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第三节　盐类的水解
第2课时　影响盐类水解的主要因素　盐类水解的应用
课前·基础认知
一、影响盐类水解的主要因素
1.盐类水解的特征:
(1)盐类的水解是吸热反应。
(2)加水稀释能促进盐类的水解。
因素 对盐类水解程度的影响
内因 形成盐的酸或碱越弱,水解程度越大
外因 温度 升高温度能够促进水解
浓度 盐溶液的浓度越小,水解程度越大
外加酸或碱 水解后显酸性的盐溶液,加碱会促进水解,加酸会抑制水解
外加盐 加入与盐的水解性质相反的盐会促进盐的水解
2.影响因素。
微思考盐类水解平衡正向移动,则溶液中的离子浓度是否一定增大
提示:不一定,如加水稀释,水解平衡正向移动,但溶液中盐电离出的离子浓度减小。
微判断1(1)若形成盐的弱酸的电离常数越大,则该盐越容易水解。(　　)
(2)加水稀释可促使盐的水解平衡向水解的方向移动,从而增大盐类的水解程度。(　　)
(3)向氯化铵溶液中加热一定量氨水,可使c( )=c(Cl-)。
(　　)
(4)加热滴有酚酞的Na2CO3溶液,溶液红色加深,可用勒夏特列原理解释。(　　)
√
×
√
√
二、盐类水解的应用
1.盐溶液的配制:配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,然后加水稀释到所需的浓度,目的是通过增大溶液中H+的浓度来抑制Fe3+的水解。
2.热碱去油污:用纯碱溶液清洗油污时,加热可增强其去污效果。
3.盐类作净水剂:铝盐、铁盐等部分盐类水解生成胶体,有较强的吸附性,常用作净水剂。如明矾可以用来净水,其反应的
4.制备物质。
(1)用TiCl4制取TiO2发生反应的化学方程式为
TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,TiO2·xH2O TiO2+xH2O。
(2)利用盐的水解可以制备纳米材料。
微训练在氯化铁溶液中存在下列平衡:
FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl　ΔH>0
(1)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧,最可能得到的固体是　　　　　　。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止产生浑浊,应　　　　　　　　　。
答案:(1)Fe2O3　(2)加入适量浓盐酸
5.盐的水解常数。
(1)定义:水解反应的平衡常数叫做水解平衡常数或水解常数,用Kh表示。
(3)影响因素及意义:Kh只受温度影响,其数值越大表示水解程度越大。
(4)常用关系式。
①强碱弱酸盐的水解常数与弱酸电离常数的关系式:Kh= 。
②强酸弱碱盐的水解常数与弱碱电离常数的关系式:Kh= 。
微判断2(1)组成盐的金属离子的氧化性越强,该离子的水解常数越大。(　　)
(2)组成盐的酸根离子对应的酸的电离常数越大,则酸根离子的水解常数越小。(　　)
(3)盐溶液的浓度越小,其水解常数越大。(　　)
(4)根据 的水解常数和电离常数的相对大小,可以判断NaHCO3溶液的酸碱性。(　　)
√
×
×
√
课堂·重难突破
一、影响盐类水解的主要因素
问题探究
通过实验探究影响Fe2(SO4)3水解平衡的因素,已知Fe2(SO4)3发生水解反应的离子方程为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,不同的实验操作对应的实验现象如表所示。
实验序号 影响因素 实验步骤 实验现象
① 盐的
浓度 加入Fe2(SO4)3固体,测溶液的pH 溶液颜色变深, pH变小
② 溶液的酸
碱性 加入浓硫酸且恢复至室温后,测溶液的pH 溶液颜色变浅, pH变小
③ 加入少量NaOH固体 产生红褐色沉淀
④ 温度 升高温度 溶液颜色变深, pH变小
1.请用平衡移动原理对①③④中的实验现象进行解释。
提示:①加入Fe2(SO4)3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向正反应方向移动,因此溶液颜色变深,pH变小;③加入少量氢氧化钠固体后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动,因此产生红褐色沉淀;④升高温度,水解平衡向正反应方向移动,因此溶液颜色变深,pH变小。
2.根据④中现象,判断Fe2(SO4)3水解反应是吸热反应还是放热反应
提示:升高温度,能促进Fe2(SO4)3的水解,因此该反应为吸热反应。
3.通过以上实验探究,影响Fe2(SO4)3水解平衡的因素主要有哪些
提示:Fe2(SO4)3溶液的浓度、温度及溶液的酸碱性等。
归纳总结
1.内因。
主要因素是盐本身的性质,生成盐的弱酸酸性越弱,或生成盐的弱碱碱性越弱,盐的水解程度越大(越弱越水解)。例如,酸性CH3COOH>HClO,则水解能力NaClO>CH3COONa;相同温度下,相同浓度的NaClO溶液的pH大于CH3COONa溶液的pH。
比较
项目 加热 加水 通入
NH3 加入
NH4Cl(s) 通入
HCl 加入
NaOH(s)
c( ) 降低 降低 升高 升高 升高 降低
c(NH3·
H2O) 升高 降低 升高 升高 降低 升高
c(H+) 升高 降低 降低 升高 升高 降低
c(OH-) 降低 升高 升高 降低 降低 升高
pH 降低 升高 升高 降低 降低 升高
水解
程度 增大 增大 减小 减小 减小 增大
典型例题
【例1】 关于下列实验的说法错误的是(　　)。
A B
CH3COO-的水解程度增大 混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
