盐类的水解专题
一、盐类的水解
(1)不同盐溶液的酸碱性
用pH试纸检验CH3COONa、Na2CO3、NaCl、NH4Cl、Al2(SO4)3、KNO3溶液的酸碱性。 【实验结果】CH3COONa、Na2CO3的水溶液呈碱性;NH4Cl、Al2(SO4)3的水溶液呈酸性;NaCl、KNO3的水溶液呈中性。
【探究】CH3COONa、Na2CO3是强碱和弱酸反应生成的盐;NH4Cl、Al2(SO4)3是强酸和弱碱反应生成的盐;NaCl、KNO3是强酸和强碱反应生成的盐。 【总结】强碱和弱酸反应生成的盐的水溶液呈碱性;强酸和弱碱反应生成的盐的水溶液呈酸性;强酸和强碱反应生成的盐的水溶液呈中性。
(2)水解的原理
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【CH3COONa水溶液呈碱性的原因探究】水是很弱的电解质,能微弱地电离出H和OH,二者的浓度相等,并处于动态平衡状态。CH3COONa是强碱NaOH与弱酸CH3COOH中和所生成的盐,它是强电解质,在它的水溶液里并存着下列几种电离:
+
由于CH3COO与水电离的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。随着溶液里c(H)的减小,水的电离平衡向右移动,于是c(OH)随着
-+
增大,直到建立新的平衡。最终使溶液里的c(OH)>c(H),从而使溶液呈碱性,总反应可写为:
-
+
【NH4Cl水溶液呈酸性的原因】NH4Cl溶液里氢离子浓度比氢氧根浓度大,这是为什么?我们首先从盐本身的组成开始探讨,先看氯化铵溶于水所引起的一系列变化:
氯化铵溶解完全电离成铵离子与氯离子,水微弱电离出氢离子和氢氧根离子,溶液里这四种
+--
离子同时并存。H与Cl不会结合成HCl,因HCl是强电解质,但跟OH却能结合生
成弱电解质NH3?H2O,虽然一水合氨仍要部分电离,但总的看,会消耗水电离出的一些-
OH,所以氯化铵的水溶液呈酸性。
(3)水解的定义
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在溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H或OH结合生成弱电解质的反应,叫做盐类
???酸+碱,如: 的水解。水解反应是中和反应的逆反应:盐+水???????CH3COOH?OH?或NH4???NH3?H2O?H? CH3COO??H2O??H2O?????水解反应与中和反应处于动态平衡,水解进行的程度很小。和电离一样,水解也是一个吸热
反应。及水解反应的主要特点为:可逆、吸热、程度小。盐类溶于水时,以电离为主,水解为辅(即水解是微弱的),水解和电离是同时发生的。
(4)多元弱酸根离子的水解
多元弱酸根离子分步水解,且以第一步为主。如磷酸钠(Na3PO4)的水解:
3?2?????HPO4第一步:PO4 ?H2O??OH(程度较大)??2??????H2PO4第二步:HPO4 ?H2O??OH(程度较小)???????H3PO4?OH(程度很小)第三步:H2PO4 ?H2O???由上可知,同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比较,Na2CO3的水解程度更大,水解生成的OH?离子浓度更高,故其溶液的碱性更强。所以有:多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸水解程度大,碱性更强。
例:NH4Cl溶于重水后,产生的一水合氨和水合氢离子均正确的是() A.NH2D?H2O和D3O+B.NH3?D2O和HD2O+ C.NH3?HDO和D3O+D.NH2D?HDO和H2DO+
-
解析:NH4Cl水解的实质是其电离出的与重水电离出的OD结合生成一水合氨,即
?????D?+OD???NH3?HDO,D+再与D2O结合生成D3O+,选,NH4D2O?+OD??????C。
二、盐溶液的酸碱性
(1)强酸强碱(正)盐溶液呈中性
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由于强酸强碱盐电离出来的金属阳离子和酸根阴离子能跟水电离出来的H、OH大量共存,
+---
不会结合成弱电解质,因此不影响水的电离平衡,溶液中:c(H)=c(OH)=107mol?L1,呈中性。强酸强碱盐不发生水解反应。
(2)强碱弱酸盐盐溶液呈碱性
-
强碱弱酸盐电离出来的阳离子和酸根阴离子,前者能跟水电离出来的OH大量共存,而后
+-
者跟水电离出来的H结合成难电离的弱酸,因此必然促进了水的电离,结果溶液中c(OH)
+
>c(H),显碱性。强碱弱酸盐能发生水解反应,以强碱弱酸盐AB为例,其水解过程:
B??H2O???HB?OH?
