盐类的水解
【知识要点梳理】
生活中常用的NaCl、谷氨酸钠(味精)、Na2CO3 、NaHCO3等,都属于盐类。 NaCl和谷氨酸钠主要用于食品调味,而Na2CO3 、NaHCO3被视作“碱”用于油污清洗和面食制作,特别是Na2CO3 ,俗称纯碱。明明是盐,为什么叫“碱”呢?
知识点一:探究盐溶液的酸碱性(盐溶液并不都显中性):
知识回顾:溶液酸碱性的判断依据
当溶液中,c(H+) = c(OH-) 中性,常温下,pH = 7
c(H+) < c(OH-) 碱性,常温下,pH > 7
c(H+) > c(OH-) 酸性,常温下,pH < 7
1、测定盐溶液的酸碱性:
实验:①取少量CH3COONa溶于水,滴加几滴酚酞试剂,观察颜色变化;
②取少量NH4Cl溶于水,滴加几滴紫色石蕊试剂,观察颜色变化;
③取少量NaCl溶于水,测溶液的pH值。
结论:①CH3COONa溶液呈碱性 ②NH4Cl溶液呈酸性 ③NaCl溶液呈中性
2、归纳盐溶液酸碱性与盐的类型之间的关系:
盐溶液(0.1mol/L)
NaCl
NH4Cl
Al2(SO4)3
Na2CO3
CH3COONa
盐的类型
强酸强碱盐
强酸弱碱盐
强酸弱碱盐
强碱弱酸盐
强碱弱酸盐
pH
﹦7
﹤7
﹤7
﹥7
﹥7
溶液酸碱性
中性
酸性
酸性
碱性
碱性
小结:盐的组成与盐溶液酸碱性的关系
盐既不能电离出H+、也不能电离出OH-,某些盐溶液显酸、碱性应该与水的电离有关。
知识点二:盐溶液呈现不同酸碱性的原因
1、盐类的水解:
⑴以CH3COONa为例探究盐类的水解
CH3COONa溶于水之后,完全电离————强电解质
CH3COONa ═ CH3COO- + Na+………① ————(电离出的离子既没有H+,也没有OH-)
把CH3COONa溶于水之后,溶液中还存在的电离平衡:
H2O H+ + OH-………②————(纯水中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,显中性)
CH3COOH是一种弱酸,在溶液中部分电离,溶液中既然存在CH3COO-和H+,根据可逆反应,
反应物和生成物同时共存,那么就一定有CH3COOH。
CH3COO- + H+ CH3COOH………③(CH3COONa电离产生的CH3COO-与水电离产生的H+)
随着CH3COONa的加入,CH3COO- 结合水电离出的H+,破坏了水的电离平衡,
使水的电离平衡右移。溶液中c(OH-)>1.0×10-7mol/L>c(H+),CH3COONa水溶液显碱性。
⑵盐类水解的定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或 OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。(在溶液中由盐电离出的弱酸的阴离子或弱碱的阳离子跟水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质(弱酸或弱碱),破坏了水的电离平衡,使其平衡向右移动,引起氢离子或氢氧根离子浓度的变化。
酸 + 碱 盐 + 水
2、盐类水解本质
在 H2O H++OH—
AB== Bn— + An+
HB(n—1)— A(OH)n 当盐AB能电离出弱酸阴离子(Bn—)或弱碱阳离子(An+),即可与水电离出的H+或OH—结合成电解质分子,从而促进水进一步电离.
中和
与中和反应的关系:
盐+水 酸+碱(两者至少有一为弱)
由此可知,盐的水解为中和反应的逆反应,但一般认为中和反应程度大,大多认为是完全以应,但盐类的水解程度小得多,故为万逆反应,真正发生水解的离子仅占极小比例。
溶液中盐电离出来的弱酸的阴离子或弱碱的阳离子和水电离出的H+或OH-离子结合生成弱电解质,促进了水的电离。
注意:①只有弱酸的阴离子或弱碱的阳离子才能与H+ 或 OH-结合生成弱电解质。
②盐类水解使水的电离平衡发生移动,促进水的电离,使水电离出的c(OH-)≠c(H+)并使溶液呈酸性或碱性。
③盐类水解反应是酸碱中和反应的逆反应。水解程度很小,故水解产物极少,盐溶液的酸碱性极弱。
知识点三:盐的类型与盐类的水解:(盐的溶液显酸、碱性或中性与盐的类型有关)
1、强酸强碱盐(例:NaCl)
①由强酸(HCl)和强碱(NaOH)反应生成的盐(NaCl),称为强酸强碱盐;
②是否水解:不水解;
③溶液酸碱性:中性;
④实例分析:由于NaCl电离出的Na+和Cl-都不能与水电离出来的H+ 或 OH-结合生成弱电解质,所以强酸强碱盐不能水解,不会破坏水的电离平衡,因此其溶液显中性。
2、强碱弱酸盐(例:CH3COONa)
①由强碱(NaOH)和弱酸(CH3COOH)反应生成的盐(CH3COONa),称为强碱弱酸盐;
②是否水解:水解;
③溶液酸碱性:碱性;
④实例分析:由于CH3COONa电离出的CH3COO-能与水电离出来的H+结合生成弱电解质CH3COOH,使溶液中c(H+)
说明HX、HY、HZ均是弱酸,根据酸越弱,阴离子水解程度越大,溶液pH越大,可直接推知Z水解程度最大,其酸性越弱,而HX的酸性最强,则三种酸的酸性由强弱的顺序是HX﹥HY﹥HZ。
【答案】C
总结升华:比较弱酸或弱酸的相对强弱的方法:酸越弱,形成的盐其阴离子水解程度越大,溶液pH越大;碱越弱,形成的盐其阳离子水解程度越大,溶液pH越小。
举一反三:
【变式1】下列盐的水溶液中,哪些呈酸性 ;哪些呈碱性 。
①FeCl3 ②NaClO ③(NH4)2SO4 ④ AgNO3 ⑤Na2S ⑥K2SO4
【答案】①③④、②⑤
类型二:盐类水解离子方程式的书写
题2、下列水解离子方程式书写正确的是( )
A、Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
B、Br- + H2O HBr + OH-
C、CO32- + 2H2O H2CO3 + 2OH-
