2019-2020同步苏教化学选修四新突破讲义：专题3 第3单元 第2课时 盐类水解反应的应用 Word版含答案.doc

第2课时盐类水解反应的应用目标与素养：1.了解盐类在生产生活、化学实验、科学研究中的应用。(科学态度与社会责任)2.掌握溶液中粒子浓度大小的比较。(宏观辨识与微观探析)一、盐类水解的应用1盐溶液的配制与保存配制氯化铁溶液时将氯化铁先溶于盐酸，然后再加水稀释，通过增加溶液中氢离子的浓度，抑制铁离子的水解。2制备胶体实验室制备氢氧化铁胶体时，是向沸水中滴加氯化铁溶液，并加热至沸腾以促进铁离子的水解。3热碱去油污纯碱水解的离子方程式为COH2OHCOOH。加热促进CO的水解，溶液碱性增强，去污能力增强。4泡沫灭火器原理Al2(SO4)3溶液与小苏打溶液发生水解相互促进反应，产生CO2气体和Al(OH)3沉淀，将燃烧物质与空气隔离开来。离子方程式为Al33HCO=Al(OH)33CO2 。5盐类水解净水原理明矾溶于水后能产生具有吸附性的Al(OH)3胶体而被用作净水剂，其水解的离子方程式为Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H。二、溶液中离子浓度的大小比较1不同溶液中同一离子浓度的比较相同物质的量浓度的a.NH4Cl溶液，b.CH3COONH4溶液，c.NH4HSO4溶液，c中H对NH水解有抑制作用，b中CH3COO的水解对NH水解有促进作用，所以三种溶液中c(NH)由大到小的顺序是cab。2弱酸溶液中离子浓度大小比较(1)HClO溶液中存在的平衡有：HClOHClO、H2OHOH，溶液中微粒有H2O、HClO、H、OH、ClO，由于HClO电离程度小，且H2O的电离程度更小，所以溶液中微粒浓度由大到小的顺序(H2O除外)是c(HClO)c(H)c(ClO)c(OH)。(2)碳酸的电离方程式是H2CO3HCOH、HCOHCO。碳酸溶液中存在的微粒有H2O、H2CO3、H、HCO、CO、OH。碳酸是弱酸，第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c(H2CO3)c(H)c(HCO)c(CO)c(OH)。3单一溶液中离子浓度大小的比较(1)氯化铵溶液先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。电离：NH4Cl=NHCl、H2OHOH。水解：NHH2ONH3·H2OH。判断溶液中存在的离子有NH、Cl、H、OH。再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl)c(NH)c(H)c(OH)。(2)碳酸钠溶液分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程：电离：Na2CO3=2NaCO、H2OHOH。水解：COH2OHCOOH、HCOH2OH2CO3OH。溶液中存在的离子有Na、CO、HCO、OH、H。溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)。(3)碳酸氢钠溶液分析NaHCO3溶液中的电离、水解过程：电离：NaHCO3=NaHCO、HCOHCO、H2OHOH。水解：HCOH2OH2CO3OH。溶液中存在的离子有Na、HCO、CO、H、OH。由于HCO的电离程度小于HCO的水解程度，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)c(CO)。1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)铝盐可用于净水，是因为铝离子水解产生的胶体具有吸附性。()(2)醋酸钠溶液加水稀释时溶液中所有离子的浓度都降低。()(3)0.1 mol·L1的Na2CO3溶液与1 mol·L1的Na2CO3溶液相比，前者水解程度大，碱性强。()(4)长期存放FeCl3溶液的试剂瓶口有固体附着时，可以用盐酸除去。()答案：(1)(2)×(3)×(4)2下列过程或现象与盐类水解无关的是()A纯碱溶液去油污B铁在潮湿的环境中生锈C加热氯化铁溶液颜色变深D浓硫化钠溶液有臭味B纯碱Na2CO3水解呈碱性，油污在碱性条件下易水解，A正确；FeCl3发生水解反应，加热水解程度加大，C正确；浓Na2S溶液水解可产生有臭鸡蛋气味的H2S气体，D正确；只有B项与盐类水解无关，是钢铁表面发生的电化学腐蚀。故正确答案为B。3(1)AgNO3的水溶液呈_性(填“酸”“中”或“碱”)，原因是(用离子方程式表示)_；实验室在配制AgNO3溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度，以_(填“促进”或“抑制”)其水解。(2)明矾可用于净水，原因是(用离子方程式表示)_。(3)纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具，原因是(用离子方程式表示)_。解析：(1)AgNO3溶液中存在：AgH2OAgOHH，所以溶液呈酸性，为抑制AgNO3水解，配制时通常加入HNO3。