盐类水解详细知识点
【2015高考预测】
1.外界条件对弱电解质和水电离平衡的影响及强、弱电解质的比较仍将是命题的重点。
2.溶液pH的计算与生物酸碱平衡相结合或运用数学工具(图表)进行推理等试题在高考中出现的可能性较大。
3.溶液中离子(或溶质粒子)浓度大小比较仍是今后高考的热点。
【难点突破】
难点一、强、弱电解质的判断方法
1.电离方面:不能全部电离,存在电离平衡,如
(1)0.1mol·L-1CH3COOH溶液pH约为3;
(2)0.1mol CH3COOH溶液的导电能力比相同条件下盐酸的弱;
(3)相同条件下,把锌粒投入等浓度的盐酸和醋酸中,前者反应速率比后者快;
(4)醋酸溶液中滴入石蕊试液变红,再加CH3COONH4,颜色变浅;
(5)pH=1的CH3COOH与pH=13的NaOH等体积混合溶液呈酸性等。
2.水解方面
根据电解质越弱,对应离子水解能力越强
(1)CH3COONa水溶液的pH>7;
(2)0.1 mol·L-1CH3COONa溶液pH比0.1mol·L-1 NaCl溶液大。
3.稀释方面
如图:a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸稀释曲线。
请体会图中的两层含义:
(1)加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。若稀释10n倍,
盐酸、NaOH溶液pH变化n个单位,而氨水与醋酸溶液pH变化不到,n个单位。
(2)稀释后的pH仍然相等,则加水量的大小:氨水NaOH溶液,醋酸>盐酸。
4.利用较强酸(碱)制备较弱酸(碱)判断电解质强弱。如将醋酸加入碳酸钠溶液中,有气泡产生。说明酸性:CH3COOH>H2CO3。
5.利用元素周期律进行判断,如非金属性Cl>S>P>Si,则酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3(最高价氧化物对应水化物);金属性:Na>Mg>Al,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
【特别提醒】证明某电解质是弱电解质时,只要说明该物质是不完全电离的,即存在电离平衡,既有离子,又有分子,就可说明为弱电解质。
难点二、水的电离
1.水的电离及离子积常数
⑴水的电离平衡:水是极弱的电解质,能发生自电离:
H2O2+H2O2H3O++HO2-简写为H2OH++OH-(正反应为吸热反应)
其电离平衡常数:Ka=
O] [H
]
][OH [H
2
-
⑵水的离子积常数:Kw=[H+][OH-]
250C 时Kw=1.0×10-14mol2·L-2,水的离子积与温度有关,温度升高Kw增大。如1000C时Kw=1.0×10-12 mol2·L-2.
⑶无论是纯水还是酸、碱,盐等电解质的稀溶液,水的离子积为该温度下的Kw。
2. 影响水的电离平衡的因素
⑴酸和碱:酸或碱的加入都会电离出H+或OH-,均使水的电离逆向移动,从而抑制水的电离。
⑵温度:由于水的电离吸热,若升高温度,将促进水的电离,[H+]与[OH-]同时同等程度的增加,pH变小,但[H+]与[OH-]始终相等,故仍呈中性。
⑶能水解的盐:不管水解后溶液呈什么性,均促进水的电离,使水的电离程度增大。
⑷其它因素:如向水中加入活泼金属,由于活泼金属与水电离出来的H+直接作用,使[ H+]减少,因而促进了水的电离平衡正向移动。
3.溶液的酸碱性和pH的关系
⑴ pH的计算:pH=-lg[H+]
⑵酸碱性和pH的关系:
在室温下,中性溶液:[H +]=[O H-]=1.0×10-7 mol· L -1, pH =7 酸性溶液: [H +
]>[OH -
] , [H +]>1.0×10-
7 mol·L -1, p H <7 碱性溶液: [H +
]<[OH -
] , [H+]<1.0×10-7 mo l·L -1, pH >7 ⑶pH 的测定方法:
①酸碱指示剂:粗略地测溶液pH 范围 ②pH 试纸:精略地测定溶液酸碱性强弱 ③pH 计: 精确地测定溶液酸碱性强弱 4.酸混合、碱混合、酸碱混合的溶液pH 计算: ①酸混合:直接算 [ H +
],再求pH 。
②碱混合:先算[ OH -]后转化为[ H +
],再求p H 。
③酸碱混合:要先看谁过量,若酸过量,求 [H +
],再求pH ;若碱过量,先求[ OH -],再转化为[ H +],最后求pH 。
[H +
]混 =
碱
酸碱
碱酸酸-V V ++V ][OH V ][H -
[OH-
]混 = 碱
酸酸
酸碱碱V V +-+V ][H V ][OH -
难点三、盐类水解 盐类水解的规律
