高二化学学案 组编人:吴美玲 使用时间:2015.9.6
盐类的水解 (共三课时) 第一课时 探究盐溶液的酸碱性
一、教学目标:盐溶液的酸碱性
二、教学重点及难点:盐类的水解及盐类水解反应方程式的书写 三、教学过程
知识点一:探究盐溶液的酸碱性 [实验操作]
(1)将NaCl、Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、Na2SO4、CH3COONa、(NH4)2SO4分别装在7只小烧杯中,加足量蒸馏水,制成溶液,贴上标签。
(2)分别用pH试纸测7种盐的pH,记录测定结果。 [实验记录]
盐溶液 NaCl Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl Na2SO4 CH3COONa (NH4)2SO4 [实验结论]
(1)强碱弱酸盐:Na2CO3、NaHCO3、CH3COONa等溶液呈碱性。 (2)强酸强碱盐:NaCl、Na2SO4等溶液呈中性。 (3)强酸弱碱盐:NH4Cl、(NH4)2SO4等溶液呈酸性。 知识补充:
(1) 常见的强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4等。
常见的强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。
1
(2) 常见的弱酸:HCOOH(甲酸)、醋酸(CH3COOH)、HclO、H2CO3、H2SiO3、HF、H2SO3、
H3PO4、H2S等。 常见的弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2等。 (3)盐溶液的酸碱性:
知识点二:盐溶液呈现不同酸碱性的原因 1.盐溶液酸、碱性的理论分析
(1)NH4Cl溶液:
盐的类型 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 强酸强碱盐 弱酸弱碱盐 是否水解 水解 水解 不水解 水解 溶液的pH pH<7 pH>7 pH=7 不确定 pH pH=7 pH>7 pH>7 pH<7 pH=7 pH>7 pH<7 盐类型 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐 强碱强酸盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐 理论解释 平衡时酸碱性 总离子方程式 +
NH4和OH结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动 使溶液中c(H)>c(OH),溶液呈酸性 NH4+H2O??NH3·H2O+H +++--
理论解释 平衡时酸碱性 总的离子方程式 CH3COO和H结合生成弱电解质CH3COOH,使水的电离平衡向电离方向移动 使溶液中c(H)<c(OH),溶液呈碱性 CH3COO+H2O??CH3COOH+OH --+--+ 高二化学学案 组编人:吴美玲 使用时间:2015.9.6
限时训练
1.下列各方程式中,属于水解反应的是( )
A.CO2+H2O??H2CO3 B.OH+HS??S2+H2O
-
-
-
(1)Na2S:__________________________________________________________________。 (2)CuSO4:_________________________________________________________________。 (3)NH4Cl:_________________________________________________________。 (4)NaHCO3:_______________________________________________________________。 10.0.1 mol·L1 Na2CO3溶液和0.1 mol·L1 NaHCO3溶液的pH的大小关系是( )
-
-
-
C.HS+H2O??H3O+S2 D.S2+H2O??HS+OH
-
+
-
-
-
-
2.下列各式中,水解反应的离子方程式正确的是( )
A.NH4+H2O??NH3·H2O+H B.S2+2H2O??H2S+2OH
+
+
-
C.CH3COOH+H2O?CH3COO+H3O D.CH3COOH+OH?CH3COO+H2O 3.物质的量浓度相同的下列溶液中,按pH由小到大的顺序排列的是( ) A.Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl B.Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaCl C.(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S D.NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3 比较相同浓度的溶液pH大小的方法:
