新高考化学一轮复习讲义课件第8章 第25讲 盐类的水解
展开考点一 盐类水解及规律
NH3·H2O+H+
(2)三种类型的盐水解离子方程式的书写①多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解方程式。如Na2CO3水解的离子方程式为:第一步水解__________________________________;第二步水解__________________________________。
②多元弱碱盐水解:水解离子方程式一步写完。如FeCl3水解的离子方程式为:__________________________________。③阴阳离子相互促进的水解——双水解:水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等(这是特殊情况)。如Na2S溶液与AlCl3溶液混合反应的离子方程式为_________________________________________________。
2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
(1)Kh只受温度影响。它随温度的升高而增大。(2)Kh越大,表示水解程度越大。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)盐类加入水中,水的电离平衡一定被促进。( )[提示] 强酸强碱盐对水的电离平衡无影响。(2)显酸性的盐溶液,一定是该盐的阳离子发生了水解。( )[提示] NaHSO4溶液因盐电离出H+而显酸性。(3)酸式盐溶液不一定呈酸性。( )(4)离子能够发生水解的盐溶液一定呈酸性或碱性。( )
(5)CH3COONH4溶液呈中性是因为CH3COONH4溶液不能发生水解。( )(6)已知酸性:HF>CH3COOH,所以等浓度的CH3COONa溶液的碱性强于NaF溶液。( )(7)由于NaHCO3溶液中HCO有电离出H+的能力,所以NaHCO3溶液显酸性。( )
[提示] 多元弱酸的酸根应分步水解。
(9)向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成。( )
(10)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。( )(11)盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱。( )
2.深度思考:(1)按要求书写离子方程式:①NaHS溶液呈碱性的原因____________________________。②实验室制备Fe(OH)3胶体_________________________________。③NH4Cl溶于D2O中____________________________________。④将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合___________________________ ___________________。
微考点1 盐类水解及规律 (2022·北京东城区一模)25 ℃时,浓度均为0.1 ml·L-1的几种溶液的pH如表:
〔对点集训1〕 (1)(2022·北京海淀区模拟)(双选)有①NaOH溶液 ②Na2CO3溶液 ③CH3COONa溶液各10 mL,物质的量浓度均为0.1 ml·L-1,下列说法正确的是( )A.三种溶液pH的大小顺序是①>②>③B.三种溶液中由水电离出的OH-浓度大小顺序是②>③>①C.若将三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是③D.若分别加入10 mL 0.1 ml·L-1盐酸后,pH最大的是①
[解析] 等浓度时强碱的pH最大,强碱弱酸盐中酸根对应的酸的酸性越强,酸根水解程度越小,碳酸的酸性小于醋酸的,所以三种溶液pH的大小顺序是①>②>③,故A正确;氢氧化钠溶液抑制了水的电离,而碳酸钠和醋酸钠溶液都促进了水的电离,水解程度越大,水的电离程度越大,所以三种溶液中水电离的氢氧根离子浓度大小关系为②>③>①,故B正确;稀释时强碱的变化程度最大,所以三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是①氢氧化钠溶液,故C错误;加入等体积等浓度盐酸后,①溶质为NaCl、②溶质为NaHCO3与NaCl、③溶质为CH3COOH与NaCl,HCO离子水解显碱性,所以pH最大的是②,故D错误。
微考点2 电离常数与水解常数关系 (2022·山东滨州二模)(双选)柠檬酸(用H3R表示)是一种高效除垢剂。常温时,用一定浓度的柠檬酸溶液去除水垢,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的物质的量百分数随pH的变化如图所示。
〔对点集训2〕 (2022·河南洛阳第三次统一考试)25 ℃时,向NaHCO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
萃取精华:盐类水解程度大小比较的规律(1)组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,组成盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。(2)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
考点二 影响盐类水解的因素及其应用
1.盐类水解的影响因素(1)内因——盐本身的性质形成盐的酸或碱越弱,其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解能力就越______,溶液的碱性或酸性就越______。如酸性:CH3COOH>H2CO3,则同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液pH:pH(NaHCO3) ______ pH(CH3COONa)。
产生红褐色沉淀及无色气体
2.盐类水解的应用(化学实验、工农业生产、日常生活)
3.盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断(1)盐溶液水解生成难挥发性酸和酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s);Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3溶液蒸干得____________,灼烧得________,FeCl3(aq)蒸干得Fe(OH)3,灼烧得Fe2O3。
(5)弱酸的铵盐蒸干后无固体。如NH4HCO3、(NH4)2CO3。(6)NaClO溶液蒸干时,既考虑水解,又考虑HClO分解最后剩下NaCl。
[提示] 水解反应是吸热反应,加热促进水解。