(2)利用Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮杂质从而达到净水目的。(3)CO水解显碱性，故纯碱可用于洗涤餐具。答案：(1)酸AgH2OAgOHH抑制(2)Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H(3)COH2OHCOOH盐类水解的拓展应用1在科学研究中的应用应用实例配制易水解的盐溶液配制某些强酸弱碱盐时，需要加入相应的强酸，可使水解平衡向左移动，抑制阳离子的水解，如配制FeCl3、SnCl2溶液时，由于Fe3、Sn2水解程度较大，通常先将它们溶于盐酸中，再加水稀释到所需的浓度制备某些胶体利用水解原理制备胶体，如向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，产生红褐色胶体：Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H保存碱性溶液Na2CO3、Na2S等溶液水解后显碱性，因碱性溶液可与SiO2反应，所以保存时不能使用磨口玻璃塞，应用带橡胶塞的试剂瓶保存制备某些无水盐若将某些挥发性酸对应的盐如AlCl3、FeCl3蒸干时，得不到无水盐，原因是在加热过程中，HCl不断挥发，水解平衡不断向右移动，得到Al(OH)3或Fe(OH)3，继续加热，Al(OH)3、Fe(OH)3分解得到Al2O3、Fe2O3。所以只有在HCl气流中加热才能得到上述无水盐判断离子是否共存常见的因强烈水解而不能大量共存的离子：Al3与CO、HCO、S2、HS、AlO；Fe3与HCO、CO、AlO；NH与AlO、SiO混合盐溶液中的除杂和提纯采用加热法来促进溶液中某些盐的水解，使之生成氢氧化物沉淀，以除去溶液中的某些金属离子，如除去KNO3溶液中的Fe3；除去酸性MgCl2溶液中的FeCl3，可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3促进FeCl3的水解，使FeCl3转化为Fe(OH)3而除去，可表示为Fe33H2OFe(OH)33H，MgO2H=Mg2H2O2判断加热蒸干盐溶液析出的固体(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，如CuSO4(aq)CuSO4(s)；盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得对应的氧化物，如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。(2)酸根离子易水解的强碱盐，如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。(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)2CaCO3(CaO)；NaHCO3 Na2CO3；KMnO4K2MnO4MnO2O2；NH4ClNH3HCl。(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化，如Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。【例1】下列问题与盐类水解有关的是()NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂草木灰与铵态氮肥不能混合施用实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体ABCDDNH4Cl与ZnCl2溶液水解均显酸性，可除去金属表面的锈；HCO与Al3水解相互促进，产生二氧化碳，可作灭火剂；草木灰的主要成分碳酸钾水解显碱性，而铵态氮肥水解显酸性，因而不能混合施用；碳酸钠溶液水解显碱性，而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成硅酸钠将瓶塞与瓶口黏结，因此盛放碳酸钠的试剂瓶应用橡胶塞；AlCl3溶液中存在水解平衡：AlCl33H2OAl(OH)33HCl，加热时，HCl挥发使平衡不断右移，最终得到Al(OH)3固体。(1)Na2CO3的碱性比NaHCO3强，为什么不用Na2CO3溶液作泡沫灭火剂？(2)除了Na2CO3，还有哪些试剂不能用磨口玻璃塞的试剂瓶储存？提示：(1)虽然Na2CO3的碱性比NaHCO3强，但Na2CO3分步水解，与Al2(SO4)3反应产生泡沫的速率比NaHCO3慢，因此不能用作泡沫灭火剂。(2)因为玻璃塞的主要成分是SiO2、硅酸钠、硅酸钙，SiO2能和碱反应，因此能和玻璃塞的成分反应的试剂(NaOH、Na2S、KOH等)都不能用磨口玻璃塞的试剂瓶。