步步高学年高中化学 专题3 第三单元 第1课时 盐类的水解反应规律学案 苏教版选修4.docx
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步步高学年高中化学专题3第三单元第1课时盐类的水解反应规律学案苏教版选修4
第三单元 盐类的水解
第1课时 盐类的水解反应规律
[学习目标定位] 1.通过实验归纳盐溶液的酸碱性与其类型之间的关系,进一步探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因,总结其规律。
2.熟练掌握盐类水解的表示方法——水解离子方程式的书写。
1.水的电离与溶液的酸碱性
(1)水的电离方程式是H2OH++OH-,若在水中加入酸或碱,水的电离平衡移动方向是向逆反应方向移动,理由是增大了水中c(H+)或c(OH-)。
(2)溶液呈酸碱性的根本原因是c(H+)≠c(OH-),溶液呈中性是因为c(H+)=c(OH-),呈酸性是c(H+)>c(OH-),呈碱性是c(H+) 2. (1)写出下列中和反应的化学方程式: ①盐酸与NaOH溶液: HCl+NaOH===NaCl+H2O; ②盐酸与氨水: HCl+NH3·H2O===NH4Cl+H2O; ③醋酸与NaOH溶液: CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O; ④醋酸与氨水: CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O。 (2)上述反应物中,属于强电解质的是HCl、NaOH,属于弱电解质的是CH3COOH、NH3·H2O。 (3)若按酸、碱强弱不同,上述反应生成的四种盐可分为四种不同的类型,分别为NaCl强酸强碱盐,NH4Cl强酸弱碱盐,CH3COONa弱酸强碱盐,CH3COONH4弱酸弱碱盐。 探究点一 盐类的水解反应 1.酸溶液的pH<7,碱溶液的pH>7。 通过实验测定下列0.1mol·L-1盐溶液的pH,填写下表。 盐溶液 盐的类型 溶液pH 酸碱性 NaCl 强酸强碱盐 pH=7 中性 CH3COONa 弱酸强碱盐 pH>7 碱性 NH4Cl 强酸弱碱盐 pH<7 酸性 Na2CO3 弱酸强碱盐 pH>7 碱性 AlCl3 强酸弱碱盐 pH<7 酸性 实验结论: 盐溶液的酸碱性与盐的组成类型有关,强酸强碱盐溶液呈中性,弱酸强碱盐溶液呈碱性,强酸弱碱盐溶液呈酸性。 2.CH3COONa水溶液呈碱性的原因分析 (1)溶液中都存在水的电离平衡: H2OOH-+H+,CH3COONa溶于水后完全电离: CH3COONa===Na++CH3COO-,溶液中的离子可能结合生成新的弱电解质是CH3COOH。 (2)因为CH3COO-能与水中的H+结合生成难电离的醋酸分子,从而使水的电离平衡向电离的方向移动,溶液中有关离子的浓度变化是c(CH3COO-)减小,c(H+)减小,c(OH-)增大,c(H+)小于c(OH-),所以CH3COONa溶液呈碱性。 (3)化学方程式是CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH,离子方程式是CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。 3.请根据上述方法思路,分析NH4Cl溶液呈酸性的原因 (1)NH4Cl溶液中的电离(写出电离方程式): H2OH++OH-,NH4Cl===Cl-+NH 。 溶液中的离子可能结合生成新的弱电解质是NH3·H2O。 (2)水的电离平衡移动方向是电离的方向,其原因是NH 与水电离的OH-结合生成了难电离的NH3·H2O;溶液中有关离子的浓度变化是c(NH )减小,c(OH-)减小,c(H+)增大,c(H+)>c(OH-),NH4Cl溶液呈酸性。 (3)化学方程式是NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,离子方程式是NH +H2ONH3·H2O+H+。 4.试分析NaCl溶液呈中性的原因: NaCl溶于水后电离产生Na+和Cl-,不能与水电离出的OH-、H+结合成难电离的物质,水的电离平衡不发生移动,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。 [归纳总结] (1)盐类水解的实质 在溶液中盐电离出来的离子(弱碱的阳离子或弱酸的阴离子)结合水电离出的OH-或H+生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液显示不同的酸性、碱性或中性。 (2)盐类水解的规律 在可溶性盐溶液中: 有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性。 