(3)明矾作为净水剂,可以杀菌消毒。( )[提示] 明矾溶于水后,Al3+水解产物Al(OH)3胶体具有吸附作用,可以净水,但不能杀菌消毒。
(4)实验室储存NaF溶液时可以选用玻璃瓶。( )[提示] NaF水解产生HF腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶储存。(5)配制FeSO4溶液时,应加入铁粉防止Fe2+氧化,并加入盐酸抑制Fe2+水解。( )[提示] 应加入硫酸抑制Fe2+水解。(6)在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7。( )
(10)降低温度和加水稀释,都会使盐的水解平衡向逆反应方向移动。( )(11)配制和贮存Fe2(SO4)3溶液时,常常加入少量盐酸,目的是抑制Fe3+水解。( )(12)加热蒸干MgCl2溶液,可得到MgCl2晶体。( )(13)稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强。( )
(14)AlO与HCO的水解相互促进而不能大量共存。( )(15)制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法。( )(16)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。( )
2.下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 ml·L-1CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 ml·L-1CH3COONa溶液显浅红色的原因为________________________________________________________。(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是________。A.水解反应为放热反应B.水解反应为吸热反应C.NH4NO3晶体溶于水时放出热量D.NH4NO3晶体溶于水时吸收热量
(3)分别向浓度均为0.01 ml·L-1CH3COONa溶液中分别加入NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别为________、________、________(填“向左”、“向右”或“不移动”)。
3.深度思考:(1)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。①会观察到什么现象?为什么?②若微热溶液,会观察到什么现象?为什么?③若再向该溶液中滴入过量的氯化钡溶液,会观察到什么现象?为什么?
[提示] ①碳酸钠属于弱酸强碱盐,水解呈碱性,使酚酞试液变红;②加热促进碳酸钠水解,溶液碱性更强,所以溶液颜色变深;③向溶液中加入过量的氯化钡溶液,生成碳酸钡沉淀,降低了溶液中CO浓度,碳酸钠水解平衡向左移动,pH减小,溶液碱性减弱直至消失,溶液褪色。
(2)利用水解除杂无论在化学工业还是化学实验中都具有非常重要的意义,其原理是根据盐的水解程度的不同,通过调节溶液pH使部分离子转化为沉淀而除去,请写出除去MgCl2溶液中的Fe3+的操作、原理及注意事项。
(3)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)
微考点1 盐类水解平衡的影响因素 (1)(2020·北京化学,14)某同学进行如下实验:
下列说法不正确的是( )A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快C.Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
[解析] 实验Ⅰ中对NH4Cl固体试管加热,湿润的pH试纸黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2),说明加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使试纸变蓝,同时产生了氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成盐酸,中和了一水合氨恢复到黄色,最后变为红色,并不是由于NH4Cl水解造成的。该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体,试纸先变蓝后变红,说明氨气扩散的速度比氯化氢快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,故不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,综上所述A、B、D正确,C错误。
(2)(2021·河北,6,3分)(双选)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:下列说法错误的是( )A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可降低Bi3+水解程度D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
[微点拨] 水解平衡的影响因素(1)温度:升高温度,水解平衡右移,水解程度增大。(2)浓度:增大溶液浓度,水解平衡右移,水解程度减小。(3)外加酸或碱:加酸,弱碱阳离子的水解程度减小;加碱,弱酸根离子的水解程度减小。
(2)0.5 ml·L-1 CH3COONa溶液和水的pH随温度的变化如图所示,下列分析错误的是( )A.25 ℃,CH3COONa溶液的pH=8.2,显碱性
B.60 ℃,H2O中c(H+)=1×10-6.5 ml·L-1,呈中性C.60 ℃,CH3COONa溶液中c(OH-)=1×10-5.1 ml·L-1D.升高温度,CH3COONa溶液水解程度和pH都减小
微考点2 盐类水解的应用 (2022·山东滨州高三检测)下列有关问题与盐的水解有关的是( )①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂 ②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂 ③草木灰与铵态氮肥不能混合使用 ④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞 ⑤加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体 ⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pHA.①②③B.②③④C.①④⑤D.①②③④⑤
〔对点集训2〕 (1)(2022·广东揭阳模拟)以下与实验操作相关的说法正确的是( )A.将AlCl3溶液加热蒸干制取无水AlCl3B.用热的饱和Na2CO3溶液清洗试管中的油污C.使用明矾对自来水进行杀菌消毒D.除去CuCl2溶液中的少量FeCl3杂质,加入NaOH固体后过滤
