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2018-2019学年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 第2节 弱电解质的电离、盐类的水解 第3课时 盐类水解原

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第3章 物质在水溶液中的行为 第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第3课时 盐类水解原理的应用

学习目标:1.了解盐类水解在生产、生活中的应用。2.了解盐类水解在化 学实验和科学研究中的应用。3.掌握溶液中离子浓度的大小比较问题。(重点)

[自 主 预 习·探 新 知]
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++3H2O Al(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:CO23-+H2O

HCO-3 +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- 3 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- 3 === 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。

[基础自测]
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)将 ZnCl2 溶液蒸干就可以得到 ZnCl2 固体。( ) (3)实验室保存 Na2S 溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。( ) (4)将 Cu(NO3)2 固体溶于稀硝酸配制 Cu(NO3)2 溶液。( ) (5)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)× 蒸干 ZnCl2 溶液得到 Zn(OH)2 固体。 (3)× Na2S 溶液呈碱性,不能保存在带有玻璃塞的试剂瓶中。 (4)√ (5)× 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- 3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑;C 项,CO32-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 C.NH3 溶液

B.CH3COONa 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+ 4 、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。]

[合 作 探 究·攻 重 难]
盐类的水解在生活中的应用
1.Na2CO3 溶液能否保存于磨口玻璃瓶中?为什么? [提示] 不能。Na2CO3 水解显碱性:CO23-+H2O HCO- 3 +OH-,玻璃 中的成分 SiO2 与 OH-发生反应:SiO2+2OH-===SiO32-+H2O。

2.在水溶液中 Al3+和 HCO- 3 能否共存?

[提示]

不能共存。因为

Al3





HCO


3















Al3





3HCO


3

===Al(OH)3↓+3CO2↑。

3.将 FeCl3 溶液加热、蒸干、灼烧,最后的固体残留物是否是 FeCl3?
[提示] 最后的固体残留物是 Fe2O3。原因是:FeCl3+3H2O Fe(OH)3 +3HCl,升温促进了 FeCl3 的水解,同时加热使生成的 HCl 从溶液中逸出而 产生大量的 Fe(OH)3,蒸干后灼烧,又发生反应:2Fe(OH)3=高==温==Fe2O3+3H2O。

4.在 NH4Cl 溶液中加入镁粉会有什么现象?解释原因。
[提示] 镁粉加入氯化铵的水溶液中有 H2 产生。这是因为氯化铵中 NH+ 4 水解而使溶液显酸性:
NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+,金属镁将 H+还原,放出 H2:Mg+2H+ ===Mg2++H2↑。

5.在 MgCl2 溶液中混有少量 FeCl3,如何除杂? [提示] FeCl3 水解显酸性,向混合溶液中加入 MgO 即可。

[对点训练] 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。]

[教师备选]

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,CO23-易与 NH+ 4 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。]

3.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( )

【导学号:41722166】

①氯化铁 ②碳酸钠 ③硫酸亚铁 ④硅酸钠

A.①③

B.②④

C.①③④

D.①②③

A [FeCl3 溶液加热蒸干并灼烧后得到 Fe2O3。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。]

(1)蒸干盐溶液分析蒸干物质成分时注意:①能否分解;②能否发生氧化 还原反应;③水解后生成的酸能否挥发。
(2)AlCl3、CuCl2、FeCl3、Al(NO3)3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3 溶液,蒸干得氢 氧化物,灼烧得氧化物。

电解质溶液中粒子浓度的关系
CH3COONa 溶液中存在着下列电离过程:

[思考交流] 1.CH3COONa 溶液中存在几种化学平衡?

[提示] 两种。H2O OH-。

H++OH-、CH3COO-+H2O

CH3COOH+

2.CH3COONa 溶液中存在哪些离子,其浓度大小有什么关系? [提示] CH3COO-、Na+、H+、OH-;[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[H+]。

3.CH3COONa 溶液中的离子存在哪些守恒关系?
[提示] 电荷守恒:[Na+]+[H+]=[CH3COO-]+[OH-] 物料守恒:[Na+]=[CH3COO-]+[CH3COOH] 质子守恒:[OH-]=[H+]+[CH3COOH]。

[对点训练] 1.下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( ) A.室温下,pH=7 的氨水与氯化铵的混合溶液中:[Cl-]>[NH+ 4 ] B.pH=2 的一元酸和 pH=12 的一元强碱等体积混合:[OH-]=[H+] C.0.1 mol·L-1 的硫酸铵溶液中:[NH+ 4 ]>[SO42-]>[H+]>[OH-] D.0.1 mol L-1 的硫化钠溶液中:[OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S]

