无机化学——盐类的水解及其应用

盐类的水解及其应用
盐类的水解及其应用
（一）盐的水解实质
当盐AB能电离出弱酸阴离子(Bn－)或弱碱阳离子(An＋)，即可与水电离出的H＋或OH －结合成弱电解质分子，从而促进水进一步电离。

思考：pH＝7的盐溶液中水的电离是否一定相当于该温度下纯水的电离？
提示：可有两种情况：
①强酸强碱正盐溶液：“无弱不水解”，对水的电离无影响
②弱酸弱碱盐溶液：弱碱阳离子和弱酸阴离子的水解程度相当，即结合水电离出的OH－和H＋能力相当，也即相应弱碱和弱酸的电离程度相等。

尽管溶液中[H＋]＝[OH－]＝1×10－7mol/L(室温)，但水电离出的[H＋]水＝[OH－]水>> 1×10－7mol/L。

故水的电离受到的促进程度仍然很大。

（二）影响水解的因素
内因：盐的本性
有弱才水解，越弱越水解
弱弱都水解，无弱不水解
外因：浓度、温度、溶液酸碱性的变化
（1）温度不变，浓度越小，水解程度越大。

（2）浓度不变，温度越高，水解程度越大。

（3）改变溶液的pH值，可抑制或促进水解。

（三）比较外因对弱电解质电离和盐水解的影响。

（四）强碱弱酸酸式盐的电离和水解
1. 以HmAn－表示弱酸酸式盐阴离子的电离和水解平衡.
2. 常见酸式盐溶液的酸碱性
碱性：NaHCO3、NaHS、Na2HPO4、NaHS.
酸性：NaHSO3、NaH2PO4
此类盐溶液的酸碱性可由下列情况而定。

①若只有电离而无水解，则呈酸性(如NaHSO4)
②若既有电离又有水解，取决于两者程度的相对大小
电离程度＞水解程度，呈酸性
电离程度＜水解程度，呈碱性
（五）盐类水解的应用
1. 判断盐溶液的酸碱性及其强弱
如何比较等物质的量浓度的各种盐溶液的pH大小？例如HCOONa、CH3COONa、Na2CO3
∵电离程度：HCOOH＞CH3COOH＞HCO3－
∴水解程度：HCOO－＜CH3COO－＜CO32－
pH大小顺序:Na2CO3＞CH3COONa＞HCOONa.
思考：相同条件下，测得①NaHCO3，②CH3COONa，③NaAlO2三种稀溶液的pH值相同，那么，它们的物质的量浓度由大到小的顺序该怎样？
2. 比较盐溶液中离子种类的多少?
例：将0.1mol下列物质置于1L水中充分搅拌后,溶液中阴离子数最多的是（）
A.KCl
B.Mg(OH)2
C.Na2CO3
D.MgSO4
解：此题涉及到物质溶解性、盐的水解等知识.往往对盐的水解产生一种错误理解，即CO32－因水解而使CO32－浓度减小，本题已转移到溶液中阴离子总数多少的问题上。

由此可知,若有1molCO32－水解，则能产生1molHCO3－和1molOH－，水解方向是阴离子数目增多的方向。

故C中阴离子数＞0.1mol.A、D中nCl－＝nSO42－＝0.1mol(水电离出
OH－可忽略)，B中的Mg(OH)2在水中难溶，故溶液中nOH－＜0.1mol.
本题答案：C
3. 比较盐溶液中离子浓度间的大小关系
(1)一种盐溶液中各种离子浓度的相对大小
①当盐中阴、阳离子等价时
[不水解离子]＞[水解的离子]＞[水解后呈某性的离子(如H＋或OH－)]＞[显性对应离子如OH－或H＋]
实例：a. CH3COONa b. NH4Cl
a. [Na＋]＞[CH3COO－]＞[OH－]＞[H＋]
b. [Cl－]＞[NH4＋]＞[H＋]＞[OH－]
②当盐中阴、阳离子不等价时
要考虑是否水解，水解分几步。

如多元弱酸根的水解，则是“几价分几步，为主第一步”。

实例：Na2S水解分二步：
各种离子浓度大小顺序为：
[Na＋]＞[S2－]＞[OH－]＞[HS－]＞[H＋]
(2)两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小
①若酸与碱恰好完全反应，则相当于一种盐溶液。

