资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第5讲　盐类水解原理的应用、水解常数
1．了解水解常数(Kh)的含义，并能应用其定量分析盐溶液水解程度的大小。
2．掌握溶液中的守恒关系，并能应用其判断盐溶液中的粒子浓度关系。
3．了解盐类水解的应用，能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。
考点1　盐类水解原理的应用
1．水解产物性质的应用
(1)纯碱溶液不能保存在带玻璃塞的试剂瓶中的原因：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)简述明矾的净水原理：_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂的原因：_______________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．促进盐类水解的应用举例
(1)热的纯碱溶液去油污效果好，原因是___________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)铵态氮肥与草木灰不得混用的理由：___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)泡沫灭火器反应原理：_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
　选择最佳试剂，除去下列括号内的杂质。
(1)Mg2+(Fe3+)：加入________________，能除杂的原因是溶液中存在Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，MgO或Mg(OH)2能与溶液中的H＋反应，使Fe3+的水解平衡向右移动，最终生成Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)Cu2+(Fe3+)：加入_____________________________________________________。
优点是________________。
3．抑制盐类水解的应用举例
(1)在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解，常先将盐溶于少量________中，再加蒸馏水________________。
(2)用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2操作方法及理由是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[备考提醒]直接加热MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O等晶体不能得到无水盐，除了加热过程中通入HCl气体外，还可以将SOCl2与MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O等晶体混合加热，也可得到无水盐。
4．盐溶液蒸干后剩余固体成分的判断
盐的 种类 产物 特点 实例 解释
难挥发性酸的盐溶液 一般 得到 原盐 CuSO4(aq)CuSO4(s) Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s) CuSO4＋2H2O Cu(OH)2＋H2SO4，H2SO4是难挥发性酸，加热时水被蒸发，平衡左移，最终得到无水CuSO4
挥发性酸的弱碱盐溶液 一般 得到 对应 金属 的氧 化物 AlCl3(aq)Al2O3 FeCl3(aq)Fe2O3 Cu(NO3)2(aq)CuO FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl，加热时HCl易挥发，促使平衡正向移动，生成沉淀；受热分解：2Fe(OH)3 Fe2O3＋3H2O
弱酸强碱盐溶液 一般 得到 原盐 NaF、Na2CO3溶液等蒸干灼烧得到原盐 NaF＋H2O NaOH＋HF，NaF水解微弱，得到的HF浓度很小，加热时不能挥发，水被蒸发，平衡左移，生成原盐
其他特殊的盐 受热 易分 解的 盐 Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO)；NaHCO3―→Na2CO3； KMnO4―→K2MnO4＋MnO2；NH4Cl和NH4HCO3蒸干灼烧均无固体剩余
蒸干 时易 被O2 氧化 的还 原性 盐 Na2SO3(aq)Na2SO4(s)
盐类水解的应用
1．(鲁科选择性必修1习题改编)为了维持正常的生理活动，人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。例如，血液的正常pH范围是7.35～7.45。当血浆的pH降到7.2以下会引起酸中毒，升到7.5以上会引起碱中毒，降到6.8以下或升到7.8以上，会危及生命安全。血浆中缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。的缓冲作用可用下列平衡表示：(aq) H2CO3(aq) CO2(g)＋H2O(l)。下列有关溶液的说法正确的是(　　)
A．由于血浆中存在缓冲体系，加入酸或碱，pH一定无明显变化
B．人体发生碱中毒时注射NaHCO3溶液可以缓解症状
C．已知在水溶液中可以形成二聚体，可分析出通过氢键形成八元环结构
D．实验测得0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液在25～60 ℃升温过程中(不考虑水挥发)溶液的pH先减小后增大，减小的原因是升温抑制了的水解
2．(人教选择性必修1习题改编)加热蒸干并灼烧下列盐溶液，可得到原溶质的是(　　)
A．Ca(ClO)2 B．Na2CO3
C．K2SO3 D．TiCl4
3．(鲁科选择性必修1习题改编)下列问题与盐的水解有关的是(　　)