(1)先按酸性、中性、碱性分类,再按电离和水解规律排序。
(2)酸性:强酸>弱酸>强酸弱碱盐。 碱性:强碱>弱碱>强碱弱酸盐。
4.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HZ、HY B.HZ、HY、HX C.HX、HY、HZ D.HY、HZ、HX 5.在盐类发生水解的过程中,下列说法正确的是( ) A.盐的水解不属于离子反应 B.溶液的pH发生改变 C.水的电离程度逐渐增大 D.没有中和反应发生 6.下列物质的水溶液由于水解而呈碱性的是( )
A.NaHSO4 B.Na2SO4 C.NaHCO3 D.NH3
7.“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色,pH大于7,对某些有色物质有漂白作用。你认为它可能的有效成分是( )
A.SO2 B.Na2CO3 C.KMnO4 D.NaClO
8.pH=4的醋酸和氯化铵溶液中,水的电离程度的关系前者与后者比较( ) A.大于 B.小于 C.等于 D.无法确定 9.写出下列物质发生水解反应的离子程式,并指明水溶液的酸碱性:
2
-+--
A.前者大 B.相等 C.前者小 D.不能肯定 解析:比较盐水解后的酸的酸性强弱,若酸越弱,则盐溶液的碱性越强,即“越弱越水解”。
+-++---+
11.将①H、②Cl、③Al3、④K、⑤S2、⑥OH、⑦NO3、⑧NH4分别加入H2O中,基本上不影响水的电离平衡的是( )
A.①③⑤⑦⑧ B.②④⑦ C.①⑥ D.②④⑥⑧
12.在常温下,纯水中存在电离平衡H2O??H+OH,如要使水的电离程度增大,并使c(H)增大,应加入的物质是( )
A.NaHSO4 B.KAl(SO4)2 C.NaHCO3 D.CH3COONa 13.在盐类水解的过程中,下列说法正确的是( )
A.盐的电离平衡被破坏 B.水的电离程度一定会增大 C.溶液的pH一定会增大 D.c(H)与c(OH)的乘积一定增大 14(双选).下列电离方程式或离子方程式正确的是( )
A.NaHCO3电离:NaHCO3===Na+HCO3 B.H3PO4电离:H3PO4===3H+PO34
+
-
+
-
+
-
+
+
-
C.NH4水解:NH4+H2O??NH3·H2O+H
2D.CO23水解:CO3+H2O??H2CO3+2OH
-
-
-
+++
15.[双选题]常温下,一定浓度的某溶液,由水电离出的c(OH)=104 mol/L,则溶液中
-
-
的溶质可能是( )
A. Al2(SO4)3 B.CH3COOH C.NaOH D.CH3COONa
16.有下列盐溶液:①KNO3 ②CuSO4 ③K2CO3 ④FeCl3 ⑤K2SO4 ⑥NaClO ⑦NH4Cl ,呈酸性的是________,呈碱性的是________,呈中性的是________。
高二化学学案 组编人:吴美玲 使用时间:2015.9.6
(3)NaCl溶液:
①电离过程:NaCl===Na+
+Cl-
,H+
-
2O??H+OH。 ②水的电离平衡移动:
溶液中没有弱电解质生成,水的电离平衡未受到影响,溶液中c(H+
)=c(OH-
),溶液呈中性。
2.盐类的水解 (1)概念:
在溶液中,由盐电离出来的弱酸阴离子或弱碱阳离子跟水电离出来的H+
或OH-
结合生成弱酸或弱碱的反应。
如 NH(2)实质:生成弱酸或弱碱,使水的电离平衡被破坏而建立起新的平衡。 碱 (3)特征:
①一般是可逆反应,在一定条件下达到化学平衡。
取决 ②盐类水解反应是中和反应的逆反应(酸碱中和是放热反应,所以盐类水解是吸热反应。 2) . 2.(4)表示方法:
①用化学方程式表示:盐+水??酸+碱。 如NH4Cl水解:NH4Cl+H2O??NH3·H2O+HCl
②用离子方程式表示:如AlCl+
3的水解:Al3+3H2O??Al(OH)+
3+3H。
知识点三 盐类水解离子方程式的书写
①盐类水解的离子方程式一般应用“??”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。 pH ②多元弱酸根离子水解的离子方程式应分步书写,水解是以第一步水解为主,如CO2-
3水解
H的离子方程式为:CO2-
-
3+H-
2O??HCO3+OH。
③多元弱碱阳离子的水解比较复杂,一般一步写出。值得注意的是,其最终生成的弱碱即使是难溶物也不标“↓”等状态符号,因其水解生成的量极少,不会生成沉淀,如Al3+
水解的
离子方程式常写成:Al3+
+3H2O??Al(OH)3+3H+
。
3
④盐类水解的离子方程式同样遵循质量守恒定律和电荷守恒规律。 (2)盐的水解促进了水的电离,使水的电离程度增大。
