浙江选考201X版高考化学大一轮复习 专题9 溶液中的离子反应 第二单元 盐类水解及其应用学案.docx
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浙江选考201X版高考化学大一轮复习专题9溶液中的离子反应第二单元盐类水解及其应用学案
第二单元 盐类水解及其应用
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.盐类的水解原理,常见盐溶液的酸碱性的判断
a
b
2.盐类水解的简单应用
b
b
3.盐类水解的离子反应方程式
b
4.多元弱酸盐的分步水解
b
5.影响盐类水解的因素
b
6.常见酸式盐溶液的酸碱性判断
b
考点一 盐类水解及其简单应用
1.定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
盐电离―→
―→
破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→溶液呈碱性、酸性或中性
3.特点
4.规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
溶液的pH
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
否
中性
pH=7
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO
是
NH
、Cu2+
酸性
pH<7
3)2
弱酸强碱盐
CH3COONa、Na2CO3
是
CH3COO-、CO
碱性
pH>7
5.应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10,则酸性HX>HY>HZ
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:
Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
1.(2017·浙江11月选考,9)下列物质的水溶液不能使酚酞变红的是( )
A.NaOHB.Na2CO3
C.NaClD.NH3
答案 C
解析 A项,氢氧化钠的水溶液显碱性,能使酚酞变红;B项,碳酸钠水溶液中碳酸根离子水解显碱性,能使酚酞变红;C项,氯化钠水溶液显中性,不能使酚酞变红;D项,氨气与水反应生成氨水,氨水显碱性,能使酚酞变红;故选C。
2.(2016·浙江10月选考,5)下列物质的水溶液因水解而呈酸性的是( )
A.NaOHB.(NH4)2SO4
C.Na2CO3D.NaCl
答案 B
解析 NaOH为强碱溶液,不水解,A错误;(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解,溶液呈酸性,B正确;Na2CO3为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液呈碱性,C错误;NaCl在溶液中不水解,其溶液为中性,D错误。
3.(2016·浙江4月选考,5)下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是( )
A.NaClB.NH4ClC.Na2CO3D.NaOH
答案 C
解析 NaCl为强酸强碱盐,溶液呈中性,A错误;NH4Cl为强酸弱碱盐,水解呈酸性,B错误;Na2CO3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,C正确;NaOH为强碱,不水解,D错误。
题组一 盐类水解的实质及规律
1.(2016·绍兴选考适应性考试)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( )
A.W2-、X+B.X+、Y3+
C.Y3+、Z2-D.X+、Z2-
答案 C
解析 根据短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大及各选项可以推出,W为O、X为Na、Y为Al、Z为S,Al3+和S2-均能发生水解,水解破坏了水的电离平衡;O2-不能在水溶液中存在,而Na+不水解,故正确的是C。
2.(2017·浙江名校协作体高三上学期考试)下列物质的水溶液因溶质水解显酸性的是( )
A.KNO3B.NH4Cl
C.NaHSO4D.NaHCO3
答案 B
解析 KNO3水溶液中电离出钾离子和硝酸根离子,溶液呈中性,A错误;NH4Cl水溶液中铵根离子水解溶液显酸性,B正确;NaHSO4溶液中硫酸氢钠电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,不发生水解,溶液显酸性,C错误;NaHCO3溶液中碳酸氢根离子水解溶液显碱性,D错误。
3.
(1)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO
引起的,请你设计一个简单的实验方案:
________________________________________________________________________。
(2)为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去,则可以说明纯碱溶液呈碱性是由CO
引起的
(2)取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则说明盐类水解吸热
题组二 盐类水解的简单应用
(一)溶液酸碱性比较
4.相同温度、相同浓度下的八种溶液,其pH由小到大的顺序如图所示,图中①②③④⑤代表的物质可能分别为( )
A.NH4Cl (NH4)2SO4 CH3COONa NaHCO3NaOH
B.(NH4)2SO4 NH4Cl CH3COONa NaHCO3NaOH
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaOH CH3COONaNaHCO3
D.CH3COONa NH4Cl (NH4)2SO4 NaHCO3NaOH
答案 B
解析 酸性从大到小的顺序为电离呈酸性>水解呈酸性>中性>水解呈碱性>电离呈碱性。
5.由一价离子组成的四种盐溶液:
AC、BD、AD、BC,其物质的量浓度均为1mol·L-1。
在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液pH<7,则下列选项正确的是( )
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
答案 A
解析 根据AD溶液pH>7,D-一定水解;根据BC溶液pH<7,B+一定水解;根据BD溶液pH=7,B+、D-的水解程度相同;A+、C-均不水解,或水解程度比B+、D-弱,所以碱性:
AOH>BOH,酸性:
HC>HD。
1.“谁弱谁水解,越弱越水解”。
如酸性:
HCN NaCN>CH3COONa。 2.相同条件下的水解程度 正盐>相应的酸式盐,如CO >HCO 。 3.相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。 如NH 的水解: (NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。 (二)盐类水解知识在实验、日常生活中的应用 6.下列有关问题与盐的水解有关的是( ) ①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂 ②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液混合可作泡沫灭火剂 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可用热的纯碱溶液除去金属表面的油污 ⑥用明矾净化自来水 A.只有①③④B.只有①⑤⑥ C.①②③④⑤⑥D.只有②③④⑤⑥ 答案 C 解析 ①NH4Cl、ZnCl2均能发生水解,使溶液呈酸性,能与铁锈反应;②NaHCO3与Al2(SO4)3发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2,能达到灭火的目的;③草木灰(主要成分K2CO3)与铵态氮肥(含NH )混合时能相互促进水解,从而降低了肥效;④Na2CO3溶液中Na2CO3发生水解: Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH,生成的NaOH能与磨口玻璃塞中的SiO2反应生成Na2SiO3,Na2SiO3具有黏性,瓶塞在较长时间不用后很难被拔出;⑤CO +H2OHCO +OH-,呈碱性;⑥明矾中Al3+发生水解: Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮的固体颗粒物,从而起到净水的作用。 7.一种常用的泡沫灭火器构造如图。 内筒a是玻璃瓶,外筒b是钢瓶,平时泡沫灭火器内筒外筒盛有液态试剂,当遇火警时,将灭火器取下倒置,内外筒液体试剂立即混合产生大量CO2泡沫灭火。 从液态试剂在灭火器中长久放置和快速灭火两个角度分析,则a中盛________________,b中盛_______________________________________________________。 答案 Al2(SO4)3溶液 饱和NaHCO3溶液 题组三 水解离子方程式的书写(加试) 解题指导 盐类水解离子方程式的书写要求 (1)一般来说,盐类水解的程度不大,应用可逆号“”表示。 盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。 (2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。 (3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。 (4)水解分别呈酸性和碱性的离子组由于相互促进水解,水解程度较大,书写时要用“===”、“↑”、“↓”等。 8.按要求书写离子方程式。 (1)AlCl3溶液呈酸性 ________________________________________________________________________。 (2)Na2CO3溶液呈碱性 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (3)NH4Cl溶于D2O中 ________________________________________________________________________。 (4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合 ________________________________________________________________________。 (5)实验室制备Fe(OH)3胶体 ________________________________________________________________________。 (6)NaHS溶液呈碱性的原因 ________________________________________________________________________。 (7)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是________________________________________________________(用离子方程式说明,下同); 若pH<7,其原因是_________________________________________________________。 答案 (1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ (2)CO +H2OHCO +OH- HCO +H2OH2CO3+OH- (3)NH +D2ONH3·HDO+D+ (4)Al3++3HCO ===Al(OH)3↓+3CO2↑ (5)Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+ (6)HS-+H2OH2S+OH- (7)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH- Mm++mH2OM(OH)m+mH+ 解析 (7)pH大于7是由于酸根离子水解呈碱性,pH小于7是由于弱碱阳离子水解呈酸性。 题组四 酸式盐溶液酸碱性的判断(加试) 9.为了证明NaHCO3溶液中HCO 的水解程度大于电离程度,可采用的实验方法是( ) ①测定溶液的pH ②加入Ba(OH)2溶液 ③加入盐酸 ④加入酚酞溶液 A.①②B.②③C.①④D.②④ 答案 C 10.能说明0.1mol·L-1的NaHA溶液一定呈酸性的是( ) ①稀释时,溶液中c(OH-)增大;②溶液的pH<7;③溶液中c(Na+)=c(A2-);④溶液可与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应 A.①②③④B.①②③ C.①③D.②④ 答案 C 解析 ①稀释时溶液中c(OH-)增大,则溶液中c(H+)减小,说明原溶液呈酸性;②未指明温度,不能根据pH小于7判断溶液呈酸性;③溶液中存在电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),若c(Na+)=c(A2-),则c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;④溶液可与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应,说明HA-能发生电离,但不能说明HA-的电离程度一定大于其水解程度,即不能说明溶液一定呈酸性。 11.NaHA是二元酸H2A的酸式盐,下列说法正确的是( ) A.若NaHA的水溶液呈酸性,则二元酸H2A一定是强酸 B.若NaHA的水溶液呈碱性,则HA-只发生水解 C.无论H2A是强酸还是弱酸,NaHA溶液中Na+和HA-的个数之比都是1∶1 D.无论H2A是强酸还是弱酸,NaHA晶体中的阴、阳离子个数比都是1∶1 答案 D 酸式盐水溶液酸碱性判断方法 酸式盐的水溶液显什么性质,要看该盐的组成粒子的性质。 (1)强酸的酸式盐只电离,不水解,一定显酸性。 如NaHSO4: NaHSO4===Na++H++SO 。 (2)弱酸的酸式盐存在两种趋势,既存在电离平衡又存在水解平衡: HA-H++A2-(电离,显酸性) HA-+H2OH2A+OH-(水解,显碱性) 如果电离程度大于水解程度,则显酸性,如H2PO 、HSO 等;如果水解程度大于电离程度,则显碱性,如HCO 、HS-、HPO 等。 考点二 多角度攻克影响盐类水解的因素(加试) 1.内因 酸或碱越弱,其对应的弱酸根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 水解平衡 水解程度 水解产生离子的浓度 温度 升高 右移 增大 增大 浓度 增大 右移 减小 增大 减小(即稀释) 右移 增大 减小 外加酸碱 酸 弱碱阳离子的水解程度减小 碱 弱酸根离子的水解程度减小 例如,不同条件对FeCl3水解平衡的影响 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(填写空格中内容) 条件 移动方向 H+数 pH 现象 升温 向右 增多 减小 颜色变深 通HCl 向左 增多 减小 颜色变浅 加H2O 向右 增多 增大 颜色变浅 加NaHCO3 向右 减小 增大 生成红褐色沉淀,放出气体 注意 (1)水解平衡右移,盐的离子水解程度不一定增大,若加水稀释时,水解平衡右移,水解程度一定增大,但若增大水解离子的浓度,平衡也右移,但水解程度减小。 (2)稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,但其溶液酸性(或碱性)越弱。 