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知識清單23 鹽類的水解(含答案) 2025年高考化學一輪復習知識清單

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知識清單23 鹽類的水解(含答案) 2025年高考化學一輪復習知識清單

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知識清單23 鹽類的水解
知識點01鹽類的水解原理 知識點02影響鹽類水解的因素
知識點03鹽類水解的應用 知識點04水解常數及應用
知識點05 溶液中的“粒子”濃度關系
知識點01 鹽類的水解原理
1.鹽類的水解原理
(1)定義:在水溶液中鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH-結合生成弱電解質的反應。
(2)條件:可溶性鹽中必須存在弱堿陽離子或弱酸根離子。
(3)實質:鹽電離產生的弱堿陽離子或弱酸根離子結合水電離產生的OH-或H+生成弱電解質,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大。
2.鹽類水解的特點
(1)可逆:鹽類的水解是可逆反應。
(2)吸熱:鹽類的水解可看作是酸堿中和反應的逆反應。
(3)微弱:多數水解反應程度很微弱。
3.鹽類水解的規律
有弱才水解,越弱越水解;誰強顯誰性,同強顯中性。
鹽的類型 實例 是否水解 水解的離子 溶液的酸堿性
強酸強堿鹽 NaCl、NaNO3 否 中性
強酸弱堿鹽 NH4Cl、Cu(NO3)2 是 NH、Cu2+ 酸性
強堿弱酸鹽 CH3COONa、Na2CO3 是 CH3COO-、CO 堿性
【特別提醒】
(1)溫度越高,鹽的水解程度越大。
(2)強酸的酸式鹽只電離,不水解,溶液顯酸性。如NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SO。
(3)判斷鹽溶液的酸堿性,需先判斷鹽的類型,因此需熟練記憶常見的強酸、強堿和弱酸、弱堿。
(4)鹽溶液呈中性,無法判斷該鹽是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因為NaCl是強酸強堿鹽,不水解。又如CH3COONH4溶液呈中性,是因為CH3COO-和NH的水解程度相當。
4.水解反應的離子方程式的書寫
(1)鹽類水解的離子方程式一般用“??”連接,且一般不標“↑”“↓”等狀態符號。
(2)多元弱酸鹽:分步書寫,以第一步為主。
(3)多元弱堿鹽:水解反應的離子方程式一步完成。
(4)陰、陽離子相互促進的水解
①若水解程度不大,用“??”表示。
②相互促進的水解程度較大的,書寫時用“===”“↑”“↓”。
(1)鹽類加入水中,水的電離平衡一定被促進。( × )
錯因 強酸強堿鹽對水的電離平衡無影響。
(2)顯酸性的鹽溶液,一定是該鹽的陽離子發生了水解。( × )
錯因 NaHSO4溶液因鹽電離出H+而顯酸性。
(3)Na2S水解的離子方程式為S2-+2H2O??H2S+2OH-。( × )
錯因 多元弱酸的酸根應分步水解。
(4)鹽溶液的酸堿性主要決定于形成鹽的酸和堿的相對強弱。( √ )
(5)Na2CO3溶液呈堿性的原因:CO+2H2O??H2CO3+2OH-。( × )
(6)Al3+發生水解反應的離子方程式:Al3++3H2O??Al(OH)3↓+3H+。( × )
(7)溶液呈中性的鹽一定是強酸、強堿生成的鹽。( × )
錯因 發生水解的鹽溶液不一定呈酸性或堿性,也可能呈中性,如CH3COONH4。
(8)常溫下,pH=10的CH3COONa溶液與pH=4的NH4Cl溶液,水的電離程度相同。( √ )
(9)熔融的Na2CO3和Na2CO3溶液中,c(Na+)都是c(CO)的兩倍。( × )
錯因 碳酸鈉溶液中,碳酸根離子水解,鈉離子不水解,所以Na+的濃度大于CO濃度的2倍。
(10)由0.1 mol·L-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A-+H2O??HA+OH-。( √ )
一、鹽類水解的實質及規律
1.根據相關物質的電離常數(25 ℃),回答下列問題:
CH3COOH Ka=1.8×10-5,HCN Ka=4.9×10-10,H2CO3 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
(1)相同物質的量濃度的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液,pH由大到小的順序:②>④>③>①,水的電離程度由大到小的順序:②>④>③>①。
(2)相同pH的①CH3COONa,②Na2CO3,③NaHCO3,④NaCN溶液,物質的量濃度由大到小的順序:①>③>④>②。
(3)NaCN溶液中,c(Na+)、c(CN-)、c(HCN)由大到小的順序:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)。
2.碳酸氫鈉在分析化學、無機合成、工業生產、農牧業生產等方面有較為廣泛的應用。
(1)NaHCO3是強堿弱酸的酸式鹽,溶液中存在三種平衡(寫出相應的離子方程式):
①水的電離平衡: H2O??H++OH- ;
②HCO的電離平衡: HCO??H++CO ;
③HCO的水解平衡: HCO+H2O??H2CO3+OH- 。
(2)常溫下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH為8.4,說明HCO的電離程度和水解程度中相對較強的是 HCO的水解程度。
(3)常溫下,0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4),則溶液顯酸性。
二、水解產物判斷與方程式的書寫
1.寫出下列鹽溶液中水解的離子方程式。
(1)NH4Cl:NH+H2O??NH3·H2O+H+。
(2)Na2CO3:CO+H2O??HCO+OH-、HCO+H2O??H2CO3+OH-。
(3)FeCl3:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+。
(4)CH3COONH4:CH3COO-+NH+H2O??CH3COOH+NH3·H2O。
(5)Al2S3:2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑。
(6)AlCl3溶液和NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