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂　②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂　③配制FeCl3溶液时，要滴加少量的盐酸　④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞　⑤加热蒸干CuCl2溶液并灼烧，可以得到CuO固体　⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+，可通入氧化剂Cl2
A．①②③ B．②③④
C．①④⑤ D．①②③④⑤
[思维模型]盐溶液中Fe2+的除去方法
除去某些金属(用R表示)盐溶液中的Fe2+，常用氧化剂(一般用H2O2，不会引入新的杂质)把Fe2+氧化成Fe3+，然后加入R难溶的氧化物、氢氧化物或碳酸盐等，调节溶液的pH，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去和过量的R的氧化物、氢氧化物或碳酸盐等，可得到纯净的R的盐溶液。考点2　溶液中离子浓度的比较
1．三个守恒关系
(1)电荷守恒：电解质溶液必须保持电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。
如Na2S与NaHS两溶液的电荷守恒式相同：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋c(OH－)＋2c(S2-)。
(2)元素守恒：变化前后某种元素的质量守恒。
如常温下，在1 mol·L-1 Na2S溶液中：
c(Na＋)＝2[c(HS－)＋c(S2-)＋c(H2S)]＝2 mol·L-1。
(3)质子守恒：电解质溶液中，由于电离、水解等过程的发生，往往存在质子(H＋)的转移，转移过程中质子数量保持不变，称为质子守恒。
质子守恒的书写方法：
①方法一：分析质子转移情况(适合正盐)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下：
由图可得Na2S水溶液中质子守恒：
c(H＋)＋2c(H2S)＋c(HS－)＝c(OH－)
②方法二：通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。
如Na2S溶液
元素守恒：c(Na＋)＝2[c(S2-)＋c(HS－)＋c(H2S)]…(ⅰ)
电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2-)＋c(HS－)＋c(OH－)…(ⅱ)
将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，与方法一结果相同。
　写出等物质的量的Na2CO3和NaHCO3组成的混合溶液中存在的三个守恒关系。
2．溶液中粒子浓度大小比较
(1)单一溶液中粒子浓度的大小比较
①多元弱酸溶液
根据多步电离分析知：一级电离>二级电离>三级电离。
例如，0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子浓度的关系为。
②多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根离子分步水解分析知：一级水解>二级水解。
例如：0.1 mol·L-1 Na2S溶液中：
一级水解：S2-＋H2O HS－＋OH－(主要)
二级水解：HS－＋H2O H2S＋OH－(次要)
故离子浓度的关系为c(Na＋)>c(S2-)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)。
③多元弱酸的酸式盐溶液
a．若离子的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性(如NaHCO3溶液)。
0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中存在：
水解：＋H2O H2CO3＋OH－(主要)
电离：(次要)
水的电离：H2O H＋＋OH－(极微弱)
因水解程度>电离程度，故溶液呈碱性；溶液中粒子浓度关系为。
b．若离子的水解程度小于电离程度，溶液呈酸性(如NaHSO3溶液)。
0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在：
电离：(主要)
水解：＋H2O H2SO3＋OH－(次要)
水的电离：H2O H＋＋OH－(极微弱)
因电离程度>水解程度，故溶液呈酸性，溶液中粒子浓度关系为>c(OH－)>c(H2SO3)。
(2)混合溶液中粒子浓度的大小比较
混合溶液中粒子浓度的大小比较，根据电离程度、水解程度的相对大小分析。
①电离程度大于相应离子的水解程度
例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中存在：
NH3·H2O的电离：＋OH－(主要)
的水解：＋H2O NH3·H2O＋H＋(次要)
因为电离>水解，故混合溶液呈碱性。
溶液中存在的电荷守恒式：)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，由于c(OH－)>c(H＋)，则>c(Cl－)。
元素守恒式：＋c(NH3·H2O)＝2c(Cl－)，由于>c(Cl－)，则c(Cl－)>c(NH3·H2O)，故混合溶液中粒子浓度大小顺序为>c(Cl－)>c(NH3·H2O)>c(OH－)>c(H＋)。
再如等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性，溶液中粒子浓度关系为c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(H＋)>c(OH－)。
②电离程度小于相应离子的水解程度
例如等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液中存在：
CN－的水解：CN－＋H2O HCN＋OH－(主要)
HCN的电离：HCN H＋＋CN－(次要)
因为水解>电离，故混合溶液呈碱性。
溶液中各粒子浓度大小顺序为c(HCN)>c(Na＋)>c(CN－)>c(OH－)>c(H＋)。
单一溶液中不同离子浓度的比较
1．(鲁科选择性必修1习题改编)常温下，下列有关电解质溶液的叙述正确的是(　　)
A．在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中：
