2020年高考化学一轮复习:盐类的水解
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第3讲盐类的水解
【2020·备考】
最新考纲:1.了解盐类水解的原理及其一般规律。
2.了解影响盐类水解程度的主要因素。
3.掌握水解离子方程式的书写。
4.了解盐类水解的应用。
核心素养:1.变化观念与平衡思想:认识盐类水解有一限度,是可以调控的。
能多角度、动态地分析盐类水解平衡,并运用盐类水解平衡原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识盐类水解的本质特征、建立模型。
能运用模型解释盐类水解平衡的移动,揭示现象的本质和规律。
考点一盐类的水解及其规律
(频数:★★★难度:★★☆)
名师课堂导语盐类水解原理及水解规律是离子浓度排序的理论基础,要结合
弱电解质的电离和中和滴定理解水解原理和规律。
由于水解造成溶液酸碱性及离子浓度大小的变化分析是重点,复习时加以关注。
1.定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质分析
3.特点
4.类型及规律
有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。
越弱越水解的理解:如相同浓度的CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3溶液碱性强弱,是由盐增加一个氢离子形成的离子或物质的电离程度确定的,由于酸性CH3COOH>H2CO3>HCO-3,故对应盐溶液的碱性:Na2CO3溶液>NaHCO3溶液>CH3COONa溶液。
5.水解方程式的书写
(1)一般要求
如NH4Cl的水解离子方程式为NH+4+H2O NH3·H2O+H+。
(2)三种类型的盐水解方程式的书写。
①多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解方程式。
如Na2CO3的水解离子方程式为CO2-3+H2O HCO-3+OH-。
②多元弱碱盐水解:水解离子方程式一步写完。
如FeCl3的水解离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。
③阴、阳离子相互促进的水解:水解程度较大,书写时要用“===”、“↑”、“↓”等。
如Na2S溶液与AlCl3溶液混合反应的水解离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑。
NH+4与CH3COO-、HCO-3、CO2-3等在水解时相互促进,水解程度比单一离子的水解程度大,但仍然水解程度比较弱,不能进行完全,在书写水解方程式时应用“”。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)酸式盐溶液一定呈酸性(×)
(2)能水解的盐溶液一定呈酸性或碱性,不可能呈中性(×)
(3)Na2CO3溶液显碱性的原因:CO2-3+2H2O H2CO3+2OH-(×)
(4)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO2-3水解程度减小,pH减小(×)
(5)常温下,pH=11的CH3COONa溶液和pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(×)
2.(教材改编题)(RJ选修4·P521改编)现有浓度为0.1 mol·L-1的五种电解质溶液
①Na2CO3②NaHCO3
③NaAlO2④CH3COONa⑤NaOH
这五种溶液的pH由小到大的顺序是()
A.⑤③①②④
B.①④②③⑤
C.④②①③⑤
D.②④①③⑤
答案 C
3.[规范答题专练](1)现有0.1 mol·L-1的纯碱溶液,用pH试纸测定溶液的pH,其正确的操作是_________________________________________________________。
你认为该溶液pH的范围一定介于________之间。
(2)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO2-3引起的,请你设计一个简单的实验方案:______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
(3)为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案(1)把一小块pH试纸放在洁净干燥的表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH 7~13
(2)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去。
则可以说明纯碱溶液呈碱性是由CO2-3引
起的
(3)取Na 2CO 3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解吸热
[A 组 基础知识巩固]
1.按要求书写离子方程式。
(1)AlCl 3溶液呈酸性________________________________________________。
(2)将NaHCO 3溶液与AlCl 3溶液混合______________________________________。
(3)实验室制备Fe(OH)3胶体__________________________________________。
(4)NaHS 溶液呈碱性的原因_________________________________________。
(5)对于易溶于水的正盐M n R m 溶液,若pH>7,其原因是
____________________________________________________________________ (用离子方程式说明,下同);若
pH <7,其原因是
______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。
答案 (1)Al 3++3H 2O
Al(OH)3+3H +
(2)Al 3++3HCO -3===Al(OH)3↓+3CO 2↑ (3)Fe 3++3H 2O=====△
Fe(OH)3(胶体)+3H + (4)HS -+H 2O H 2S +OH - (5)R n -+H 2O HR (n -1)+OH - M m ++m H 2O
M(OH)m +m H +
2.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.BX B.AX C.AY
