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第12讲盐类的水解
第12讲盐类的水解和难溶电解质的溶解平衡
一、盐类的水解
【考点透视】
1.了解盐类水解的原理,能说明影响盐类水解程度的主要因素
2.学会盐类水解离子方程式的书写,了解盐类水解对水电离的影响
3.认识盐类水解在生产、生活中的应用(弱酸弱碱盐的水解不作要求)
【知识网络】
1、盐类水解的实质、规律和影响因素
例1.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:
CO32-+H2O
HCO3-+OH-。
下列说法正确的是
A.稀释溶液,水解平衡常数增大B.通入CO2,平衡朝正反应方向移动
C.升高温度,
减小D.加入NaOH固体,溶液pH减小
2、盐类水解的应用
⑴用于判断盐溶液的酸碱性:
例2.有①Na2CO3溶液②CH3COONa溶液③NaOH溶液各25mL,物质的量浓度均为0.1mol·L-1,下列说法正确的是
A.3种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25mL0.1mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
⑵用于判断溶液中粒子浓度的大小:
例3.下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.10mL0.5mol/LCH3COONa溶液与6mL1mol/L盐酸混合:
c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1mol/LpH为4的NaHB溶液中:
c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)
C.在NaHA溶液中一定有:
c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+c(A2-)
D.c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液和NH4Cl溶液:
c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2CO3]<c(NH4Cl)
⑶用于判断溶液中离子能否大量共存:
能互相促进水解的离子在水溶液中不能大量共存。
例4.下列反应的离子方程式正确的是
A.硫化钠的水解反应:
S2-+H3O+
HS-+H2O
B.向硝酸银溶液中滴入过量氨水:
Ag++2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
C.硫酸铝溶液与小苏打溶液反应:
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
D.将少量SO2气体通入足量的NaClO溶液中:
SO2+ClO-+H2O=SO42-+2H++Cl-
例5.(2011苏南二模)常温下,下列溶液中可能大量共存的离子组是
A.含有大量S2-的溶液:
Na+、ClO―、Cl―、CO32―
B.含有大量Fe3+的溶液:
K+、Na+、AlO2―、SO42―
C.能使pH试纸变红的溶液:
NH4+、Na+、NO3―、HCO3―
D.水电离产生的c(H+)=1×10-12mol·L―1的溶液:
Mg2+、SO42―、NO3―、Cl―
⑷从溶液中得到挥发性酸对应的弱碱盐、易水解盐溶液的配制、施用化肥、物质的提纯、胶体的制备、明矾的净水等要考虑盐的水解。
例6.下列叙述中与盐类的水解有关的是
①明矾和FeCl3可作净水剂,②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸,③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在较浓的盐酸中,然后加水稀释,④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂,⑤实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞,⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂,⑦长期使用硫酸铵,土壤酸性增强;草木灰与铵态氮肥不能混合施用
A.①④⑦ B.②⑤⑦C.③⑥⑦D.全有关
3、盐溶液蒸干后所得物质的判断
⑴加热蒸干Ca(HCO3)2溶液所得固体应是_________。
⑵加热蒸干Na2SO3溶液,所得固体应是_________。
⑶蒸干AlCl3溶液,得到_________。
蒸干Al2(SO4)3溶液得_________。
⑷蒸干Na2CO3溶液得_________。
加热蒸干NaClO所得固体是_________。
例7.下列物质的溶液加热蒸发至干、灼烧,所得固体的成分不相同的是
A.FeCl2、FeCl3B.Na2CO3、NaHCO3C.NaAlO2、AlCl3D.Mg(HCO3)2、MgCl2
4、溶液中三个重要的守恒关系以及运用:
①电荷守恒(电解质溶液中阴阳离子所带正负电荷总数相等)
②物料守恒(即元素守恒)
③质子守恒(即水电离出的OH-的量始终等于水电离出的H+的量)。
判断电解质溶液中粒子浓度大小离不开三个守恒关系的运用。
例8.(09江苏卷∙13)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.室温下,向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:
c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:
c(Na+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
C.Na2CO3溶液:
c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)
D.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:
c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
例9.(2012江苏∙15)25℃,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH值的关系如图所示。
下列有关离子浓度关系叙述正确的是
A.pH=5.5溶液中:
c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.W点表示溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.pH=3.5溶液中:
c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1mol·L-1
D.向W点所表示溶液中通入0.05molHCl气体(溶液体积变化可忽略):
c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
【课后巩固】
.(2011天津∙4)25℃时,向10ml0.01mol/LKOH溶液中滴加0.01mol/L苯酚溶液,混合溶液中粒子浓度关系正确的
A.pH>7时,c(C6H5O-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
B.pH<7时,c(K+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
C.V[C6H5OH(aq)]=10ml时,c(K+)=c(C6H5O-)>c(OH-)=c(H+)
D.V[C6H5OH(aq)]=20ml时,c(C6H5O-)+c(C6H5OH)=2c(K+)
.(2011江苏∙14)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中:
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)
B.在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:
c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3-)
C.向0.2mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1NaOH溶液:
c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1mol·L-1]:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