C [氨水和氯化铵混合溶液的 pH=7 时,溶液中[H+]=[OH-],由电荷守 恒可知[OH-]+[Cl-]=[NH+ 4 ]+[H+],则[Cl-]=[NH+ 4 ],A 项错误;由于 pH= 2 的酸的强弱未知,若为强酸时,则反应后溶液中[OH-]=[H+],若为弱酸时, 酸的浓度大于 0.01 mol·L-1,则酸过量,即反应后溶液中[H+]>[OH-],B 项 错误;0.1 mol·L-1 的硫酸铵溶液中,铵根离子水解使溶液呈酸性,故[NH+ 4 ] >[SO24-]>[H+]>[OH-],C 项正确;0.1 mol·L-1 的硫化钠溶液中,根据物料 守恒可知[Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S],由电荷守恒可知[Na+]+[H+]=[OH -]+[HS-]+2[S2-],则[OH-]=[H+]+[HS-]+2[H2S],D 项错误。]

[教师备选] 25 ℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的 pH=7 时,下列关系 式正确的是( ) A.[NH+ 4 ]=[SO24-] B.[NH+ 4 ]>[SO42-] C.[NH+ 4 ]<[SO42-] D.[OH-]+[SO24-]=[H+]+[NH+ 4 ]

B [25 ℃时,由于溶液的 pH=7,故溶液呈中性,即[H+]=[OH-]。由电 荷守恒得,[NH+ 4 ]+[H+]=[OH-]+2[SO42-],则 D 项错误;由上述两个等式得: [NH+ 4 ]=2[SO42-],则 A、C 项错误,B 项正确。]

2.常温下,0.1 mol·L-1 的 NH4HCO3 溶液的 pH=7.8,下列关于溶液中微 粒浓度的关系式正确的是( )
A.[H+]>[OH-] B.[HCO- 3 ]>[NH+ 4 ] C.[NH+ 4 ]+[H+]=[HCO- 3 ]+2[CO23-]+[OH-] D.[H2CO3]+[H+]=[CO32-]+2[NH3·H2O]+[OH-]

C [NH4HCO3 溶液中 NH+ 4 和 HCO- 3 都能发生水解且相互促进。由溶液的 pH=7.8 可知,HCO- 3 的水解程度要大于 NH+ 4 的水解程度,故[NH+ 4 ]>[HCO- 3 ]; 在此溶液中电荷守恒式为[NH+ 4 ]+[H+]=[HCO- 3 ]+2[CO23-]+[OH-],物料守恒 式为[H2CO3]+[HCO- 3 ]+[CO32-]=[NH3·H2O]+[NH+ 4 ],二者联立得:[H2CO3] +[H+]=[CO23-]+[NH3·H2O]+[OH-]。]

[教师备选] 用物质的量均为 0.1 mol 的 CH3COOH 和 CH3COONa 配成 1 L 混合溶液, 已知其中[CH3COO-]>[Na+],下列对该溶液的判断正确的是( ) A.[H+]>[OH-] B.[CH3COO-]=0.1 mol·L-1 C.[CH3COOH]>[CH3COO-] D.[CH3COO-]+[OH-]=0.1 mol·L-1

A [ 本 题 易 错 之 处 是 只 考 虑 CH3COO - 水 解 生 成 CH3COOH , 使 CH3COOH 浓度增大,CH3COO-浓度减小,忽视了电离平衡因素占主导地位, 而错选 C。由电荷守恒可知,[CH3COO-]+[OH-]=[Na+]+[H+],因为[CH3COO -]>[Na+],所以[H+]>[OH-],A 项正确;[CH3COO-]+[OH-]=[H+]+[Na+] =[H+]+0.1 mol·L-1>0.1 mol·L-1,D 错误;由物料守恒可知,[CH3COOH] +[CH3COO-]=0.2 mol·L-1,[CH3COO-]>[Na+]=0.1 mol·L-1,故[CH3COO-] >[CH3COOH],B、C 项错误。]

三个“守恒”关系式

类别

意义

实例

电荷 守恒

电解质溶液中阴离子所带负电 Na2CO3 溶液中存在 Na+、CO23-、

荷总数一定等于阳离子所带正

H





OH





HCO


3



H2CO3



电荷总数

H2O , 其 中 [Na + ] + [H + ] =

2[CO32-]+[HCO- 3 ]+[OH-]

物料 守恒

电解质溶液中,某种原子的总浓

度等于它的各种存在形态的浓 Na2S 溶液中 n(Na)=2n(S),即

度之和

[Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]

质子 任何水溶液中由水电离产生的 Na2CO3 溶液中[OH-]=[H+]+ 守恒 H+和 OH-的物质的量均相等 [HCO- 3 ]+2[H2CO3]

微点拨:对于混合溶液问题,首先考虑是否发生反应,若不反应,分析 盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的相对大小;若能反应,则按反应后的溶质 组成再综合考虑水解和电离两种因素。

