合物,一般说来优先考虑盐对弱酸(碱)电离平衡的影响,忽略盐的水解。如NH4Cl与NH3水的混合物,一般只考虑氨水的电离而忽略铵离子的水解。
【例1】
二、影响盐类水解的因素 1、内因
酸或碱越弱,其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。 2、外因
因素 温度 浓度 升高 增大 减小 酸 碱 水解平衡 → → → 水解程度 ↑ ↓ ↑ 水解产生离子的浓度 ↑ ↑ ↓ 外加酸碱
弱酸根离子的水解程度↑,弱碱阳离子的水解程度↓ 弱酸根离子的水解程度↓,弱碱阳离子的水解程度↑ 三、盐类水解的应用
(1)配制某些盐溶液时要考虑盐的水解:如配制FeCl3、SnCl2、Na2SiO3等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。
(2)制备某些盐时要考虑水解:Al2S3、MgS、Mg3N2 等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备。
(3)制备氢氧化铁胶体时要考虑水解。利用加热促进水解来制得胶体。FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl
(4)某些试剂的实验室贮存,如Na2CO3溶液、Na3PO4溶液、Na2SiO3溶液等不能贮存于磨砂口玻璃瓶中。NaF溶液不能保存在玻璃试剂瓶中。
(5)证明弱酸或弱碱的某些实验要考虑盐的水解,如证明Cu(OH)2为弱碱时,可用CuCl2溶液能使蓝色石蕊试纸变红(显酸性)证之。
(6)采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解,使生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中某些金属离子。如不纯的KNO3中常含有杂质Fe,可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe。
(7)向MgCl2、FeCl3的混合溶液中加入MgO或Mg2CO3除去FeCl3。
(8)某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应,要考虑水解:如Mg、Al、Zn等活泼金属与NH4Cl、CuSO4 、AlCl3 等溶液反应。3Mg+2AlCl3 +6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3↓+3H2↑
(9)判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选择指示剂以及当pH=7时酸或碱过量的判断等问题时,应考虑到盐的水解。如CH3COOH与NaOH刚好反应时pH>7,若二者反应后溶液pH=7,则CH3COOH过量。
指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙;弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。
3+
3+
(10)判断酸碱中和至pH=7时,酸碱的用量(如用氨水与盐酸反应至pH=7时是氨水过量)。 (11)测定盐溶液pH时,试纸不能湿润,若中性溶液,测得pH不变仍为7,若强酸弱碱盐溶液,测得pH比实际偏大,若强碱弱酸盐溶液,测得pH比实际偏小, (12)加热蒸发和浓缩盐溶液时,对最后残留物的判断应考虑盐类的水解。
加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质;加热浓缩Na2CO3型的盐溶液一般得原物质;加热浓缩FeCl3 型的盐溶液.最后得到Fe(OH)3,灼烧得Fe2O3 ;加热蒸干(NH4)2CO3或NH4HCO3型的盐溶液时,得不到固体;加热蒸干Ca(HCO3) 2型的盐溶液时,最后得相应的正盐;加热Mg(HCO3)2、MgCO3 溶液最后得到Mg(OH)2 固体;加热Na2SO3型盐溶液,最后被空气氧化为Na2SO4。
(13)净水剂的选择:如Al ,FeCl3等均可作净水剂,应从水解的角度解释。 (14)小苏打片可治疗胃酸过多。
(15)某些显酸性的盐溶液和某些显碱性的盐溶液反应[如Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液反应会产生大量CO2——泡沫灭火器]。如:Al+ 3HCO3= Al(OH)3↓+ 3CO2↑ (16)某些化肥是否能混施(如草木灰不宜与铵态氮肥及过磷酸钙混合使用)。
(17)解释某些生活现象时应考虑盐的水解,如炸油条用明矾、纯碱;ZnCl2、NH4Cl作焊药;热的纯碱溶液比冷的纯碱溶液去污能力强。
例题精讲:
【例1】物质的量浓度相同的下列溶液中,符合按pH由小到大顺序排列的是( )
A.Na2CO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl B.Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl NaCl C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaNO3 Na2S D.NH4Cl (NH4)2SO4 Na2S NaNO3
【导航】酸、碱的溶液分别呈酸性和碱性,而盐的溶液性质要根据电离和水解具体分析。解答原则是先分开酸性、碱性和中性区域。
〖解析〗A、B两项溶液种类相同,NH4Cl水溶液呈酸性,NaCl溶液呈中性,Na2CO3、NaHCO3水溶液都显碱性,但因为NaHCO3的水解是Na2CO3的第二步水解,水解程度变小,Na2CO3的碱性大于NaHCO3的碱性,其排列顺序为:NH4Cl,NaCl,NaHCO3,Na2CO3,故A、B均错误;C、D溶液种类相同,其pH由小到大的顺序为:(NH4)2SO4,NH4Cl,NaNO3,Na2S,故C项正确,D错误。 〖答案〗C
【例2】下列有关问题,与盐的水解有关的是 ( ) ①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂 ②用NaHCO3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施用