弱碱阳离子: NH 、Al3+、Fe3+、Cu2+等。 弱酸根离子: CO 、HCO 、AlO 、SO 、S2-、HS-、SiO 、ClO-、CH3COO-、F-等。 (3)盐类水解的特点 ①与酸碱中和反应互为可逆反应,是吸热反应。 ②一般情况下,盐类水解程度极其微弱。 ③符合化学平衡移动的原理。 [活学活用] 1.有关盐类水解的说法不正确的是( ) A.盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡 B.盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程 C.盐类水解的结果使溶液不一定呈中性 D.Na2CO3水解的实质是Na+与H2O电离出的OH-结合生成了NaOH 答案 D 解析 Na2CO3水解的实质是CO 与H2O电离出的H+结合生成HCO 和H2CO3,使溶液中c(H+) 2.在水中加入下列物质,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性的是( ) A.NaClB.H2SO4 C.Na2CO3D.NH4Cl 答案 D 解析 A项,NaCl对水的电离平衡无影响,溶液呈中性;B项,H2SO4中H+抑制水电离,且溶液呈酸性;C项,Na2CO3水解促进水电离,溶液呈碱性;D项,NH4Cl水解促进水电离,溶液呈酸性。 探究点二 盐类水解离子方程式的书写 1.有下列五种盐溶液: ①NaClO、②(NH4)2SO4、③Na2CO3、④AlCl3、⑤KNO3。 回答下列问题: (1)不能破坏水的电离平衡的是⑤,溶液呈酸性的是②④,pH>7的是①③。 (2)根据盐类水解的实质(弱离子+H2O)及水解反应的特点(可逆反应、程度微弱),写出下列盐类水解的离子方程式: ①NaClO: ClO-+H2OHClO+OH-; ②(NH4)2SO4: NH +H2ONH3·H2O+H+; ③Na2CO3: CO +H2OHCO +OH-、HCO +H2OH2CO3+OH-; ④AlCl3: Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。 2.判断下列盐类水解离子方程式的正误 (1)FeCl3溶液: Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(×) (2)NaHS溶液: HS-+H2OH2S+OH-(√) (3)K2CO3溶液: CO +2H2OH2CO3+2OH-(×) (4)NH4NO3溶液: NH +H2O===NH3·H2O+H+(×) (5)NaHCO3溶液: HCO +H2OCO2↑+H2O(×) [归纳总结] 书写盐类水解离子方程式的方法思路 (1)一般形式: 弱离子+H2O弱电解质+H+(或OH-) (2)方法要求 一判断: 判断弱离子,书写化学式。 二规范: 写“”,不标“↑”、“↓”。 三注意: 多元弱酸根分步书写,多元弱碱阳离子一步完成。 [活学活用] 3.下列离子方程式中,属于水解反应的是( ) A.HCOOH+H2OHCOO-+H3O+ B.CO2+H2OHCO +H+ C.CO +H2OHCO +OH- D.HS-+H2OS2-+H3O+ 答案 C 解析 A项为HCOOH的电离;B项为CO2与H2O反应生成H2CO3,然后H2CO3电离产生H+和HCO ;D项是HS-的电离。 4.化学方程式是化学用语中重要的部分,它包括电离方程式、化学反应方程式、水解方程式等,准确、规范书写各种方程式是学好化学的保证。 请按要求写出下列方程式。 (1)NaHCO3在水中的电离方程式: ___________________________________________。 (2)实验室制取NH3的化学反应方程式: __________________________________________。 (3)用离子方程式表示Al2(SO4)3溶液显酸性的原因: ________________________________________________________________________。 答案 (1)NaHCO3===Na++HCO 、 HCO H++CO (2)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2H2O+2NH3↑ (3)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 解析 (1)NaHCO3的电离方程式,注意HCO 是不完全电离; (2)实验室是用Ca(OH)2和NH4Cl加热来制备NH3的;(3)Al2(SO4)3溶液显酸性是因为Al3+水解。 