2.下列離子方程式不正確的是(  )
A.明礬用于凈水:Al3++3H2O??Al(OH)3(膠體)+3H+
B.泡沫滅火器滅火:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
C.用純堿清洗油污:CO+H2O??HCO+OH-
D.濃硫化鈉溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
答案 D
解析 硫化鈉分步水解,生成的硫化氫具有臭味,離子方程式必須分步書寫、沒有氣體符號、應使用可逆符號,D項錯誤。
3.(1)常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1的六種溶液pH如下:
溶質 NaClO Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 Na2SO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
常溫下,相同物質的量濃度的下列稀溶液,其酸性由強到弱的順序是________(填字母) 。
a.H2CO3 b.H2SO3 c.H2SiO3
六種溶液中,水的電離程度最小的是__________(填化學式)。
(2)用離子方程式說明Na2CO3溶液pH>7的原因:_______________________________________。
(3)欲增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質是________(填化學式),用化學平衡移動的原理解釋其原因:_______________________________________________。
答案 (1)bac NaHSO3
(2)CO+H2O??HCO+OH-、HCO+H2O??H2CO3+OH-
(3)NaHCO3(或NaClO) 因為Cl2+H2O??H++Cl-+HClO,加入NaHCO3(或NaClO)可消耗H+,平衡向正反應方向移動,從而使溶液中次氯酸的濃度增大
解析 (1)NaHCO3溶液顯堿性,則HCO的水解程度大于其電離程度,NaHSO3溶液顯酸性,則HSO的電離程度大于其水解程度,故H2SO3酸性比H2CO3的酸性強,等濃度的Na2SiO3溶液的堿性比NaHCO3的堿性強,弱酸越弱,其對應的酸根離子水解程度越大,其對應的強堿弱酸鹽堿性越強,故碳酸的酸性比硅酸的酸性強,故常溫下,相同物質的量濃度的稀溶液,其酸性由強到弱的順序是bac。六種溶液中,NaClO、Na2CO3、NaHCO3、Na2SiO3、Na2SO3的溶液顯堿性,均發生水解,促進水的電離,而NaHSO3溶液顯酸性,HSO的電離程度大于其水解程度,抑制水的電離,則水的電離程度最小的是NaHSO3溶液。
知識點02 影響鹽類水解的因素
1.影響鹽類水解的因素
(1)內因:形成鹽的弱酸或弱堿越弱,其對應的弱酸根離子或弱堿陽離子的水解程度越大,溶液的堿性或酸性越強。
如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
(2)外因:鹽類水解平衡同電離平衡一樣,當溫度、濃度等條件改變時,會引起水解平衡的移動,從而影響鹽類水解的程度。其中濃度的影響通常包括:加水稀釋、加入適量的酸或堿及能與酸或堿反應的鹽等。
應用舉例
以FeCl3水解為例:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,分析外界條件對水解平衡的影響。
條件 平衡移動方向 H+數 pH 現象
升溫 向右 增多 減小 顏色變深
通HCl 向左 增多 減小 顏色變淺
加H2O 向右 增多 增大 顏色變淺
加NaHCO3 向右 減少 增大 生成紅褐色沉淀,放出氣體
(1)加熱0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大。( √ )
提示 水解是吸熱反應,升溫平衡正移,水解程度和pH均增大。
(2)氯化銨溶液加水稀釋時,的值減小。( √ )
提示 加水稀釋時n(NH)減小,n(Cl-)不變,所以的值減小。
(3)在CH3COONa溶液中加入適量CH2COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)。( √ )
提示 根據電荷守恒,當溶液顯中性時,c(Na+)=c(CH3COO-)。
(4)水解平衡右移,鹽離子的水解程度可能增大,也可能減小。( √ )
提示 若是加入能水解的該鹽固體,平衡右移,鹽離子的水解程度會減小,若是加水稀釋,平衡右移,水解程度是增大的。
(5)稀溶液中,鹽的濃度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或堿性)也越強。( × )
錯因 溶液越稀,水解程度越大,水解產生的H+或OH-的物質的量越大,但稀釋后H+或OH-的濃度越小,所以溶液酸性(或堿性)會越弱。
(6)向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和氣體生成。( √ )
提示 Al3+與HCO的水解相互促進,徹底雙水解,有Al(OH)3和CO2生成。
(7)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,發生相互促進的水解反應,產生沉淀和氣體。( × )
(8)CH3COONa溶液和NH4Cl溶液混合后,CH3COO-和NH相互促進水解,溶液中將不存在大量的CH3COO-和NH。( × )
(9)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,CO水解程度減小,pH減小。( × )
(10)通入適量的HCl氣體使FeCl3溶液中增大。( × )
錯因 通入HCl抑制了Fe3+的水解,Fe3+濃度增大的很少,Cl-濃度增大的多,故減小。
(11)向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大。( × )
錯因 CH3COOH的電離常數Ka=,所以=,電離常數只受溫度影響,溫度不變則Ka不變。
(12)改變條件,鹽的水解平衡向右移動,其水解程度不一定增大。( √ )
1.為探究鹽類水解是一個吸熱過程,請用Na2CO3溶液和其他必要試劑,設計一個簡單的實驗方案:
______________________________________________________________________。
答案 取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈紅色,然后分成兩份,加熱其中一份,若紅色變深,則鹽類水解吸熱
