柴勇
考點(diǎn)一、鹽類水解的原理
1.實(shí)質(zhì)
鹽電離→弱酸的陰離子→結(jié)合H+
弱堿的陽離子→結(jié)合OH-→生成弱電解質(zhì)→破壞了水的電離平衡→水的電離程度增大→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈堿性或酸性。
2.特點(diǎn)
3.水解的規(guī)律
有弱才水解,越弱越水解;誰強(qiáng)顯誰性,同強(qiáng)顯中性。
鹽的類型實(shí)例是否
水解水解的離子溶液的
酸堿性溶液的
pH強(qiáng)酸
強(qiáng)堿鹽NaCl、
KNO3 否中性pH=7強(qiáng)酸弱
堿鹽NH4Cl、Cu(NO3)2是NH+4、Cu2+酸性pH<7弱酸強(qiáng)
堿鹽CH3COONa、
Na2CO3是CH3COO-、CO2-3堿性pH>74.水解方程式的書寫
(1)一般鹽類水解程度很小,水解產(chǎn)物很少,在書寫鹽類水解方程式時(shí)要用“≒”號(hào)連接,產(chǎn)物不標(biāo)“↑”或“↓”,不把產(chǎn)物(如NH3·H2O、H2CO3)寫成其分解產(chǎn)物的形式。
(2)多元弱酸鹽的水解分步進(jìn)行,以第一步為主,一般只寫第一步水解的離子方程式。例如Na2CO3水解:CO2-3+H2O≒HCO-3+OH-。
(3)多元弱堿陽離子的水解方程式一步寫完。例如:FeCl3水解:Fe3++3H2O≒Fe(OH)3+3H+。
(4)能徹底水解的離子組,由于水解趨于完全,書寫時(shí)要用“=”、“↑”、“↓”等,如NaHCO3溶液與AlCl3溶液混合:Al3++3HCO-3Al(OH)3↓+3CO2↑。
5.重點(diǎn)提醒
(1)離子能夠發(fā)生水解的鹽溶液并不一定顯酸性或堿性,也可能顯中性,如CH3COONH4溶液。
(2)相同條件下水解程度越大的離子生成的電解質(zhì)越弱,這種離子結(jié)合H+或OH-能力越強(qiáng)。
(3)書寫離子方程式時(shí)“”和“≒”的應(yīng)用要慎重。NH+4水解:NH+4+H2O≒NH3·H2O+H+,而鹽酸與氨水混和反應(yīng)則為:NH3·H2O+H+NH+4+H2O。
例125℃時(shí),濃度均為0.2 mol/L的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判斷不正確的是( )。
A.均存在電離平衡和水解平衡
B.存在的粒子種類相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分別加入NaOH固體,恢復(fù)到原溫度,c(CO2-3)均增大
解析 A項(xiàng),兩種溶液中均存在著水的電離平衡,NaHCO3溶液中還存在:HCO-3≒H++CO2-3及HCO-3+H2O≒H2CO3+OH-,Na2CO3溶液中還存在CO2-3+H2OHCO-3+OH-,故A正確。B項(xiàng),兩種溶液中均存在Na+、CO2-3、HCO-3、H2CO3、OH-、H+、H2O,B正確。C項(xiàng),濃度相同時(shí),CO2-3水解程度大于HCO-3,故Na2CO3溶液中c(OH-)更大,故C錯(cuò)。D項(xiàng),NaHCO3溶液中加入NaOH固體:HCO-3+OH-H2O+CO2-3,c(CO2-3)增大,Na2CO3溶液中加入NaOH,導(dǎo)致CO2-3的水解平衡向左移動(dòng),c(CO2-3)增大,故D正確。答案:C
考點(diǎn)二、鹽類水解的影響因素
1.內(nèi)因
弱酸根離子、弱堿陽離子對(duì)應(yīng)的酸、堿越弱,就越易發(fā)生水解。如:酸性:CH3COOH>H2CO3決定相同濃度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小關(guān)系為NaHCO3>CH3COONa。
2.外因
3.重要提醒
①水解生成的弱酸(堿)的K越小,鹽的水解程度越大,其溶液的堿(酸)性就越強(qiáng)。②水解平衡右移,鹽的離子的水解程度不一定增大,如增大水解離子的濃度;溶液的酸、堿性也不一定增強(qiáng),如加水稀釋。③強(qiáng)堿弱酸鹽的水溶液不一定顯堿性,如NaHSO3溶液顯酸性,因HSO-3的水解小于HSO-3的電離。
例2漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2O≒HClO+OH-,下列措施能提高其漂白效率的是( )。
A.加H2O B.通入CO2 C.通入SO2 D.加少量NaOH
解析加H2O雖然使平衡向右移動(dòng),但HClO的濃度減?。籗O2與HClO反應(yīng);NaOH使平衡向左移動(dòng),所以A、C、D均使HClO的濃度減小,降低其漂白效率。通入CO2與OH-反應(yīng),使平衡向右移動(dòng),HClO的濃度增大,提高其漂白效率。答案:B
考點(diǎn)三、鹽類水解的應(yīng)用
1.判斷溶液的酸堿性:Na2CO3溶液呈堿性的原因是:CO2-3+H2O≒HCO-3+OH-。
2.配制或貯存易水解的鹽溶液:配制FeCl3溶液時(shí),先將它溶解在較濃的鹽酸中,再加水至指定濃度;配制CuSO4溶液時(shí),加入少量的H2SO4,以抑制Cu2+水解。
3.判斷鹽溶液蒸干灼燒時(shí)所得的產(chǎn)物:AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3,灼燒得到Al2O3、Fe2O3,CuSO4溶液蒸干后得CuSO4固體,NaHCO3溶液低溫蒸干后可得NaHCO3固體。
4.判斷離子共存:Al3+、Fe3+與HCO-3、CO2-3,Al3+與AlO-2,Al3+與S2-因相互促進(jìn)水解而不共存。
5.解釋生活中的現(xiàn)象或事實(shí):明礬凈水、熱純堿液除油污,草木灰不能與銨鹽混用、泡沫滅火器原理。