1.下列关于酸性溶液的叙述中正确的是( ) A.可能是盐的水溶液 B.一定是酸的水溶液 C.溶液中c(H+) D.不含有OH-的溶液 答案 A 解析 强酸弱碱盐的水溶液呈酸性,如NH4Cl溶液、AlCl3溶液等。 2.下列说法正确的是( ) A.盐溶液都是中性的 B.盐溶液的酸碱性与盐的类型无关 C.NaHCO3溶液显酸性 D.Na2CO3溶液显碱性,是因为溶液中c(OH-)>c(H+) 答案 D 解析 B项,盐溶液的酸碱性与盐的类型有关,如Na2CO3溶液呈碱性,NH4Cl溶液呈酸性。 3.下列各式中属于正确的水解反应离子方程式的是( ) A.NH +H2ONH3·H2O+H+ B.S2-+2H2OH2S+2OH- C.CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+ D.CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O 答案 A 解析 B项,应用分步水解方程式表示或只写第一步;C是电离方程式,不是水解方程式;D是醋酸与可溶性强碱发生中和反应的离子方程式。 故选A。 4.下列物质的水溶液由于水解而呈碱性的是( ) A.NaHSO4B.Na2SO4C.NaHCO3D.NH3 答案 C 解析 本题考查水解的实质及规律。 A项,NaHSO4是强酸的酸式盐,不发生水解;B项,Na2SO4是强酸强碱盐,不水解;C项是弱酸的酸式盐,水解使溶液呈碱性;D项NH3是非电解质,溶于水后生成弱碱。 5. (1)向浓NH4Cl溶液中加入CaCO3粉末,发现碳酸钙逐渐溶解,同时还观察到有气泡产生,生成气体的成分是__________。 用离子方程式表示产生上述现象的原因: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在浓NH4Cl溶液中加入一种单质,也会产生类似上述现象的反应,这种单质是__________(填序号)。 A.碳B.铜C.镁D.硫 答案 (1)CO2和NH3 2NH +CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O (2)C 解析 NH+4水解: NH +H2ONH3·H2O+H+。 (1)加入CaCO3粉末时,CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,使NH 水解平衡正向移动,c(NH3·H2O)增大,分解产生NH3,总反应的离子方程式为2NH +CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O。 (2)C、Cu、S均不能与NH 水解产生的H+反应,但Mg能与H+反应生成H2。 [基础过关] 一、盐类水解的概念 1.在盐类水解的过程中,下列说法正确的是( ) A.盐的电离平衡被破坏 B.水的电离程度一定会增大 C.溶液的pH一定会增大 D.c(H+)与c(OH-)的乘积一定会增大 答案 B 解析 大多数的盐为强电解质,在水中完全电离,A项错误;盐类水解促进水的电离,B项正确;强酸弱碱盐水解溶液呈酸性,pH减小,C错;一定温度下的稀溶液中,c(H+)与c(OH-)乘积是一个常数,D错。 2.下列物质的水溶液中,除了水分子外,不存在其他分子的是( ) A.HClB.NH4NO3 C.Na2SD.HClO 答案 A 解析 A项HCl完全电离;B项NH 水解: NH +H2ONH3·H2O+H+,有NH3·H2O分子;C项S2-水解,产生H2S分子;D项HClO是弱电解质,不完全电离,有HClO分子。 3.下列各物质的溶液显酸性的是( ) A.NaHCO3B.(NH4)2SO4 C.NaClD.CH3COOK 答案 B 解析 (NH4)2SO4为强酸弱碱盐,其溶液显酸性。 4.下列操作会促进H2O的电离,且使溶液pH>7的是( ) A.将纯水加热到90℃ B.向水中加少量NaOH溶液 C.向水中加少量Na2CO3溶液 D.向水中加少量FeCl3溶液 答案 C 解析 将纯水加热到90℃,水的电离程度增大,c(H+)=c(OH-)>10-7mol·L-1,pH<7,A错;向水中加少量NaOH溶液,水中c(OH-)增大,pH>7,但水的电离平衡向逆方向移动,即水的电离受到抑制,B错;向水中加少量Na2CO3溶液,CO 与H+结合,水中c(H+)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(OH-)增大,c(OH-)>c(H+),pH>7,C对;向水中加少量FeCl3溶液,Fe3+与OH-结合为弱电解质Fe(OH)3,水中c(OH-)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(H+)增大,c(H+)>c(OH-),pH<7,D错。 