C D
NH4Cl可促进CH3COO-的水解 溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
答案:D
解析:醋酸钠溶液中加适量水,溶液浓度减小,促进CH3COO-的水解,A项正确。根据元素守恒,原醋酸钠溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),再加入一定量醋酸后,混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+),B项正确。氯化铵水解显酸性,在醋酸钠中加入氯化铵,两者水解相互促进,C项正确。醋酸钠溶液加热促进CH3COO-的水解,使溶液的碱性增强,pH增大,D项错误。
【例2】向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
(1)观察到的现象是　 ,原因是
　 ;
(2)若微热溶液,观察到的现象是　　　　　　　,原因是
　 　 ;
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是
　 , 原因是
_______________________________________________________________________________________________;
溶液变红
红色变深
加热,碳酸钠水解平衡向水解的方向移动,溶液碱性增强　
溶液红色变浅,同时生成红褐色沉淀,有气泡产生　
氯化铁溶液与OH-反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,溶液中OH-浓度减小,促进碳酸钠水解,并产生二氧化碳
(4)若再向该溶液中滴入过量的氯化钡溶液,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　,原因是
_______________________________________________________________________________________。
溶液褪色,有白色沉淀生成
解析:碳酸钠属于强碱弱酸盐,水解呈碱性。Na2CO3+H2O
NaOH+NaHCO3,水解的正反应是吸热反应。(1)碳酸钠水解,溶液呈碱性,碱使酚酞溶液变红;(2)加热促进碳酸钠水解,溶液碱性更强,所以溶液颜色变深;(3)氯化铁溶液与OH-反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,减小了溶液中OH-浓度,促进碳酸钠水解,并产生二氧化碳,相当于发生相互促进的水解反应;(4)向溶液中加入过量的氯化钡溶液,生成碳酸钡沉淀,降低了溶液中 浓度,减弱了碳酸钠水解程度,溶液碱性减弱直至消失,溶液褪色。
二、盐类水解的应用
问题探究
泡沫灭火器的灭火原理是:灭火时,泡沫灭火器能喷射出大量CO2及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。泡沫灭火器的外壳是由铁皮制成的,内装NaHCO3与发沫剂的混合溶液,另有一玻璃瓶内胆,装有Al2(SO4)3水溶液。使用时将筒身颠倒过来,NaHCO3和Al2(SO4)3两溶液混合后发生反应,产生CO2气体泡沫,体积膨胀7~10倍,一般能喷射10 m左右。
3.蒸干AlCl3水溶液并灼烧,得到的固体物质主要是什么 蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液呢
提示:AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热,HCl挥发,上述平衡右移,得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3分解,最终得到Al2O3。蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液,由于H2SO4不挥发,最终得到Al2(SO4)3。
4.已知Cu2+、Fe2+、Fe3+完全水解时,溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。如何除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+
提示:因Fe2+比Cu2+难水解,应先加入氧化剂(如H2O2)把Fe2+氧化为Fe3+,再加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等调节溶液pH,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。
归纳总结
应用 举例
判断溶液
的酸碱性 FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
配制或贮存易
水解的盐溶液 配制CuSO4溶液时,加入少量稀硫酸,抑制Cu2+水解
判断盐溶液蒸干
灼烧后的产物 AlCl3溶液蒸干灼烧后的产物为Al2O3
胶体的制取 将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体,离子反应:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) +3H+
应用 举例
物质的提纯 除去MgCl2溶液中的Fe3+,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3,使Fe3+沉淀后过滤
离子共存
的判断 Al3+与 、S2-、HS-等因水解相互促进而不能大量共存
