邵磊
摘要:鹽類的水解是高中化學(xué)中的重要知識點,同時也是高考中經(jīng)常要考查的知識點。為此,本文就有關(guān)鹽類水解的定義、實質(zhì)、規(guī)律、影響因素、應(yīng)用等有關(guān)知識加以闡述,以期和廣大教師與同學(xué)們交流,加深對鹽類水解知識的理解與掌握。
關(guān)鍵詞:鹽類水解;高中化學(xué);高考熱點
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)03-0089
《鹽類的水解》位于選修四第三章第三節(jié)。高考考試大綱和考試說明中必考內(nèi)容都有明確要求:了解鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素、鹽類水解的應(yīng)用。這一節(jié)既是高中化學(xué)的重點,又是高中化學(xué)的難點,同時也是高考的熱點。筆者現(xiàn)對鹽類的水解一節(jié)進行詳細分析,以期和廣大教師與同學(xué)們交流。
一、鹽類水解的定義
在溶液中鹽電離產(chǎn)生的離子與水電離產(chǎn)生的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng),叫做鹽類的水解。認真理解、體會定義,可以進一步知道鹽類水解的實質(zhì)。
二、鹽類水解的實質(zhì)
鹽電離出的離子與水電離出的離子反應(yīng)生成弱電解質(zhì),破壞了水的電離平衡,促進了水的電離。注意:發(fā)生水解的鹽溶液里同時存在兩個平衡:水的電離平衡和鹽的水解平衡。
三、鹽類水解的類型
根據(jù)鹽類的不同,可分為:強酸強堿鹽(不水解);強酸弱堿鹽;強堿弱酸鹽;弱酸弱堿鹽。
1. 強酸弱堿鹽。如:NH4Cl的水解離子方程式: NH4++ H2O■ NH3。H2O + H+強酸弱堿鹽的水溶液一定顯酸性。2. 強堿弱酸鹽。如:CH3COONa的水解離子方程式:CH3COO-+H2O=可逆= CH3COOH+OH-強奸弱酸鹽的水溶液一定顯堿性。3. 弱酸弱堿鹽。如:CH3COONH4的水CH3COO-+NH4++H2O=可逆=CH3COOH+ NH3*H2O CH3COONH4水溶液顯中性。如:NH4F的水NH4++F-+ H2O=可逆=NH3*H2O+HF NH4F的水溶液顯酸性。如:NH4ClO的水解離子方程式;NH4++ClO-+H2O=可逆= NH3*H2O+HClONH4ClO的水溶液顯堿性。弱酸弱堿鹽的酸堿性和陰離子與陽離子有關(guān)。4. 多元弱酸或多元弱堿形成的鹽的水解。多元弱酸或多元弱堿形成的鹽的水解是分步進行的,一般第一步進行的程度最大,第二步甚至更多步的水解程度就很弱了。如:Na2CO3的水。第一步程度很大: CO3^2-+H2O =可逆=HCO3-+OH-;第二步程度很?。篐CO3- +H2O =可逆=H2CO3+OH-
【注意】:大部分的鹽的水解都不能進行徹底,所以一般鹽的水解都要是可逆符號;水解度較大的鹽有Al2S3可認為幾乎雙水解徹底。
【以上都是一種鹽中的離子水解】
【第二種情況】:另外,還有兩種鹽中,分別有弱酸根離子和弱堿根離子,也會互相促進,發(fā)生雙水解。
如:NaHCO3和AlCI3兩種鹽,如果把它們的溶液相混合,則會發(fā)生雙水解,水解離子方程式如下:3HCO3-+Al3+ ■ Al(OH)3↓ + 3CO2↑
注意:Al3+和HCO3-雙水解較徹底,可以用“ ■ ”而不用“可逆符號”
另外,所有的水解過程中一定有水參加,但是由于該水解反應(yīng),生成物中有水,可以和反應(yīng)物中的水剛好相互抵消,但方程式中沒有水出現(xiàn)并不表明沒有水參加。
【附】
(1)常見的弱酸根離子:SO32-;HSO3-;CO32-;HCO3-;PO43-;HPO42-;ClO-;S2-;HS-;CH3COO-;SCN-;F-;AlO2-;C6H5O(苯酚根);NO2-(亞硝酸根)
常見弱酸的酸性排序:
H2SO3>H3PO4> HF >HCOOH>C6H5-COOH>CH3COOH>
亞硫酸 磷酸 氫氟酸 甲酸 苯甲酸 醋酸
H2CO3 > H2S > HClO>C6H5-OH>HAlO2
碳酸 氫硫酸 次氯酸 苯酚 偏鋁酸
(2)常見的弱堿離子:NH4+;Cu2+;Fe2+;Fe3+;Al3+,其中堿性排序:Fe(OH)2 > Fe(OH)3 > Cu(OH)2 > NH3*H2O > Al(OH)3
四、鹽類水解的規(guī)律
1. 有弱才水解,無弱不水解;誰弱誰水解,都弱都水解。并不是所有的鹽都能水解。若能水解的話,鹽必須是強酸弱堿鹽、強堿弱酸鹽或弱酸弱堿鹽;而具體水解的離子則是弱堿的陽離子或是弱酸的陰離子。
2. 越弱越水解。電解質(zhì)的電離程度越小,其離子水解的程度就越大。電解質(zhì)的電離程度越大,其離子水解的程度就越小。
五、影響鹽類水解的因素
1. 內(nèi)因:由于弱電解質(zhì)的電離較微弱,且該過程可逆,是一個動態(tài)平衡;因此其電離出的離子就會水解,建立一個水解平衡。