B．在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝
C．在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中：＝0.1 mol·L-1
D．氨水和NH4Cl溶液混合，形成pH＝9的溶液中：＞c(OH－)＞c(H＋)
[思维模型]
单一溶液中各粒子浓度比较的解题思路
混合溶液中不同粒子浓度的比较
2．(人教选择性必修1习题改编)现有浓度为0.02 mol·L-1的HCN与0.01 mol·L-1NaOH等体积混合后，测得c(Na＋)>c(CN－)，下列关系正确的是(　　)
A．c(H＋)>c(OH－)
B．2c(H＋)＋c(HCN)＝2c(OH－)＋c(CN―)
C．c(H＋)＋c(HCN)＝c(OH－)
D．c(HCN)＋c(CN－)＝0.02 mol·L-1
3.25 ℃时，在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1NaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1 mol·L-1的盐酸，下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是(　　)
A．未加盐酸时：c(OH－)＞c(Na＋)＝c(NH3·H2O)
B．加入10 mL盐酸时：＋c(H＋)＝c(OH－)
C．加入盐酸至溶液pH＝7时：c(Cl－)＝c(Na＋)
D．加入20 mL盐酸时：c(Cl－)＝＋c(Na＋)
[思维模型]混合溶液中各粒子浓度比较的解题思路
不同溶液中同种粒子浓度的比较
4．(鲁科选择性必修1习题改编)有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol·L-1的两种溶液混合而成：
①NH4Cl与CH3COONa(混合溶液呈中性)
②NH4Cl与HCl　③NH4Cl与NaCl
④NH4Cl与NH3·H2O(混合溶液呈碱性)
下列各项排序正确的是(　　)
A．pH：②<①<③<④
B．溶液中c(H＋)：①<③<②<④
)：①<③<②<④
D．c(NH3·H2O)：①<③<④<②
[思维模型]不同溶液中同种粒子浓度比较的解题思路
比较不同溶液中同一离子浓度大小的方法：选好参照物，分组比较，各个击破。
①先分组。如比较等浓度的(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2、NH4Cl、NH4HCO3、氨水五种溶液中的大小关系，5种物质中前面4种为铵盐，完全电离，电离产生的水解是微弱的，氨水中NH3·H2O的电离是微弱的，因此氨水中最小；在(NH4)2SO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中开始电离产生的浓度为NH4Cl和NH4HCO3的2倍，因此(NH4)2SO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中一定大于NH4Cl和NH4HCO3溶液，这样可把5种物质分成3组。
②后分析：分组讨论水解、电离的影响。
对于(NH4)2SO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液，(NH4)2SO4溶液中只有水解；而(NH4)2Fe(SO4)2溶液中和Fe2+水解相互抑制，导致水解程度减弱，因此：(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4。
对于NH4Cl和NH4HCO3溶液，NH4Cl溶液中只有水解；NH4HCO3溶液中和水解相互促进，导致水解程度增大，因此：NH4Cl>NH4HCO3。
③再组合：将几组物质按照所比较离子的多少进行组合排序。因此：(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4HCO3>氨水。
考点3　水解常数的计算与应用
1．水解常数的概念
(1)含义：盐类水解的平衡常数，称为水解常数，用Kh表示。
(2)表达式
①对于A－＋H2O HA＋OH－，Kh＝________________；
②对于B＋＋H2O BOH＋H＋，Kh＝________________。
(3)意义和影响因素
①Kh越大，表示相应盐的水解程度_______________________________________；
②Kh只受温度的影响，升高温度，Kh______________________________________。
2．水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa溶液为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡：
CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－
Kh＝
＝
＝
＝ Ka越小，Kh越大，即“越弱越水解”
因而Ka、Kh与Kw的定量关系：Ka·Kh＝Kw。
　(1)常温下，某一元弱碱BOH的电离常数Kb＝10-5，请判断等浓度的BOH和BCl混合液的酸碱性。
(2)常温下，某二元弱酸H2A的电离常数Ka1＝10-7，Ka2＝10-13，请判断酸式盐NaHA溶液的酸碱性。
[备考提醒]
(1)二元弱酸的第一级电离对应酸根离子的二级水解，二级电离对应酸根离子的一级水解。二元弱酸的Ka1>Ka2，盐类水解的Kh1>Kh2，仍然体现“越弱越水解”的规律。
(2)解题时不易理解多元弱酸电离和水解的关系，可根据水解常数的表达式进行分析，如Kh＝，则对应的是H2A与HA－的关系，即对应H2A的一级电离Ka1。
电离常数与盐类水解常数的关系
1．常温下，两种弱酸的电离平衡常数如表所示。下列说法正确的是(　　)
化学式 CH3COOH HF
电离平衡常数Ka 1.8×10-5 6.8×10-4
A．中和等浓度等体积的CH3COOH和HF溶液所需等浓度的NaOH溶液的体积相等
B．等物质的量浓度的CH3COONa溶液和NaF溶液，后者pH较大
C．加水稀释CH3COONa溶液，CH3COO―水解程度增大，水解常数增大