6.離子濃度大小的比較:碳酸氫鈉溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋篶(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)。
7.物質(zhì)的提純(水解除雜):MgCl2溶液中混有少量Fe3+雜質(zhì)時(shí),因Fe3+水解的程度比Mg2+的水解程度大,可加入MgO或Mg(OH)2等,導(dǎo)致水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀而除去。
例3下列過程或現(xiàn)象與鹽類水解無關(guān)的是( )。
A.純堿溶液去油污
B.鐵在潮濕的環(huán)境下生銹
C.加熱氯化鐵溶液顏色變深
D.濃硫化鈉溶液有臭味
解析A項(xiàng),碳酸鈉水解顯堿性,利用油污在堿性條件下水解生成可溶于水的物質(zhì)而達(dá)到去污目的;C項(xiàng),氯化鐵溶液中發(fā)生Fe3++3H2O≒Fe(OH)3+3H+,在加熱條件下水解平衡正向移動(dòng)造成體系顏色加深;D項(xiàng),硫化鈉溶液中存在S2-+H2O≒HS-+OH-,HS-+H2O≒H2S+OH-,水解產(chǎn)物H2S是產(chǎn)生臭味的原因;B項(xiàng),生銹是鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的結(jié)果,不涉及鹽類的水解。答案:B
考點(diǎn)四、溶液中粒子濃度大小的比較
1.分析依據(jù)
(1)電離平衡:電離過程是微弱的,如H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO-3)>c(CO2-3)(多元弱酸分步電離逐級(jí)減弱)
(2)水解平衡:水解過程是微弱的。如Na2CO3溶液中:c(CO2-3)>c(HCO-3)>c(H2CO3)(多元弱酸根離子分步水解逐級(jí)減弱)
2.離子濃度的定量關(guān)系
(1)電荷守恒:溶液中所有陽離子所帶的正電荷總濃度等于所有陰離子所帶的負(fù)電荷總濃度。如NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3)+2c(CO2-3)+c(OH-)。
(2)物料守恒:在電解質(zhì)溶液中,粒子可能發(fā)生變化,但變化前后其中某種元素的原子個(gè)數(shù)守恒。如0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO-3)+c(CO2-3)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1。
(3)質(zhì)子守恒:在電解質(zhì)溶液中,由于電離、水解等過程的發(fā)生,往往存在質(zhì)子(H+)的得失,但得到的質(zhì)子數(shù)等于失去的質(zhì)子數(shù)。如NaHCO3溶液中:
c(H2CO3)+c(H+)=c(CO2-3)+c(OH-)。
3.主要類型
(1)多元弱酸溶液:多元弱酸分步電離,逐級(jí)減弱,如H3PO4溶液中:c(H+)>c(H2PO-4)>c(HPO2-4)>c(PO3-4)。
(2)多元弱酸的正鹽溶液:多元弱酸的弱酸根離子的分步水解,水解程度逐級(jí)減弱,如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)。
(3)不同溶液中同一離子濃度大小的比較:要看溶液中其他離子對(duì)該離子的影響。如在相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中:①NH4Cl;②CH3COONH4;③NH4HSO4,c(NH+4)由大到小的順序?yàn)椋孩?gt;①>②。
(4)混合溶液中各離子濃度的比較:要進(jìn)行綜合分析,如電離因素、水解因素等。如在0.1 mol·L-1NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,各離子濃度大小的順序?yàn)椋篶(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
例4常溫下,下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是( )。
A.新制氯水中加入固體NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH+4)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol/L CH3COOH溶液與0.1 mol/L NaOH溶液等體積混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
解析選項(xiàng)A,新制氯水中加入固體NaOH,結(jié)合電荷守恒有c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;選項(xiàng)B,NaHCO3Na++HCO-3,HCO-3H++CO2-3,HCO-3+H2OH2CO3+OH-,溶液pH=8.3,說明HCO-3的水解程度大于電離程度,水解產(chǎn)生的H2CO3濃度大于電離產(chǎn)生的CO2-3濃度,錯(cuò)誤;選項(xiàng)C,常溫下,pH之和等于14的兩溶液,酸溶液中的c(H+)與堿溶液中的c(OH-)相等,等體積混合時(shí),弱堿在反應(yīng)過程中能繼續(xù)電離,即堿過量,最終溶液顯堿性,錯(cuò)誤;選項(xiàng)D,兩者混合后發(fā)生反應(yīng),得到物質(zhì)的量濃度相等的CH3COOH和CH3COONa混合溶液,物料守恒式為c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),電荷守恒式為c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根據(jù)以上兩式可知,D項(xiàng)正確。答案:D