第三单元 盐类的水解
一、盐类的水解反应:
1、定义:在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。 特点:可逆(与中和反应互逆); 程度小; 吸热
2、实质:水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合,破坏水的电离,是平衡向右移
动,促进水的电离。水解的结果是破坏了水中H+或OH-浓度的等量关系,使溶液呈酸性或碱性。
盐类水解可看作酸碱中和反应的逆过程,为吸热反应。
以CH3COONa为例:
CH3COONa ═ CH3COO + Na???⑴ H2OCH3COO + H
-+
-+
H + OH???⑵
+-
CH3COOH??⑶
把⑴⑵⑶式联立,可得到水解方程式:
CH3COONa + H2O
3、盐类水解的两个基本条件:
(1)必须溶于水; (2)必须含弱酸阴离子或弱碱阳离子。 4、盐类水解反应离子方程式的书写: (1)盐类水解是可逆反应,写方程式要用“
”
CH3COOH + NaOH
(2)一般盐类水解程度很小,生成的弱酸或弱碱浓度很小,通常生成气体或沉淀也不发生水解,书写时产物不用“↑”和“↓”。
(3)由强酸弱碱组成的盐:阳离子水解,一般发生一步水解。
如氯化铝水解:Al+3H2O
3+
Al(OH)3+3H
+
由强碱弱酸组成的盐:弱酸根离子水解,多元弱酸根分步水解,生成弱酸过程应分步表示,以第一步为主。
如碳酸钠水解:第一步: CO3+H2O
第二步: HCO3- +H2O
(4)双水解反应:
① 构成盐的阴阳离子均能发生水解的反应。双水解反应相互促进,水解程度较大,有的甚至水解完全。使得平衡向右移。
② 常见的双水解反应完全的为:Fe3+、Al3+与AlO2-、CO32-(HCO3-)、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-);S2-与NH4+;CO32-(HCO3-)与NH4+其特点是相互水解成沉淀或气体。双水解完全的离子方程式配平依据是两边电荷平衡,如:2Al3+ + 3S2- + 6H2O == 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
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2-
HCO3-+OH- (主要)
H2CO3 +OH- (次要)
如Al2(SO 4)3溶液与NaHCO3溶液混合时: 3HCO3- +3H2O Al3+ + 3H2O
3CO2↑+3H2O+3OH- (1.1) Al(OH)3↓+3H+ (1.2)
两个水解反应生成的OH-和H+结合生成H2O,相互促进,不断向右进行,直至完全水解生成Al(OH)3
沉淀和CO2气体,总反应可写为:
3HCO3- + Al3+=== Al(OH)3↓+ 3CO2↑
5、盐类水解的规律:
盐类 实例 能否水解 水解的离子 生成的弱电解质 强碱弱酸盐 CH3COONa, CO3,PO4,S,SO3,ClO,F 强酸弱碱盐 NH4Cl,Al2(SO4)3、FeCl3、CuSO4,Fe(NO3)3,MgCl2 强酸强碱盐 NaCl,KNO3,Na2SO4, NH4F,弱酸电离程度>弱碱 NH4CN,弱酸<弱碱 弱酸弱碱盐 CH3COONH4,弱酸=弱碱 能 弱碱阳离子 盐的水解规律可概括为:有弱才水解,无弱不水解,都弱都水解;
谁强谁显性,同强显中性,同弱具体定。
6、影响盐类水解的因素: (1)内因:盐类本身的性质:
① 组成盐的酸越弱,水解程度越大,盐溶液的碱性就越强。 ② 组成盐的碱越弱,水解程度越大,盐溶液的酸性就越强。 (2)外因:温度、浓度、外加试剂,移动规律符合勒夏特烈原理。 ①温度:温度越高,水解程度越大 (水解吸热,越热越水解) ②浓度:浓度越小,水解程度越大 (越稀越水解)
③外加酸或碱:促进或抑制盐的水解:H+促进阴离子水解,而抑制阳离子水解;OH-促进阳离子
水解而抑制阴离子水解)
二、盐类水解的应用:
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2-3-2-2---对水的电离平衡的影响 促进水电离 溶液的酸碱性 碱性 能 弱酸阴离子 弱酸 能 弱碱阳离子 弱碱 促进水电离 酸性 不能 无 弱酸阴离子,无 无 中性 酸性 弱酸 弱碱 促进水电离 碱性 中性 水解的应用 1、净水 2、去油污 明矾净水 实例 3+原理 Al+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H △ CO3+H2O HCO3+OH 2---+用热碱水冼油污物品 ①配制FeCl3溶液时常加入Fe+3H2O Fe(OH)3+3H 少量盐酸 3、药品的保存 ②配制Na2CO3溶液时常加CO3+H2O HCO3+OH 入少量NaOH 由MgCl2·6H2O制无水MgCl2 若不然,则: 4、制备无水盐 在HCl气流中加热;制取FeCl3一样 用Al2(SO4)3与NaHCO3溶液5、泡沫灭火器 混合 6、比较盐溶液中离子浓度的大小 7、化肥的施用 与铵态氮肥不能混合施用 加热、浓缩、蒸干盐溶液时,要考虑盐的水解 酸式碳酸盐溶液蒸干后得到正盐 弱酸铵盐蒸干后无固体 比较NH4Cl溶液中离子浓度的大小 NH4+H2O NH3·H2O+H c(Cl)>c(NH4)>c(H)>c(OH) 2----++-++2---3++ △ △ MgCl2·6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O Al+3HCO3=Al(OH)3↓+3CO2↑ 3+-草木灰(主要成分是K2CO3)(CO3)+H2O=(HCO3)+OH溶液呈碱性, NH4+OH=H2O+NH3↑ NaHCO3→Na2CO3, Ca(CO3)2→Ca2CO3 NH4HCO3,(NH4)2CO3 +-三、溶液中微粒浓度的大小比较
1、基本原则:抓住溶液中微粒浓度必须满足的三种守恒关系:
① 电荷守恒:任何溶液均显电 中 性,各阳离子浓度与其所带电荷数的乘积之和
=各阴离子浓度与其所带电荷数的乘积之和
如Na2CO3溶液中:c(Na+) +c(H+) =c(OH-)+c(HCO3-)+2(CO32-) ② 物料守恒: (即原子个数守恒或质量守恒)
某原子的总量(或总浓度)=其以各种形式存在的所有微粒的量(或浓度)之和 如Na2CO3溶液中:c(Na+)=2{ c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(H2CO3)} ③ 质子守恒:即水电离出的H+浓度与OH-浓度相等。
得质子?S2- 如NaHS溶液中:H2S ????HS- ???(电离)(水解)失质子 43
得质子? OH- H3O+ ????HS- ???(电离)(水解)失质子根据水电离出的H+浓度与OH-浓度相等,有: c(H2S)+c(H3O+)=c(S2-)+c(OH-)
又如在K2S溶液中:c(OH-) = c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) 2、溶液中离子浓度大小比较的规律:
因为电离和水解一般都较弱,所以产物微粒的浓度要小于原微粒的浓度。 (1)单一溶液中离子浓度的比较:
① 多元弱酸溶液:按照多步电离分析,前一步电离出的离子要比后面电离出的离子浓度大。 如H3PO4溶液:c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-) ② 多元弱酸的正盐溶液:按照弱酸根的分步水解分析:
如Na2CO3溶液:Na2CO3完全电离: Na2CO3===2Na++ CO32- (1.1)
--
??? CO32- 分两步水解:CO32- + H2O ?(1.2) ??HCO3+OH
- +2---??? HCO3- + H2O ???H2CO3+OH(1.3)所以:c(Na)>c(CO3)>c(OH)>c(HCO3)
③ 一元弱酸强碱溶液:c(阳离子)>c(酸根离子)>c(OH-)>c(H+) 如CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) (2)不同溶液中同一离子的浓度比较:要看溶液中其他离子对其影响
如在相同的物质的量浓度的以下五种溶液中:NH4Cl、NH4HSO4、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3: C(NH4+)浓度最大的是(NH4)2SO4,最小的是NH4HSO4
(3)混合溶液中各离子浓度的比较:要综合分析,如电离、水解等
相同温度、浓度条件下:CH3COOH和NH3﹒H2O的电离程度大于CH3COO-和NH4+的水解程度,所以:
0.1 mol﹒L-1的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,溶液呈酸性: c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
0.1 mol﹒L-1的NH3﹒H2O和NH4Cl混合溶液中,有: c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3﹒H2O)>c(OH-)>c(H+) 第四单元 难容电解质的沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解的平衡原理:
1、概念:在一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成饱和溶液,就达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。
备注:(1)溶解度 小于 0.01g的电解质称难溶电解质。
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(2)难溶并非不溶,任何难溶物在水中均存在溶解平衡。 (3)掌握三种微溶物质:CaSO4、Ca(OH)2、Ag2SO4
(4)溶解平衡常为吸热,但Ca(OH)2为放热,升温其溶解度减少。 (5)溶解平衡存在的前提是:必须存在沉淀,否则不存在平衡。 2、沉淀溶解平衡的特征:
(1)动——沉淀溶解平衡是一种动态平衡; (2)等——v(沉淀)=v(溶解)
(3)定——平衡时,溶液中离子的浓度保持不变;
(4)变——当外界条件改变时,平衡将发生移动,达到新的平衡 3、影响沉淀溶解平衡的因素:
(1)内因:难容电解质本身的性质——主要决定因素。 (2)外因:
①浓度:加水,离子浓度减小,平衡向溶解方向移动。
②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。溶解多数为吸热,升温其溶解度增大;但Ca(OH)2
的溶解为放热,升温其溶解度减小。
③ 同离子效应:在溶液中含有与溶解平衡相同的离子,溶解平衡逆向移动,溶解度减小。如向NaCl溶液中通入HCl气体,则会有NaCl晶体析出。
④ 其他物质:向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某离子反应的离子,可以生成更难溶的沉淀或更难电离的离子或气体是,平衡向溶解方向移动。 4、溶度积常数:
(1)概念:在一定温度下,难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
(2)表达式:AmBn(s) mA(aq)+nB(aq) KSP= [c(A)] ?[c(B)] (3)溶度积规则:
根据任意状态时的浓度商Qc与溶度积的大小,可以判断沉淀的生成与溶解:
Qc > Ksp 有沉淀析出 Qc = Ksp 平衡状态,饱和溶液 Qc < Ksp 未饱和,沉淀溶解
备注:(1)Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关;
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n+
m
m-nn+
m-