资源简介

专题3 化学反应原理
第四单元 溶液中的离子平衡
第4讲 盐类的水解
第1课时 盐类的水解及其应用(1课时)
一、课程标准要求
1．认识盐类水解原理和影响盐类水解的主要因素。
2．认识盐类水解在生产、生活中的应用。
3． 熟练使用电荷守恒、物料守恒、质子守恒来推断电解质溶液中微粒浓度的大小关系。
4．在掌握盐类的水解规律和溶液中三类守恒规律的基础上，通过溶液中的主要、次要平衡来确定各粒子浓度的大小关系。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看，盐类的水解位于选择性必修课程《化学反应原理》内容。从知识结构上讲，盐类水解平衡是继化学平衡、弱电解质的电离平衡之后的又一平衡体系，它们与将要学习的难溶电解质的沉淀溶解平衡共同构成了中学化学完整的平衡体系。通过认识盐水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用，加深对平衡移动原理的理解和认识，完成“理论—实践—理论”的提升。
三、思维导图
四、课时安排建议
第1课时 盐类的水解及其应用(1课时)
第2课时 溶液中粒子浓度大小的比较(1课时)
第1课时 盐类的水解及其应用(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：盐类水解的概念理解
一、盐类水解
1．定义
在溶液中由盐电离出来的离子跟____________结合生成____________的反应。
2．本质
弱酸根阴离子结合H＋或弱碱阳离子结合OH－，破坏水的________，水的电离程度____________，使溶液中的H＋________OH－→溶液呈碱性或酸性。
3．条件
盐中必须有________阴离子或________阳离子(有弱才水解，强酸强碱盐不水解)。
写出CH3COONa水解的方程式：________________________________________。
问题2：盐类水解离子方程式的书写
[例题1] 下列水解方程式正确的是 (　 　)
A．CO＋H2O2OH－＋CO2↑ B．NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
C．Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋ D．F－＋H2O===HF＋OH－
[答案] B
[练习1]写出下列水解反应的离子方程式：
(1)NH4Cl溶于D2O：__________________________________________。
(2)Fe2(SO4)3水解生成Fe2(OH)n(SO4)3-n/2：__________________________________。
[答案](1)NH＋D2ONH3·HDO＋D＋
(2)2Fe3＋＋(3-n/2)SO4＋nH2O Fe2(OH)n(SO4)3-n/2＋nH＋
问题3：影响盐类水解的因素
1．内因
主要因素是____________，组成盐的酸根对应的酸________阳离子对应的碱________，盐的水解程度越大，其盐溶液的酸性或碱性就________。
2．外因
(1)温度：盐类水解可看成是中和反应的逆反应，中和反应是____________，所以盐类水解是____________，升高温度水解程度____________。
(2)浓度：盐溶液____________，一般水解程度____________。加水稀释盐的溶液，可以____________盐类水解。
(3)溶液的酸、碱性：盐类水解后，溶液会呈不同的酸、碱性，因此控制溶液的酸、碱性，可以促进或抑制盐的水解，故在盐溶液中加入酸或碱都能影响盐的水解。
[例题2]相同温度、相同浓度下的八种溶液，其pH由小到大的顺序如图所示，图中①②③④⑤代表的物质可能分别为 (　　)
A．NH4Cl　(NH4)2SO4　CH3COONa　NaHCO3　NaOH
B．(NH4)2SO4　NH4Cl　CH3COONa　NaHCO3　NaOH
C．(NH4)2SO4　NH4Cl　NaOH　CH3COONa　NaHCO3
D．CH3COOH　NH4Cl　(NH4)2SO4　NaHCO3　NaOH
[答案]B
[例题3]下列有关问题，与盐的水解有关的是(　　)
①加热饱和FeCl3溶液可制得Fe(OH)3胶体；
②往FeCl3溶液加入CaCO3粉末，有红褐色沉淀和气体产生；
③长期施用硫酸铵易使土壤酸化；
④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞；
A．①②③ B． ②③④ C．①③ D．①②③④
[答案]D