实际为B与水电离出的H相结合,形成弱电解质HB。由此可见,B结合H的能力越强,AB的水解程度越大。即B对应的酸HB越弱,AB的水解程度越大。故有水解程度:。所以有,强Na2CO(水解程度较大)?CH3COONa(水解程度较小)?NaCl(不水解)3碱弱酸盐中的酸越弱,其水解程度越大,同浓度的条件下其碱性也越强。
(3)强酸弱碱盐溶液呈酸性
-
强酸弱碱盐电离出来的阳离子和酸根阴离子,前者能跟水电离出来的OH结合成难电离的
+
弱碱,而后者跟水电离出来的H能大量共存,因此使水的电离平衡向正方向移动,结果溶液中c(H)>c(OH),显酸性。强酸弱碱盐能发生水解反应。以弱碱强酸盐CD为例,其水解过程:
+
-
?????C??H2O???COH?H?
实际为C?与水电离出的OH?相结合,形成弱电解质COH。由此可见,C?结合OH?的能力越强,CD的水解程度越大。即C?对应的碱COH越弱,CD的水解程度越大。故有水解程度:。所以有,CuCl(水解程度较大)?MgCl(水解程度较小)?NaCl(不水解)22弱碱强酸盐中的碱越弱,水解程度越大,同浓度的条件下其酸性也越强。
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总结:除强酸强碱盐外,其他各类盐的离子可以跟水中的H或OH相结合而生成弱电解质,
+-
从而破坏水的电离平衡,使溶液中的c(H)和c(OH)相对发生改变,使这些盐的溶液显酸性或显碱性,这就是盐类水解反应的实质。
(4)弱酸弱碱盐溶液的酸碱性
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弱酸弱碱盐电离出来的阴、阳离子能分别结合水电离出来的H和OH,生成相应的弱酸和弱碱,大大促进了水的电离。其溶液的酸碱性,要由水解生成的弱酸和弱碱的相对强弱来决 定。例如在CH3COONH4溶液中:
?CH3COO-+NH4+H2O????CH3COOH+NH3?H2O
因为醋酸的酸性和氨水的碱性恰好相互抵消,所以溶液呈中性。而在NH4CN溶液中,
? NH4+CN-+H2O????NH3H2O+HCN
因为氨水的碱性比氢氰酸的酸性强,所以溶液呈碱性。一般来说,同主族元素最高价含氧酸
的酸性递减,无氧酸的酸性递增。可利用特殊值进行记忆。如酸性:
HF?HCl HNO3?H3PO4
饱和一元脂肪酸的碳原子数越小,则酸性越强。如:HCOOH?CH3COOH。
常见的酸中,苯酚为极弱酸;醋酸>碳酸;磷酸和亚硫酸为中强酸;HClO4HClO、HAlO2、为最强含氧酸等。
(5)酸式盐溶液的酸碱性
?在酸式盐溶液如HSO3中同时存在着电离与水解平衡:
???H??SO32?HSO3??H2O????H2SO3?OH? HSO3???????可知,电离平衡使HSO3溶液呈酸性,而水解作用则使其显碱性。所以,判断酸式盐的酸
碱性得具体分析。一般来说,酸式盐溶液的酸碱性一般可以分为以下几种情况:
?①只电离不水解:如HSO4(强碱强酸酸式盐),对于强碱弱酸酸式盐则分为两类情况: ??②电离程度>水解程度,显酸性。如:HSO3、H2PO4 ?2?③水解程度>电离程度,显碱性。如:HCO3、HS?、HPO4
例:下列物质的水溶液显酸性的有()
①NaHSO4 ②NaH2PO4 ③NaHCO3 ④NaHS ⑤Na3PO4 ⑥CuCl2⑦Fe2(SO4)3 A.①②③④B.④⑤⑥⑦C.①②⑥⑦D.③④⑥⑦
解析:NaHSO4只电离,不水解,显酸性;NaH2PO4是电离强于水解,也显酸性;CuCl2和Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解显酸性。NaHCO3、NaHS均是水解强于电离,显碱性,Na3PO4是强碱弱酸盐,水解显碱性。
练习:回答下列问题:
(1)下列物质不水解的是;水解呈酸性的是;水解呈碱性的是。
①FeS ②NaI ③NaHSO4 ④KF ⑤NH4NO3 ⑥C17H35COONa
(2)浓度相同时,下列溶液性质的比较错误的是()
①酸性:H2S?H2Se②碱性:Na2S?NaHS③碱性:HCOONa?CH3COONa ④水的电离程度:NaAc?NaAlO2
⑤溶液的pH:NaHSO3?Na2SO4?NaHCO3?NaClO
(6)盐类水解离子方程式的书写
①一般盐类水解程度很小,水解产物很少,通常不生成沉淀和气体,也不发生分解,因此盐类水解的离子方程式中不标“↓”或“↑”,也不把生成物(如NH3?H2O、H2CO3等)写成其分解产物的形式。
②盐类水解是可逆反应,是中和反应的逆反应,但中和反应是趋于完全的反应,而盐的水解
???”反应是较微弱的反应。盐类水解的离子方程式一般不写“====”而写“?。 ??综上所述,水解方程式的书写原则为:
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