盐类的水解
(一)网上课堂
[本讲主要内容]
盐类水解的过程,水解的定义,盐类水解的规律,盐类水解的离子方程式书写,水解平衡及其移动,盐类水解知识的应用。
[学习指导]
一.盐类的水解
1.盐水解过程
盐的水解过程,本质上是有些盐溶于水,破坏了水的电离平衡状态,促使水的电离平衡右移,重新建立平衡体系,在这个平衡体系中,包括水的电离平衡,也包括某些离子水解平衡,统称为盐的水解平衡,与化学平衡一样,各种离子浓度、分子浓度不再改变,但也属于动态平衡。
先认识强碱弱酸的盐水解过程。
例如:醋酸钠水解
(弱电解质)H2O ? H++OH-
+
CH3COONa=CH3COO-+Na+
CH3COOH(弱电解质)
由于CH3COO-与水电离出的H+结合生成了弱电解质CH3COOH,消耗了溶液中的H+,从而破坏了水的电离平衡,随着H+减少,水的电离平衡右移,于是OH-溶液增大,直至建立新的平衡——盐的水解平衡。结果,溶液中C(OH-)>C(H+),从而使醋酸钠溶液呈碱性。
醋酸钠水解的化学方程式为:CH3COONa+H2O?CH3COOH+NaOH经常用的是其水解的离子方程式:CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-
碳酸钠水解过程与醋酸钠相似,只是分两步水解
(弱电解质)H2O?H++OH-
+
Na2CO3=CO32-+2Na+
HCO3-(弱电解质)
第一步水解的化学方程式 Na2CO3+H2O?NaHCO3+NaOH
第一步水解的离子方程式 CO32-+H2O?HCO3-+OH-
第一步水解生成的HCO3-进一步发生水解,离子方程式为:
HCO3-+H2O?H2CO3+OH- 第二步水解的程度很小,生成的H2CO3浓度很小,不会放出CO2气体,Na2CO3溶液中C(OH-)>C(H+)溶液呈碱性。
其他的盐,如Na2S,K2CO3,Na3PO4,NaCN,NaF水解也属于这种类型。
再认识强酸弱碱的盐水解过程。
如NH4Cl水解
(弱电解质)H2O?H++OH-
+
NH4Cl=Cl-+NH4+
NH3·H2O(弱电解质)
化学方程式:NH4Cl+H2O?NH3·H2O+HCl
离子方程式:NH4++H2O?NH3·H2O+H+
NH4Cl溶液中:C(H+)>C(OH-)溶液呈酸性。
其他强酸弱碱的盐如Cu(NO3)2,Al2(SO4)3,(NH4)2SO4,KAl(SO4)2·12H2O,FeCl3等的水解也都属于这种类型。
强酸强碱的盐,不发生水解,原因是:盐的离子不能破坏水的电离平衡。例如:NaCl在溶液中
H2O?H++OH-
NaCl=Cl-+Na+
4种离子相碰撞,不会形成弱电解质,溶液中C(H+)=C(OH-)呈中性,这类盐如KNO3,Na2SO4,KCl等都与NaCl一样,不发生水解。
还有一类盐,叫弱酸弱碱的盐,它们水解程度大,掌握比较困难,教材上不做要求。
2.盐类水解的定义
在溶液中盐的离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质(弱酸或弱酸)的反应。
3.盐类水解的规律
盐的类型
代表物
用pH试纸测溶液的pH
发生水解的离子
生成的弱电解质
C(H+)与C(OH-)的关系
强酸强碱盐
NaCl,KNO3
pH=7
————
————
C(H+)=C(OH-)
强酸弱碱盐
NH4Cl,Al2(SO4)3
pH<7
NH4+,Al3+
NH3·H2O,Al(OH)3
C(H+)>C(OH-)
弱酸强碱盐
CH3COONa,Na2CO3
pH>7
CH3COO-,CO32-
CH3COOH,HCO3-
C(H+)C(OH-)>C(A-)>C(H+)
B.C(M+)>C(A-)>C(H+)>C(OH-)
C.C(M+)>C(A-)>C(OH-)>C(H+)
D.C(M+)+C(H+)=C(A-)+C(OH-)
解析:等体积等浓度的强碱和弱碱恰好完全中和,生成强碱弱酸盐MA,MA全部电离:MA=M++A-,弱酸根A-部分水解:A-+H2O?HA+OH-,使得溶液显碱性,C(OH-)>C(H+),C(M+)>C(A-),C(A-)>C(OH-),所以选C。根据溶液中正、负电荷守恒,选择D。
4.能将NaOH、Ba(OH)2、NaCl、Ba(NO3)2,Na2S、NaHCO3六种溶液区别开的一种试剂是什么?