[解析] 加热过程中AlCl3水解生成氢氧化铝和HCl,升高温度促进盐酸挥发,促进氯化铝水解,所以蒸干得到的固体不是氯化铝,故A错误;热的饱和Na2CO3溶液水解程度增大,溶液中碱性增强,可清洗试管中的油污,故B正确;明矾溶于水后电离出铝离子,铝离子水解出氢氧化铝胶体具有吸附功能,故明矾能净水,但不能杀菌消毒,故C错误;除去CuCl2溶液中的少量FeCl3杂质,加入NaOH固体后产生氢氧化铁和氢氧化铜沉淀,无法除去氯化铁杂质,故D错误。
(2)(2022·河北衡水高三检测)下列有关说法正确的是( )A.由MgCl2溶液制备无水MgCl2,将MgCl2溶液蒸干B.用如图装置蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体C.将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体D.将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3溶液蒸干均得不到原溶质
注意:FeCl2、Fe(NO3)2的特殊性:易被氧化为Fe3+,再蒸干得到Fe(OH)3,灼烧后最终产物为Fe2O3
考点三 溶液中微粒浓度大小的比较
判断电解质溶液中粒子浓度的关系是近几年高考常考题型,一般从单一溶液、混合溶液和不同溶液三个角度进行考查,其中反应过程中不同阶段粒子浓度关系的判断是近几年高考的热点和难点。
电离理论和水解理论是比较电解质溶液中粒子浓度大小关系的重要依据,电荷守恒、物料守恒和质子守恒是判断电解质溶液中粒子浓度等量关系的重要依据,该类题目的解题关键是正确判断溶液中溶质成分及其量的关系,以及离子的电离程度和水解程度的大小,然后再巧妙利用变化观念和平衡思想建立起等量关系。通过数学建模,抓住突破问题的关键点,提升学生的模型认知素养。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是______________________________________。
c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)
2.溶液中微粒种类的判断我们在判断溶液中微粒浓度大小时,首先要判断溶液中微粒的种类,然后再进行比较。判断溶液中微粒种类的方法是正确写出溶液中所有的电离方程式、水解方程式,然后结合溶液中的溶质即可判断溶液中的微粒种类。
(3)质子守恒现以Na2CO3和NaHCO3溶液为例,用以下图示帮助我们来理解质子守恒:
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)弱酸H2A溶液中的所有离子浓度的大小顺序为c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。( )(2)弱酸的盐K2A溶液中的所有离子浓度的大小顺序为c(K+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)。( )(3)弱酸的盐K2B溶液中存在c(H2B)+c(HB-)+c(B2-)=c(K+)。( )
(9)常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1 ml·L-1]:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)。( )[提示] 根据溶液电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由于pH=7,c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),由于同浓度下CH3COOH电离大于CH3COONa水解,为了使pH=7,故c(CH3COONa)>c(CH3COOH)即c(Na+)>c(CH3COOH),再因为单一CH3COONa溶液水解产生的c(OH-)>1×10-7 ml·L-1,为使pH=7,需要中和部分OH-,c(CH3COOH)应远大于1×10-7 ml·L-1。
(10)NaHS和Na2S混合溶液中,一定存在c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)。( )[提示] 根据电荷守恒,阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
2.深度思考:(1)0.1 ml·L-1的Na2CO3溶液中各粒子浓度的关系:①大小关系_____________________________________________。②物料守恒____________________________________________。③电荷守恒______________________________________________。④质子守恒_____________________________________________。
(2)0.1 ml·L-1的(NH4)2SO4溶液中各粒子浓度的关系:①大小关系____________________________________________。②物料守恒___________________________________________。③电荷守恒_____________________________________________。④质子守恒____________________________________。
c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
(3)0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液pH<7,各离子浓度的关系:①大小关系:____________________________________________。②物料守恒:__________________________________________。③电荷守恒:____________________________________________。④质子守恒:___________________________________________。
(4)常温下,将a L 0.1 ml·L-1的NaOH溶液与b L 0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液混合。无论a、b有何关系,根据电荷守恒均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。a=b时,恰好完全反应得CH3COONa溶液,根据质子守恒c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)。①a小于b时,溶液中粒子浓度大小关系如何?②a略大于b时,溶液中粒子浓度大小关系如何?
