SOeq\o\al(2－,3)、S2－、HS－、ClO－、CH3COO－、F－等。3．盐类水解的特点：微弱、吸热、可逆。4．酸式盐溶液的酸碱性(1)只电离不水解(如NaHSO4)的显酸性。(2)电离大于水解(如NaHSO3、NaH2PO4)的显酸性。(3)水解大于电离(如NaHCO3、NaHS)的显碱性。[题组·冲关]题组1盐类水解的原理1．下列离子能促进水电离的是()A．H＋ B．[H]－C. D.【解析】H＋、OH－均抑制水的电离；F－水解：F－＋H2OHF＋OH－，促进水的电离；Na＋对水的电离无影响。【答案】C2．下列有关盐类水解的说法不正确的是()A．盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡B．盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程C．盐类水解的结果使溶液不一定呈中性D．Na2CO3水解的实质是Na＋与H2O电离出的OH－结合生成了NaOH【解析】Na2CO3水解的实质是COeq\o\al(2－,3)与H2O电离出的H＋结合成HCOeq\o\al(－,3)，使c(OH－)增大而显碱性。【答案】D3．在盐类水解的过程中，下列说法正确的是()A．盐的电离平衡被破坏B．水的电离程度一定会增大C．溶液的pH一定会增大D．c(H＋)与c(OH－)的乘积一定会增大【解析】盐类水解是促进水电离的过程。A项，多数盐属于强电解质，不存在电离平衡；C项，强酸弱碱盐溶液的pH减小；D项，温度不变，KW＝c(H＋)·c(OH－)不变。【答案】B题组2盐类水解的规律4．物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液，其pH依次为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是()A．HX、HZ、HY B．HZ、HY、HXC．HX、HY、HZ D．HY、HZ、HX【解析】溶液的pH越大，表明盐水解的程度越大，则对应的酸越弱，C正确。【答案】C5．物质的量浓度相同的下列溶液中，符合按pH由小到大的顺序排列的是()【导学号：】A．Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4ClB．Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaClC．(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2SD．NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3【解析】(NH4)2SO4、NH4Cl溶液因NHeq\o\al(＋,4)水解而呈酸性。(NH4)2SO4中的NHeq\o\al(＋,4)浓度大于NH4Cl溶液的，故前者pH小；NaNO3溶液呈中性(pH＝7)；Na2S溶液因S2－水解而呈碱性(pH>7)，选C。【答案】C6．有下列几种物质：①NaCl，②Na2CO3，③NaHCO3，④NH4Cl，⑤Al2(SO4)3，⑥HCl，⑦KHSO4，⑧NaOH。其溶液呈酸性的是__________(填序号，下同)；呈中性的是______；呈碱性的是________；能促进水的电离的是______；抑制水的电离的是________。【答案】④⑤⑥⑦①②③⑧②③④⑤⑥⑦⑧水解离子方程式的书写[探究·升华][思考探究]判断盐类是否发生水解以及水解后溶液的酸碱性，要看盐的离子所对应的酸和碱的相对强弱。已知常温下有下列溶液：①Na2S溶液②AlCl3溶液③Na2CO3溶液问题思考：(1)溶液①中是否发生水解反应？如果存在，哪种离子发生了水解反应，水溶液显什么性？【提示】溶液①中S2－水解，水解后溶液显碱性。(2)溶液②中哪种离子发生了水解，溶液显什么性？写出该离子水解反应的离子方程式。【提示】溶液②中Al3＋水解，溶液显酸性。水解的离子方程式为：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(3)有的同学认为CO2－3对应的酸是H2CO3，所以COeq\o\al(2－,3)水解的离子方程式为：COeq\o\al(2－,3)＋2H2OH2CO3＋2OH－，该观点正确吗？【提示】错误。COeq\o\al(2－,3)应分步水解，COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－[认知升华]1．水解离子方程式的一般模式及特点阴(阳)离子＋H2O弱酸(或弱碱)＋OH－(或H＋)。(1)一般盐类水解程度很小，水解产物很少，通常不生成沉淀和气体，也不发生分解，因此盐类水解的离子方程式中不标“↓”或“↑”，也不把生成物(如NH3·H2O、H2CO3等)写成其分解产物的形式。(2)盐类水解是可逆反应，是中和反应的逆反应，而中和反应是趋于完全的反应，所以盐的水解反应是微弱的，盐类水解的离子方程式一般不写“=”而写“”。2．不同类型盐水解的离子方程式(1)一元弱酸强碱盐，以CH3COONa为例：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－。(2)一元弱碱强酸盐，以NH4Cl为例：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋。(3)多元弱酸强碱盐(正盐)：多元弱酸强碱盐水解是分步进行的，应分步书写。水解程度主要取决于第一步反应，以Na2CO3为例：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－。(4)多元弱碱强酸盐：多元弱碱强酸盐水解也是分步的，由于中间过程复杂，中学阶段仍写成一步，以CuCl2为例：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋。(5)多元弱酸的酸式盐，以NaHCO3为例：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－。(6)弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进①NHeq\o\al(＋,4)与HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、CH3COO－等构成的盐，虽然水解相互促进，但水解程度较小，仍是部分水解。如NHeq\o\al(＋,4)＋CH3COO－＋H2OCH3COOH＋NH3·H2O②Al3＋和COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)等构成的盐，水解相互促进非常彻底，生成气体和沉淀。如Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑。[题组·冲关]1．下列离子方程式中，属于水解反应的是()A．HCOOH＋H2OHCOO－＋H3O＋B．CO2＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋H＋C．COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－D．HS－＋H2OS2－＋H3O＋【解析】A项为HCOOH的电离；B项为CO2与H2O反应生成H2CO3，然后H2CO3电离产生H＋和HCOeq\o\al(－,3)；D项是HS－的电离。【答案】C2．下图表示某物质发生的是()A．中和反应 B．水解反应C．电离反应 D．取代反应【解析】由图示可知该反应为：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，故为水解反应。【答案】B3．在NaHS溶液中存在的电离方程式是________________________，存在的水解离子方程式是____________________________。【答案】H2OH＋＋OH－，HS－H＋＋S2－HS－＋H2OH2S＋OH－4．下列离子方程式属于盐的水解，且书写正确的是()A．FeCl3溶液：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋B．NaHS溶液：HS－＋H2OH2S＋OH－C．Na2CO3溶液：COeq\o\al(2－,3)＋2H2OH2CO3＋2OH－D．NH4Cl溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋H2O=NH3·H2O＋H＋【解析】A项Fe(OH)3不应标“↓”；C项COeq\o\al(2－,3)应分步水解；D项应用“”。【答案】B5．下列物质在常温下发生水解时，对应的离子方程式正确的是()①Na2CO3：COeq\o\al(2－,3)＋2H2OH2O＋CO2↑＋2OH－②NH4Cl：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋③CuSO4：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋④NaF：F－＋H2O=HF＋OH－A．①④ B．②③C．①③ D．②④【解析】①应为COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－(只写第一步也可)；④应为F－＋H2OHF＋OH－。【答案】B6．下列水解离子方程式正确的是()A．HCOO－＋H2O=HCOOH＋OH－B．SOeq\o\al(2－,3)＋2H2OH2SO3＋2OH－C．Al3＋＋3H2O=Al(OH)3＋3H＋D．HS－＋H2OH2S＋OH－【解析】A项，应为HCOO－＋H2OHCOOH＋OH－；B项，应为SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－，C项，应为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。【答案】D【方法规律】盐类水解离子方程式的书写(1)盐类水解程度一般比较微弱，方程式要用“”表示，产物中不标“↓”或“↑”，也不写成分解产物的形式。如：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－(2)多元弱酸盐的水解方程式要分步写。如Na2CO3溶液：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－(3)多元弱碱的阳离子水解复杂，可看做一步水解。如：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。学业分层测评(十五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列能发生水解的粒子是()【解析】CH3COO－为弱酸的酸根离子，能发生水解。【答案】D2．在一定条件下发生下列反应，其中属于盐类水解反应的是()A．Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClOB．NHeq\o\al(＋,4)＋2H2ONH3·H2O＋H3O＋C．HS－＋H＋=H2SD．HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH3O＋＋COeq\o\al(2－,3)【解析】A项是氯气与水反应的离子方程式；C项是硫氢化物与酸反应生成硫化氢的离子方程式；B项是铵根离子水解的离子方程式；D项是碳酸氢根电离的方程式。【答案】B3．下列物质的水溶液中，因水解呈酸性的是()A．CO2 B．NaHSO4C．HCl D．