.(2012四川∙10)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是
A.新制氯水中加入固体NaOH:
c(Na+)=c(Cl−)+c(ClO−)+c(OH−)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:
c(Na+)>c(HCO3−)>c(CO32−)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:
c(Cl−)=c(NH4+)>c(OH−)=c(H+)
D.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合:
2c(H+)–2c(OH−)=c(CH3COO−)–c(CH3COOH)
.(2012苏北四市一模)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol·L-1某二元弱酸酸式盐NaHA溶液中:
c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
B.向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH形成的溶液中:
c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
C.0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
D.用0.1mol·L-1CH3COOH溶液滴定0.1mol·L-1NaOH至中性时:
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+)
.分别将下列物质:
①硫酸铜②Na2O2③NaCl④Ca(HCO3)2⑤FeCl3投入水中,对其溶液加热蒸干,仍能得到原物质的是
A.①②③B.①③C.③④D.③
.(201
0江苏∙12)常温下,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LCH3COOH溶液滴定曲线如右图。
下列说法正确的是
A.点①所示溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②所示溶液中:
c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:
c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
7.(2011苏南一模)下列离子方程式表达正确的是
电解
A.Na2S的水解:
S2ˉ+2H2O
H2S+2OHˉ
B.用铜电极电解CuSO4溶液:
2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
C.硫酸亚铁酸性溶液中加入过氧化氢:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.向NaClO溶液中通入少量SO2:
2ClOˉ+SO2+H2O=SO32ˉ+2HClO
8.下列说法中错误的是
A.在Na2S溶液中滴入酚酞试液,呈红色
B.在NaClO溶液中滴入甲基橙试液,呈黄色
C.一切钾盐、钠盐、硝酸盐都不发生水解
D.醋酸盐溶于水能发生水解
9.有一种酸式盐AHB,它的水溶液显弱碱性,今有下列说法,其中正确的是
A.同浓度的AOH溶液和H2B溶液,电离程度前者大于后者
B.HB-的电离程度大于HB-的水解程度
C.该盐的电离方程式为AHB===A++HB-
D.在溶液中离子浓度大小顺序一般为:
c(A+)>c(HB-)>c(OH-)>c(B2-)>c(H+)
10.要求设计实验证明,某种盐的水解是吸热的,有四位学生分别作出如下回答,其中正确的是
A.丁学生:
在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的
B.甲学生:
将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的
C.乙学生:
在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混和液温度下降,说明盐类水解是吸热的
D.丙学生:
在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的。
11.(2011南京二模)下列说法正确的是
A.25℃时,0.1mol·L-1pH=4.5的NaHC2O4溶液:
c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)
B.相同温度下,pH相等的Na2CO3溶液、C6H5ONa(苯酚钠)溶液、NaOH溶液:
c(C6H5O-)>c(Na2CO3)>c(NaOH)
C.常温下,将CH3COONa溶液、HCl溶液混合所得中性溶液:
c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH)
D.0.1mol·L-1Na2CO3溶液与0.1mol·L-1NaHCO3,溶液等体积混合所得溶液:
c(CO32-)+2c(OH-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+2c(H+)
12.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25℃)
1.8×l0_5
4.9×l0_10
K1=4.3×l0_7
K2=5.6×l0_11
则下列有关说法正确的是
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:
pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(CH3COONa)
B.amol·L—1HCN溶液与bmol·L—1NaOH溶液等体积混合,所得溶液中
c(Na+)>c(CN-),则a一定小于b
C.冰醋酸中逐滴加水,则溶液的导电性、醋酸的电离度、pH均先增大后减小
D.NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
13.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.0.1mol/LNaHS溶液:
c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)
B.25℃时,pH=12的NaOH溶液与pH=12的氨水中:
c(Na+)=c(NH4+)
C.25℃时,pH=9.4,浓度均为0.10mol/L的HCN与NaCN的混合溶液:
c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-)
D.浓度均为0.1mol/L的Na2CO3与NaHCO3混合溶液:
c(Na+)>c(HCO3—)>c(CO32—)>c(OH-)
14.(2012南通模拟)H2SO3是二元弱酸,NaHSO3溶液呈酸性。
在0.1mol·L—1NaHSO3溶液中,下列关系正确的是
A.c(HSO3—)>c(SO32—)>c(H2SO3)B.c(Na+)=c(HSO3—)+c(SO32—)+c(H2SO3)
C.c(Na+)=c(HSO3—)>c(H+)>c(OH-)D.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3—)+c(OH-)+c(SO32—)
15.(2012扬州一模)下列有关溶液中微粒浓度的关系式中,正确的是
A.pH相等的①CH3COO
Na②Na2CO3 ③C6H5ONa④NaOH溶液的物质的量浓度大小:
①>②>③>④
B.氯水中:
2c(Cl2)=c(ClO-)+c(Cl-)+c(HClO)
C.Na2CO3、NaHCO3的混合溶液,其浓度均为0.1mol·L-1:
2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
D.0.1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液中:
c(SO42-)=c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
