高中化学鲁科版选修4 化学反应原理第2章 化学反应的方向、限度与速率第2节 化学反应的限度第3课时教学设计及反思

第3课时　盐类水解原理的应用

目标与素养：1.了解盐类水解在生产、生活中的应用。(社会责任)2.了解盐类水解在化学实验和科学研究中的应用。(科学探究)

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

纯碱在水中发生水解：CO＋H2OHCO＋OH－，加热促进水解平衡右移，溶液的碱性增强，去污能力增强。

3．泡沫灭火器

(1)试剂：Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。

(2)原理：Al3＋和HCO的水解相互促进，生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，产生大量泡沫，隔绝可燃物和空气。反应的离子方程式为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。

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)抑制水解。如配制SnCl2溶液时，加入适量盐酸抑制Sn2＋的水解，得到澄清的溶液。

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)

(1)明矾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)泡沫灭火器中的试剂是Al2(SO4)3溶液与Na2CO3溶液。 (　　)

[提示]　(1)×　明矾不能用作消毒剂。

(2)×　Na2S溶液呈碱性，不能保存在带有玻璃塞的试剂瓶中。

(3)√

(4)×　泡沫灭火器内的试剂为Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液。

2．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

D　[A项，Na2CO3水解使溶液显碱性，Na2CO3溶液与玻璃中的SiO2作用生成具有黏性的Na2SiO3；B项，NaHCO3与Al2(SO4)3水解相互促进：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑；C项，CO水解后溶液显碱性，能够除去油污；D项与盐类的水解无关。]

3．溶质的物质的量相同的下列溶液中，含微粒种类最多的是(　　)

A．CaCl2溶液　　　 B．CH3COONa溶液

C．NH3溶液 D．K2S溶液

D　[A项，CaCl2溶液中含有Ca2＋、Cl－、H＋、OH－、H2O 5种微粒；B项，CH3COONa溶液中含有Na＋、CH3COO－、CH3COOH、H2O、H＋、OH－ 6种微粒；C项，NH3溶液中含有NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋、H2O 6种微粒；D项，K2S溶液中含有K＋、S2－、HS－、H2S、H＋、OH－、H2O 7种微粒。]

1.试剂的保存

某些实验试剂贮存时要考虑到盐的水解。如Na2CO3溶液因水解使溶液呈碱性，OH－与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸盐，使试剂瓶颈与瓶塞黏结，因而不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶贮存，可用带橡胶塞或软木塞的试剂瓶保存。

2．判断离子能否大量共存

在水溶液中水解相互促进的离子：

(1)若相互促进程度较小，则可以大量共存，如NH和CH3COO－、CO等。

(2)若相互促进的程度很大、很彻底，则不能大量共存，如Al3＋与HCO在溶液中不能共存，因发生反应Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，这类离子组合常见的有(如图)：

其中Fe3＋与S2－、HS－因发生氧化还原反应也不能大量共存。

3．某些化肥的施用

草木灰不能与铵态氮肥混用；过磷酸钙不能在碱性环境中使用，最好与农家肥混合施用。

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或Mg(OH)2、MgCO3等，使Fe3＋的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3＋。

【例1】　下表是Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋被OH－完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质，为制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是(　　)

A.H2O2、ZnO　　　　 B．氨水

C．KMnO4、ZnCO3 D．NaOH溶液

A　[要使Fe2＋和Fe3＋全部除去，由题给信息可知，需将Fe2＋全部氧化成Fe3＋，再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5。即可将Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn2＋不沉淀。氧化Fe2＋时不能引入新的杂质，只能用H2O2，调pH时也不能引入新的杂质，用ZnO能促进Fe3＋的水解。]

1．下列有关问题，与盐的水解有关的是(　　)

①用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液作泡沫灭火剂

②草木灰与铵态氮肥不能混合施用

③实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶

A．①② B．②③

C．①③ D．①②③

[答案]　D

2．下列各组离子因发生水解反应而不能大量共存的是(　　)

A．Ba2＋、Cl－、Na＋、SO

B．Al3＋、K＋、HCO、Cl－

C．H＋、Fe2＋、NO、SO

D．H＋、Na＋、Cl－、CO

[答案]　B

1.盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，

如Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)。

2．盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得对应的氧化物，如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。