KAl(SO4)2【解析】二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸电离出氢离子而使溶液显酸性，A错误；硫酸氢钠溶于水电离出氢离子而使溶液显酸性，B错误；氯化氢溶于水电离出氢离子而使溶液显酸性，C错误；硫酸铝钾溶液中电离出的铝离子水解而使溶液显酸性，D正确。【答案】D4．pH＝4的醋酸和pH＝4的氯化铵溶液相比，水的电离程度较大的是()A．前者 B．后者C．等于 D．无法确定【解析】醋酸抑制水的电离，而NH4Cl水解促进水的电离。【答案】B5．下列离子组因发生水解反应不能大量共存的是()A．Ba2＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、OH－ B．H＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、I－C．Al3＋、K＋、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3) D．H＋、Ca2＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－【解析】A项，Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓、NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，属于离子直接结合的反应；B项，8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋6I－=3I2＋2NO↑＋4H2O，属于氧化还原反应；C项，Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑，双水解反应；D项，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O，同A项。【答案】C6．将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后，溶液中阴离子数最多的是()A．KCl B．Na2SO4C．Na2CO3 D．MgSO4【解析】由于碳酸钠的水解：COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，会使溶液阴离子数增多，故C中阴离子数最多。【答案】C7．下列事实中一定能说明HNO2为弱电解质的是()①常温时NaNO2溶液的pH>7②用HNO2溶液做导电实验时灯泡很暗③HNO2与NaCl不能反应④常温下0.1mol·L－1的HNO2溶液的pH＝2A．①④ B．②③C．①②④ D．①②③④【解析】由常温时NaNO2溶液的pH>7可知，NOeq\o\al(－,2)能水解，故HNO2是弱电解质，①正确；当强电解质溶液的浓度很小时，其导电能力也很弱，②错误；强酸HNO3与NaCl也不能反应，③错误；HNO2若是强电解质，则0.1mol·L－1的HNO2溶液的pH＝1，现pH＝2，说明HNO2是弱电解质，④正确。【答案】A8．实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：甲基橙：3.1～4.4，石蕊：5.0～8.0，酚酞：8.2～10.0。用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，恰好完全反应时，下列叙述中正确的是()A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂C．溶液呈酸性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂D．溶液呈碱性，可选用酚酞作指示剂【解析】酸碱恰好完全反应时，生成CH3COONa，是强碱弱酸盐，溶液显碱性，应选用碱性范围内变色的指示剂，故不能用甲基橙，A、B、C均错。【答案】D9．在下列各微粒中，能使水的电离平衡向电离方向移动，且使溶液的pH＜7的是()【解析】是Al3＋，是弱碱阳离子，能结合水电离出的OH－，使水的电离平衡右移，溶液显酸性，故A正确；HCOeq\o\al(－,3)是弱酸根，既能电离又能水解，但其水解程度大于电离程度，故促进水的电离，溶液显碱性，故B错误；HSOeq\o\al(－,4)是强酸根，能完全电离为H＋和SOeq\o\al(2－,4)，故对水的电离有抑制作用，故C错误；是F－，是弱酸根，能结合水电离出的H＋而水解，故对水的电离有促进作用，但使溶液显碱性，故D错误。【答案】A10．现有SOeq\o\al(2－,3)、NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、AlOeq\o\al(－,2)、Fe3＋、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－等离子，请按要求填空：【导学号：】(1)在水溶液中，离子水解呈碱性的是________。(2)在水溶液中，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里大量存在的离子有________。(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在，又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有________。【解析】(1)弱酸根离子水解溶液显碱性，部分弱酸的酸式酸根离子若水解程度大，则溶液也显碱性，即SOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)水解呈碱性。(2)NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Fe3＋属于弱碱的阳离子，水解后溶液呈酸性。