2.常溫下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中c(H2CO3)>(填“>”“=”或“<”)c(CO),原因是HCO??CO+H+,HCO+H2O??H2CO3+OH-,pH大于8則HCO的水解程度大于電離程度(用離子方程式和必要的文字說明)。
2.下圖所示三個燒瓶中分別裝入含酚酞的0.01 mol·L-1CH3COONa溶液,并分別放置在盛有水的燒杯中,然后向燒杯①中加入生石灰,向燒杯③中加入NH4NO3晶體,燒杯②中不加任何物質。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1CH3COONa溶液顯淺紅色的原因為 CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-,使溶液顯堿性 。
(2)實驗過程中發現燒瓶①中溶液紅色變深,燒瓶③中溶液紅色變淺,則下列敘述正確的是 BD 。
A.水解反應為放熱反應
B.水解反應為吸熱反應
C.NH4NO3晶體溶于水時放出熱量
D.NH4NO3晶體溶于水時吸收熱量
(3)分別向濃度均為0.01 mol·L-1CH3COONa溶液中分別加入NaOH固體、Na2CO3固體、FeSO4固體,使CH3COO-水解平衡移動的方向分別為 向左 、 向左 、 向右 (填“向左”“向右”或“不移動”)。
知識點03 鹽類水解的應用
1.在化學實驗中的應用
應用 舉例
判斷溶液的酸堿性 FeCl3溶液顯酸性,原因是Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+
判斷酸性強弱 相同濃度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分別為8、9、10,則酸性:HX>HY>HZ
配制或貯存易水解的鹽溶液 配制CuSO4溶液時,加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;貯存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞
膠體的制取 制取Fe(OH)3膠體的離子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+
制備無水鹽 將揮發性酸的弱堿鹽如AlCl3、FeCl3溶液蒸干時,在通HCl的氣流中加熱蒸干
判斷離子是否共存 Al3+與CO、HCO、S2-、HS-、AlO;Fe3+與HCO、CO、AlO;NH與AlO、SiO因相互促進水解程度強烈而不能大量共存
判斷中和反應至中性的試劑用量 如NH3·H2O與HCl反應至中性,NH3·H2O過量,CH3COOH與NaOH反應至中性時CH3COOH過量
制備無機化合物 如用TiCl4制備TiO2,其反應的化學方程式為TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,加入大量的水,同時加熱,促使水解趨于完全,所得TiO2·xH2O經焙燒得到TiO2
2.在生產生活中的應用
泡沫滅火器原理 泡沫滅火器中的成分為NaHCO3與Al2(SO4)3,發生的反應為Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作凈水劑 明礬可作凈水劑,原理為Al3++3H2O??Al(OH)3(膠體)+3H+
化肥的使用 銨態氮肥與草木灰不得混合施用
除銹劑 NH4Cl溶液與ZnCl2溶液可作焊接時的除銹劑,原理為NH+H2O??NH3·H2O+H+、Zn2++2H2O??Zn(OH)2+2H+
熱純堿去污能力強 加熱,促進Na2CO3的水解,使c(OH-)增大,去污能力增強
【歸納小結】鹽溶液蒸干灼燒后所得產物的判斷
(1)弱堿金屬陽離子對應鹽溶液水解生成難揮發性酸時,蒸干后一般得原物質,如CuSO4(aq)CuSO4(s);鹽溶液水解生成易揮發性酸時,蒸干灼燒后一般得對應的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根陰離子易水解的強堿鹽,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物質。
(3)考慮鹽受熱時是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固體受熱易分解,因此蒸干灼燒后分別為Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。
(4)還原性鹽在蒸干時會被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
(5)弱酸的銨鹽蒸干并灼燒后發生分解,無固體剩余,如NH4HCO3、(NH4)2CO3。
(1)生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液,運用了鹽類的水解原理。( × )
錯因 NaCl為強酸強堿鹽,不水解,電解食鹽水的方法制取消毒液是運用的電解原理。
(2)CH3COO-與NH水解相互促進,所以兩者不能大量共存。( ×)
錯因 CH3COO-與NH水解相互促進,但沒有沉淀和氣體生成且總的水解程度很小,兩者可以大量共存。
(3)將FeCl3、Fe2(SO4)3溶液分別加熱蒸干并灼燒,最后均可得到Fe2O3(s)。( × )
(4)實驗室配制FeCl3溶液時,常將FeCl3(s)溶解在濃鹽酸中,再加水稀釋。( √ )
(5)明礬作為凈水劑,可以殺菌、消毒。( × )
錯因 明礬溶于水后,Al3+的水解產物Al(OH)3膠體具有吸附作用,可以凈水,但不能殺菌消毒。
(6)實驗室儲存NaF溶液時可以選用玻璃瓶。( × )
錯因 NaF水解產生HF腐蝕玻璃,不能用玻璃瓶儲存。
(7)配制FeSO4溶液時,應加入鐵粉防止Fe2+被氧化,并加入鹽酸抑制Fe2+水解。( × )
錯因 應加入硫酸抑制Fe2+水解。
1.簡答題
(1)實驗室中如何用固體FeCl3配制FeCl3溶液?為什么?
提示:氯化鐵晶體溶于較濃鹽酸中,然后加水稀釋到所需的濃度;抑制FeCl3水解。
(2)實驗室中如何用固體FeSO4配制FeSO4溶液?為什么?
提示:FeSO4溶液配制加少量稀硫酸和Fe粉;抑制FeSO4水解,防止FeSO4氧化。
(3)NH4F溶液能否保存在玻璃試劑瓶中?為什么?
提示:不能;NH4F水解生成的氫氟酸腐蝕玻璃。
(4)工業上通常在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2· 6H2O獲得無水MgCl2,干燥的HCl氣流的作用是什么?