④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞 ⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
3+
-3+
A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
〖解析〗本题考查盐类水解的应用与解释。①中NH4Cl与ZnCl2溶液水解均显酸性,可以除-3+
去金属表面的锈;②HCO 与Al两种离子水解相互促进,产生二氧化碳,可作灭火剂;③
3草木灰主要成分为碳酸钾,水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而不能混合施用;④碳酸钠溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成硅酸钠将瓶塞与瓶口黏合而打不开,因此实验室盛放碳酸钠的试剂瓶应用橡胶塞;⑤AlCl3溶液中存在水解平衡:AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Al(OH)3固体(如
果灼烧,会得到Al2O3固体)。 〖答案〗D
电解质溶液中粒子浓度大小比较
电解质溶液中粒子浓度大小比较历来是高考中考查化学基本理论知识方面的重点和热点题型。这类试题考查的知识点多,灵活性、综合性强,有较好的区分度,能有效地测试出考生对弱电解质的电离平衡、盐类水解、电解质之间的反应等基本概念、基本理论的掌握情况及对这些知识的综合应用能力。这类题型在今后的高考化学试卷中将会进一步体现。为了让同学们能够系统的理解掌握这一重要考点,笔者对此进行较为全面的分析归纳,以求对同学们起到一定的指导作用。 一、知识要点回顾 1.两大理论 (1)电离理论
①一般来说,弱电解质(弱酸、弱碱等)的电离是微弱的,电离消耗及电离产生的微粒都是微小的,同时还要考虑水的电离。如氨水溶液中,既存在NH3·H2O的部分电离,还存在水的微弱电离。故其溶液中微粒浓度大小为:c(NH3·H2O)>c(OH)>c(NH4)>c(H)。
②多元弱酸的电离
多元弱酸的电离是分步进行的,一级电离总是远大于二级、三级电离,故多元弱酸的电离中主要考虑第一级电离。如在H2S水溶液中,H2S的电离是分步的,且第一步电离H2SH+HS是主要的,故微粒浓度大小为:c(H2S)>c(H)>c(HS)>c(S)。 (2)水解理论
①弱离子的单水解是微弱的。由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H)或碱性溶液中
+
+
-+
-2--+
+
c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中,微粒浓度大小为:c(Cl-)
>c(NH4)>c(H)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸根离子的水解是分步进行的,其第一步水解是主要的。如Na2CO3溶液中微粒浓度大小为:c(CO3)>c(HCO3)>c(H2CO3)。
③对同浓度CO3和HCO3,CO3比HCO3水解程度要大。对于其它弱酸性盐也是相同情况,即同浓度的正盐溶液水解程度比相应酸式盐水解程度大。 (3)电离与水解理论综合考虑
2--2--2--+
+
多元弱酸的酸式盐溶液、同浓度的一元弱酸(弱碱)与其对应的盐溶液的电离与水解是同时存在的,谁占优势,取决其电离与水解程度的相对大小(一般由题示信息给出)。
①对多元弱酸的酸式盐溶液来说,在NaHSO3、NaH2PO4等溶液中,由于HSO3、H2PO4离子的电离程度大于其水解程度,故c(H)>c(OH),溶液呈酸性。在NaHCO3、NaHS等溶液中,由于HCO3、HS离子的水解程度大于其电离程度,故c(OH)>c(H),溶液呈碱性。
②对同浓度的醋酸和醋酸钠的混合液,CH3COOH电离程度大于CH3COO的水解程度,
----+
+
---
c(CH3COO-)>c(CH3COOH),溶液呈酸性。与之类似,同浓度的氨水和氯化铵的混合液,NH3·H2O
的电离大于NH4水解,溶液呈碱性。 2.三大定量关系 (1)电荷守恒
在任何电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数总是等于阳离子所带正电荷总数,即溶液呈电中性。如在Na2CO3溶液中存在如下守恒关系式:
-3
2-3
+
c(Na+)+c(H+)==c(OH-)+c(HCO )+2c(CO )。
(2)物料守恒
在电解质溶液中,由于有些离子能发生电离或水解,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但这些离子或分子中所含某种特定元素原子的总数是始终不变的,是符合原子守恒的。
如在K2S溶液中存在如下守恒关系式:c(K)==2c(H2S)+2c(HS)+2c(S)。 (3)质子守恒
由水电离出的c(H)、c(OH)始终是相等的,溶液中水电离出的H、OH虽跟其它离子结合,但其总量仍是相等的。
如在K2S溶液中存在如下守恒关系式:c(OH)== c(H)+ c(HS)+2c(H2S)。 实际上,质子守恒可由“电荷守恒”与“物料守恒”联合推出。 二.解题策略分析
对于比较复杂的电解质溶液中粒子浓度大小比较,由于其涉及的知识面广,综合性强,不少学生看到题目后感觉束手无策。笔者建议采用如下思维过程进行处理,应有利于理清解题思路。 1.判反应
判断两种溶液混合时,是否发生化学反应,这一步主要目的是搞清楚溶液的真实组成。如果两种溶液混合后,有反应发生,那就要根据题给的条件判断怎么反应、反应后生成了什么物质,是否有物质过量,再确定反应后溶液的组成如何。 2.写平衡
根据溶液的组成,写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡),尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接的看出某些粒子浓度间的关系,在具体应用时主要是要防止遗漏。如对NaHCO3溶液,要注意HCO3既能发生水解还能发生电离。 3.列等式
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