D.BY
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,不发生水解。
答案 B
3.(2018·湖北联考)25 ℃时浓度都是1 mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX溶液的pH=7且溶液中c(X-)=1 mol·L-1,BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6。
下列说法正确的是()
A.电离平衡常数K(BOH)小于K(HY)
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,溶液pH变化:BX等于BY
D.将浓度均为1 mol·L-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY
解析由题给条件可以推出AX是强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,AY为强碱弱酸盐。
1 mol·L-1BY溶液的pH=6,说明电离平衡常数K(BOH)<K(HY),A选项正确;AY为强碱弱酸盐,水溶液显碱性,所以AY溶液的pH大于BY溶液的pH,B选项错误;稀释相同的倍数,BX、BY的水解程度不同,所以pH变化不相等,C选项错误;相同浓度的一元强酸和一元弱酸,稀释10倍后,弱酸的pH大于强酸,D选项错误。
答案 A
【规律方法】
盐类水解规律三点拓展应用
1.弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
(1)若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。
如NaHCO3溶液中:
HCO-3H++CO2-3(次要),HCO-3+H2O H2CO3+OH-(主要)。
(2)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。
如NaHSO3溶液中:HSO-3H ++SO2-3(主要),HSO-3+H2O H2SO3+OH-(次要)。
2.相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如CO2-3>HCO-3。
3.相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。
如NH+4的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
[B组考试能力过关]
4.下列说法错误的是()
A.(课标全国)向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH+4)
c(Cl-)
>1
B.(上海化学)0.1 mol/L CH3COONa溶液pH>7,证明乙酸是弱酸
C.(北京理综)饱和NaClO溶液pH约为11:ClO-+H2O HClO+OH-
D.(福建卷)室温下,对于0.1 mol·L-1 NH3·H2O 用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性
答案 A
5.(福建卷改编)能证明Na2SO3溶液中存在SO2-3+H2O HSO-3+OH-水解平衡事实的是()
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚酞溶液变红,再加入NaHSO4溶液后红色褪去
解析Na2SO3溶液中滴入酚酞溶液变红,说明SO2-3发生了水解反应,溶液显碱性。
加入H2SO4溶液,SO2-3与H+生成HSO-3,HSO-3与H+反应放出SO2气体,同时H+中和SO2-3水解产生的OH-,即使溶液中不存在水解平衡,溶液红色也会褪去,故A错;氯水具有酸性和强氧化性,加入氯水后,Cl2和HClO氧化SO2-3、HSO-3生成SO2-4,H+中和SO2-3水解产生的OH-,HClO能氧化漂白指示剂酚酞,
并不能体现SO 2-3水解反应的可逆性,故B 错;加入BaCl 2溶液,Ba 2+与SO 2-3结合生成BaSO 3沉淀,c (SO 2-3)减小,溶液的红色褪去,说明溶液中c (OH -)减小,水解平衡逆向移动,证明存在SO 2-3的水解平衡,故C 正确;滴入酚酞溶液变红,
说明溶液中c (OH -)>c (H +),加入NaHSO 4溶液后,H +和OH -发生反应,但NaHSO 4呈强酸性,其溶液褪色,不能说明存在水解平衡,故D 错误。
答案 C
考点二 影响盐类水解平衡的因素
(频数:★★☆ 难度:★★☆
)
名师课堂导语 本考点主要考查外界条件改变时,盐类水解移动方向、离子浓度变化、离子浓度比值变化,要注意借助水解常数和勒夏特列原理分析问题。
1.内因
形成盐的酸或碱的强弱。
对应的酸或碱越弱就越易发生水解。
如酸性:CH 3COOH>H 2CO 3――→决定
相同浓度的Na 2CO 3、CH 3COONa 溶液的pH 大小关系为pH(Na 2CO 3)>pH(CH 3COONa)。
2.外因 (1)温度、浓度
(2)外加物质:外加物质对水解反应的影响取决于该物质的性质。
①外加酸碱
②加能水解的盐
例如:
以FeCl3水解为例[Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+],填写外界条件对水解平衡的影响。
可借助盐类水解反应的化学平衡常数(即我们平时说的水解常数)分析移动方向,水解平衡常数只受温度的影响,它随温度的升高而增大,它与K a(或K b)、K w的定量关系为K a·K h=K w(或K b·K h=K w)。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)加热0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,CO2-3的水解程度和溶液的pH均增大(√)
(2)在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7(×)
(3)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)(√)
(4)关于氯化铵溶液,加水稀释时,c(NH+4)
c(Cl-)
的值减小(√)
(5)降低温度和加水稀释,都会使盐的水解平衡向逆反应方向移动(×)
2.[教材改编题](RJ选修4·P57“思考与交流”改编)将浓度为0.1 mol·L-1Na2CO3溶液加水稀释,下列结论错误的是()
A.水解平衡正向移动
B.各微粒浓度均变小(除H2O外)
C.溶液中离子数目增多
D.