提示:①干燥的HCl氣流帶走水,②HCl抑制MgCl2水解。
(5)利用水解反應來制備納米材料,如用TiCl4制備TiO2:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl。制備時加入大量的水,同時加熱。試利用平衡移動原理說明這兩項操作的作用。
提示:加水是增加反應物,與加熱兩項操作的作用都是使化學平衡向水解反應的方向移動。
(6)把AlCl3溶液蒸干灼燒,最后得到的主要固體是什么?為什么?如何操作溶質不變?(用化學方程式表示并配以必要的文字說明)。
提示:Al2O3;在AlCl3溶液中存在著如下平衡:AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,加熱時水解平衡右移,HCl濃度增大,蒸干時HCl揮發,使平衡進一步向右移動得到Al(OH)3,在灼燒時發生反應:2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固體是Al2O3;在HCl氣流中加熱蒸發溶質不變。
(7)Mg粉可溶解在NH4Cl溶液中,分析其原因。
提示:在NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH+H2O??NH3·H2O+H+,加入Mg,Mg與H+反應放出H2,使溶液中c(H+)降低,平衡向右移動,使Mg粉不斷溶解。
2.在空氣中加熱蒸干并灼燒下列鹽溶液,將所得產物填入表格中。
鹽溶液 產物
Ca(HCO3)2/NaHCO3
NH4Cl
Na2SO3
FeCl2/AlCl3
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
NaAlO2/Na2CO3
答案 CaO/Na2CO3 無 Na2SO4 Fe2O3/Al2O3 Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4 NaAlO2/Na2CO3
3.下列應用與鹽類水解有關的是(  )
①用FeCl3作凈水劑
②為保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量鹽酸
③實驗室配制AlCl3溶液時,應先把AlCl3固體溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋
④NH4Cl與ZnCl2溶液可用作焊接中的除銹劑
⑤實驗室盛放Na2CO3溶液的試劑瓶應用橡膠塞,而不用玻璃塞
⑥長期施用(NH4)2SO4,土壤酸性增強
A.①④⑥ B.②⑤⑥ C.③⑤⑥ D.全有關
答案 D
解析 ①FeCl3能水解,生成的Fe(OH)3膠體可吸附水中的雜質;②在FeCl3溶液中加入少量鹽酸,能抑制Fe3+的水解;③AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl,先將AlCl3固體溶解在較濃的鹽酸中可以抑制Al3+的水解;④NH4Cl、ZnCl2水解使溶液呈酸性,能溶解金屬氧化物,可用作除銹劑;⑤Na2CO3水解使溶液呈堿性,會與玻璃中的主要成分SiO2發生反應;⑥(NH4)2SO4水解使溶液呈酸性,長期施用(NH4)2SO4,可使土壤酸性增強。
知識點04 水解常數及應用
1.鹽的水解常數
以CH3COONa為例:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
Kh=,只與溫度有關。
2.與對應弱酸電離常數的關系
Ka=
所以,Kh·Ka=Kw或Kh=。
由此可看出,弱酸或弱堿的電離常數越小,其生成的鹽水解程度就越大。
3.Kh與Kw、Ka、Kb之間的關系
(1)鹽的水解平衡常數與對應的一元弱酸(或弱堿)的電離平衡常數的乘積等于Kw,則Kh=或Kh=。
(2)二元弱酸H2CO3的電離常數為Ka1、Ka2,則Na2CO3的水解常數Kh為,NaHCO3的水解常數為。
(3)一元弱酸一元弱堿鹽,如醋酸銨:Kh=。
【特別提醒】
(1)Kh只受溫度影響。它隨溫度的升高而增大。
(2)Kh越大,表示水解程度越大。
1.已知常溫下,H2CO3的電離常數Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11,通過計算判斷0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液呈酸性還是呈堿性?(寫出必要過程)。
答案 HCO發生水解反應:HCO+H2O??H2CO3+OH-,水解常數Kh==≈2.38×10-8;HCO的電離常數Ka2=5.6×10-11,因Kh>Ka2,HCO的水解程度大于電離程度,故NaHCO3溶液呈堿性。
2.磷酸是三元弱酸,常溫下三級電離常數分別是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列問題:
(1)常溫下同濃度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的順序是________(填序號)。
(2)常溫下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常溫下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”)性,用Ka與Kh的相對大小說明判斷理由:_________________________________________________________。
答案 (1)③<②<① (2)< (3)堿 Na2HPO4的水解常數Kh===≈1.6×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其電離程度,因而Na2HPO4溶液顯堿性
解析 (2)NaH2PO4的水解常數Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的電離程度大于其水解程度,因而pH<7。
知識點05 溶液中的“粒子”濃度關系
1.溶液中的守恒關系
(1)電荷守恒規律
電解質溶液中,不論存在多少種離子,溶液總是呈電中性,即陰離子所帶負電荷總數一定等于陽離子所帶正電荷總數。
實例分析:Na2CO3溶液中
①Na+、H+、CO、HCO、OH-。
②1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(CO)+1×c(HCO)+1×c(OH-)。
化簡得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)。
(2)物料守恒規律
電解質溶液中,由于某些離子能水解或電離,離子種類增多,但原子總數是守恒的。
實例分析:Na2CO3溶液中
①=,即n(Na+)=2n(CO),CO在水中部分會水解成HCO、H2CO3,共三種含碳元素的存在形式。
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
(3)質子守恒規律
質子守恒是依據水的電離平衡:H2OH++OH-得到的,水電離產生的H+和OH-的物質的量總是相等的,無論在溶液中由水電離出的H+和OH-以什么形式存在。
方法一:可以由電荷守恒與元素質量守恒推導出來。
如Na2CO3中將電荷守恒和物料守恒中的金屬陽離子消去得c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:質子守恒是依據水的電離平衡:H2O??H++OH-,水電離產生的H+和OH-的物質的量總是相等的,無論在溶液中由水電離出的H+和OH-以什么形式存在。
實例分析:Na2CO3溶液中
即c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H3O+)或c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+)。
2.常見溶液的守恒關系式
(1)CH3COONa溶液:
物料守恒:c(Na+)= c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
電荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
質子守恒:c(OH-)= c(H+)+c(CH3COOH)
(2)NH4Cl溶液:
物料守恒:c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
電荷守恒:c(Cl-)+ c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)
質子守恒:c(H+)= c(NH3·H2O)+c(OH-)
(3)Na2CO3溶液:
物料守恒:c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
電荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)
質子守恒:c(OH-)= c(HCO3-)+2c(H2CO3)+ c(H+)
(4)NaHCO3溶液:
物料守恒:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
電荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)
質子守恒:c(OH-)= c(H2CO3)+ c(H+)- c(CO32-)
3.溶液中粒子濃度比較
(1)不同溶液中同一離子濃度的大小比較