1下列根据反应原理设计的应用，不正确的是()ACOH2OHCOOH用热的纯碱溶液清洗油污BAl33H2OAl(OH)3(胶体)3H明矾净水CTiCl4(x2)H2O(过量) TiO2·xH2O4HCl加热制备TiO2纳米粉DSnCl2H2OSn(OH)ClHCl配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠D纯碱溶液中由于CO的水解，溶液呈碱性，加热时水解程度增大，溶液中c(OH)增大，清洗油污能力增强，A正确；明矾溶于水，Al3发生水解生成Al(OH)3胶体，能够吸附水中悬浮物，B正确；TiCl4溶于水，加热，水解平衡正向移动，促进水解趋于完全，可以制备TiO2纳米粉，C正确；配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠，平衡右移，得不到氯化亚锡溶液，D错误。溶液中粒子浓度关系的比较1离子浓度关系的比较(1)同一溶液中不同离子浓度的大小比较(2)混合溶液中各粒子浓度的比较根据电离程度、水解程度的相对大小分析。分子的电离大于相应离子的水解例如：等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液中，c(NH)>c(Cl)>c(NH3·H2O)>c(OH)>c(H)。分子的电离小于相应离子的水解例如：在0.1 mol·L1的NaCN和0.1 mol·L1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为c(HCN)>c(Na)>c(CN)>c(OH)>c(H)。2判断粒子浓度关系的三个守恒规律守恒规律内容实例(Na2CO3和NaHCO3)物料守恒在电解质溶液中，由于某些离子能够水解，粒子种类增多，但这些粒子所含某些原子的总数始终不变Na2CO3：c(Na)2c(HCO)c(CO)c(H2CO3)NaHCO3：c(Na)c(HCO)c(CO)c(H2CO3)电荷守恒在电解质溶液中，阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等，即溶液呈电中性Na2CO3：c(Na)c(H)c(HCO)c(OH)2c(CO)NaHCO3：c(Na)c(H)= c(HCO)c(OH)2c(CO)质子守恒电解质溶液中，分子(或离子)得失质子(H)的物质的量应相等Na2CO3：c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)NaHCO3：c(OH)c(H)c(CO)c(H2CO3)【例2】(双选)常温下，Ka(HCOOH)1.77×104，Ka(CH3COOH)1.75×105，Kb(NH3·H2O)1.76×105，下列说法正确的是()A浓度均为0.1 mol·L1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者B用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等C0.2 mol·L1HCOOH与0.1 mol·L1 NaOH等体积混合后的溶液中：c(HCOO)c(OH)c(HCOOH)c(H)D0.2 mol·L1CH3COONa与0.1 mol·L1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7)：c(CH3COO)>c(Cl)>c(CH3COOH)>c(H)AD0.1 mol·L1 HCOONa溶液中c(Na)0.1 mol·L1，所有阳离子为c(Na) c(H)0.1 mol·L1,0.1 mol·L1 NH4Cl溶液中，NH水解生成H，减少一个NH同时生成一个H，则NH4Cl中所有阳离子c(NH)c(H)0.1 mol·L1, 即前者大于后者，故A正确；CH3COOH的电离平衡常数小，即酸性比HCOOH弱，当HCOOH与CH3COOH的pH均等于3时，HCOOH的物质的量浓度小于乙酸，等体积时甲酸消耗的NaOH比乙酸小，故B错误；两溶液等体积混合后得到甲酸和甲酸钠的混合液，由电荷守恒得c(HCOO)c(OH)c(Na)c(H)，由物料守恒得2c(Na)c(HCOOH)c(HCOO)，所以c(HCOOH)2c(H)c(HCOO)2c(OH)，故C错误；反应后溶液是c(CH3COONa)、c(CH3COOH)和c(NaCl)比值为111的混合物，物料守恒有c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(Cl)，pH7，则CH3COOH的电离大于CH3COO的水解，即c(CH3COO)c(Cl)c(CH3COOH)，电离和水解均很微弱，故c(H)小于c(CH3COOH)，故D正确。(1)相同物质的量浓度的HCOONa、CH3COONa溶液，哪个溶液pH大？(2)已知CH3COONa和CH3COOH等浓度的溶液显酸性，则上题C项溶液中离子浓度大小顺序为_。提示：(1)CH3COONa。(2)c(HCOO)>c(Na)>c(H)>c(OH)。 (1)粒子浓度等量关系中的两个易错点。在列电荷守恒式时，要注意粒子所带电荷的多少，不能认为只是各粒子浓度的简单相加。如书写NaHCO3溶液中的电荷守恒式时，2cCO的化学计量数“2”代表一个CO带2个负电荷，不可漏掉。