②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余，则一般弱电解质的电离程度＞盐的水解程度。

例：将pH＝3的盐酸溶液和pH＝11的氨水等体积混合后，溶液中离子浓度的关系正确的是( )
A. [NH4＋]＞[Cl－]＞[H＋]＞[OH－]
B. [NH4＋]＞[Cl－]＞[OH－]＞[H＋]
C. [Cl－]＞[NH4＋]＞[H＋]＞[OH－]
D. [Cl－]＞[NH4＋]＞[OH－]＞[H＋]
解析：氨水是一种弱电解质溶液,与HCl溶液反应生成NH4Cl,由题意知NH3·H2O多余，NH3·H2O的电离应大于NH4＋的水解，电离起主导作用，故溶液呈碱性。

NH3·H2O电离出的[NH4＋]能超过水解的[NH4＋]，故[NH4＋]＞[Cl－]。

本题答案：B.
思考：[Cl－]与[OH－]关系如何确定？
4. 溶液中各种微粒浓度之间的关系
以Na2S水溶液为例来研究
(1) 写出溶液中的各种微粒
阳离子：Na＋、H＋
阴离子：S2－、HS－、OH－
分子：H2S、H2O.
(2)利用守恒原理列出相关方程
1o电荷守恒:
[Na＋]＋[H＋]＝2[S2－]＋[HS－]＋[OH－]
2o物料守恒:
Na2S＝2Na＋＋S2－
若S2－不水解.[Na＋]＝2[S2－]
现S2－已发生部分水解，S原子以三种微粒存在于溶液中.[S2－]、[HS－]、[H2S],根据S原子守恒及Na＋的关系可得。

[Na＋]＝2[S－]＋2[HS－]＋2[H2S]
3o质子守恒
由H2O电离出的[H＋]＝[OH－]，水电离出的H＋部分被S2－结合成为HS－、H2S，根据H＋质子守恒，可得方程：
[OH－]＝[H＋]＋[HS－]＋2[H2S]
5. 判断加热浓缩盐溶液能否得到同溶质的固体
比较：
结论：
6. 某些盐溶液的配制、保存
在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解，常先将盐溶于少量相应的酸中，再加蒸馏水稀释到所需浓度。

Na2SiO3、Na2CO3、NH4F等不能贮存磨口玻璃塞的试剂瓶中.因Na2SiO3、Na2CO3水解呈碱性，产生较多OH－，NH4F水解产生HF。

OH－、HF均能腐蚀玻璃。

7. 解释事实
用水解原理可解释诸多相关事实
（1）FeCl3、KAl2(SO4)2·12H2O等可作净水剂
原因：Fe3＋、Al3＋水解产生少量胶状的Fe(OH)3、Al(OH)3，它们结构疏松、表面积大、吸附能力强，故能吸附水中悬浮的小颗粒而沉降，从而起到净水的作用。

（2）泡沫灭火器内反应原理
NaHCO3和Al2(SO4)3混合可发生双水解反应:
3HCO3－＋Al3＋＝Al(OH)3↓＋3CO2↑
生成的CO2将胶状Al(OH)3吹出可形成泡沫
（3）某些化学肥料不能混合使用
如铵态(NH4＋)氮肥、过磷酸钙[含Ca(HPO4)2]均不能与草木灰(主要成分K2CO3)混合使用。

(4) 热的纯碱液去油污效果好
加热能促进纯碱Na2CO3水解，产生的[OH－]较大，而油污中的油脂在碱性较强的条件
下，水解受到促进，故热的比冷的效果好。

(5)在NH4Cl溶液中加入Mg粉,为何有H2放出?
(6)除杂
例：除去MgCl2溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下，可加入的一种试剂，后过滤。

下列试剂中合适的是( )
A.NH3·H2O
B.NaOH
C.Na2CO3
D.MgCO3
E.MgO
F.Mg(OH)2
解析：NH3·H2O、NaOH、Na2CO3均能与Mg2＋、Fe3＋反应生成沉淀，Mg(OH)2、Fe(OH)3达不到除杂目的。

由于Fe3＋的水解程度较大,产生的[H＋]较大。

H＋能与MgO、Mg(OH)2、MgCO3发生反应，从而促进Fe3＋水解完全转变为Fe(OH)3，从而与Mg2＋分离开，还有过量的MgO、Mg(OH)2、MgCO3为难溶物，便于过滤除去。