相同物質的量濃度的a.NH4Cl溶液,b.CH3COONH4溶液,c.NH4HSO4溶液,c中H+對NH水解有抑制作用,b中CH3COO-的水解對NH水解有促進作用,所以三種溶液中c(NH)由大到小的順序是c>a>b。
(2)弱酸溶液中離子濃度的大小比較
①CH3COOH溶液微粒濃度由大到小的順序(H2O除外)是c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
②碳酸溶液中粒子濃度由大到小的順序(水分子和CO2分子除外)是c(H2CO3)>c(H+)> c(HCO) > c(CO) > c(OH-)。
(3)單一溶液中離子濃度大小的比較
①NH4Cl溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
②CH3COONa溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)混合溶液中離子濃度大小的比較
①物質的量濃度相同的CH3COOH溶液、CH3COONa溶液等體積混合
離子濃度由大到小的順序是c(CH3COO-) > c(Na+)>c(H+) >c(OH-)。
②物質的量濃度相同的NH4Cl溶液、氨水等體積混合
離子濃度由大到小的順序是c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
一、單一溶液中粒子濃度的關系
判斷正誤,錯誤的寫出正確的關系式。
(1)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
(2)在Na2SO3溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(3)0.1 mol·L-1 NH4HS溶液中:c(NH)<c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)
(4)0.2 mol·L-1 NH4HCO3溶液(pH>7):c(NH)>c(H2CO3)>c(HCO)>c(NH3·H2O)
(5)室溫下,0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液中存在:c(NH)+3c(Fe3+)>2c(SO)
答案 (1)× c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
(2)× c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(3)√
(4)× c(NH)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
(5)× c(NH)+3c(Fe3+)<2c(SO)
二、混合溶液中粒子濃度的關系判斷
1.濃度均為0.1 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液
(1)電荷守恒:____________________________________________。
(2)物料守恒:__________________________________________________。
(3)離子濃度由大到小的順序:_____________________________________________。
答案 (1)c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)
(2)2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3)
(3)c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
2.常溫下,NaOH和CH3COOH等濃度按1∶2體積比混合后pH<7
(1)溶液中粒子濃度的大小關系:_________________________________(水分子除外)。
(2)電荷守恒:_____________________________________________。
(3)物料守恒:___________________________________________________。
答案 (1)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(2)c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
(3)2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
解析 中和反應后,溶質為等量的CH3COONa、CH3COOH,且CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度,c(CH3COO-)與c(CH3COOH)之和等于c(Na+)的2倍。
3.(1)物質的量濃度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等體積混合,溶液中粒子(水分子除外)濃度由大到小的順序為_____________________________________。
(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa與0.1 mol·L-1鹽酸等體積混合,溶液中粒子(水分子除外)濃度由大到小的順序為_________________________________。
答案:(1)c(Na+)=c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
(2)c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
4.判斷正誤,錯誤的寫出正確的關系式。
(1)0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液等體積混合后:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
(3)室溫下,將濃度均為0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl溶液等體積混合(pH=9.25):c(NH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
(4)室溫下,將濃度均為0.10 mol·L-1的H2C2O4和NaHC2O4溶液等體積混合(pH=1.68,H2C2O4為二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-)
(5)0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液與0.1 mol·L-1HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
(6)向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到恰好呈中性:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
答案 (1)√ (2)× c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) (3)× c(NH)+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH-) (4)√
(5)× 2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+)
(6)√
三、不同溶液中同一離子濃度的大小比較
1.25 ℃時,相同物質的量濃度的下列溶液中:
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的順序為________________。
答案 ⑤>④>③>①>②
解析 分析流程為
分組
2.比較下列幾組溶液中指定離子濃度的大小。
(1)濃度均為0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH從大到小的順序是______________。
(2)相同濃度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH,c(CH3COO-)由大到小的順序是________________________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物質的量濃度由大到小的順序為_________________________________________。
答案 (1)③>②>④>① (2)②>①>③
(3)④>②>③>①
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知識清單23 鹽類的水解
知識點01鹽類的水解原理 知識點02影響鹽類水解的因素
知識點03鹽類水解的應用 知識點04水解常數及應用
知識點05 溶液中的“粒子”濃度關系
知識點01 鹽類的水解原理
1.鹽類的水解原理
(1)定義:在水溶液中鹽電離出來的離子與_________________________結合生成____________的反應。
(2)條件:可溶性鹽中必須存在______________或______________。