D．CH3COOH溶液和NaF溶液反应的离子方程式为CH3COOH＋F－===HF＋CH3COO－
2．已知常温下，NH3·H2O和H2CO3的电离常数如表所示：
电解质 NH3·H2O H2CO3
Ka或Kb 1.8×10-5 Ka1＝4.0×10-7，Ka2＝6.0×10-11
下列说法错误的是(　　)
A．NH4HCO3溶液显碱性
B．NH4HCO3溶液中的水解程度大于的水解程度
＋H2O NH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝1.4×103
D．某Na2CO3和NaHCO3的混合液pH＝10，则＝0.6
水解常数的计算
3．(鲁科选择性必修1习题改编)常温下，下列关于0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液说法正确的是[已知：Kb(NH3·H2O)＝1×10-5](　　)
A．c(NH3·H2O)＋c(OH－)＝c(H＋)
B．加入NH4Cl固体水解程度增大
C．加水稀释，溶液中所有离子浓度及均减小
D．0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液pH约为4.5
4.25 ℃时，H2SO3的电离常数Ka1＝1×10-2，Ka2＝6×10-8，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________，NaHSO3溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性。向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
[思维模型]酸式盐溶液的酸碱性与电离水解、离子浓度的关系
根据酸式盐溶液的酸碱性可以判断酸式酸根离子电离程度和水解程度的相对大小，反之，也可以根据电离程度和水解程度的相对大小判断盐溶液的酸碱性；根据电离程度和水解程度的相对大小，可以判断水解产生的离子和电离产生离子的浓度大小。像题中若已知NaHSO3溶液呈酸性，则可说明电离程度大于其水解程度，则电离产生的浓度大于水解产生的H2SO3的浓度。
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)盐溶液都可用磨口玻璃塞的试剂瓶存放。 (　　)
(2)由于Al3+和S2―相互促进水解生成沉淀和H2S气体，所以没有Al2S3溶液。 (　　)
(3)等浓度等体积的CH3COOH与氨水混合，溶液呈中性，说明水的电离程度与纯水相同。 (　　)
(4)在溶液中Al3+与可反应生成不能大量共存。 (　　)
(5)草木灰不能与铵态氮肥混用，是因为草木灰溶于水时与水解相互促进，容易放出NH3，使氮肥肥效下降。 (　　)
(6)常温下，向稀醋酸中加入适量NaOH溶液至中性，则溶液中c(Na＋)＝c(CH3COO―)。 (　　)
(7)在稀盐酸中，c(H＋)＝c(Cl― )。 (　　)
(8)在CaCl2溶液中，c(Ca2+)＝2c(Cl―)。 (　　)
(9)在(NH4)2SO4溶液中>c(H＋)>c(OH― )。 (　　)
(10)在Na2S溶液中，c(Na＋)＝2c(S2―)＋c(HS―)＋c(H2S)。 (　　)
(11)向Na2CO3溶液中滴加少量盐酸发生反应但无气体放出，c(Na＋)＝。 (　　)
(12)已知25 ℃时水解反应的一级平衡常数Kh＝2×10-4，则当溶液的pH＝10时＝2∶1。 (　　)
2．(2023·天津卷)下表列出25 ℃时不同羧酸的pKa(即－lg Ka)。根据表中的数据推测，结论正确的是(　　)
羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH
pKa 4.76 2.59 2.87 2.90
A．酸性强弱：CH2ICOOH>CH2BrCOOH
B．对键合电子的吸引能力强弱：FC．25 ℃时的pKa大小：CHF2COOHD．25 ℃时0.1 mol·L-1溶液的碱性强弱：CH3COONa3．(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时，H2S饱和溶液浓度约为0.1 mol·L-1，Ka1(H2S)＝10-6.97，Ka2(H2S)＝10-12.90，Ksp(FeS)＝10-17.20，Ksp(CdS)＝10-26.10。下列说法错误的是(　　)
A．Na2S溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(OH－)
＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．0.01 mol·L-1 Na2S溶液中：c(Na＋)>c(S2-)>c(OH－)>c(HS－)
C．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS，可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中：c(H＋)>c(Cd2+)
室温下，某兴趣小组通过如下实验探究酸式盐NaHX溶液的性质。
实验 序号 实验操作和现象
1 用pH计测定0.05 mol·L-1NaHX溶液的pH约为6.2
2 向10 mL 0.05 mol·L-1 NaHX溶液中滴加10 mL 0.05 mol·L-1盐酸，反应结束测得pH约为3.4
3 向10 mL 0.05 mol·L-1 NaHX溶液中滴加10 mL 0.05 mol·L-1 NaOH溶液，反应结束测得pH约为9.3
4 向0.05 mol·L-1 NaHX溶液中滴加过量0.1 mol·L-1 Ca(OH)2溶液，产生白色沉淀CaX
下列有关说法错误的是(　　)
A．实验1中：NaHX溶液中HX－的水解程度小于电离程度
B．实验2滴加过程中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HX－)＋2c(X2-)＋c(OH－)＋c(Cl－)
C．实验3滴加过程中：c(HX－)＋2c(X2-)＋c(OH－)保持不变
D．实验4反应静置后的上层清液中：
c(Ca2+)·c(X2-)＝Ksp(CaX)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