(3)Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)是强酸的阴离子和强碱的阳离子，既能在强酸性溶液中存在又能在强碱性溶液中存在。(4)HCOeq\o\al(－,3)属于弱酸的酸式酸根离子，既能与强酸反应，又能与强碱反应。【答案】(1)SOeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)(2)NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Fe3＋(3)Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)(4)HCOeq\o\al(－,3)11．(1)写出下列物质发生水解反应的离子方程式，并指出水溶液的酸碱性。①Na2S：________________________________________________________②CuSO4：_______________________________________________________③NH4NO3：_____________________________________________________④NaHCO3：_____________________________________________________(2)写出下列各组盐溶液混合后发生反应的离子方程式。①AlCl3和Na2S：_________________________________________________②Al2(SO4)3和NaHCO3：___________________________________________【答案】(1)①S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－(碱性)②Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋(酸性)③NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋(酸性)④HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－(碱性)(2)①2Al3＋＋3S2－＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑②Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑12．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：实验编号HA物质的量浓度(mol·L－1)NaOH物质的量浓度(mol·L－1)混合溶液的pH①0.10.1pH＝9②c0.2pH＝7③0.20.1pH<7请回答：(1)从①组情况分析，HA是强酸还是弱酸？________。(2)②组情况表明，c______0.2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。混合溶液中离子浓度c(A－)________c(Na＋)。(3)从③组实验结果分析，说明HA的电离程度______NaA的水解程度(填“大于”、“小于”或“等于”)，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________________________________________________________。(4)从以上实验分析，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的HA溶液等体积混合，所得混合溶液中c(OH－)________c(H＋)(填“>”、“<”或“＝”)。【解析】(1)实验①恰好完全反应，得到NaA溶液，由于pH＝9知，HA为弱酸。(2)由pH＝7知，实验②中HA过量，c>0.2，根据电荷守恒，溶液中c(A－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，pH＝7时，c(H＋)＝c(OH－)，故c(A－)＝c(Na＋)。(3)实验③得到的是等物质的量浓度的HA和NaA的混合溶液，由pH<7知，HA的电离程度大于A－的水解程度，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)。(4)由于HA为弱酸，所以pH＝3的HA溶液中c(HA)≫10－3mol·L－1，而在pH＝11的NaOH溶液中c(NaOH)＝10－3mol·L－1，当两溶液等体积混合后，HA过量很多，故混合溶液中c(OH－)<c(H＋)。【答案】(1)弱酸(2)>＝(3)大于c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)(4)<[能力提升]13．由一价离子组成的四种盐：AC、BD、AD、BC溶液的浓度为1mol·L－1，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，则()选项ABCD碱性AOH>BOHAOH<BOHAOH>BOHAOH<BOH酸性HC>HDHC>HDHC<HDHC<HD【解析】由AD溶液的pH>7，可知AOH的电离程度大于HD。由BC溶液的pH<7，可知BOH的电离程度小于HC。同理由AC、BD溶液的pH＝7，可知AOH与HC、BOH与HD的电离程度相同。故有电离程度：HC＝AOH>HD＝BOH，即HC的酸性大于HD，AOH的碱性大于BOH。【答案】A14．有A、B、C、D四种无色溶液，它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaHSO4溶液和BaCl2溶液中的一种。已知：A、B溶液呈酸性，A、C溶液混合后溶液变浑浊。下列说法正确的是