程度 。如,同浓度的CO3水解能力 SO3。
2.外因:受 的影响。
(1)温度:盐类水解是吸热反应,因此,升温促进水解;
(2)浓度:盐的溶液浓度越小,水解程度越大,这里盐的浓度指水解离子,而不含不水
-
解的离子。如,氯化铁溶液,Cl并不影响水解平衡。 (3)外加酸碱:外加酸碱能促进或抑制盐的水解。
3++
下面分析不同条件对氯化铁水解平衡的影响情况如表Fe+3H2OFe(OH)3+3H(正反应为吸热反应) 条件 升温 通氯化氢 加水 加镁粉 加NaHCO3 移动方向 _____ _____ _____ _____ _____ H数 ___ ___ ___ ___ ___ +2-2-
pH ___ ___ ___ ___ ___ Fe水解程度 _____ _____ _____ _____ _____ 3+现象 _____ _____ _____ ____________________ ____________________
(3)
条件 升温 通氯化氢 加水 加镁粉 加NaHCO3
移动方向 向右 向左 向右 向右 向右 H数 增 增 增 减 减 +pH 降 降 升 升 升 Fe水解程度 增大 减小 增大 增大 增大 3+现象 变深 变浅 变浅 红褐色沉淀,无色气体 红褐色沉淀,无色气体
实验探究
拓展实验:茶水——墨水——茶
【原理】因为茶水里含有大量的单宁酸,当单宁酸遇到绿矾里的亚铁离子会立刻生成单宁酸亚铁,它的性质不稳定,很快被氧化生成单宁酸铁的络合物而呈蓝黑色,从而使茶水变成了“墨水”。草酸具有还原性,将三价的铁离子还原成两价的亚铁离子,因此,溶液的蓝黑色又消失了,重新显现出茶水的颜色。
【准备】单宁酸、硫酸亚铁、草酸。 【操作】
(1)取一杯不满的棕黄色茶水;
(2)取一根玻璃棒,一端蘸上绿矾粉未,另一端蘸上草酸晶体粉未;
(3)用玻璃棒蘸有绿矾粉未的一端在茶水中搅动一下,茶水立刻变成了蓝色的墨水; (4)将玻璃棒的另一端在墨水杯里搅动一下,刚刚变成的蓝墨水又变成了原来的茶水
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了。
【说明】这种现象在人们生活中也是经常遇到的,当你用刀子切削尚未成熟的水果时,常常看到水果刀口处出现蓝色,有人以为是刀子不洁净所造成的。其实,这种情况同上述茶水变墨水是一样的道理,就是刀子上的铁和水果上的单宁酸发生化学反应的结果。
练一练:
1.绿矾的化学是什么?
2.草酸的作用是什么? 参考答案
1.FeSO4·7H2O
3+2+
2.草酸作还原剂,将Fe还原为Fe。
重点突破
一、直击考点:
考点一 对盐的水解规律的考查
本题多以选择题形式出现,利用平衡移动原理考查水解平衡规律。 1.越弱越水解(盐水解生成的弱酸或弱碱越弱,水解程度越大)。反之,越水解越弱(盐的水解程度越大,对应水解生成的弱酸或弱碱越弱)。常以此判断盐的水解程度的大小和弱碱(或弱酸)的相对强弱。如等浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液,pH依次增大,则酸性HX>HY>HZ。由于CH3COOH的酸性大于H2CO3 ,则等浓度的CH3COONa 和NaHCO3 溶液相比,NaHCO3 溶液的碱性强,pH大。
2.酸式盐溶液的判断
++
①强酸的酸式盐只是电离,不水解,溶液呈酸性,如NaHSO4液:NaHSO4=Na+H+ 2-
SO4。
②弱酸的酸式盐,取决于酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小:若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,如NaHSO3,NaH2PO4,NaHC2O4等;若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性,如NaHS,NaHCO3,Na2HPO4等。
2--
3.相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如CO3>HCO3。
+
4.相互促进水解的盐>单独水解的盐>相互抑制水解的盐。如NH4的水解:(NH4)2CO3 >(NH4)2SO4 >(NH4)2Fe(SO4)2。
【例1】物质的量浓度相同的下列溶液中,符合按pH由小到大顺序排列的是( ) A.Na2CO3 NaHCO3 NaCl NH4Cl B.Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl NaCl C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaNO3 Na2S D.NH4Cl (NH4)2SO4 Na2S NaNO3
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【例2】相同温度下,等物质的量浓度的下列溶液中,a.(NH4)2SO4、b.(NH4)2CO3、
+