3．强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液等，蒸干后可得到原物质。

4．阴、阳离子均易水解，其水解产物易挥发的盐蒸干后得不到任何物质，如NH4Cl、(NH4)2S等。

5．考虑盐受热时是否分解

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。

6．还原性盐在蒸干时会被O2氧化

例如，Na2SO3(aq)Na2SO4(s)；FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(s)。

7．有时要从多方面考虑。例如，蒸干NaClO溶液时，既要考虑ClO－水解，又要考虑HClO分解，所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。

【例2】　下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止，能得到较纯净的原溶质的是(　　)

①CuSO4　②FeSO4　③K2CO3　④Ca(HCO3)2　

⑤NH4HCO3　⑥KMnO4　⑦FeCl3

A．①②④⑤⑥⑦ B．③

C．①③⑥ D．①③

D　[FeSO4溶液在加热蒸干过程中，Fe2＋会被氧化为Fe3＋；Ca(HCO3)2、NH4HCO3、KMnO4受热分解，FeCl3受热水解。]

在氯化铁溶液中存在下列平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl　ΔH＞0

(1)将饱和FeCl3溶液，滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。向这种液体中加入稀硫酸产生的现象为________________。

(2)不断加热FeCl3溶液，蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。

[解析]　(1)将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中得到Fe(OH)3胶体，加入稀硫酸则胶体聚沉而得到红褐色沉淀，当H2SO4过量时沉淀又溶解生成黄色溶液。(2)加热可促进盐类的水解，由于HCl挥发，可使水解进行彻底，得到Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3受热分解，最终产物为Fe2O3。

[答案]　(1)先生成红褐色沉淀，又逐渐溶解生成黄色溶液

(2)Fe2O3

1．下列过程或现象与盐类水解无关的是(　　)

A．纯碱溶液去油污

B．加热稀醋酸溶液其pH稍有减小

C．NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂

D．浓的硫化钠溶液有臭味

B　[纯碱水解，溶液显碱性，有利于油脂的水解，A项与盐类水解有关；B项为醋酸，属于弱电解质，加热促进电离，与盐类水解无关；C项氯化铵和氯化锌水解都显酸性，可除锈，与盐类水解有关；D项溶液有臭味是因为硫化钠水解后产生了少量的硫化氢。]

2．实验室在配制一定浓度的硫酸铁溶液时，先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中，再加水稀释至所需浓度，如此操作的目的是(　　)

A．防止硫酸铁分解　 B．抑制硫酸铁水解

C．促进硫酸铁溶解 D．提高溶液的pH

B　[加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解。]

3．现需同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥，已知给定的化肥有①K2CO3　②KCl　③Ca(H2PO4)2

④(NH4)2SO4　⑤氨水，最合适的组合是(　　)

A．①③④ B．②③④

C．①③⑤ D．②③⑤

B　[氨水显碱性，易与Ca(H2PO4)2反应生成Ca3(PO4)2或CaHPO4从而使P元素流失，氨水不可选；K2CO3水解使溶液显碱性，CO易与NH发生双水解反应，产生NH3降低肥效，K2CO3不可选；故能同时补充三种元素的化肥组合为②③④。]

4．某校化学实验小组对以下四种固体物质的水溶液进行加热蒸干并灼烧这一系列操作，最终不能得到该固体物质的是(　　)

①碳酸钠　②硫酸亚铁　③硅酸钠

A．② B．①③

C．②③ D．①②

A　[碳酸钠溶液在加热蒸干并灼烧后得到碳酸钠。硫酸亚铁溶液在加热蒸干过程中，FeSO4被氧化，灼烧后不能得到FeSO4。硅酸钠溶液在加热蒸干并灼烧后得到硅酸钠。]

5．(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_________________________。

(2)广西治理龙江河镉(Cd2＋)污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd2＋转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用____________

________________________________________________________________

(用必要的离子方程式和文字进行解释)。

(3)为了提高生活用水的质量，自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化，以改进水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式_______________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

[解析]　(1)“加热条件下CeCl3易发生水解”，可知NH4Cl的作用肯定是抑制水解的，CeCl3水解会生成HCl，NH4Cl的作用是分解出HCl气体，抑制CeCl3水解。

(2)氯化铝溶于水，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除Cd2＋污染。

(3)Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋，Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底，达到净化水的目的；同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO，可杀灭水中的病菌。

[答案]　(1)分解出HCl气体，抑制CeCl3加热时水解

(2)氯化铝溶于水，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除Cd2＋污染

(3)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而净化水；Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