高三化学第一轮复习教案基本概念和基本理论盐类水解和溶解平衡Word文档下载推荐.docx
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如Na2CO3溶液的水解可表示为:
CO32-+H2OHCO3-+OH-、
HCO3-+H2OH2CO3+OH-,不能写成:
CO32-+H2OH2CO3+OH-
7.影响盐类水解的因素(盐类的水解平衡遵循勒夏特列原理):
内因:
盐的本性.
外因:
1、温度:
盐的水解反应是吸热反应,升高温度水解程度增大。
2、浓度:
盐的浓度越小,一般水解程度越大。
加水稀释盐的溶液,可以促进水解。
3、溶液的酸、碱性:
盐类水解后,溶液会呈不同的酸、碱性,因此控制溶液的酸、碱
性,可以促进或抑制盐的水解,故在盐溶液中加入酸或碱都能影响盐的水解。
FeCl3水解离子方程式如下:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+请填写下表不同条件下对FeCl3水解平衡的影响:
条件
移动方向
H+数
PH
Fe3+水解度
现象
升温
向右
增加
增大
颜色加深(黄→红棕)
通HCl
向左
减小
颜色变浅
加水
加Fe粉
加NaHCO3
红褐色沉淀,有气泡产生
二、盐类水解的应用
1、利用水解法制取某些胶体时需考虑盐类水解。
2、配制某些盐溶液时需考虑盐类水解。
如配制含Al3+、Fe3+、Cu2+、Sn4+等的盐溶液时,为防止其阳离子水解,须先将盐加入相应的酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
配可溶性金属硫化物、可溶性碳酸盐、醋酸盐等溶液时,为抑制其阴离子的水解,先将盐加入相应碱中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
3、蒸干灼烧某些盐溶液确定其固体产物时需考虑盐类水解。
如蒸干灼烧AlCl3、Al(NO3)3溶液后,最终所得固体为Al2O3,并非为AlCl3、Al(NO3)3。
同理蒸干灼烧FeCl3溶液时,所得固体应为Fe2O3。
蒸干、灼烧盐溶液时主要有以下几种情况:
(1)不挥发性酸的盐(如Al2(SO4)3)溶液蒸干便得到原溶质。
(2)挥发性酸的高价盐(如AlCl3、Al(NO3)3、FeCl3等)溶液蒸干得相应金属氧化物。
(3)还原性盐(如Na2SO3)溶液蒸干分别得到Na2SO4。
4、在判断一些能水解的盐溶液中离子种类时需考虑盐类水解。
5、判断不同弱电解质的相对强弱(如弱酸或弱碱的相对强弱)时需考虑盐类的水解。
6、判断溶液中某些离子间能否共存时需考虑盐类的水解。
如Al3+、Fe3+与CO32-,
等因发生双水解而离子间不能共存。
7、同物质的量浓度的各种盐溶液比较pH值时,需考虑盐类的水解,如
的
溶液,其盐溶液的pH值由大到小的顺序为
。
8、某些化学肥料混合使用时需考虑盐类的水解。
如草木灰与铵态氮肥不能混合施用,其原因就是草木灰中K2CO3会水解,
,而铵态氮肥中
会与
,使肥效降低或消失。
9、判断某些盐溶液的酸碱性时需要考虑盐类的水解。
10、某些盐作净水剂时需考虑盐类的水解。
如明矾之所以能作净水剂,是因明矾溶于水后电离出的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,表面积较大,会吸附水中悬浮物而达到净化水的目的。
同理含Fe3+的溶液也可作净水剂。
11、实验室某些盐类试剂贮存时需考虑盐类的水解。
如贮存Na2CO3溶液时不能用玻璃塞,是由于Na2CO3溶液水解呈碱性,NaOH会与玻璃中SiO2反应等。
12、判断某些盐溶液中离子浓度大小比较时需要考虑盐类的水解。
13、解释某些生活、生产中的应用时需考虑盐类的水解。
如
(1)炸油条时向面中加入适量明矾和小苏打是利用了HCO3-与Al3+的双水解能产生大量的CO2
(2)热碱液洗涤油污效果好;
用纯碱溶液洗涤油污,因为油污主要是酯类物质,碱性条件下易水解生成溶于水的醇和羧酸钠,加热Na2CO3水解程度增大,溶液碱性增强所以热的纯碱溶液洗涤效果比冷的好。
,
(3)泡沫灭火器中的反应
(4)FeCl3溶液止血等,均是水解知识的应用。
三、电解质溶液中的守恒关系(以Na2CO3溶液为例)
1、电荷守恒规律:
电解质溶液中,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如在Na2CO3溶液中存在着Na+、CO32-、H+、OH-、HCO3-,它们存在如下关系:
C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(HCO3-)+2C(CO32-)
2、物料守恒规律:
电解质溶液中,由于某些微粒能水解或电离,离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的,如在Na2CO3溶液中CO32-能水解,故碳元素以CO32-、HCO3-、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为:
C(Na+)=C(CO2-3)+C(HCO-3)+C(H2CO3)
3、质子守恒规律:
任何水溶液中水电离出的H+与OH-的量是相等的;
盐的水解过程中,由于弱酸阴离子或弱碱阳离子结合了水电离出的H+或OH-,从而使溶液中的c(H+)与c(OH-)不再相等而表现出一定的酸碱性,但水电离出的H+与OH-守恒的关系仍然存在。
如Na2CO3溶液中,由上述守恒关系可推出:
C(H+)=C(OH-)+C((HCO-3)+2C(H2CO3)
四、几个注意点
1、如何判断盐溶液与盐溶液反应类型:
(1)盐与盐溶液反应时,如果生成物中有气体生成,难溶物质生成或难电离物质生成,以及两种水解方式相同的盐溶液相混合,由于相互抑制,一般发生复分解反应。
如:
CuSO4+Na2S=Na2SO4+CuS↓,FeCl3+3AgNO3=Fe(NO3)3+3AgCl↓