D、NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
思路点拨:可按照水解方程式的书写方法,特别注意首先判断是否有“弱”。
解析:B选项Br-是强酸根,不水解;C选项CO32-是多元弱酸根,其水解要分步写。
【答案】AD
总结升华:判断离子方程式正误时要注意水解、电离及复分解等反应的离子方程式之间的区别。搞清不同离子的水解方式。
举一反三:
【变式2】下列式子属于水解反应的离子方程式且正确的是( )
A、NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
B、S2- + 2H2O H2S+ 2OH-
C、CH3COOH+OH-CH3COO-+H2O
D、CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+
【答案】A
类型三:影响盐类水解的因素:
题3、在25℃时,浓度为1mol/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其c(NH4+)分别为a、b、c(单位为mol/L),下列判断正确的是( )
A、a=b=c B、a﹥b﹥c C、a﹥c﹥b D、c﹥a﹥b
思路点拨:盐类是否水解以及水解程度的大小主要取决于盐本身的性质,可以通过外界条件改变盐的水解程度。本题特别注意在含有CO32-、 Fe2+溶液中NH4+的水解程度是不同的。
解析:三种溶液中均存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+。对于(NH4)2CO3,
因为CO32-+H+HCO3-,使上述平衡向右移动,促进NH4+水解。
对于(NH4)2Fe(SO4)2,因为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,因增大了c(H+),
上述平衡受到抑制,平衡向左移动,所以c﹥a﹥b。
【答案】D
总结升华:比较不同物质中相同弱酸根或弱碱根离子浓度大小的方法,一般可根据其水解受到抑制或促进等方面定性地进行判断。
举一反三:
【变式3】某溶液中FeCl3的水解已达平衡:FeCl3+H2OFe(OH)3+3HCl,若要使FeCl3的水解程度增大,可采取的措施是( )
A、加入NaHCO3 B、加入AgNO3 C、加FeCl3固体 D、加热
【答案】AD
类型四:溶液中粒子浓度大小的比较:
题4、0.02mol/L的HCN溶液与0.02mol/LNaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中c(CN-)﹤c(Na+),则下列关系中,正确的是
A、c(Na+)﹥c(CN-)﹥(OH-)﹥c(H+) B、c(HCN)+c(CN-)=0.04mol/L
C、c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-) D、c(CN-)﹥c(HCN)
思路点拨:本题考查离子浓度大小的比较、电荷守恒、物料守恒等知识,注意有关知识的综合运用。
解析:根据电荷守恒定律有:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),因为c(Na+)﹥c(CN-),
所以c(H+)﹤c(OH-),则有c(Na+)﹥c(CN-)﹥c(OH-)﹥c(H+);
根据CN质量守恒有:c(HCN)+c(CN-)=0.02mol/L;
因为c(H+)﹤c(OH-),故溶液显碱性,NaCN的水解程度大于HCN电离程度,故c(CN-)﹤c(HCN)
【答案】AC
总结升华:微粒浓度比较一定要清楚溶液中的两种守恒即电荷守恒和物料守恒,有的不等关系是两守恒式的联立,要注意其变形。还应对溶液中主要矛盾与次要矛盾(电离和水解)区分清楚。
举一反三:
【变式4】某氨水的pH=X,某盐酸的pH=Y,已知X+Y=14,将上述氨水与盐酸等体积混合后,所得溶液中各种离子浓度的关系正确的是 ( )
A、c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) B、c(NH4+)>c(Cl-) >c(H+) >c(OH-)
C、c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) D、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
【答案】AD
类型五:离子共存问题
题5:常温的某无色溶液中,在滴加甲基橙后呈红色,则下列各组离子肯定能大量共存的是
A、K+、NO3-、 MnO4-、Na+ B、Cl-、CH3COO-、Ba2+、K+
C、HCO3-、 NO3-、 Al3+、 Ba2+ D、K+、NH4+ 、Mg2+、SO42-
思路点拨:当有弱碱阳离子和弱酸阴离子之间能发生双水解,则不能在溶液中大量共存。如:Al3+与HCO3-、CO32-等,不能在溶液中大量共存。
解析: 滴加甲基橙呈红色,说明溶液显酸性(pH﹤3.1)。C选项中HCO3-、B选项中CH3COO-都不能大量共存;题目要求无色溶液,A中MnO4-有颜色。
【答案】D
总结升华:对能水解的离子的共存问题不仅要考虑离子间是否发生反应,更要注意离子发生水解所引起的溶液的酸碱性变化,以及双水解问题。
举一反三:
【变式5】下列各环境下的离子组合能大量共存的是( )
A、中性溶液中:Mg2+、Fe3+、SO42-、Cl-
B、pH=0的溶液中:Al3+、NH4+、Ca2+、SO42-
C、c(H+)=10-14 mol/L的溶液中:Na+、AlO2-、S2-、SO32-
D. pH试纸变红的溶液中:Fe2+、I-、NO3-、ClO-
【答案】BC 注意:A选项中Fe3+在中性溶液中已完全沉淀。