泡沫灭火
器的原理 有效成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,使用时发生反应Al3++ ===Al(OH)3↓+3CO2↑
净水原理 明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不得混用
典型例题
【例3】 下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是(　　)。
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2溶液中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的原理:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
C
解析:加热蒸干Na2CO3溶液,最后得到Na2CO3固体,A项错误。镁离子、铁离子均能与OH-反应生成沉淀,所以不能用NaOH除去MgCl2溶液中的Fe3+,B项错误。明矾在水中电离出铝离子,铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,即Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,C项正确。KCl不水解,加热蒸干KCl溶液,最后得到KCl固体,D项错误。
【例4】 在FeCl3溶液中存在平衡:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl。回答下列问题:
(1)加热FeCl3稀溶液,溶液颜色会不断加深,可得到一种红褐色透明液体,向这种液体中加入MgCl2溶液,产生的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)将FeCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体是　　　　(写化学式)。
(3)为防止配制FeCl3溶液时出现浑浊,正确操作是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
出现红褐色沉淀
Fe2O3　
将FeCl3固体溶于浓盐酸中,再加水稀释至所需浓度
(4)为了除去酸性MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热、搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是____________________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
MgCO3促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去
解析:(1)加热FeCl3稀溶液,得到的红褐色透明液体为Fe(OH)3胶体,加入电解质MgCl2使胶体聚沉而得到红褐色沉淀。
(2)加热可促进盐类水解,由于HCl易挥发,可使水解进行彻底,得到Fe(OH)3沉淀,灼烧Fe(OH)3最终得到的固体为Fe2O3。
(3)为防止配制FeCl3溶液时出现浑浊,应将FeCl3固体溶于浓盐酸中,抑制FeCl3水解。(4)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+, MgCO3与H+反应:MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O,使Fe3+的水解平衡正向移动,加热促进Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,再过滤除去Fe(OH)3沉淀和未反应的MgCO3。
加热蒸发盐溶液析出固体。 (1)能水解,但生成不挥发性酸的盐,蒸发盐溶液能得到相应的盐,如Al2(SO4)3。 (2)能水解,但随着水分的蒸发,生成物又反应生成原来的盐,如Na2CO3。 (3)水解生成挥发性酸的盐,如FeCl3 氢氧化物 氧化物。
蒸发FeCl3溶液时要得到FeCl3固体,需在HCl气流中加热。 另外,有些能水解的盐,蒸发其水溶液得不到相应的盐,还有其他原因。如,较低温度下受热易分解的Ca(HCO3)2,蒸发其溶液得到分解产物CaCO3;还原性较强的Na2SO3,蒸发其溶液得到的固体中会含有Na2SO4杂质。
成果验收站　
1.下列操作与盐类水解无关的是(　　)。
A.厨房里常用热的纯碱溶液清洗油污
B.医学上常用BaSO4做钡餐透视
C.铝盐用作净水剂
D.铵态氮肥和草木灰不能混合施用
B
2.腌制松花蛋的材料有:鸭蛋、盐、红茶、灰料(主要成分是生石灰、纯碱、草木灰)、CuSO4(食品加工助剂)等。下列说法正确的是(　　)。
A.实验室保存纯碱溶液的试剂瓶不能用橡胶塞
B.野外烧烤时,人们可以用草木灰搓洗手上的油污
C.工业上可采用将CuSO4溶液直接加热蒸干的方法获得Cu(OH)2固体
D.相同温度下,等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH,后者大于前者
B
3.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,有四位同学分别作出如下回答,其中正确的是(　　)。
A.甲同学:将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的
B.乙同学:在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的