5.实验室有下列试剂,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是( ) ①NaOH溶液 ②水玻璃 ③Na2S溶液 ④Na2CO3溶液 ⑤NH4Cl溶液 ⑥澄清石灰水 ⑦浓HNO3 ⑧浓H2SO4 A.①⑥B.①②③④⑥ C.①②③⑥⑦⑧D.⑤⑦⑧ 答案 B 解析 碱及水解呈碱性的盐,因OH-可与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶与瓶塞粘连,因而不能用带玻璃塞的试剂瓶保存,必须用带橡胶塞的试剂瓶保存。 酸性及强氧化性物质不能用带橡胶塞的试剂瓶保存。 二、盐类水解离子方程式的书写 6.下列物质在常温下发生水解时,对应的离子方程式正确的是( ) ①Na2CO3: CO +2H2OH2O+CO2↑+2OH- ②NH4Cl: NH +H2ONH3·H2O+H+ ③CuSO4: Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ ④NaF: F-+H2O===HF+OH- A.①④B.②③C.①③D.②④ 答案 B 解析 ①应为CO +H2OHCO +OH-,HCO +H2OH2CO3+OH-(只写第一步也可);④应为F-+H2OHF+OH-。 7.下列各项中的离子方程式书写正确的是( ) A.AlCl3水解: Al3++3H2O===Al(OH)3+3H+ B.NaHCO3电离: NaHCO3Na++HCO C.固体Ca(OH)2与NH4Cl共热: NH +OH-===NH3+H2O D.过量的CO2气体通入饱和石灰水中: CO2+OH-===HCO 答案 D 解析 本题主要考查电离方程式及水解方程式的书写。 A项,Al3+的水解是可逆的;B项,NaHCO3的第一步电离是不可逆的;C项,固体间的反应不能写离子方程式。 故选D。 三、盐类水解规律的综合应用 8.下列各组溶液混合后,溶液显碱性的是( ) A.10mL0.1mol·L-1NH3·H2O与10mL0.1mol·L-1HCl B.10mL0.1mol·L-1K2S与10mL0.1mol·L-1K2SO4 C.10mL0.1mol·L-1KOH与10mL0.1mol·L-1KHCO3,再加入10mL0.1mol·L-1BaCl2 D.10mL0.1mol·L-1NaOH与5mL0.1mol·L-1H2SO4 答案 B 解析 A项正好完全反应,生成的NH4Cl水解显酸性;B项K2S水解显碱性;C项反应生成BaCO3沉淀、KCl和H2O,显中性;D项酸碱恰好中和显中性。 9.等物质的量浓度的下列五种溶液: ①CH3COOH ②(NH4)2CO3 ③NaHSO4 ④NaHCO3 ⑤Ba(OH)2,溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是( ) A.⑤③①④②B.⑤③①②④ C.②④③①⑤D.②④①③⑤ 答案 D 解析 向水中加酸、加碱,抑制水的电离,c(H+)或c(OH-)抑制程度相同,加入弱碱阳离子或弱酸根离子,促进水的电离,浓度越大,促进程度越大。 10.有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X-和Y-组成的盐溶液。 据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是( ) A.BXB.AXC.AYD.BY 答案 B 解析 AY溶液的pH>7,说明AY为强碱弱酸盐,BX溶液的pH<7,说明BX为强酸弱碱盐,则AX为强酸强碱盐,不能发生水解,B对。 [能力提升] 11. (1)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是H2A===H++HA-;HA-H++A2- 试完成下列问题: Na2A溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。 理由是________________________________________________________________________ (用离子方程式表示)。 (2)pH=5的NH4Cl溶液与pH=5的HCl溶液中由水电离出的c(H+)分别是____________、____________。 答案 (1)碱性 A2-+H2OHA-+OH- (2)10-5mol·L-1 10-9mol·L-1 解析 (1)根据题意可知H2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以HA-不水解,A2-水解。 