(2)盐溶液与盐溶液相混合时,如果阳离子和阴离子都能发生水解,且有沉淀或气体产生,相互促进,使及水解完全,则一般发生双水解反应。
如Al3+与CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-、ClO-等。
(3)如果一种盐能电离出具有强氧化性的离子,另一种盐能电离出具有强还原性的离子,则一般发生氧化还原反应。
如2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
2、如何判断溶液中离子能否大量共存:
判断溶液中离子能否大量共存,实际上就是判断溶液中离子间能否相互发生反应,
一般可以从下面几个方面考虑:
(1)看离子间能否发生沉淀反应。
常见的离子间沉淀反应有:
H+与SiO32-,AlO2-;
Al3+、Zn2+、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Ag+与OH-;
Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、Hg2+、与S2-;
Ag+与Cl-、Br-、I-、CO32-、PO43-;
Ba2+、Mg2+、Ca2+与CO32-、SO32-、PO43-、HPO42-等都能生成沉淀,在溶液中不能大量共存。
(2)看离子间能否生成气体。
如H+与HS-、S2-、HCO3-、CO32-、S2O32-、SO32-、HSO3-;
NH4+与OH-等有气体产生,在溶液中不能大量共存。
(3)看离子间能否生成弱电解质。
如H+与F-、PO43-、HPO42-、ClO-、CH3COO-;
OH-与HCO3-、HS-、HSO3-、H2PO4-、HPO42-、NH4+等,不能在溶液中大量共存。
(4)看离子间能否发生双水解反应:
如Fe3+、Al3+、NH4+与CO32-、HCO3-、ClO2-、AlO2-、SiO32-;
Al3+与S2-、HS-等,不能在溶液中大量共存。
(5)看离子之间能否发生氧化还原反应。
如Fe3+与S2-、HS-、I-;
酸性条件下,MnO4-或NO3-与Fe2+、S2-、I-、SO32-等,不能在溶液中大量共存。
另外还须注意题干的要求,如果是无色溶液,Fe2+、Cu2+、MnO4-、Fe3+等在溶液中不能存在;
如是酸性溶液,那么能与H+反应的离子不能存在;
如是碱性溶液,那么能与OH-反应的离子不能存在。
等。
五、溶解平衡
(1)溶解平衡的建立:
尽管AgCl溶解度很小,但并不是绝对不溶,生成的AgCl沉淀会有少量溶解。
AgCl因此在生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存。
这样,生成沉淀的反应就转化成我们熟悉的固体溶解的问题。
从固体溶解的角度来看,AgCl在水中存在两个过程:
①在水分子的作用下,少量Ag+与Cl—脱离AgCl表面溶入水中,②溶液中的Ag+与Cl—受AgCl表面正、负离子的吸引,回到AgCl表面析出沉淀。
在一定温度下,当沉淀溶液和生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,即建立下列平衡:
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl—(aq)
正是这种平衡的存在,决定了Ag+与Cl—的反应不能进行到底。
(2)定义:
在一定条件下,难溶强电解质溶于水,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成溶质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(3)特征:
(与化学平衡相比较)
①逆:
可逆过程
②等:
v(溶解)=v(沉淀)
③定:
达到平衡时,溶液中各离子浓度保持不变
④动:
动态平衡,v(溶解)=v(沉淀)
⑤变:
当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
(4)生成难溶电解质的离子反应的限度
不同电解质在水中的溶解度差别很大,例如AgCl和AgNO3。
习惯上将溶解度小于0.01g的称为难溶电解质。
对于常量的化学反应来说,0.01g是很小的,所以一般情况下,相当量的离子互相反应生成难溶电解质,就可以认为反应完全了。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L,沉淀就达完全。
(5)影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因:
难溶物的性质
(2)外因:
遵循勒夏特列原理
①浓度:
加水,平衡向正方向移动。
②温度:
绝大数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,多数平衡向溶解的方向移动。
少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。
③同离子效应:
向平衡体系中加入相同的离子,使平衡向逆向移动。
(6)、溶度积
、概念:
在一定温度下,难溶强电解质MmAn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,这时的离子浓度幂的乘积是一个常数,叫作溶度积常数,简称溶度积。
符号为KSP
、表达式
MmNn(s)
mMn+(aq)+nNm-(aq) Ksp=[c(Mn+])]m·
c[(Nm-)]n
例如:
Ag+(aq)+Cl—(aq)Ksp=c(Ag+)·
c(Cl-)
说明:
、Ksp的大小只与反应温度有关,而与难溶电解质的质量无关;
、表达式中的浓度是沉淀溶解达平衡时离子的浓度,此时的溶液是饱和或准饱和溶液;
、由Ksp的大小可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小;
不同类型的难溶电解质不能用.Ksp比较溶解度的大小
判断规则