(3)盐类的水解规律:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。 盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
思考:相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH的大小关系?原因是什么? 知识点四 盐溶液酸碱性的拓展
1.正盐溶液
①强酸弱碱盐呈酸性 ②强碱弱酸盐呈碱性③强酸强碱盐呈中性 ④弱酸碱盐不一定
4CN CH3CO2NH4 NH4F 碱性 中性 酸性 取决于弱酸弱碱 相对强弱
酸式盐 ①若只有电离而无水解,则呈酸性(如NaHSO4)
②若既有电离又有水解,取决于两者相对大小
电离程度>水解程度, 呈酸性 电离程度<水解程度,呈碱性 强碱弱酸式盐的电离和水解:
如H3PO4及其三种阴离子随溶液pH变化可相互转化:
值增大
—
3PO4 H2PO4 HPO2—
3—
4 PO4 pH减小
③常见酸式盐溶液的酸碱性
碱性:NaHCO3、NaHS、Na2HPO4、NaHS 酸性(很特殊,电离大于水解):NaHSO3、NaH2PO4
高二化学学案 组编人:吴美玲 使用时间:2015.9.6
限时训练
1.下列物质的水溶液,由于水解而呈酸性的是( ) A.NaHSO4 B.Na2CO3 C.HCl D.CuCl2 2.下列各物质常温下发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
2
A.Na2CO3:CO3+2H2O??H2O+CO2↑+2OH
-
-
(1)能使水的电离平衡向左移动的是 ,不发生移动的是 。 (2)溶液呈酸性的是 ,溶液呈碱性的是 。
(3)能促进水的电离,且溶液pH>7的是 ;能抑制水的电离,且溶液呈酸性的是 。
(4)“双水解”的分类:根据水解程度的大小,通常将“双水解”分为两类。一类叫“一般双水解”,另一类叫“完全双水解”。
-
-
B.NH4Cl:NH4+H2O??NH3·H2O+OH
C.CuSO4:Cu2+2H2O??Cu(OH)2+2H D.NaF:F+H2O===HF+OH
+
+
+-
“一般双水解”:对于像醋酸铵、氟化铵这类的弱酸弱碱盐,它们的阴、阳离子都水解,导致水解相互促进,较一般的水解如醋酸钠的水解程度大。但主要还是以这种盐的形式存在于溶液中的叫一般双水解。
“完全双水解”:对于像碳酸铝、硫化铝、硫化铵等,它们的阴、阳离子都水解,而且水解的产物是易挥发的气体或是沉淀,导致产物脱离平衡体系,平衡向水解的方向移动,能够使水解进行得很完全的叫完全双水解。如碳酸铝、硫化铝在水中可完全水解,硫化铵的水解度高达99.9%。这些物质不能存在于水溶液中。
高中化学中常见的能发生“双水解反应”的离子对有:Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-;Fe3+与HCO3-、CO32-、ClO-、AlO2-;NH4+与ClO-、AlO2- 等。发生双水解的离子不共存。
1、【铝离子和碳酸氢根离子】 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2、【铝离子和碳酸根离子】 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 3、【铝离子和硫离子】 2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
4、【铝离子和HS-(硫氢根)离子】 Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑ 5、【铁离子和四羟基合铝酸根离子】 Fe3++3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓ 6、【铁离子和碳酸根离子】 2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
7、【铁离子和碳酸氢根离子】 Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑(因为反应物和生成物中都有水抵消了,就不表示出来了)
8、【铵根离子和偏铝酸根离子】 AlO2- + NH4+ + H2O == Al(OH)3↓+ NH3↑ 9、【铝离子和偏铝酸根离子】 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O ═ 4Al(OH)3↓
3.正盐KX、KY、KZ的溶液物质的量浓度相同,其pH值分别为7、8、9,则HX、HY、HZ的酸性强弱的顺序是________________
4.相同条件下,测得①NaHCO3 ②CH3COONa ③NaAlO2三种溶液的pH值相同。那么它们的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________.