2. 外因:溫度、濃度、溶液酸堿性的變化
(1)溫度越高,水解程度越大(越熱越水解)。鹽的水解是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。由于中和反應(yīng)放熱,故鹽的水解是一個吸熱過程。因此,溫度升高,該動態(tài)平衡向吸熱(水解)的方向移動。(2)濃度越小,水解程度越大(越稀越水解)。(3)加入其他物質(zhì),可抑制或促進水解(具體看水解平衡是否移動及移動的方向)。
六、鹽類水解方程式的書寫
1. 一般來說,鹽類水解的程度不大,是中和反應(yīng)的逆反應(yīng),由于中和反應(yīng)趨于完成,所以鹽類的水解反應(yīng)是微弱的,鹽類水解的離子方程式一般不寫“ ■ ”,而是寫“■”。由于鹽類的水解程度一般都很小,通常不生成沉淀和氣體,因此鹽類水解的離子方程式中一般不標“↓”或“↑”的氣標,也不把生成物(如NH3·H2O、H2CO3等)寫成其分解產(chǎn)物的形式。
2. 多元弱酸的酸根離子水解是分步進行的,且以第一步水解為主,例如Na2CO3的水解:第一步: CO32-+H2O■HCO3-+ OH-;第二步:HCO-+ H2O■H2CO3+OH-。多元弱堿的陽離子水解復(fù)雜,可看做一步水解,例如Fe3+的水解:Fe3++3H2O■Fe(OH)3+3H+。
3. 多元弱酸的酸式酸根離子既有水解傾向又有電離傾向,以水解為主的,溶液顯堿性;以電離為主的溶液顯酸性。例如:HCO3-、HPO42-在溶液中以水解為主,其溶液顯堿性;HSO3-、H2PO4-在溶液中以電離為主,其溶液顯酸性。
4. 能發(fā)生雙水解的離子組,一般來說水解都比較徹底,由于不形成水解平衡,書寫時生成物出現(xiàn)的沉淀、氣體物質(zhì)要標明狀態(tài),即標上“↓”“↑”符號,中間用“■”連接,如NaHCO3溶液與Al2(SO4)3溶液混合:
Al3++ 3HCO3- ■ Al(OH)3↓+ 3CO2↑,和此類似的還有:Al3+ 與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SiO32-、AlO2-;Fe3+ 與CO32-、HCO3-、SiO32-、AlO2-;NH4+ 與SiO32-、AlO2-等。注意一定要利用電荷守恒將其配平,看反應(yīng)物中是否需要加水。
七、鹽類水解的應(yīng)用
1. 溶液酸堿性的判斷
(1)單一鹽溶液
①正鹽溶液的酸堿性符合“誰強顯誰性,同強顯中性”規(guī)律。即溶液的酸堿性和水解程度相對較?。ɑ虿凰猓┑碾x子保持一致。如:NH4Cl、NaHCO3、CH3COONH4的溶液分別顯酸性、堿性、中性和中性。②若是強堿的酸式鹽,其溶液的酸堿性,取決于酸式根離子的電離程度和水解程度的相對大小。
(2)混合溶液
①酸與鹽:如等濃度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液。由于一般情況下,電離都是大于水解的程度,所以顯酸性。②酸與堿混合:需要具體計算,根據(jù)計算結(jié)果具體分析。
2. 鹽溶液的配置與保存
(1)在配制FeCl3、Al(NO3)3、CuSO4、SnCl2等溶液時,為抑制水解,常先將鹽溶于其對應(yīng)的酸中,再加蒸餾水稀釋到所需濃度。(2)Na2SiO3、Na2CO3、NaAlO2等堿性溶液不能貯存在玻璃塞的試劑瓶中,就是防止SiO2與它們水解產(chǎn)生的OH-反應(yīng)。(3)有些鹽會完全水解,如硫化鋁遇水發(fā)生完全水解,因此不能在濕態(tài)下獲得硫化鋁,只能由單質(zhì)直接反應(yīng)制取。
3. 分析某些鹽溶液不能用蒸發(fā)結(jié)晶法獲得的原因
(1)金屬陽離子易水解的揮發(fā)性強酸鹽溶液蒸干后得到氫氧化物,繼續(xù)加熱后得到金屬氧化物,如FeCl3、AlCl3溶液蒸干灼燒得到的是Fe2O3、 Al2O3而不是FeCl3、AlCl3固體。(2)金屬陽離子易水解的難揮發(fā)性強酸鹽溶液蒸干后得到原溶質(zhì),如Al2(SO4)3等。(3)陰離子易水解的強堿鹽,如Na2CO3等溶液蒸干后可得到原溶液。(4)陰陽離子均易水解,此類鹽溶液蒸干后得不到任何物質(zhì),如(NH4)2CO3等。(5)不穩(wěn)定化合物的水溶液,加熱時在溶液中就能分解,也得不到原溶質(zhì)。如Ca (HCO3)2溶液,蒸干后得到CaCO3。(6)易被氧化的物質(zhì),其溶液蒸干后得不到原溶質(zhì),如FeSO4、Na2SO3等,蒸干后得到其氧化產(chǎn)物Fe2(SO4)3、Na2SO4等。
4. 其他應(yīng)用
(1)判斷鹽對應(yīng)酸的強弱。若前者PH值大于后者,則酸性:HA 總之,要深度把握鹽類的水解,重在理解本質(zhì)和靈活運用,需要同學(xué)們有嚴密的思維。要考慮清楚是否有水解,是誰水解;有時又要考慮電離,同時還要注意電離和水解的相互影響,甚至有外界因素的影響。本文對鹽類的水解進行了全面的分析,希望對大家有所幫助。 (作者單位:四川省巴中市恩陽中學(xué) 636600)