题组一 加水稀释时盐类水解定性、定量分析 1. (1)取5mLpH=5的NH4Cl溶液,加水稀释至50mL,则c(H+)________(填“>”“<”或“=”)10-6mol·L-1, ________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)已知在室温下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题: 各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是________溶液;各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是________溶液。 答案 (1)> 减小 (2)H2SO4 NH4Cl 题组二 水解平衡的定向移动及结果判断 2. (1)已知: 25℃时,亚磷酸(H3PO3,二元中强酸)的Ka1=5×10-2、Ka2=2.5×10-7。 亚磷酸氢钠可使碘水褪色,25℃时,Na2HPO3水解反应的Kh=________;若向Na2HPO3溶液中加入少量的I 2,则溶液中 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,请用平衡移动原理解释其原因(写离子方程式并用必要的文字说明)_________________________________________。 (4)体积均为100mLpH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则HX的电离平衡常数________(填“>”“=”或“<”)CH3COOH的电离平衡常数。 答案 (1)4×10-8 增大 (2)增大(3)因为CO 会结合反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO生成的H+,使平衡向右移动(4)> 解析 (1)已知HPO (aq)+H2OH2PO (aq)+OH-(aq),则Ka2×Kh=Kw,Kh=Kw/Ka2=4×10-8;加入少量I2,亚磷酸氢钠与碘反应,溶液的碱性变弱,Kh= 保持不变,所以 将增大。 (2)由于(NH4)2SO4===2NH +SO ,溶液中NH 浓度增大。 (3)HClO和碳酸钠不反应,盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳,所以导致氯水中HClO浓度增大,因为CO 会结合反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO生成的H+,使平衡向右移动。 (4)根据CH3COOH与一元酸HX加水稀释过程中pH与溶液体积的关系图可以看出HX酸在稀释过程中溶液的pH变化比醋酸的大,所以酸性HX强于醋酸,电离程度: HX>CH3COOH。 题组三 盐溶液蒸干产物的判断 3. (1)碳酸钾溶液蒸干得到的固体物质是___________________________________________, 原因是________________________________________________________________________。 (2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是_____,原因是______________________________。 (3)FeCl2溶液蒸干灼烧得到的固体物质是__________________________________________, 原因是________________________________________________________________________。 (4)碳酸氢钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________,原因是(用化学方程式表示,下同)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________,原因是________________________。 答案 (1)K2CO3 尽管加热过程促进水解,但生成的KHCO3和KOH反应后又生成K2CO3 (2)KAl(SO4)2·12H2O 尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发性酸,最后仍然为结晶水合物(注意温度过高,会脱去结晶水) (3)Fe2O3 Fe2+水解生成Fe(OH)2和HCl,在加热蒸干过程中HCl挥发,Fe(OH)2逐渐被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3灼烧分解生成Fe2O3 (4)Na2CO3 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O (5)Na2SO4 2Na2SO3+O2===2Na2SO4 解析 本题涉及的知识范围较广,除了盐的水解外,还应考虑到盐的热稳定性、还原性等。 盐溶液蒸干灼烧时所得产物的几种判断类型 (1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq) CuSO4(s); 盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq) Al(OH)3(s) Al2O3。 (2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。 (3)考虑盐受热时是否分解 Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。 (4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化 例如,Na2SO3(aq) Na2SO4(s)。 题组四 利用水解平衡原理解释问题的规范描述 4.按要求回答下列问题。 (1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么? 为什么? (用化学方程式表示并配以必要的文字说明) 答案 在AlCl3溶液中存在着如下平衡: AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,HCl浓度逐渐增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2Al(OH) 3 Al2O3+3H2O,因此最后得到的固体是Al2O3。 (2)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。 答案 在NH4Cl溶液中存在NH +H2ONH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg与H+反应放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解。 (3)直接蒸发CuCl2溶液,能不能得到CuCl2·2H2O晶体,应如何操作? 答案 不能,应在HCl气流中加热蒸发。 (4)在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是______________________________________________________________;请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释: _________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 产生白色沉淀,且红色褪去 在Na2SO3溶液中,SO 水解: SO +H2OHSO +OH-,加入BaCl2后,Ba2++SO ===BaSO3↓(白色),由于c(S
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