所以Na2A溶液显碱性: A2-+H2OHA-+OH-。 (2)NH 水解促进水的电离,溶液中的H+即来源于水的电离,此时水电离出的c(H+)为10-5mol·L-1,在HCl溶液中,OH-来源于水的电离,此时,水电离出的c(H+)为 mol·L-1=10-9mol·L-1。 12.室温下,pH=2的某酸HnA(A为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH变为8。 (1)写出生成的正盐的分子式: __________。 (2)该盐中存在着一种水解的离子,该离子的水解方程式为______________________。 (3)简述该混合液呈碱性的原因: _____________________________________________。 答案 (1)BnAm(或BA ) (2)Bm++mH2OB(OH)m+mH+ (3)酸与碱等体积反应,碱过量,则最后混合液中溶质是正盐BnAm与碱B(OH)m的混合物,呈碱性 解析 pH=2的酸HnA中c(H+)与pH=12的碱B(OH)m中c(OH-)相等,等体积混合后溶液pH=8,表明B(OH)m为弱碱,物质的量浓度相对较大,反应后碱过量,生成正盐BnAm或BA ,其中弱碱阳离子Bm+能发生水解反应: Bm++mH2OB(OH)m+mH+。 13.室温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题: (1)混合溶液的pH=8的原因(用离子方程式表示): ______________________________。 (2)混合溶液中由水电离出的c(H+)____(填“>”、“<”或“=”)0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。 (3)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH______7(填“>”、“<”或“=”)。 答案 (1)A-+H2OHA+OH- (2)> (3)> 解析 (1)NaA溶液的pH=8,表明HA为弱酸,NaA能发生水解,离子方程式为A-+H2OHA+OH-。 (2)NaA水解促进水的电离,NaOH能抑制水的电离,因此NaA溶液中由水电离出来的c(H+)大于NaOH溶液中由水电离出来的c(H+)。 (3)根据NH4A溶液呈中性,而HA酸性比H2CO3强,推断NH3·H2O的电离程度大于H2CO3的电离程度,因此(NH4)2CO3水解使溶液呈碱性,pH>7。 [拓展探究] 14.某实验小组拟定用pH试纸验证醋酸是弱酸。 甲、乙两同学的方案分别是 甲: ①准确配制0.1mol·L-1的醋酸钠溶液100mL; ②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明醋酸是弱酸。 乙: ①量取一定量的冰醋酸准确配制pH=1的醋酸溶液100mL; ②取醋酸溶液1mL,加水稀释为10mL; ③用pH试纸测出②中溶液的pH,即可证明醋酸是弱酸。 (1)两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是____,简要说明pH试纸的使用方法: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)甲方案中,说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸钠溶液的pH______7(选填“<”、“>”或“=”,下同),乙方案中,说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸溶液的pH______2。 (3)请你评价乙方案的不妥之处: ________________________________________________________________________。 答案 (1)100mL容量瓶 把小块pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH (2)> < (3)难以配制pH=1的醋酸溶液,稀释之后用pH试纸测量不易读出准确数值 解析 (1)准确配制溶液要用到容量瓶。 (2)CH3COONa溶液pH大于7说明CH3COO-水解,即证明CH3COOH是弱电解质。 强酸每稀释10倍,pH应增大1个单位,若为强酸,稀释后pH应为2,如果小于2说明存在电离平衡,证明是弱酸。
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