解析:给出六种物质,其中有两种强碱,两种强酸强碱的盐,两种强碱弱酸的盐,有Ba2+想到用SO42-,有OH-想到要用Al3+,Al2(SO4)3恰好是强酸弱碱的盐,同时要分析,Al2(SO4)3与六种溶液的反应现象各异才可以认为正确。要把Al2(SO4)3溶液滴入六种待测溶液中,其中无反应现象的是NaCl溶液;有白色沉淀同时形成大量泡沫、无特殊气味的是NaHCO3溶液;形成大量泡沫,有臭味的是Na2S溶液;生成白色沉淀,振荡后完全消失的是NaOH溶液。有白色沉淀,振荡后,白色沉淀溶解一部分的是Ba(OH)2溶液。有白色沉淀,振荡后未明显变化的是Ba(NO3)2溶液。
(二)网上能力训练题
[基础性训练题]
一.选择题
1.下列反应,属于盐类水解反应的是( )
A.NH4++2H2O?NH3·H2O+H3O+
B.HS-+H2O?S2-+H3O+
C.SO2+H2O=H2SO3
D.Cl2+H2O=HCl+HClO
2.NH4Cl溶于重水(D2O)中生成一水合氨和水合氢离子的化学式是( )
A.NH3·D2O和HD2O+ B.NH3·HDO和D3O+
C.NH2D·D2O和DH2O+ D.NH2D·HDO和D3O+
3.能使水的电离平衡右移,且水溶液显酸性的微粒是( )
A.CH3COO- B.NH4+
C.Al3+ D.HCO3-
4.下列化合物既能由单质直接化合制得,又能由复分解反应制得的是( )
A.CuS B.FeS C.FeCl2 D.Al2S3
5.明矾溶液中各离子物质的量浓度大小关系能够确定的是( )
A.C(K+)>C(Al3+) B.C(K+)=C(Al3+)
C.C(H+)=C(OH-) D.C(Al3+)7
D.等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液导电性HCl强于CH3COOH
7.等体积下列溶液中,离子数目最多的是( )
A.0.1mol·L-1的AlCl3溶液
B.0.2mol·L-1的KCl溶液
C.0.2mol·L-1的NH4Cl溶液
D.0.1mol·L-1的H3PO4溶液
8.下列水解离子方程式正确的是( )
A.HS-+H2O?S2-+H3O+
B.HPO42-+H2O?H2PO4-+OH-
C.Al3++3H2O?Al(OH)3↓+3H+
D.CO32-+2H2O?2OH-+H2CO3
H2O+CO2↑
9.室温下稀的HCl和NH4Cl溶液中由水电离出的C(H+)分别是amol·L-1和bmol·L-1,它们pH均为5,则a、b大小关系为( )
A.相等 B.a>b
C.aC(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
二.填空题
14.在FeCl3溶液中存在Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+的平衡体系,改变条件,对下列各项影响的结果填入下表
改变的条件
平衡移动的方向
Fe3+的水解程度
n(H+)
C(H+)
升温
加少量HCl
加Na2CO3
加CuO
加水
15.浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液:Ba(OH)2,H2SO4,NaHSO4,NH3·H2O,CH3COOH,NH4Cl,K2CO3,KHCO3,NaOH,其pH由大到小顺序为_______________。
[提高性训练题]
一.选择题
16.将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度关系正确的是( )
A.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+)
C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
D.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+)
17.下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是( )
A.K+、Na+、HSO3-、Cl-
B.Na+、Ba2+、AlO2-、NO3-
C.NH4+、K+、Cl-、NO3-
D.K+、Na+、ClO-、S2-
18.下列离子中,因水解相互促进,而不能大量共存的是( )
A.HCO3-,SO32-,OH-,Na+
B.AlO2-,Cl-,Na+,Al3+
C.Cu2+,SO42-,Cl-,S2-
D.Al3+,NO3-,HCO3-,Na+
