1-11-专题十一　盐类水解和沉淀溶解平衡

专题十一盐类水解和沉淀溶解平衡高考

化学新高考、新教材适用体系透视考点透析题型透析目录考点1盐类水解考点2沉淀溶解平衡题型

溶液中离子平衡图像分析考点1盐类水解一、盐类水解规律及其应用1.盐类水解规律

2.酸式盐溶液酸碱性的判断

3.盐类水解的影响因素(1)内因:盐本身的性质。(2)外因外因及其变化

水解平衡水解程度水解产物的浓度温度升温右移增大增大浓度增大(加溶质)右移减小增大

减小(加水稀释)右移增大减小外加酸、碱加酸弱碱阳离子水解程度减小

加碱弱酸阴离子水解程度减小

4.相互促进的水解反应弱酸阴离子和弱碱阳离子会相互促进水解。(1)若水解产物均为容易脱离反应体系的

溶解度较小的物质(如沉淀或溶解度不大的气体),则其相互促进水解的程度非常大,可

认为水解反应完全进行,应用“

”“↑”“↓”表示,如Al3++3HC

Al(OH)3↓+3CO2↑。(2)若水解产物中有溶解度较大的物质(无法脱离反应体系),虽然水解反应能相互促进,

但水解程度还是较小,如N

+CH3COO-+H2O

NH3·H2O+CH3COOH,得出N

与CH3COO-可大量共存。5.盐的水解常数(以A-+H2O

HA+OH-为例)(1)表达式:Kh=

(2)Kh与KW、Ka的关系Kh=

=

注意①Na2CO3的第一步水解常数Kh=

。NaHCO3的水解常数Kh=

。②水解常数只受温度影响。水解反应是吸热反应,故Kh随温度升高而增大。Kh越大,水

解趋势越大。③根据电离常数与水解常数的大小关系可判断弱酸的酸式盐溶液的酸碱性。例如根据Kh(HC

)>

(H2CO3)可知NaHCO3溶液呈碱性。6.盐类水解的应用应用示例判断溶液中离子能否大量共存Al3+、Fe3+与HC

、C

、Si

、[Al(OH)4]-等因相互促进水解的程度较大而不能大量共存判断物质间能否反应因N

水解使溶液显酸性,将Mg加入NH4Cl溶液中会产生H2加热浓缩某些盐溶液时,要考虑水解浓缩FeCl3、AlCl3溶液,蒸干得氢氧化物,灼烧得金

属氧化物保存某些盐溶液时,要考虑水解在FeCl3溶液中加少量盐酸抑制Fe3+水解,保存Na2

CO3等碱性盐溶液不能用磨口玻璃塞,保存NH4F溶

液不能用玻璃瓶生活、生产中的应用利用水解原理可制备某些胶体,如实验室制备Fe

(OH)3胶体:Fe3++3H2O

Fe(OH)3(胶体)+3H+

泡沫灭火器工作原理:Al3++3HC

Al(OH)3↓+3CO2↑

明矾作净水剂:Al3++3H2O

Al(OH)3(胶体)+3H+二、溶液中微粒浓度关系判断1.溶液中微粒浓度大小比较的原则比较原则示例单一盐溶液中微粒浓度的比较,需要考虑离子的水

解或电离①Na2CO3溶液中,C

+H2O

HC

+OH-HC

+H2O

H2CO3+OH-则c(Na+)>c(C

)>c(OH-)>c(HC

)>c(H2CO3);②NaHCO3溶液中,HC

水解程度大于电离程度,所以c(Na+)>c(HC

)>c(H2CO3)>c(C

);③NaHSO3溶液中,HS

水解程度小于电离程度,则c(Na+)>c(HS

)>c(S

)>c(H2SO3)不同盐溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其

他离子的影响相同浓度的NH4Cl(a)、CH3COONH4(b)、NH4HSO

4(c)三种溶液中,因Cl-对N

水解无影响、CH3COO-对N

水解起促进作用、H+对N

水解起抑制作用,所以c(N

)由大到小的顺序是c>a>b混合溶液中微粒浓度的比较,要综合分析水解因素

和电离因素带来的影响相同浓度的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中,因NH3

·H2O的电离程度大于N

的水解程度,故浓度顺序为c(N

)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)2.电解质溶液中的“三大守恒”规律类型含义

示例电荷守恒溶液中阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带

的负电荷总数

NaHCO3溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(HC

)+2c(C

)+c(OH-)元素守恒(物料守恒)电解质溶液中,某些离子发生电离或水解,但离子

所含的某种元素在变化前后是守恒的

0.1mol·L-1NaHCO3溶液

中,c(Na+)=c(HC

)+c(C

)+c(H2CO3)=0.1mol·L-1质子守恒电解质溶液中,分子或离子得到质子(H+)与失去质

子(H+)的物质的量相等

Na2CO3溶液中,

c(HC

)+2c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)三者关系:质子守恒式可通过电荷守恒式与元素

守恒式联立得到

Na2CO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(C

)+2c(HC

)+2c(H2CO3),电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HC

)+2c(C

)+c(OH-),两式联立消去c(Na+)可得c(HC

)+2c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-),即质子守恒式

方法技巧微粒浓度大小比较的常用方法(1)定性比较法

①守恒法如CH3COONa、CH3COOH混合溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)