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。 由此可见,盐类水解的前提条件是有弱碱的阳离子或弱酸的酸根离子,其水溶液的酸碱性由盐的类型决定,利用盐溶液的酸碱性可判断酸或碱的强弱。
(1)
盐的类型 是否水解
溶液的p H
强酸弱碱盐 水解 p H<7 强碱弱酸盐 水解 pH>7 强酸强碱盐
不水解
pH=7
(2)组成盐的弱碱阳离子(M +
)能水解显酸性,组成盐的弱酸阴离子(A -)能水解显碱性。 M+
+H 2O
MOH+H +
显酸性
A-+H2OHA+OH-显碱性
(3)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
盐类水解离子方程式的书写
1.注意事项
(1)一般要写可逆“”,只有彻底水解才用“===”。
(2)难溶化合物不写沉淀符号“↓”。
(3)气体物质不写气体符号“↑”。
2.书写方法
(1)弱酸强碱盐
①一元弱酸强碱盐水解
弱酸根阴离子参与水解,生成弱酸。
例如:CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH
离子方程式:
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
②多元弱酸根阴离子分步水解
由于多元弱酸的电离是分多步进行的,所以多元弱酸的酸根离子的水解也是分多步进行的,阴离子带几个电荷就要水解几步。第一步水解最易,第二步较难,第三步水解更难。
例如:Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH
NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH
离子方程式:
CO错误!+H2O HCO错误!+OH-
HCO错误!+H2O H2CO3+OH-
③多元弱酸的酸式强碱盐水解
例如:NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH
离子方程式:
HCO错误!+H2OH2CO3+OH-
(2)强酸弱碱盐
①一元弱碱
弱碱阳离子参与水解,生成弱碱。
②多元弱碱阳离子分步水解,但写水解离子方程式时一步完成。
例如:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl
离子方程式:
Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
(3)某些盐溶液在混合时,一种盐的阳离子和另一种盐的阴离子,在一起都发生水解,相互促进对方的水解,水解趋于完全。可用“===”连接反应物和生成物,水解生成的难溶物或挥发性物质可加“↓”、“↑”等。
例如:将Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合,立即产生白色沉淀和大量气体,离子方程式为:
Al3++3HCO错误!===Al(OH)3↓+3CO2↑
能够发生双水解反应的离子之间不能大量共存。常见的离子间发生双水解的有:Fe3+与CO错误!、HCO错误!等,Al3+与AlO错误!、CO错误!、HCO错误!、S2-、HS-等。
影响盐类水解的因素
1.内因:盐本身的性质,组成盐的酸根相对应的酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度就越大。
2.外因:受温度、浓度及外加酸碱等因素的影响。
(1)温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度水解程度增大。
(2)浓度:盐的浓度越小,水解程度越大。
(3)外加酸、碱或盐:外加酸、碱或盐能促进或抑制盐的水解。
归纳总结:上述有关因素对水解平衡的影响结果,可以具体总结成下表(以CH3COO-+H 2O CH3COOH+OH
-为例):
改变条件c(CH3CO
O-)
c(CH3COOH) c(OH-) c(H+)pH
水解
程度
加水减小减小减小增大减小增大加热减小增大增大减小增大增大加NaOH
(s)
增大减小增大减小增大减小加HCl
(g)
减小增大减小增大减小增大
加CH3CO
增大增大增大减小增大减小
ONa (s)
加NH4Cl
减小增大减小增大减小增大(s)
盐类水解的应用
1.化肥的合理使用,有时要考虑盐类的水解
例如,铵态氮肥与草木灰不能混合使用,因草木灰的主要成分K2CO3水解呈碱性:CO 错误!+H2O HCO错误!+OH-,铵态氮肥中NH错误!遇OH-逸出NH3,使氮元素损失,造成氮肥肥效降低。
2.用热碱去污
如用热的Na2CO3溶液去污能力较强,盐类的水解是吸热反应,升高温度,有利于Na2CO3水解,使其溶液显碱性。