19.物质的量浓度相同的三种盐NaX,NaY和NaZ的溶液,其pH值依次为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,HX
C.HX,HY,HZ D.HY,HZ,HX
20.不用其它试剂,限用化学方法区别下列两组内的四瓶溶液( )
①FeCl3、BaCl2、MgSO4、Al2(SO4)3
②Al2(SO4)3、盐酸、BaCl2、K2CO3
A.只有①组可以 B.只有②组可以
C.两组都可以 D.两组都不可以
[研究性习题]
21.物质的量浓度相同的下列溶液中,C(NH4+)最大的是( )C(NH4+)最小的是( )
A.NH4Cl B.NH4HSO4
C.CH3COONH4 D.NH4HCO3
22.下列各组离子在溶液中不能大量共存的是( )
A.NH4+、K+、Mg2+、H2PO4-
B.K+、Al3+、Br-、NO3-
C.Fe3+、Na+、AlO2-、Br-
D.Fe2+、Na+、Cl-、I-
E.HSO4-、Cl-、SO32-、S2-
23.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂是( )
A.NH3·H2O B.NaOH
C.Na2CO3 D.MgCO3
24.铵态氮肥与草木灰混合施用会使肥效降低,其主要原因用离子方程式表示为
____________________
____________________
能力训练题点拨与解答
[基础性训练题部分]
一.选择题
1.A
2.B
首先写正确重水的电离方程式D2O+D2O?DO-+D3O+然后再写NH4+结合DO-生成一水合氨:NH4++DO-?NH3·HDO
3.BC
A项水解,CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-,使水电离平衡右移,但溶液显碱性。D选项同A。C选项,Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,使水电离平衡右移,溶液呈酸性。B同于C。
4.B
A选项,Cu、S直接化合生成Cu2S。只能由复分解反应制备;B选项正确:Fe+SFeS,FeSO4+Na2S==FeS↓+Na2SO4,C选项不对,2Fe+3Cl22FeCl3,D只能与单质直接化合2Al+3SAl2S3,不能由复分解反应制得,原因是Al3+与S2-互促水解,只能得到水解产物,2Al3++3S2-+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑
5.A
明矾溶于水的电离方程式为
KAl(SO4)2·12H2O==K++Al3++2SO42-+12H2O Al3+发生水解而减少,Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
6.CD
7.A
ABC三个选项从电解质电离产生的离子数目是相等的。但由于Al3+水解每减少一个Al3+,同时增加3个H+,所以AlCl3溶液中离子数目最多,而D选项H3PO4是弱电解质,电离能力弱,离子数目最少。
8.B
A是电离方程式,B正确,HPO42-结合水电离出的H+,溶液呈碱性。方程式两边,原子数相等,电荷数相同。C错,不应有“↓”号,D错,首先错在高价阴离子要分步水解,其次错在H2CO3浓度很小,不会分解放出CO2。
9.C
向水中加HCl,使水电离平衡左移,水电离能力减弱,pH=5 C(H+)=10-5mol·L-1是盐酸电离出的H+决定,由水电离出的C(H+)==10-9mol·L-1。向水中加入NH4Cl,NH4+与水电离出的OH-相结合,生成弱电解质NH3·H2O,使水电离平衡右移,使C(H+)升高,NH4Cl溶液中pH=5。C(H+)=10-5mol·L-1,是水电离产生的,所以a2:1;C温度相同物质的量浓度不同的弱电解质,电离能力不同它们C(H+)之比不与物质的量之比不与物质的量之比成倍数关系;D两种烧碱其C(OH-)相同。
11.B
在Na4Cl溶液中,由于NH4+水解而减少,为保证C(NH4+):C(Cl-)=1向NH4Cl溶液中加NH3·H2O,阻止NH4+水解,又没引入Cl-。
12.BC
AD两选项的溶液都呈碱性,不会与Mg反应。B是酸,与镁反应产生H2。C是盐溶液,由于NH4+水解,溶液中C(H+)>C(OH-)所以可以发生Mg+2H+==Mg2++H2↑的反应。
13.A
在NH4Cl溶液中,首先是NH4Cl=NH4++Cl-然后是NH4++H2O?NH3·H2O+H+,所以C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
二.填空题
14.