问题4：盐类水解的应用
1．促进盐类水解
(1)________的纯碱液去油污效果好。
(2)FeCl3、KAl(SO4)2·12H2O等可作________ 。
(3)除去MgCl2溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下，加入 后过滤。
2．抑制盐类水解
(1)在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解，先将盐溶于少量____中，再加蒸馏水稀释到所需浓度。
(2)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要在干燥的________气流中加热脱水。
活动二：重难点突破
问题5：盐溶液蒸干后所得物质的判断
[例题4] (1)碳酸钾溶液蒸干得到的固体物质是_______________。
(2)Al2(SO4)3溶液蒸干得到的固体物质是_______ 。
(3)AlCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体物质是________ 。
[答案] (1)K2CO3 (2)Al2(SO4)3 (3)Al2O3
问题6：单一弱酸盐或弱碱盐中水解常数的计算
[例题5]已知25 ℃时CH3COOH电离平衡常数Ka＝1.8×10－5，NH3·H2O电离平衡常数Kb=1.8×10－5。求：
0. 1 mol·L-1的CH3COONa溶液的水解平衡常数Kh(CH3COO－)=_________________；
0. 01 mol·L-1的NH4Cl溶液的水解平衡常数Kh(NH)=_________________。
[答案] Kh(CH3COO－)＝＝＝5.6×10－10；
Kh(NH)＝＝＝5.6×10－10
问题7：用电离常数判断酸式盐水溶液的酸碱性
[例题6]已知：室温下H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11，请你通过计算得出NaHCO3水溶液的酸碱性．(提示：比较水解平衡常数Kh与电离平衡常数Ka)
[答案]NaHCO3水溶液显碱性，因为Kh＝Kw/Ka1=10-14/4.2×10-7=2.38×10-8 ，大于Ka2。
[练习2]已知：室温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.54×10-2，Ka2=1.02×10-7，请你通过计算得出NaHSO3水溶液的酸碱性。(提示：比较水解平衡常数Kh与电离平衡常数Ka)
[答案]NaHSO3水溶液显酸性，因为Kh＝Kw/Ka1=10-14/1.54×10-2=6.5×10-13 ，小于Ka2。
活动三：巩固提升
1．下列六种物质：①氨水 ②硝酸铵 ③氯化钠 ④硫酸氢钾 ⑤次氯酸钠 ⑥碳酸氢钾
(1)溶液呈酸性的是 ；溶液呈碱性的是 。
(2)能促进水电离的是 ；能抑制水电离的是 。
(3)能水解的 ，水解的离子方程式是 。
(4)常温下，0.1 mol·L-1上述物质溶液pH由小到大的排列顺序是 。
2．下列离子方程式不正确的是 (　 　)
A．明矾用于净水：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
B．将氯化铁固体溶于水中：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
C．用纯碱清洗油污：CO＋H2OHCO＋OH－
D．浓硫化钠溶液具有臭味：S2－＋2H2O===H2S↑＋2OH－
3．下列说法正确的是 (　 　)
A．将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧，所得固体成分相同
B．配制FeSO4溶液时，将FeSO4固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度
C．向CuCl2溶液中加入CuO，调节pH可除去溶液中混有的Fe3＋＋
D．泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
4．下列叙述正确的是 (　 　)
图1 图2
A．用图1装置制取无水氯化镁
B．利用图2装置将分液后的水层蒸干获得无水FeCl3
C．KAl(SO4)2·12H2O溶于NaOH溶液可形成Al(OH)3胶体
D．向滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入足量CaCl2溶液，溶液红色褪去
5．在一定条件下，Na2CO3溶液中存在CO＋H2OHCO＋OH－平衡。下列说法不正确的是 (　　)