c.(NH4)2Fe(SO4)2 ,c(NH4)大小判断正确的是( )
A.a=b=c B.a>b>c C.a>c>b D.c>a>b
++++
【解析】三种溶液中存在共同离子NH4的水解:NH4+H2ONH3·H2O+H,c(NH4)相等;2-2---2++CO3水解:CO3+H2OHCO3+OH,Fe+2H2OFe(OH)2+2H,所以,c中亚铁离子水解
+2--++
抑制了NH4水解,而b中CO3水解产生OH,中和H促进NH4水解。
【答案】D
【点评】比较同种离子浓度大小时,要考虑其他离子水解的影响。 考点二 对盐类水解应用的考查
本考点多在选择题中出现,有时也以填空题形式出现,考查部分水解方程式的书写。 1.制泡沫灭火剂:泡沫灭火剂由碳酸氢钠溶液与硫酸铝溶液构成而不是由碳酸钠溶液与硫酸铝溶液构成。
2.制备氢氧化铁胶体:如,FeCl3+3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
++2-
3.铵态(NH4)氮肥不能与碱性物质混用(如草木灰,消石灰),如,2NH4+CO3
=2NH3↑+CO2↑+H2O。
3++
4.明矾、高铁酸钠等净水:如,Al+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H。
2---
5.热碱液去污效果更好:升温促进碳酸钠水解:CO3+H2OHCO3+OH,溶液碱性增强。再如,明矾与小苏打用于炸油条。
++
6.利用盐溶液除锈:如用氯化铵溶液除铁锈:NH4+H2ONH3·H2O+H
+3++2+
Fe2O3+6H=2Fe+3H2O,Cu2(OH)2CO3+4H=2Cu+CO2↑+3H2O。
7.盐溶液配制与贮存:如,配制氯化铁、氯化铝溶液防水解,加入对应的稀酸。 8.判断离子共存问题:弱碱阳离子与弱酸根阴离子在溶液中一般不能大量共存。如,3+2-
2Al+3S+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑。
9.制无水盐或结晶水合物:对于易水解的盐,只有在对应的酸的环境中蒸干得到结晶水合物,若用结晶水合物制得无水盐,也要在酸的气氛中灼烧。例如,从氯化铜溶液中制氯化铜晶体(含结晶水),必须在氯化氢气氛中蒸干,从氯化镁结晶水合物中得到无水氯化镁,必须在氯化氢气氛中灼烧氯化镁结晶水合物。
10.试剂保存与量取:如,贮存碳酸钠溶液不能用玻璃塞,因为碳酸钠水解溶液呈较强碱性,Na2CO3+H2ONaOH+NaHCO3,2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O。硅酸钠具有粘合性,将玻璃塞与瓶口粘在一起;NH4F水解生成HF,所以不能用玻璃瓶装氟化铵溶液,NH4F+H2O=NH3?H2O+HF,SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。再如,选用滴定管也要考虑盐溶液的水解,碳酸钠溶液呈碱性,不能用酸式滴定管量取。
11.除某些杂质:利用水解反应,除去杂质。如,除去氯化镁溶液中少量氯化铁溶液:加入氧化镁或氢氧化镁或碳酸镁促进氯化铁水解生成氢氧化铁,过滤除去固体得到较纯的氯化镁溶液。
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【例3】下列说法正确的是 ( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分不同 B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
3+
C.用加热的方法可除去KNO3 溶液中混有的Fe D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
考点三 对溶液中粒子浓度大小比较的考查
本题多以选择题形式出现,突出考查守恒思想,有时与图像相结合考查。 1.比较依据
(1)两个理论依据
①弱电解质电离理论:电离粒子的浓度大于电离生成粒子的浓度。
-2-
例如,H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3)?c(CO3)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。
②水解理论:水解离子的浓度大于水解生成粒子的浓度。
2--
例如,Na2CO3溶液中:c(CO3)>c(HCO3)?c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。
(2)三个守恒关系
①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。
++-2--
例如,NaHCO3溶液中:c(Na)+c(H)=c(HCO3)+2c(CO3)+c(OH)。
②物料守恒:物料守恒也就是元素守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。
+-2-