=c(H+)+c(Na+),若该混合溶液呈碱性,有c(OH-)>c(H+),则有c(Na+)>c(CH3COO-)。②常数法已知常温下,Ka=

=1.8×10-5,若某CH3COONa、CH3COOH混合溶液的pH=6,将c(H+)=10-6mol·L-1代入Ka可得

=18,即c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。(2)定量比较法考点2沉淀溶解平衡1.溶度积

2.影响沉淀溶解平衡的因素

3.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成在溶液中,当Q>Ksp时,就会生成沉淀。利用生成沉淀可除去溶液中的杂质离子,常用方

法有:方法示例加沉淀剂法用Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子(如Cu2+、Hg2+等)生成极难溶的硫化物沉淀(如CuS、HgS等)调节pH法除去CuCl2溶液中的FeCl3,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等消耗H+,使平衡Fe3++3H2O

Fe(OH)3+3H+正向移动,生成Fe(OH)3沉淀注意①不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子

浓度小于1×10-5mol·L-1时,沉淀完全。②判断两种溶液混合时是否有沉淀生成,要注意混合后溶液体积改变引起的浓度变

化,利用混合后的离子浓度计算出Q,再与Ksp进行比较得出相应结论。方法示例酸、碱溶解法用盐酸溶解BaCO3氧化还原法用硝酸溶解金属硫化物(CuS、HgS等)生成配合物法用氨水溶解AgCl生成[Ag(NH3)2]+盐溶解法用NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2(2)沉淀的溶解当Q<Ksp时,沉淀就会溶解。常用方法有:(3)沉淀的转化一般来说,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀;若类型不

同,沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。注意一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这是一般规律,并不意味着溶解度小的沉

淀不能转化为溶解度大的沉淀,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。如BaSO4比

BaCO3更难溶解,但将BaSO4沉淀加入饱和Na2CO3溶液中,只要c(Ba2+)·c(C

)>Ksp(Ba-CO3),BaSO4就可以缓慢转化为BaCO3。题型溶液中离子平衡图像分析一、解题策略1.明确坐标轴的意义。先看清横、纵坐标所表示的量(有时是双纵坐标),进而理解整

个图像的含义。2.把握曲线的变化趋势。曲线的变化趋势代表了某物质的某一参数的变化情况,通过

分析曲线变化趋势判断参数变化的原因以及溶液中溶质的变化情况。3.关注特殊点。①起点:定性或定量判断酸、碱的相对强弱。②反应一半点、中性

点、恰好反应点:主要用来确定不同阶段中各反应物与生成物的量的关系,进而分析

溶液中各粒子浓度关系。③交点:某条件下两个值是相等的,交点处信息的应用分析

往往是解决问题的关键。二、解题模型

1.中和滴定图像理解图中的“关键点”对应的溶质,是解题关键。如常温下,将0.1mol·L-1NaOH溶液

滴加到20mL0.1mol·L-1HA溶液中,溶液pH与NaOH溶液体积的关系图:

三、常见图像类型

2.沉淀溶解平衡图像以一定温度下BaSO4的沉淀溶解平衡体系为例:

解题关键①理解图像中线上点、线外点的含义:曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp;曲线上方的点(b)Q>Ksp,会有沉淀析出;曲线下方的点(d)Q<Ksp,无

沉淀析出。②Ksp只受温度影响,在同一曲线上的点,Ksp相同。注意纵横坐标可能改为lgc(Ba2+)/-lgc(Ba2+)、lgc(S

)/-lgc(S

),需要注意曲线变化,但表示的意义不变。3.弱电解质分布分数图像如298K时,在H3PO4溶液中滴入NaOH溶液,含磷元素的各物种的分布分数δ(物质的量

分数)与pH的关系图:

解题关键①分析各条曲线代表的物质,向H3PO4溶液中滴入NaOH溶液,根据反应可

知

代表H3PO4,

代表H2P

,

代表HP

,

代表P

。②利用交点。由曲线的交点可计算出相应的电离平衡常数。如a点时c(H3PO4)=c(H2P

),

=

=c(H+)=10-2.1;同理b点时c(H2P

)=c(HP

),可求得

=10-7.2;c点时c(HP

)=c(P

),可求得

=10-12.4。③利用图像中酸式酸根离子大量存在时的pH,可比较酸式盐的电离程度和水解程度的相对大小。如图中δ(H2P

)接近1时pH约为4.7,说明NaH2PO4溶液呈酸性,H2P

的电离程度大于水解程度。④若遇到较复杂的物质可以“等量替换”为熟悉的物质来进行分析,如例2,2021山东15题。4.对数图像或负对数图像图像种类具体类型变化规律对数图像lg

lg

越大,表示c(HX-)越大,c(H2X)越小

AG=lg

AG越大,酸性越强,中性时,

=1,AG=0负对数图像pH=-lgc(H+)pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越

强

pC=-lgc(C)pC越大,c(C)越小解题关键①先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像,若为负对数图像,应注

意负对数数值越大则对数数值越小。②再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是浓度比值对数。③抓住图像中特殊点:如lg

=0的点有c(A)=c(B),lgc(D)=0的点有c(D)=1mol·L-1,以及pH=7的点、交点等。如某硫酸盐MSO4的沉淀溶解平衡体系中离子浓度对数的关系图:例1

(2021海南,13,4分,改编)25℃时,向10.00mL0.1000mol·L-1的NaHCO3溶液中滴

加0.1000mol·L-1的盐酸,溶液的pH随加入的盐酸的体积V变化如图所示。下列有关说

法正确的是

(

)A.a点,溶液pH>7是由于HC

水解程度大于电离程度B.b点,c(Na+)=c(HC

)+c(C

)+c(Cl-)C.c点,溶液中的H+主要来自HC

的电离D.d点,c(Na+)=c(Cl-)=0.1000mol·L-1

A

解题思路

[先分析图中各个点表示的含义。题中所给图像是滴定图像,根据盐酸的体积及NaHCO3与盐酸的反应可知,起点a代表NaHCO3溶液,c点为反应一半点,d点为反

应终点。根据溶液的pH可知b点为中性点。]对于A项,a点代表NaHCO3溶液,溶液显碱

性,是由于HC

的水解程度大于电离程度。对于B项[一边全是阴离子、一边全是阳离子],结合电荷守恒和溶液pH=7得出c(Na+)=c(HC

)+2c(C

)+c(Cl-)。对于C项,c点是反应一半点,若CO2全部逸出,则溶液中的溶质是NaCl和NaHCO3,则溶液的pH>7;而

此时溶液的pH<7,则H+主要来自H2CO3(NaHCO3+HCl

NaCl+H2CO3)的电离。对于D项[注意体积的变化],d点溶液的体积约等于20.00mL,根据元素守恒,可得c(Na+)=c(Cl-)=0.0500mol·L-1。例2

(2021山东,15,4分,改编)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需

氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+

H2R+

HR

R-向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数

δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=

,下列表述正确的是

(

)D

A.

>

B.M点,c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)C.O点,pH=

D.P点,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

解题思路

[HR中含有2个—NH2,则其盐酸盐为H3RCl2]首先分析各条曲线代表的物质,向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,依据题给平衡,可知依次发生反应:H3R2++OH-

H2R++H2O、H2R++OH-

HR+H2O、HR+OH-

R-+H2O。随着pH的不断增大,溶液中H3R2+浓度逐渐减小,H2R+、HR浓度先增大后减小,R-浓度逐渐增大,下图中曲线①、

②、③、④分别表示H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH的变化。

其次,抓住交点。交点处物质的分布系数相同,可求出对应的K1、K2、K3,此时A项迎刃

而解。对于B项,要利用电荷守恒。M点c(H3R2+)=c(H2R+),根据电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)+

c(R-)=c(H2R+)+2c(H3R2+)+c(Na+)+c(H+),得c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=3c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)。对于C项,要进行数学运算,O点时,c(H2R+)=c(R-),K2=

,K3=

,则

=

,c2(H+)=K2K3,c(H+)=

,pH=-lgc(H+)=-lg

=-

=

。对于D项,要注意发生的反应,P点时发生的总反应为2H3RCl2+5NaOH

4NaCl+NaR+HR+5H2O,溶液中溶质为NaCl、等浓度的HR和NaR,故

c(Na+)>c(Cl-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。例3

(2023全国甲,13,6分)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡

时的pM-pH关系图{pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完

全}。下列叙述正确的是

(

)

CA.由a点可求得