(3)實質:鹽電離產生的______________或______________結合_____________________生成_______,破壞了水的______________,水的電離程度_______。
2.鹽類水解的特點
(1)可逆:鹽類的水解是可逆反應。
(2)吸熱:鹽類的水解可看作是______________反應的逆反應。
(3)微弱:多數水解反應程度很微弱。
3.鹽類水解的規律
有弱才水解,越弱越水解;誰強顯誰性,同強顯中性。
鹽的類型 實例 是否水解 水解的離子 溶液的酸堿性
強酸強堿鹽 NaCl、NaNO3
強酸弱堿鹽 NH4Cl、Cu(NO3)2
強堿弱酸鹽 CH3COONa、Na2CO3
【特別提醒】
(1)溫度越高,鹽的水解程度越大。
(2)強酸的酸式鹽只電離,不水解,溶液顯酸性。如NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SO。
(3)判斷鹽溶液的酸堿性,需先判斷鹽的類型,因此需熟練記憶常見的強酸、強堿和弱酸、弱堿。
(4)鹽溶液呈中性,無法判斷該鹽是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因為NaCl是強酸強堿鹽,不水解。又如CH3COONH4溶液呈中性,是因為CH3COO-和NH的水解程度相當。
4.水解反應的離子方程式的書寫
(1)鹽類水解的離子方程式一般用“_______”連接,且一般不標“↑”“↓”等狀態符號。
(2)多元弱酸鹽:分步書寫,以第一步為主。
(3)多元弱堿鹽:水解反應的離子方程式一步完成。
(4)陰、陽離子相互促進的水解
①若水解程度不大,用“??”表示。
②相互促進的水解程度較大的,書寫時用“===”“↑”“↓”。
(1)鹽類加入水中,水的電離平衡一定被促進。( )
(2)顯酸性的鹽溶液,一定是該鹽的陽離子發生了水解。( )
(3)Na2S水解的離子方程式為S2-+2H2O??H2S+2OH-。( × )
(4)鹽溶液的酸堿性主要決定于形成鹽的酸和堿的相對強弱。( )
(5)Na2CO3溶液呈堿性的原因:CO+2H2O??H2CO3+2OH-。( )
(6)Al3+發生水解反應的離子方程式:Al3++3H2O??Al(OH)3↓+3H+。( )
(7)溶液呈中性的鹽一定是強酸、強堿生成的鹽。( )
(8)常溫下,pH=10的CH3COONa溶液與pH=4的NH4Cl溶液,水的電離程度相同。( )
(9)熔融的Na2CO3和Na2CO3溶液中,c(Na+)都是c(CO)的兩倍。( )
(10)由0.1 mol·L-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A-+H2O??HA+OH-。( )
一、鹽類水解的實質及規律
1.根據相關物質的電離常數(25 ℃),回答下列問題:
CH3COOH Ka=1.8×10-5,HCN Ka=4.9×10-10,H2CO3 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
(1)相同物質的量濃度的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液,pH由大到小的順序:_____________________,水的電離程度由大到小的順序:_____________________。
(2)相同pH的①CH3COONa,②Na2CO3,③NaHCO3,④NaCN溶液,物質的量濃度由大到小的順序:_____________________。
(3)NaCN溶液中,c(Na+)、c(CN-)、c(HCN)由大到小的順序:_____________________。
2.碳酸氫鈉在分析化學、無機合成、工業生產、農牧業生產等方面有較為廣泛的應用。
(1)NaHCO3是強堿弱酸的酸式鹽,溶液中存在三種平衡(寫出相應的離子方程式):
①水的電離平衡: _____________________;
②HCO的電離平衡:_____________________;
③HCO的水解平衡:_____________________。
(2)常溫下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH為8.4,說明HCO的電離程度和水解程度中相對較強的是______________。
(3)常溫下,0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4),則溶液顯______性。
二、水解產物判斷與方程式的書寫
1.寫出下列鹽溶液中水解的離子方程式。
(1)NH4Cl:___________________________________。
(2)Na2CO3:________________________________________________________。
(3)FeCl3:___________________________________。
(4)CH3COONH4:___________________________________。
(5)Al2S3:___________________________________。
(6)AlCl3溶液和NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
2.下列離子方程式不正確的是(  )
A.明礬用于凈水:Al3++3H2O??Al(OH)3(膠體)+3H+
B.泡沫滅火器滅火:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
C.用純堿清洗油污:CO+H2O??HCO+OH-
D.濃硫化鈉溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
3.(1)常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1的六種溶液pH如下:
溶質 NaClO Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 Na2SO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
常溫下,相同物質的量濃度的下列稀溶液,其酸性由強到弱的順序是________(填字母) 。
a.H2CO3 b.H2SO3 c.H2SiO3
六種溶液中,水的電離程度最小的是__________(填化學式)。
(2)用離子方程式說明Na2CO3溶液pH>7的原因:_______________________________________。
(3)欲增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質是________(填化學式),用化學平衡移動的原理解釋其原因:_______________________________________________。
知識點02 影響鹽類水解的因素
1.影響鹽類水解的因素
(1)內因:形成鹽的弱酸或弱堿越弱,其對應的弱酸根離子或弱堿陽離子的水解程度_______,溶液的堿性或酸性_______。
如水解程度:Na2CO3_______Na2SO3,Na2CO3_______NaHCO3。
(2)外因:鹽類水解平衡同電離平衡一樣,當溫度、濃度等條件改變時,會引起水解平衡的移動,從而影響鹽類水解的程度。其中濃度的影響通常包括:加水稀釋、加入適量的酸或堿及能與酸或堿反應的鹽等。
應用舉例
以FeCl3水解為例:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,分析外界條件對水解平衡的影響。
條件 平衡移動方向 H+數 pH 現象
升溫
通HCl
加H2O
加NaHCO3
(1)加熱0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大。( )
(2)氯化銨溶液加水稀釋時,的值減小。( )
(3)在CH3COONa溶液中加入適量CH2COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)。( )
(4)水解平衡右移,鹽離子的水解程度可能增大,也可能減小。( )
(5)稀溶液中,鹽的濃度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或堿性)也越強。( )
(6)向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和氣體生成。( )
(7)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,發生相互促進的水解反應,產生沉淀和氣體。( )
(8)CH3COONa溶液和NH4Cl溶液混合后,CH3COO-和NH相互促進水解,溶液中將不存在大量的CH3COO-和NH。( )
(9)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,CO水解程度減小,pH減小。( )
(10)通入適量的HCl氣體使FeCl3溶液中增大。( )
(11)向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大。( )
(12)改變條件,鹽的水解平衡向右移動,其水解程度不一定增大。( )
1.為探究鹽類水解是一個吸熱過程,請用Na2CO3溶液和其他必要試劑,設計一個簡單的實驗方案:
______________________________________________________________________。
2.常溫下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中c(H2CO3)>(填“>”“=”或“<”)c(CO),原因是____________________________________________________________________________ (用離子方程式和必要的文字說明)。
2.下圖所示三個燒瓶中分別裝入含酚酞的0.01 mol·L-1CH3COONa溶液,并分別放置在盛有水的燒杯中,然后向燒杯①中加入生石灰,向燒杯③中加入NH4NO3晶體,燒杯②中不加任何物質。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1CH3COONa溶液顯淺紅色的原因為___________________________________。
(2)實驗過程中發現燒瓶①中溶液紅色變深,燒瓶③中溶液紅色變淺,則下列敘述正確的是_______。
A.水解反應為放熱反應
B.水解反應為吸熱反應
C.NH4NO3晶體溶于水時放出熱量
D.NH4NO3晶體溶于水時吸收熱量
(3)分別向濃度均為0.01 mol·L-1CH3COONa溶液中分別加入NaOH固體、Na2CO3固體、FeSO4固體,使CH3COO-水解平衡移動的方向分別為_______、_______、_______ (填“向左”“向右”或“不移動”)。
知識點03 鹽類水解的應用
1.在化學實驗中的應用
應用 舉例
判斷溶液的酸堿性 FeCl3溶液顯____性,原因是____________________________
判斷酸性強弱 相同濃度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分別為8、9、10,則酸性:______________
配制或貯存易水解的鹽溶液 配制CuSO4溶液時,加入少量_______,抑制_______水解;貯存Na2CO3溶液不能用______________
膠體的制取 制取Fe(OH)3膠體的離子方程式:_______________________________
制備無水鹽 將揮發性酸的弱堿鹽如AlCl3、FeCl3溶液蒸干時,在通_______的氣流中加熱蒸干
判斷離子是否共存 Al3+與CO、HCO、S2-、HS-、AlO;Fe3+與HCO、CO、AlO;NH與AlO、SiO因相互促進水解程度_____而不能大量共存
判斷中和反應至中性的試劑用量 如NH3·H2O與HCl反應至中性,_______過量,CH3COOH與NaOH反應至中性時_______過量
制備無機化合物 如用TiCl4制備TiO2,其反應的化學方程式為_____________________ ___________________________________,加入大量的水,同時加熱,促使水解趨于完全,所得TiO2·xH2O經焙燒得到TiO2
2.在生產生活中的應用
泡沫滅火器原理 泡沫滅火器中的成分為NaHCO3與Al2(SO4)3,發生的反應為 __________________________________________
作凈水劑 明礬可作凈水劑,原理為____________________________
化肥的使用 銨態氮肥與草木灰不得混合施用
除銹劑 NH4Cl溶液與ZnCl2溶液可作焊接時的除銹劑,原理為 ____________________________、____________________________
熱純堿去污能力強 加熱,促進Na2CO3的水解,使_______增大,去污能力增強
【歸納小結】鹽溶液蒸干灼燒后所得產物的判斷
(1)弱堿金屬陽離子對應鹽溶液水解生成難揮發性酸時,蒸干后一般得原物質,如CuSO4(aq)CuSO4(s);鹽溶液水解生成易揮發性酸時,蒸干灼燒后一般得對應的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根陰離子易水解的強堿鹽,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物質。
(3)考慮鹽受熱時是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固體受熱易分解,因此蒸干灼燒后分別為Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。
(4)還原性鹽在蒸干時會被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
(5)弱酸的銨鹽蒸干并灼燒后發生分解,無固體剩余,如NH4HCO3、(NH4)2CO3。
(1)生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液,運用了鹽類的水解原理。( )
(2)CH3COO-與NH水解相互促進,所以兩者不能大量共存。( )
(3)將FeCl3、Fe2(SO4)3溶液分別加熱蒸干并灼燒,最后均可得到Fe2O3(s)。( )
(4)實驗室配制FeCl3溶液時,常將FeCl3(s)溶解在濃鹽酸中,再加水稀釋。( )
(5)明礬作為凈水劑,可以殺菌、消毒。( )
(6)實驗室儲存NaF溶液時可以選用玻璃瓶。( )
(7)配制FeSO4溶液時,應加入鐵粉防止Fe2+被氧化,并加入鹽酸抑制Fe2+水解。( )
1.簡答題
(1)實驗室中如何用固體FeCl3配制FeCl3溶液?為什么?
(2)實驗室中如何用固體FeSO4配制FeSO4溶液?為什么?
(3)NH4F溶液能否保存在玻璃試劑瓶中?為什么?
(4)工業上通常在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2· 6H2O獲得無水MgCl2,干燥的HCl氣流的作用是什么?
(5)利用水解反應來制備納米材料,如用TiCl4制備TiO2:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl。制備時加入大量的水,同時加熱。試利用平衡移動原理說明這兩項操作的作用。
(6)把AlCl3溶液蒸干灼燒,最后得到的主要固體是什么?為什么?如何操作溶質不變?(用化學方程式表示并配以必要的文字說明)。
(7)Mg粉可溶解在NH4Cl溶液中,分析其原因。
2.在空氣中加熱蒸干并灼燒下列鹽溶液,將所得產物填入表格中。
鹽溶液 產物
Ca(HCO3)2/NaHCO3
NH4Cl
Na2SO3
FeCl2/AlCl3
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
NaAlO2/Na2CO3
3.下列應用與鹽類水解有關的是(  )
①用FeCl3作凈水劑
②為保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量鹽酸
③實驗室配制AlCl3溶液時,應先把AlCl3固體溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋
④NH4Cl與ZnCl2溶液可用作焊接中的除銹劑
⑤實驗室盛放Na2CO3溶液的試劑瓶應用橡膠塞,而不用玻璃塞
⑥長期施用(NH4)2SO4,土壤酸性增強
A.①④⑥ B.②⑤⑥ C.③⑤⑥ D.全有關
知識點04 水解常數及應用
1.鹽的水解常數
以CH3COONa為例:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
Kh=,只與_______有關。
2.與對應弱酸電離常數的關系
Ka=
所以,Kh·Ka=Kw或Kh=_______。
由此可看出,弱酸或弱堿的電離常數越小,其生成的鹽水解程度就_______。
3.Kh與Kw、Ka、Kb之間的關系
(1)鹽的水解平衡常數與對應的一元弱酸(或弱堿)的電離平衡常數的乘積等于Kw,則Kh=_______或Kh=_______。
(2)二元弱酸H2CO3的電離常數為Ka1、Ka2,則Na2CO3的水解常數Kh為_______,NaHCO3的水解常數為_______。
(3)一元弱酸一元弱堿鹽,如醋酸銨:Kh=。
【特別提醒】
(1)Kh只受溫度影響。它隨溫度的升高而增大。
(2)Kh越大,表示水解程度越大。
1.已知常溫下,H2CO3的電離常數Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11,通過計算判斷0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液呈酸性還是呈堿性?(寫出必要過程)。
2.磷酸是三元弱酸,常溫下三級電離常數分別是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列問題:
(1)常溫下同濃度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的順序是________(填序號)。
(2)常溫下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常溫下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”)性,用Ka與Kh的相對大小說明判斷理由:_________________________________________________________。
知識點05 溶液中的“粒子”濃度關系
1.溶液中的守恒關系
(1)電荷守恒規律
電解質溶液中,不論存在多少種離子,溶液總是呈電中性,即陰離子所帶負電荷總數一定等于陽離子所帶正電荷總數。
實例分析:Na2CO3溶液中