A．稀释溶液，增大 B．通入CO2，溶液pH减小
C．升高温度，平衡常数增大 D．加入NaOH固体，减小
6．向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，观察到的现象是 ，原因是 ；若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液，观察到的现象是 ，原因是 。
[参考答案]
1． (1)②④； ①⑤⑥。 (2)②⑤⑥； ①④。
(3) ②⑤⑥； +H2ONH3·H2O+H+、ClO-+H2OHClO+OH-、+H2OH2CO3+OH-。
(4)④②③⑥⑤①。
2．D
解析：明矾水解产生Al(OH)3(胶体)具有吸附作用，A正确；氯化铁易水解生成Fe(OH)3，B项正确；碳酸钠水解产生氢氧根离子促使油脂水解，C项正确；硫化钠分步水解产生硫化氢而有臭味，但离子方程式必须分步表示、没有气体符号、使用可逆符号，D项错误。
3．C
解析： A项氯化铝溶液蒸干、灼烧后得到氧化铝，而硫酸铝溶液蒸干、灼烧后得到的仍是硫酸铝，不正确；B项，所加酸应是稀硫酸，不能引入新杂质；C项，由于Fe3＋水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO消耗H＋会促进水解，使Fe3＋水解完全，从而除去Fe3＋，C项正确。为了加快产生CO2的速率，泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3，D项错误。
4．D
解析：加热氯化镁溶液，促进了镁离子水解，由于MgCl2水解生成易挥发的HCl，故溶液在空气中蒸干后得到Mg(OH)2，A错误；在蒸发皿中充分加热FeCl3溶液，氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，氯化氢易挥发，促进水解，最终可得到Fe(OH)3固体，B错误；KAl(SO4)2·12H2O溶于NaOH溶液形成Al(OH)3沉淀，C错误；纯碱溶液中，由于发生水解反应CO＋H2O??HCO＋OH－显碱性遇酚酞变红，向溶液中加入CaCl2与CO结合生成难溶的碳酸钙，平衡逆向移动，使红色褪去，D正确。
5．A
解析：水解平衡常数Kh＝，Kh只随温度的变化而变化，所以稀释后达平衡，此值不变；B选项中通入CO2，会使溶液中OH－浓度减小，所以溶液的pH也减小；C选项中升高温度平衡向吸热方向移动，而盐的水解吸热，所以平衡常数增大；D中加入OH－时抑制CO水解，所以CO浓度增大，而HCO浓度减小，所以减小。
6．溶液显红色，CO水解反应 ：CO+H2OHCO+OH－，溶液呈碱性，使溶液显红色；产生白色沉淀，且溶液的红色褪去，加入CaCl2后，Ca2++CO=CaCO3↓使水解平衡向左移动，OH－离子浓度减少，使溶液褪色。
二、教学建议
1．在进行盐类水解复习教学时，归纳分析盐类水解的规律，微观探析不同盐类呈现不同酸碱性的本质原因。
2．运用平衡移动原理讨论影响盐类水解的主要因素，认识盐类水解的应用，把高考常考点进行归纳，帮助学生思维建模，有效化解重难点。
三、情景素材
1．明矾
明矾化学名称是十二水硫酸铝钾，是一种含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。可溶于水，不溶于乙醇。明矾性味酸涩，寒；有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药，还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等，在我们的生活中常用于净水。国家已经禁止其使用于食品添加剂。
明矾净水主要是利用了胶体的聚沉原理，明矾溶于水后形成了带正电荷的氢氧化铝胶体，而天然水中的悬浮粒子一般带负电荷，两者发生聚沉，同时水中的杂质也会因为氢氧化铝胶体的吸附作用而一起下沉，从而达到净水的目。
2．三氯化铁
三氯化铁是一种共价无机化合物，黑棕色结晶，熔点306℃、沸点316℃ ，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。FeCl3水溶液呈酸性，对金属有氧化腐蚀作用。三氯化铁水溶稀释时，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强凝聚力。
液体三氯化铁的用途：用于污水处理、线路板蚀刻、不锈钢腐蚀以及媒染剂，是固体三氯化铁的良好替代品，其中HPFCS高纯型用于电子行业高要求的清洗及蚀刻。
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