物料守恒式中，粒子浓度的化学计量数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中，“2”表示c(Na)是溶液中各种硫元素存在形式的总浓度的2倍。(2)粒子浓度的关系分析时的两个误区。粒子浓度的关系比较，要优先考虑微粒间的化学反应，然后再考虑微粒发生的电离或水解，不能本末倒置。同浓度的弱酸和弱酸盐、弱碱和弱碱盐共存时，一般考虑弱酸(碱)的电离而不是弱酸(碱)盐的水解。如相同浓度、相同体积的CH3COOH和CH3COONa溶液混合显酸性，而相同浓度、相同体积的NH3·H2O和NH4Cl溶液混合则显碱性。但也有反例，如等浓度的NaCN与HCN混合液显碱性。2某酸的酸式盐NaHY的水溶液中，HY的电离程度小于HY的水解程度，有关叙述中正确的是()AH2Y电离方程式为H2YH2OHYH3OB在该盐溶液中，离子浓度为c(Na)>c(Y2)>c(HY)>c(OH)>c(H)C在该盐溶液中，离子浓度为c(Na)>c(HY)>c(Y2)>c(OH)>c(H)DHY的水解方程式为HYH2OY2H3OAHY的电离程度小于水解程度，溶液显碱性。离子浓度关系为c(Na)c(HY)c(OH)c(H)c(Y2)；HY的水解方程式为HYH2OH2YOH。1实验室配制硫酸铁溶液时，先把硫酸铁晶体溶解在较浓的硫酸中，再加水稀释至所需浓度，如此操作的目的是()A防止硫酸铁分解B抑制硫酸铁水解C提高硫酸铁的溶解度D提高溶液的pHB配制Fe2(SO4)3溶液时，加入H2SO4的目的是抑制Fe3的水解。2在Al33H2OAl(OH)33H的平衡体系中，要使平衡向水解的方向移动，且使溶液的pH增大，应采取的措施是()A加热B通入HCl气体C加入适量的NaOH溶液D加固体AlCl3C盐类的水解存在平衡状态，当条件发生变化时，平衡可能发生移动，状态发生改变。A、C、D都可促使水解平衡正向移动，B抑制水解反应的进行。改变条件后，溶液的pH增大的是C，溶液的pH减小的是A、B、D。综上所述，符合题意的是选项C。3HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1 mol·L1 NaA溶液中，离子浓度关系正确的是()Ac(Na)>c(A)>c(H)>c(OH)Bc(Na)>c(OH)>c(A)>c(H)Cc(Na)c(OH)c(A)c(H)Dc(Na)c(H)c(A)c(OH)D因HA为弱酸，则NaA溶液水解显碱性，即c(H)<c(OH)，故A项错误；因盐的水解程度较小，因此未水解的c(A)大于水解产生的c(OH)，因此有c(Na)>c(A)>c(OH)>c(H)，故B项错误；NaA溶液中存在电荷守恒：c(Na)c(H)c(A)c(OH)，故C项错误，D项正确。4用物质的量均为0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液，已知其中c(CH3COO)>c(Na)，下列对该溶液的判断正确的是()Ac(H)>c(OH)Bc(CH3COO)0.1 mol·L1Cc(CH3COOH)>c(CH3COO)Dc(CH3COO)c(OH)0.1 mol·L1A本题易错之处是只考虑CH3COO水解生成CH3COOH，使CH3COOH浓度增大，CH3COO浓度减小 ，忽视了电离平衡因素占主导地位，而错选C。由电荷守恒可知，c(CH3COO)c(OH)c(Na)c(H)，因为c(CH3COO)c(Na)，所以c(H)c(OH)，A项正确；c(CH3COO)c(OH)c(H)c(Na)c(H)0.1 mol·L10.1 mol·L1，D项错误；由物料守恒可知，c(CH3COOH)c(CH3COO)0.2 mol·L1，c(CH3COO)c(Na)0.1 mol·L1，故c(CH3COO)c(CH3COOH)，B、C项均错误。5常温下有浓度均为0.1 mol·L1的四种溶液：Na2CO3、NaHCO3、HCl、NH3·H2O。(1)上述溶液中，可发生水解的是_(填序号)。(2)上述溶液中，既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。(3)若将和的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前的体积_的体积(填“大于”“小于”或“等于”)，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是_。解析：(1)有弱就水解，可发生水解的是Na2CO3和NaHCO3。(2)满足题意的是NaHCO3溶液，HCO离子的水解程度大于其电离程度，所以离子浓度由大到小的顺序为c(Na)>c(HCO)>c(OH)>c(H)>c(CO)。(3)若盐酸与氨水等体积混合，溶液恰好完全反应，溶液呈酸性，现在溶液呈中性，故盐酸体积小于氨水体积；由电荷守恒原理知此时c(NH)c(Cl)但比c(H)c(OH)大。答案：(1)(2)c(Na)>c(HCO)>c(OH)>c(H)>c(CO)(3)小于c(NH)c(Cl)>c(H)c(OH)。