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积)Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Qc>
Ksp时:
溶液过饱和,平衡向生成沉淀的方向移动——有沉淀生成
Qc=Ksp时:
溶液饱和,处于平衡状态
Qc<
溶液不饱和,平衡向沉淀溶解的方向移动——沉淀溶解
考点精讲
考点一、考查溶液中离子浓度的大小比较
已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是()
A.c(OH)>
c(HA)>
c(HB)>
c(H+)B.c(OH-)>
c(A-)>
c(B-)>
c(H+)
C.c(OH-)>
c(H+)D.c(OH-)>
解析:
根据“越弱越水解”的原则,NaA的水解比HB水解程度大,所以溶液中的c(HA)>c(HB),c(A-)<c(B-);
再根据“谁强显谁性”可知溶液中的c(OH-)>c(H+);
由于溶液中离子的水解毕竟是微弱的,所以c(OH-)<c(A-)和c(B-)。
答案:
A。
考点二、守恒关系
例、盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。
下列表述正确的是()
A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO
和OH-
B.NaHCO3溶液中:
e(H+)+e(H2CO3)=c(OH-)
C.10mL0.10 mol·
L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同
A中,生成Na2CO3溶液,CO32-会发生水解,生成HCO3-,所以A错;
电荷守恒:
C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)
物料守恒:
C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)
两式相减得:
C(H+)+C(H2CO3)=C(CO32-)+C(OH-)所以B错误。
C中,生成NaAc,Ac-水解呈碱性,故C正确;
相同PH,相同体积的HCl和HAc,因为HAc为弱酸,所以HAc的物质的量浓度大,HAc所消耗的NaOH的物质的量多,D错。
C
考点三、影响水解平衡的条件
例、向三份0.1mol,LCH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2因体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为()
A.减小、增大、减小B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大D.增大、减小、增大
CH3COONa为强碱弱酸盐水解后溶液呈碱性,NH4NO3和FeCl2为强酸弱碱盐水解后溶液呈酸性,因此,这两种盐能促进CH3COONa的水解,溶液中的CH3COO-增大;
Na2SO3为强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,抑制CH3COONa的水解,溶液中的CH3COO-浓度减小。
D。
考点四、溶解平衡的应用
例、一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
即:
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq) [An+]m·
[Bm-]n=Ksp
已知:
某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×
10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+][CrO2-4]=1.1×
10-12
试求:
(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·
L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
解析①AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2xx
(2x)2·
x=Ksp
∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
②在0.010mol·
L-1AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010mol·
L-1
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解平衡时:
0.010+xx
(0.010+x)·
x=1.8×
10-10∵ x很小,∴ 0.010+x≈0.010
10-8(mol·
L-1)
c(AgCl)=1.8×
L-1)
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO2-4(aq)
0.010+x x
(0.010+2x)2·
x=1.1×
10-10∵ x很小,∴ 0.010+2x≈0.010
10-10(mol·
L-1)∴ c(Ag2CrO4)=1.1×
∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)
典型例题
例1、下列离子方程式中,属于水解反应的是()
A.HCOOH+H2O
HCOO-+H3O+
B.CO2+H2O
HCO3-+H+
C.CO32-+H2O
HCO3-+OH-
D.HS-+H2O
S2-+H3O+
选项A、B、D表示的都是电离。
C。
例2、常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×