3.配制易水解的盐溶液时,需考虑抑制盐的水解。
(1)配制强酸弱碱盐溶液时,需滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解,如配制FeCl3、SnCl2溶液时常将它们溶于较浓的盐酸中,然后再用水稀释到相应的浓度,以抑制它们的水解,配制Fe2(SO4)3溶液时,滴几滴稀硫酸。
(2)配制强碱弱酸盐溶液时,需滴几滴相应的强碱,可使水解平衡向左移动,抑制弱酸根离子的水解,如配制Na2CO3、NaHS溶液时滴几滴NaOH溶液。
4.物质制取如制取Al2S3,不能用湿法,若用Na2S溶液和AlCl3溶液,两种盐溶液在发生的水解反应中互相促进,得不到Al2S3。制取时要采用加热铝粉和硫粉的混合物:2A l+3S错误!Al2S3。
5.某些试剂的实验室贮存要考虑盐的水解,如Na2CO3、NaHCO3溶液因CO错误!、HCO错误!水解使溶液呈碱性,OH-与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶颈与瓶塞黏结,因而不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存,必须用带橡皮塞的试剂瓶保存。
6.若一种盐的酸根和另一种盐的阳离子能发生水解相互促进反应,这两种盐相遇时,要考虑它们水解时的相互促进,如泡沫灭火器的原理:将硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合,Al2(SO4)3+6NaHCO3===3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑,产生大量CO2来灭火。
7.用盐(铁盐、铝盐)作净水剂时需考虑盐类水解。例如,明矾KAl(SO4)2·12H2O 净水原理:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体表面积大,吸附能力强,能
吸附水中悬浮的杂质生成沉淀而起到净水作用。
8.Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐(如NH4Cl、AlCl3、FeCl3等)溶液中,产
生H2。例如:将镁条投入NH4Cl溶液中,有H2、NH3产生,有关离子方程式为:NH错误!+H
O NH3·H2O+H+,Mg+2H+===Mg2++H2↑。
2
9.如果溶液浓度较低,可以利用水解反应来获得纳米材料(氢氧化物可变为氧化物)。如果水解程度很大,还可用于无机化合物的制备,如制TiO2:
TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·x H2O+4HCl
TiO2·x H2O焙烧,TiO2+x H2O
【方法技巧】离子浓度大小比较规律
1.大小比较方法
(1)考虑水解因素:如Na2CO3溶液中
CO错误!+H2O CO错误!+OH-HCO错误!+H2O H2CO3+OH-,所以c(Na+)>c(CO错误!)>c(OH-)>c(HCO错误!)
(2)不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其他离子对其的影响程度。如在相同的物质的量浓度的下列各溶液中①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4溶液中,c(NH+4)由大到小的顺序是③>①>②。
(3)多元弱酸、多元弱酸盐溶液
如:H2S溶液:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)
Na2CO3溶液:c(Na+)>c(CO错误!)>c(OH-)>c(HCO错误!)>c(H+)。
(4)混合溶液
混合溶液中离子浓度的比较,要注意能发生反应的先反应后再比较,同时要注意混合后溶液体积的变化,一般情况下,混合液的体积等于各溶液体积之和。高考试题中在比较离子浓度的大小时,常常涉及以下两组混合溶液:
①NH4Cl~NH3·H2O(1∶1);②CH3COOH~CH3COONa(1∶1)。一般均按电离程度大于水解程度考虑。
如:NH4Cl和NH3·H2O(等浓度)的混合溶液中,c(NH错误!)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),CH3COOH和CH3COONa(等浓度)的混合溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
2.电解质溶液中的离子之间存在着三种定量关系