[提示] ①a<b即酸过量,若溶液呈酸性时c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),若溶液呈中性,则c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)。②当碱稍过量时,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
微考点2 混合溶液中离子浓度大小比较 常温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(混合溶液体积为二者体积之和),实验数据如下表:
〔对点集训2〕 25 ℃时,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3溶液与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度大小关系不正确的是( )
〔对点集训3〕 (2022·湖北武汉高三检测)有4种混合溶液,分别由等体积0.1 ml/L的2种溶液混合而成:①CH3COONa溶液与Na2CO3溶液;②CH3COONa溶液与NaCl溶液;③CH3COONa溶液与NaOH溶液;④CH3COONa溶液与盐酸。c(CH3COO-)排序正确的是( )A.③>①>②>④B.③>②>①>④C.④>②>①>③D.④>②>③>①
[解析] ①、③中Na2CO3、NaOH均抑制CH3COO-水解,但NaOH抑制能力更强;④中HCl促进CH3COO-水解,所以c(CH3COO-):③>①>②>④。
微考点4 结合图像分析粒子浓度大小关系 (2019·全国Ⅰ卷)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。
下列叙述错误的是( )A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的C.b点的混合溶液pH=7D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
[解析] 邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强碱弱酸盐,邻苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。根据图示可知,混合溶液在不同的反应阶段含有的离子的种类和浓度不同,故混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关,A正确;
根据图示可知,随着反应的进行,溶液的导电能力逐渐增强,加入的碱的量越多,溶液中的HA-的浓度越小,Na+与A2-的量越多,故Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的,B正确;b点滴定终点应该是二者恰好反应生成Na2A和K2A,根据邻苯二甲酸H2A的Ka1和Ka2值可知,邻苯二甲酸是弱酸,所以到达滴定终点时溶液应该呈碱性,故b点的pH应该大于7,C不正确;
b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中c(Na+)和c(K+)相等,c点是继续加入氢氧化钠溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液,则溶液中c(Na+)>c(K+),由图可知,a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(K+)>c(OH-),溶液中三者大小顺序为c(Na+)>c(K+)>c(OH-),故D正确。
〔对点集训4〕 (2022·湖北武汉模拟)常温下,向1 L 1.0 ml·L-1的NaClO溶液中缓慢通入SO2气体,使其充分吸收,溶液pH与通入SO2物质的量关系如图所示(忽略溶液体积变化和NaClO、HClO的分解)。
a点通入0.2 ml SO2,n(NaCl)=n(Na2SO4)=n(SO2)=0.2 ml,n(HClO)=2n(SO2)=0.4ml,反应消耗的n(NaClO)=3n(SO2)=0.6 ml,反应后含有的n(NaClO)=1 ml·L-1×1 L-0.6 ml=0.4 ml,则n(HClO)+n(NaClO)=0.8 ml、n(Cl-)=0.2 ml,结合物料守恒可知:4c(Cl-)=c(HClO)+c(ClO-),故B正确;
本讲要点速记:1.盐类水解的三个特点(1)可逆反应。(2)吸热反应(中和反应的逆反应)。(3)水解程度一般很微弱。
3.盐类水解的规律有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,谁强显谁性;两强显中性,弱弱具体定。4.影响水解的外部因素:温度、浓度、外加酸碱。5.盐溶液蒸干的两项注意(1)易挥发性强酸的弱碱盐溶液蒸干得到氢氧化物,灼烧得到氧化物。(2)难挥发性强酸的弱碱盐溶液蒸干仍得到原溶质。
6.离子浓度大小的比较(1)判断离子:电离过程、水解反应。(2)明确“微弱”:电离是微弱的,水解是微弱的。(3)利用守恒:原子守恒、电荷守恒、质子守恒(电荷守恒与原子守恒的推导)。
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