①Na+、H+、CO、HCO、OH-。
②1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(CO)+1×c(HCO)+1×c(OH-)。
化簡得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)。
(2)物料守恒規律
電解質溶液中,由于某些離子能水解或電離,離子種類增多,但原子總數是守恒的。
實例分析:Na2CO3溶液中
①=,即n(Na+)=2n(CO),CO在水中部分會水解成HCO、H2CO3,共三種含碳元素的存在形式。
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
(3)質子守恒規律
質子守恒是依據水的電離平衡:H2OH++OH-得到的,水電離產生的H+和OH-的物質的量總是相等的,無論在溶液中由水電離出的H+和OH-以什么形式存在。
方法一:可以由電荷守恒與元素質量守恒推導出來。
如Na2CO3中將電荷守恒和物料守恒中的金屬陽離子消去得c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:質子守恒是依據水的電離平衡:H2O??H++OH-,水電離產生的H+和OH-的物質的量總是相等的,無論在溶液中由水電離出的H+和OH-以什么形式存在。
實例分析:Na2CO3溶液中
即c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H3O+)或c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO)+c(H+)。
2.常見溶液的守恒關系式
(1)CH3COONa溶液:
物料守恒: ___________________________________
電荷守恒:___________________________________
質子守恒:___________________________________
(2)NH4Cl溶液:
物料守恒:___________________________________
電荷守恒:___________________________________
質子守恒:___________________________________
(3)Na2CO3溶液:
物料守恒:__________________________________________
電荷守恒:__________________________________________
質子守恒:__________________________________________
(4)NaHCO3溶液:
物料守恒:__________________________________________
電荷守恒:__________________________________________
質子守恒:___________________________________
3.溶液中粒子濃度比較
(1)不同溶液中同一離子濃度的大小比較
相同物質的量濃度的a.NH4Cl溶液,b.CH3COONH4溶液,c.NH4HSO4溶液,c中H+對NH水解有_______作用,b中CH3COO-的水解對NH水解有_______作用,所以三種溶液中c(NH)由大到小的順序是______________。
(2)弱酸溶液中離子濃度的大小比較
①CH3COOH溶液微粒濃度由大到小的順序(H2O除外)是___________________________________。
②碳酸溶液中粒子濃度由大到小的順序(水分子和CO2分子除外)是__________________________。
(3)單一溶液中離子濃度大小的比較
①NH4Cl溶液中離子濃度由大到小的順序是___________________________________。
②CH3COONa溶液中離子濃度由大到小的順序是___________________________________。
(4)混合溶液中離子濃度大小的比較
①物質的量濃度相同的CH3COOH溶液、CH3COONa溶液等體積混合
離子濃度由大到小的順序是___________________________________。
②物質的量濃度相同的NH4Cl溶液、氨水等體積混合
離子濃度由大到小的順序是___________________________________。
一、單一溶液中粒子濃度的關系
判斷正誤,錯誤的寫出正確的關系式。
(1)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
(2)在Na2SO3溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(3)0.1 mol·L-1 NH4HS溶液中:c(NH)<c(HS-)+c(H2S)+c(S2-)
(4)0.2 mol·L-1 NH4HCO3溶液(pH>7):c(NH)>c(H2CO3)>c(HCO)>c(NH3·H2O)
(5)室溫下,0.1 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液中存在:c(NH)+3c(Fe3+)>2c(SO)
二、混合溶液中粒子濃度的關系判斷
1.濃度均為0.1 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液
(1)電荷守恒:____________________________________________。
(2)物料守恒:__________________________________________________。
(3)離子濃度由大到小的順序:_____________________________________________。
2.常溫下,NaOH和CH3COOH等濃度按1∶2體積比混合后pH<7
(1)溶液中粒子濃度的大小關系:_________________________________(水分子除外)。
(2)電荷守恒:_____________________________________________。
(3)物料守恒:___________________________________________________。
3.(1)物質的量濃度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等體積混合,溶液中粒子(水分子除外)濃度由大到小的順序為_____________________________________。
(2)0.1 mol·L-1 CH3COONa與0.1 mol·L-1鹽酸等體積混合,溶液中粒子(水分子除外)濃度由大到小的順序為_________________________________。
4.判斷正誤,錯誤的寫出正確的關系式。
(1)0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液等體積混合后:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
(3)室溫下,將濃度均為0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl溶液等體積混合(pH=9.25):c(NH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
(4)室溫下,將濃度均為0.10 mol·L-1的H2C2O4和NaHC2O4溶液等體積混合(pH=1.68,H2C2O4為二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-)
(5)0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液與0.1 mol·L-1HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸):2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
(6)向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到恰好呈中性:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
三、不同溶液中同一離子濃度的大小比較
1.25 ℃時,相同物質的量濃度的下列溶液中:
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的順序為________________。
2.比較下列幾組溶液中指定離子濃度的大小。
(1)濃度均為0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH從大到小的順序是______________。
(2)相同濃度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH,c(CH3COO-)由大到小的順序是________________________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物質的量濃度由大到小的順序為_________________________________________。
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