10-13mol·
L-1,该溶液可能是()
①二氧化硫②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液
A.①④B.①②C.②③D.③④
某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×
L-1,说明溶液既可能呈酸性,也有可能呈碱性。
①SO2+H2O
H2SO3,H2SO3
HSO3-+H+,HSO3-
SO32-+H+,溶液呈酸性;
④NaOH===Na++OH-,溶液呈碱性。
A
例3、某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。
则下列描述正确的是()
A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成
B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成
C.加入适量的NaOH,溶液中离子浓度为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D.加入适量氨水,c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和
此题的关键应注意题中的“酸性”两个字,选项B溶液NaOH与CH3COOH恰好完全反应,所以溶液呈碱性;
选项C中当加入NaOH后溶液仍然呈酸性,则c(H+)>c(OH-),不成立,当恰好完全反应,溶液呈碱性,则c(Na+)>C(CH3COO-),当碱过量时,必定c(Na+)>C(CH3COO-),所以在任何情况下溶液的离子关系都不能成立;
选项D中加入氨水,由电荷守恒得:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(NH4+)+c(H+),当溶液仍呈酸性即c(OH-)<c(H+),则c(CH3COO-)>c(NH4+)+c(Na+);
当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),则c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(Na+);
当溶液呈碱性时,c(H+)<c(OH-),则c(CH3COO-)<c(NH4+)+c(Na+),所以c(CH3COO-)一不定大于c(Na+)、c(NH4+)之和。
例4、下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是()
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:
c(H+)+c(M+)==c(OH-)+c(A-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:
c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH)
D.0.1mol·
L-1的NaHA溶液,其pH=4:
c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
选项A中根据电荷守恒,此关系式正确;
选项B中pH相等,溶液中的c(OH-)相等,根据酸性越弱,水解越强,所以溶液中c(Na2CO3)<c(CH3COONa);
选项C中根据电荷守恒得:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)……①,由于c(CH3COOH)=c(CH3COONa),且它们等体积混合,由原子守恒得:
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)……②,将①×
2-②得:
c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH);
选项D中NaHA溶液的pH=4,溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),同时也可以判断HA-以电离为主,所以离子浓度的大小顺序是:
c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(H2A)。
A、C。
例5、已知室温时AgBr的溶解度是8.8×
10-7mol/L,MgNH4PO4溶解度是6.3×
10-5mol/L,求AgBr、MgNH4PO4的溶度积?
AgBr(固)
Ag++Br-
∵溶解的AgBr可认为完全电离
∴[Ag+]=[Br-]=8.8×
10-7mol/L
Ksp[AgBr]=[Ag+][Br-]=(8.8×
10-7)2=7.7×
10-13
同理MgNH4PO4(固)
Mg2++NH4++PO43-
因为溶解的Mg(NH4)PO4可认为完全电离,
∴[Mg2+]=[
]=[
]=6.3×
10-5mol/L
∴Ksp[Mg(NH4)PO4]=[Mg2+][
][
]
=(6.3×
10-5)3=2.5×
答:
AgBr的溶度积为7.7×
10-13,Mg(NH4)PO4的溶度积为2.5×
10-13。
演练提高
1.将一元酸HA的溶液与一元碱BOH的溶液等体积混合,若所得溶液显酸性,下列有关判断正确的是()
A.若混合前酸、碱pH之和等于14,则HA肯定是弱酸
B.若混合前酸、碱物质的量浓度相同,则HA肯定是弱酸
C.溶液中水的电离程度:
混合溶液>纯水>BOH溶液
D.混合溶液中离子浓度一定满足:
c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
2.已知酸式盐NaHB在水溶液中存
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- 化学 第一轮 复习 教案 基本概念 基本理论 盐类 水解 溶解 平衡