C.丙同学:在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的
D.丁同学:在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的
D
解析:硝酸铵晶体溶于水吸收热量,不能说明盐水解为吸热反应,A项错误。中和反应为放热反应,但一水合氨的电离为吸热过程,不能说明盐类水解是吸热的,B项错误。醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,醋酸钠晶体溶解时吸收热量,不能说明盐类水解是吸热的,C项错误。醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,则升高温度水解平衡正向移动,氢氧根离子浓度增大,即水解反应为吸热反应,D项正确。
D
5.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列两种盐溶液,其pH如下表所示:
序号 ① ②
溶液 CH3COONa溶液 NaClO溶液
pH 8.8 10.3
下列说法正确的是(　　)。
A.①溶液中,c(CH3COOH)>c(OH-)
B.阴离子总浓度:①>②
C.常温下,Ka(CH3COOH)D.水的电离程度:①>②
B
解析:表中数据显示,CH3COONa溶液的pH小于NaClO溶液的pH,说明NaClO溶液的碱性强,ClO-的水解程度比CH3COO-的水解程度大,HClO的酸性比CH3COOH的酸性弱。①溶液中,依据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-) +c(OH-),依据元素守恒可得c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(CH3COOH),从而得出c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-),所以c(CH3COOH)的pH,所以①溶液中的c(H+)>②溶液中的c(H+),c(CH3COO-) +c(OH-)>c(ClO-)+c(OH-),即阴离子总浓度:①>②,B项正确。CH3COOH的酸性比HClO的酸性强,所以常温下,Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),C项错误。表中数据显示,CH3COONa溶液的pH小于NaClO溶液的pH,则CH3COO-的水解程度比ClO-的水解程度小,所以水的电离程度:①<②,D项错误。
6.某浓度Na2CO3溶液的pH随温度的变化如图1所示,室温下Na2CO3溶液的pH随浓度的变化如图2所示。
图1
图2
下列判断错误的是(　　)。
A.a点Na2CO3的水解程度最小
B.b点水的电离程度最大
C.100 ℃时,纯水的pH=6,c点溶液中的c(OH-)约为10-0.3 mol·L-1
D.根据图2推断,图1中溶液的浓度约为0.3 mol·L-1
B
解析:水解是吸热的,a点温度最低,则a点Na2CO3的水解程度最小,A项正确。升温促进水的电离与盐类水解,Na2CO3的水解也促进水的电离,则c点水的电离程度最大,B项错误。c点水的离子积是10-12,其c(OH-)约为10-0.3 mol·L-1,C项正确。图2为25 ℃的数据,结合图1可知,25 ℃时其pH约为11.9,再结合图2可知,pH约为11.9时Na2CO3浓度约为0.3 mol·L-1,D项正确。
<
Ⅰ
(10-3-10-11)
8.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是:①将粗CuO(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液pH为3;②对①所得滤液按下列步骤进行操作:
已知Cu2+、Fe2+在pH为4~5时不水解,而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题:
(1)X是什么物质 　　　　　　　。其反应的离子方程式是
　 　 。
(2)Y物质应具备的条件是_____________________________
　 , 生产中Y可选
　 。
(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意:
　 。
Cl2(或H2O2等)
Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O等)　
调节溶液酸碱性,使pH为4~5,且
不引进新杂质
CuO[或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]　
通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干
解析:(1)根据图中所示,加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+,而没有增加新杂质,所以X为Cl2或H2O2等。(2)结合提示,调节pH至4~5,使Fe3+全部沉淀,同时不引入新杂质,所以Y最好为CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解,为抑制其水解,根据Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,加入盐酸可抑制其水解,在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干。

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