例如,0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(Na)=c(HCO3)+c(CO3)+c(H2CO3)=0.1 mol/L。 ③质子守恒:质子守恒就是酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。
+-2-例如,0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(H)= c(OH)-c(H2CO3)+c(CO3)
2.四种题型
(1)多元弱酸溶液
+-2-3-
根据多步电离分析,如:在H3PO3溶液中,c(H)>c(H2PO4)>c(HPO4)>c(PO4)。 (2)多元弱酸的正盐溶液
+2---
根据弱酸根的分步水解分析,如:Na2CO3溶液中:c(Na)>c(CO3)>c(OH)>c(HCO3)。 (3)不同溶液中同一离子浓度的比较
要看溶液中其他离子对其产生的影响。例如,在相同物质的量浓度的下列溶液中:
+
①NH4NO3溶液,②CH3COONH4溶液,③NH4HSO4溶液,c(NH4)由大到小的顺序是③>①>②。 (4)混合溶液中各离子浓度的比较
要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。例如,在0.1 mol/L的NH4Cl和0.1 mol/L
+--+
的氨水混合溶液中,各离子浓度的大小顺序为c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H)。在该溶液
++
中,NH3·H2O的电离与NH4的水解互相抑制,但NH3·H2O的电离程度大于NH4的水解程度,
-++-
溶液呈碱性,c(OH)>c(H),同时c(NH4)>c(Cl)。
-1
【例5】(2011广东)对于0.1 mol·L Na2SO3溶液,正确的是( ) A.升高温度,溶液的pH降低
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B.c(Na)=2c(SO3)+c(HSO3)+c(H2SO3)
++2---
C.c(Na)+c(H)=2c(SO3)+2c(HSO3)+c(OH)
2-+
D.加入少量NaOH固体,c(SO3)与c(Na)均增大
+2--
【例6】(2012盐城)在常温下,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系不正确的是
-+-+
A.0.1mol/L pH=7.82的NH4HCO3溶液中:c(HCO3) >c(NH4)>c(OH)>c(H)
-1-+-
B.0.1 mol·L Na2S溶液中:c(OH)=c(H)+c(HS)+2c(H2S)
-1
C.浓度均为0.1 mol·L的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合:
++-
c(NH4)+c(H)>c(NH3·H2O)+c(OH)
-1-1+2-
D.0.1 mol·L Na2S与0.1 mol·LNaHS等体积混合:2c(Na)-3c(S)=3c(HS-
)+3c(H2S)
二、走出误区: 误区一 认为pH=9的NaOH与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度相同 外加酸碱,对水的电离是抑制作用,加入能水解的盐,对水的电离是促进的。 【例1】室温下,下列关于pH均为9、体积均为10 mL的NaOH溶液和CH3COONa溶液的比较说法正确的是( )
+
A.两种溶液中的c(Na)相等
B.分别加热到相同温度时,CH3COONa溶液的pH小
C.分别加水稀释到100 mL时,两种溶液的pH依然相等
--9-5
D.两溶液中由水电离出的c(OH)之比为10/10
错解:B或C
原因:忽视后者存在水解平衡。 正解:D 原因:pH相同的NaOH溶液和CH3COONa溶液的浓度并不相同,CH3COONa溶液的浓度远大于NaOH溶液的浓度;对两溶液加热时,CH3COONa水解程度增大,c(OH-)浓度增大,然而NaOH
-
溶液中的c(OH)不变,故加热后的溶液CH3COONa的pH大;加水稀释10倍,NaOH溶液的pH
-
变为8,CH3COONa溶液的pH在8~9之间;对于D项在NaOH溶液中由水电离出的c(OH)为-9--5
10,在CH3COONa溶液中由水电离出的c(OH)为10,故D项正确。
误区二 认为AlCl3溶液蒸干得AlCl3固体
(1)考虑盐水解生成的酸是否挥发:盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得到对应的原溶质。如,硫酸铜溶液、硫酸铁溶液蒸干后得到硫酸铜、硫酸铁。注意:这里“蒸干”与“灼烧”不同,如硫酸铜、硫酸铁灼烧得到氧化铜,氧化铁。盐溶液水解生成易挥发性酸
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