16.(2012南京盐城一模)在常温下,今将Na2S和NaHS两种盐[设n(Na2S)/n(NaHS)=k,0 A.若k=1,则: c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+) B.若k=2,则: c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) C.k为任意值时: c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) D.若满足: 3c(H+)+2c(HS-)+5c(H2S)=3c(OH-)+c(S2-),则可确定k=3 二、难溶电解质的溶解平衡及其运用 【考点透视】 1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡 2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质 【知识网络】 一、难溶电解质的溶解平衡 1、沉淀溶解平衡: (1)概念: 在一定条件下,当难溶电解质的_________速率与溶液中的有关离子____________速率相等时,此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。 溶解平衡时的溶液是饱和溶液。 (2)特征: 逆、等、动、定、变 (3)影响因素: 内因、外因(浓度、温度(一般)) 2、溶度积 难溶电解质AmBn在水溶液中的沉淀溶解平衡,可以表示为: AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) (1)溶度积(Ksp): 在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数. (2)表达式: ________________________________ (3)溶度积规则 根据溶度积常数Ksp与浓度商QC的关系可以判断沉淀溶解平衡移动的规律,对于难溶电解质AmBn,浓度商QC表示为: ________________________________ 溶度积规则: 若QC 若QC=Ksp,溶液为_______溶液,体系_____________, 若QC>Ksp,溶液为__________溶液,体系____________。 (4)溶度积Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,Ksp的大小和溶质的溶解度不同,它只与温度有关,与浓度无关。 利用溶度积KSP可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。 例1.(2008山东高考)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。 下列说法正确的是 A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 例2.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下,下列说法正确的是 A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随 的增大而减小 B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大 C.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 二、沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的生成 加入沉淀剂,应用同离子效应,控制溶液的pH,当QC>Ksp时有沉淀生成。 2.沉淀的溶解 Qc (1)_____________________________________。 (2)_____________________________________。 (3)_____________________________________。 3.分步沉淀 4.沉淀的转化 例3.已知: 25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。 下列说法正确的是 A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小 D.25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2 例4.一定温度下,向Na2CO3溶液中加入BaCl2和K2SO4,当两种沉淀共存时, c(CO32-)∶c(SO42-)=。 [已知Ksp(BaSO4)=1.3 10-10,Ksp(BaCO3)=2.6 10-9] 例5.取一定量的PbI2固体用蒸馏水配成饱和溶液,量取25.00mLPbI2饱和溶液,分次慢慢加入交换柱,进行如下离子交换反应: Pb2+(aq)+2R—H(s)=R2Pb(s)+2H+(aq),用洁净的锥形瓶接流出液,待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并放在锥形瓶中,加入指示剂,用0.0025mol/LNaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。 结合上述实验数据(已知lg2=0.3),下列有关说法正确的是 A.常温下,0.0025mol/LNaOH溶液pH=11.4 B.在温度不变时,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液, PbI2的Ksp减小 C.温度不变,T时刻,向PbI2饱和溶液中加入少量KI 浓溶液,离子浓度变化如右图所示。 D.本次实验测得的t℃PbI2的Ksp=4×10-9 【课后巩固】 1.石灰乳中存在下列平衡: Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液可使Ca(OH)2减少的是 A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液 2.(2010山东∙15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液 ,金属阳离子浓度的变化如图所示。 据图分析,下列判断错误的是 A. B.加适量 固体可使溶液由 点变到 点 C. 两点代表的溶液中 与 乘积相等 D.、Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在 、 两点代表的溶液中达到饱和 3.(2012苏北四市一模)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。 一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下: 已知: ①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等; ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表: 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 _______________________________________________。 (2)NaClO3的作用是。 (3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为_______________________。 (4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图8。 萃取剂的作用是;其使用的适宜pH范围是。 A.2.0~2.5B.3.0~3.5C.4.0~4.5 (5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。 通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是。 (答一条即可) 4.(2011南通一模)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。 难溶物 Ksp Ca3(AsO4)2 6.8×10-19 AlAsO4 1.6×10-16 FeAsO4 5.7×10-21 污染物 H2SO4 As 浓度 28.42g/L 1.6g·L-1 排放标准 pH6~9 0.5mg·L-1 表1.几种砷酸盐的Ksp表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准 回答以下问题: ⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=mol·L-1。 ⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式: Ksp[Ca3(AsO4)2]=_________, 若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×
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