[当 堂 达 标·固 双 基]
1.25 ℃时,向醋酸中加入醋酸钠,使溶液的 pH=7,下列对这一溶液的 说法正确的是( )
A.溶液中 CH3COOH 的浓度与醋酸钠的浓度恰好相等 B.溶液中醋酸根离子的浓度小于钠离子的浓度 C.此时 CH3COOH 的电离速率与醋酸钠的水解速率相等 D.该溶液中 CH3COOH 没有电离,醋酸钠也没有水解

C [在 pH=7 的 CH3COOH 和醋酸钠的混合溶液中,CH3COOH 的电离 平衡和醋酸钠的水解平衡依然存在,CH3COOH CH3COO-+H+,CH3COO -+H2O CH3COOH+OH-。此溶液中 CH3COOH 的浓度较小,由于[H+]与 [OH-]相等,根据电荷守恒可知醋酸根离子的浓度与钠离子的浓度也相等。]

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+、SO24- B.Fe3+、K+、HCO- 3 、Cl- C.H+、Fe2+、NO- 3 、SO24- D.H+、Na+、Cl-、CO23-

B [A 项,Ba2+与 SO24-反应生成 BaSO4 沉淀,不能大量共存;B 项,Fe3 +与 HCO- 3 因水解相互促进反应而生成沉淀和气体,不能大量共存;C 项,酸 性条件下,NO- 3 与 Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存;D 项,H+与 CO23- 因生成挥发性气体而不能大量共存。]

3.表示 0.1 mol·L-1 NaHCO3 溶液中有关微粒浓度(mol·L-1)的关系式,正 确的是( )
A.[Na+]>[HCO- 3 ]>[CO32-]>[H+]>[OH-] B.[Na+]+[H+]=[HCO- 3 ]+[CO32-]+[OH-] C.[Na+]+[H+]=[HCO- 3 ]+2[CO32-]+[OH-] D.[Na+]=[HCO- 3 ]+2[COeq 23-]+[H2CO3] C [NaHCO3 溶液显碱性,A 错误;由电荷守恒知 B 错误,C 正确;由 物料守恒知[Na+]=[HCO- 3 ]+[CO23-]+[H2CO3],D 错误。]

[教师备选] 已知同温度同浓度时,下列微粒的电离程度由大到小的顺序是 H2CO3> H2S>HCO- 3 >HS-,则下列说法正确的是( ) A.反应 Na2CO3+H2S===NaHCO3+NaHS 能够发生 B.CO32-结合 H+的能力强于 S2- C.相同条件下,氢硫酸的酸性强于碳酸 D.同温度下,同浓度的溶液中 NaHS 的水解程度大于 Na2S

A [由微粒的电离程度:H2CO3>H2S>HCO- 3 >HS-可知,A 项符合“强 酸制取弱酸”规律,A 项正确;相同条件下,碳酸的酸性强于氢硫酸,C 项 错误;由于对应盐的水解程度:HCO- 3 <HS-<CO23-<S-,故 B、D 项错误。]

4.现有浓度均为 0.1 mol·L-1 的下列溶液: ①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵 ⑤醋酸铵 ⑥硫酸铵 ⑦硫 酸氢铵 ⑧氨水 请回答下列问题:
【导学号:41722167】 (1)①②③④ 四 种 溶 液 中 由 水 电 离 出 的 H + 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 是 ________(填序号)。 (2)④⑤⑦⑧四种溶液中 NH+ 4 浓度由大到小的顺序是________(填序号)。

(3)将③和④等体积混合后,混合液中各离子浓度关系(忽略体积变化)正 确的是________。
A.[Na+]=[Cl-]>[OH-]>[NH+ 4 ] B.[Na+]=0.1 mol·L-1 C.[Na+]+[NH+ 4 ]=[Cl-]+[OH-] D.[H+]>[OH-]

[解析] (1)①②③抑制水的电离,①中[H+]=0.2 mol·L-1,②中[H+]<0.1 mol·L-1,③中[OH-]=0.1 mol·L-1,④促进水的电离,故四种溶液中由水电离 出的 H+浓度由大到小的顺序是④②③①。(2)在 NH4HSO4 溶液中,H+抑制 NH+ 4 的水解,CH3COONH4 溶液中,CH3COO-促进 NH+ 4 的水解,NH3·H2O 是 弱电解质,电离产生极少的 NH+ 4 ,故四种溶液中 NH+ 4 浓度由大到小的顺序为 ⑦④⑤⑧ 。 (3)NaOH 溶 液 和 NH4Cl 溶 液 等 浓 度 等 体 积 混 合 : NaOH + NH4Cl===NaCl+NH3·H2O,[Na+]=[Cl-]=0.05 mol·L-1,[OH-]=[NH+ 4 ]+[H +],A 正确,B 不正确;根据电荷守恒,C 不正确;溶液显碱性[OH-]>[H+], D 不正确。

[答案] (1)④②③① (2)⑦④⑤⑧ (3)A



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