c(Na+)
c(CO2-3)
比值增大
答案 B
3.(思维探究题)下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1CH3COONa 溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液显浅红色
的原因为_______________________________________________________
(用离子方程式和必要文字解释)。
(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是________(填字母序号)。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH4NO3溶于水时放出热量
D.NH4NO3溶于水时吸收热量
答案(1)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,使溶液显碱性(2)BD
[A组基础知识巩固]
1.常温下,Na2CO3溶液中存在平衡:CO2-3+H2O HCO-3+OH-,下列有关
该溶液的说法正确的是()
A.离子浓度:c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+)
B.升高温度,平衡向逆反应方向移动
C.加入CaCl2浓溶液,溶液的pH增大
D.加入NaOH固体,溶液的pH减小
水解使溶液显碱性,则离子浓度:解析碳酸钠是强碱弱酸盐,在水溶液中CO2-
3
c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(H+),A正确;水解为吸热过程,升高温度,水解平衡向正反应方向移动,B错误;滴入CaCl2浓溶液,水解平衡逆向移动,溶液的pH减小,C错误;加入NaOH固体,溶液碱性增强,pH增大,D错误。
答案 A
2.下列关于盐类水解的说法错误的是()
A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
B.浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH+4)的大小顺序为①>②>③
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH+4水解
D.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解
解析A项,等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度,正盐>酸式盐,故pH相等时,物质的量浓度大小为①>②>③,正确;B项,①溶液中CO2-3水解促进NH+4水解,使c(NH+4)减小;②中只有NH+4水解;③溶液中Fe2+抑制NH+4水解,使c(NH+4)增大,c(NH+4)的大小顺序为③>②>①,错误;C 项,NH4Cl溶液中存在NH+4+H2O NH3·H2O+H+,加入稀HNO3,c(H+)增大,平衡左移,抑制NH+4水解,正确;D项,在CH3COONa溶液中CH3COO -+H2O CH3COOH+OH-,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,对水解平衡起抑制作用,正确。
答案 B
3.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是()
解析 A.Na+的物质的量为0.1 mol,而SO2-4的物质的量为0.05 mol,混合溶液中Na+与SO2-4的浓度不可能相等。
B.加入0.05 mol CaO后,会生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和NaOH,溶液中c(OH-)增大,CO2-3水解产生
的HCO-3减少,故溶液中
c(OH-)
c(HCO-3)
增大。
C.加入水后,c(Na2CO3)减小,CO2-3
水解产生的c(OH-)减小,溶液中的OH-来源于水的电离,因水电离产生的c(OH -)=c(H+),故由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小。
D.加入0.1 mol NaHSO4固体,溶液体积变化不大,但n(Na+)变为原来的2倍,故c(Na+)增大。
答案 B
【思维建模】
1.分析盐类水解问题的基本思路
(1)找出存在的水解平衡体系(即可逆反应或可逆过程),并写出水解反应方程式,使抽象问题具体化。
(2)然后依据水解平衡方程式找出影响水解平衡的条件,并判断水解平衡移动的方向。
(3)分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。
2.利用平衡移动原理解释问题的答题模板
……存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移动,……(结论)
[B组考试能力过关]
4.(2016·全国卷Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是()
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中
c(H+)
c(CH3COOH)
减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)·c(OH-)
增
大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH+4)
c(Cl-)
>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)
c(Br-)
不变
解析A项,
c(H+)
c(CH3COOH)
=
K a
c(CH3COO-)
,加水稀释,c(CH3COO―)减小,
K a不变,所以比值增大,错误;B项,c(CH3COO-)
c(CH3COOH)·c(OH-)=
1
K h(K h为水解
常数),温度升高水解常数K h增大,比值减小,错误;C项,向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒:c(NH+4)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―),此时c(H+)=c(OH―),
故c(NH+4)=c(Cl―),所以c(NH+4)
c(Cl-)
=1,错误;D项,在饱和溶液中
c(Cl-)
c(Br-)
=
K sp(AgCl)K sp(AgBr),温度不变溶度积K sp不变,则溶液中
c(Cl-)
c(Br-)
不变,正确。
答案 D
5.(2018·北京理综,11)测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是()
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO2-3+H2O HSO-3+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO2-3浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的K w值相等
解析从表格数据可以看出随着温度变高,pH变小,不符合水解程度越热越水解的规律,只能是亚硫酸根离子浓度变小造成的,而取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明部分亚硫酸根氧化生成了不水解的硫酸根,符合实验事实。
A.水解方程式书写正确,B.推断合理,C.①→③的过程中,随着温度升高,pH变小,该结果并不是温度升高促进水解造成的,并不能得出该结论,D.①与④的温度相同,因此K w值相等,正确。
答案 C
考点三盐类水解的应用
(频数:★★☆难度:★★☆)
名师课堂导语盐类水解的应用在高考中主要考查:
(1)溶液的配制中如何防止水解;(2)通过盐类水解分析离子浓度大小关系;(3)除杂,在工艺流程题中除去Fe3+、Al3+。
(4)结合实际,通过盐类水解原理解释工农业生产中的某些现象和用途。
特别是通过盐类水解分析离子浓度大小关系和除杂是高考重点,复习时加以关注。
1.熟记盐类水解的重要应用
Fe(OH)
O
配制FeSO4溶液既要要加入铁粉防止Fe2+被氧化,又要加入稀硫酸防止Fe2+的水解。
2.盐溶液蒸干时所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸和酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s);Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4和MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。