向正反应方向
变大
增多
升高
向逆反应方向
变小
增多
升高
向正反应方向
变大
减少
降低
向正反应方向
变大
减少
降低
向正反应方向
变大
增多
降低
15.Ba(OH)2、NaOH、NH3·H2O、K2CO3、KHCO3、NH4Cl、CH3COOH、NaHSO4、H2SO4。
[提高性训练题部分]
一.选择题
16.解析:盐酸和氨水中 由于NH3·H2O是弱电解质,部分电离,所以反应前C(NH3·H2O)>C(HCl),两溶液混合后,NH3·H2O过量,最终得到的是NH4Cl和NH3·H2O的混合液。由于NH3·H2O的电离能力比NH4+的水解能力强,此时不用考虑NH4+水解,所以C(NH4+)>C(Cl-),且溶液呈碱性,C(OH-)>C(H+)故选择B。
17.解析:A选项中,HSO3-不可在碱性溶液中大量共存。C选项中NH4+不可在碱性溶液中大量共存。D选项中ClO-和S2-在碱性溶液中发生氧化还原反应(ClO-+S2-+H2O=Cl-+S↓+2OH-)而不可共存。只有B,可以共存。选择B。
18.解析:A选项中,HCO3-和SO32-水解,溶液都呈碱性,无互促关系。A组离子虽然不能大量共存,但与题干要求不相符合,不选择它。选择B,原因是AlO2-和Al3+是水解互促关系,3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓,C选项中,离子也不能大量共存,Cu2++S2-=CuS↓,但不是水解互促关系,不选择它,D选项正确,Al3+和HCl3-水解互促:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑选择BD。
19.解析:NaX、NaY、NaZ为三个强碱弱酸的盐强越弱,其酸根离子水解程度越大,其盐溶液的碱性越强,pH越大。
pH(NaX)HY>HZ 选择C
20.解析:①组四种盐,利用沉淀反应,MgSO4和Al2(SO4)3与BaCl2都生成白色沉淀,反应现象相同,无法鉴别。②组利用复分解反应,可以找出盐酸和K2CO3溶液其中一种溶液与余下的两溶液反应现象是:有白色沉淀且有气体逸出,那就知道K2CO3和Al2(SO4)3了,如果只生成白色沉淀,那也就知道BaCl2和K2CO3了。如果没任何反应现象,那么知道手中拿的是盐酸。所以选B。
[研究性习题]
21.解析:C(NH4+)最大的是B,在溶液中发生电离NH4HSO4=NH4++H++SO42-,溶液呈酸性,抑制NH4+水解。其它三种溶液中,因为水解NH4+变少,C(NH4+)最小的是D。NH4HCO3,原因是酸性CH3COOH>HCO3-,HCO3-水解程度>CH3COO-水解程度。HCO3-+H2O?H2CO3+OH-溶液呈碱性,使NH4++H2O?NH3·H2O+H+程度变大所以NH4HCO3中C(NH4+)最小。
22.不能共存的离子组是C和E。C不可共存原因是水解互促Fe3++3AlO2-+6H2O=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓,E中HSO4-=H++SO42-,而SO32-和S2-在酸性溶液中不可大量共存。其它三个选项都可共存。
23.解析:分离提纯过程中,除去旧杂质不得引入新杂质,故选择D。因为Fe+水解呈酸性Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加热可促进Fe3+水解,加入MgCO3,发生反应MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑,使Fe3+水解平衡向正反应方向移动,而生成Fe(OH)3沉淀,过滤即可除去。
24.解析:铵态氮肥,指铵盐肥料。草木灰的主要成分是K2CO3,CO32-水溶液呈碱性,NH4+遇OH-易形成NH3而散发到空气中,使氮元素流失,肥效下降,发生反应的离子方程式是:
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
NH4++OH-==NH3↑+H2O
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