因为电离程度CH3COOH>Al(OH)3 ,所以水解程度NaAlO2>NaHCO3>CH3COONa 5.物质的量相同的下列溶液中,含微粒种类最多的是 A.CaCl2 B.CH3COONa C.NH3 D.Na2S
6.KHSO4溶液显________性,用离子方程式表示为__________________________。KHCO3溶液的pH________7(填“>”“<”或“=”),用离子方程式表示为_________________________。将上述两种溶液混合,现象是___________________,离子方程式是________________________。 7.常温下,0.1 mol/L的下列五种溶液,其pH由大到小的排列顺序是____________。 ①CH3COOH ②NaClO ③NH4Cl ④NaCl ⑤CH3COONa
8.25℃时,pH=2的某酸HnA(An为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的
-
pH=5。
(1)写出生成的正盐的化学式:________________。
(2)该盐中存在着一定水解的离子,该水解的离子方程式____________________________。 (3)简述该混合液呈酸性的原因________________________________________________。 (4)写出HnA的电离方程式______________________。
9.水中存在电离平衡:H2O H+OH。若在水中分别加入下列各物质:①NaOH(s) ②NH4Cl(s) ③Na2CO3(s) ④CH3COOH(l) ⑤Na(s) ⑥K2SO4,试回答下列问题:
+
-
4
高二化学学案 组编人:吴美玲 使用时间:2015.9.6
第二课时 溶液中离子浓度大小比较
一、 教学目标:溶液中离子浓度的大小比较
二、 教学重点及难点:溶液中的电离平衡和水解平衡 (2)物料守恒(原子守恒):即某种原子在变化过程(水解、电离)中数目不变。 (3)质子守恒:即在纯水中加入电解质,最后溶液中[H+ ]与其它微粒浓度之间的关
系式(由电荷守恒及质子守恒推出)
〖训练一〗写出CH3COONa溶液中三个守恒关系式 三、 教学过程 一、溶液中的守恒关系 以Na2S水溶液为例来研究 (1) 写出溶液中的各种微粒
阳离子:Na+ 、H+ 阴离子:S2—
、HS— 、OH—
(2) 利用守恒原理列出相关方程.
电荷守恒: [Na+ ]+[H+ ]=2[S2—
]+[HS— ]+[OH—
] 物料守恒: Na2S=2Na+ +S 2—
若S2—
已发生部分水解,S原子以三种微粒存在于溶液中。[S2—
]、[H—
2S]、 [HS ],
根据S原子守恒及Na+ 的关系可得. [Na+ ]=2[S2—
]+2[HS—
]+2[H2S]
质子守恒 H—
—
2O H+ +OH 由H2O电离出的[H+ ]=[OH ],水电离出的H+ 部
分被S2—
结合成为HS—
、H2S,根据H+ (质子)守恒,可得方程: [OH—
]=[H+ ]+[HS
—
]+2[H2S]
想一想:若将Na2S改为NaHS溶液,三大守恒的关系式与Na2S对应的是否相同?
为什么?
提示:由于两种溶液中微粒种类相同,所以阴、阳离子间的电荷守恒方程是一致的。
但物料守恒及质子守恒方程不同,这与其盐的组成有关,若NaHS只考虑盐本身的电离而不考虑HS—
的进一步电离和水解,则[Na+ ]=[HS—
],但不考虑是不合理的。
正确的关系为[Na+ ]=[HS—
]+[S2—
]+[H2S]
小结:溶液中的几个守恒关系
(1)电荷守恒:电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离
子所带的负电荷总数代数和为零。
5
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
Na2CO3溶液中三个守恒关系式
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒: NaHCO3溶液中三个守恒关系式
电荷守恒:
物料守恒:
质子守恒:
〖训练二〗写出
〖训练三〗写出