盐类的水解

示弱酸酸式盐阴离子的电离和水解平衡. 电离   Hm+1A(n—1)—+OH—      HmAn—1  +  H2O      Hm—1A(n+1)—+ H+                 抑制水解            抑制电离     增大[OH—]  促进电离              促进水离  [H+]增大                           仅能存在于一定pH值范围 如H3PO4及其三种阴离子随溶液pH变化可相互转化：     pH值增大 H3PO4  H2PO4—  HPO42—    PO43— pH减小 ③常见酸式盐溶液的酸碱性 碱性：NaHCO3、NaHS、Na2HPO4、NaHS. 酸性：NaHSO3、NaH2PO4、NaHSO4   知识点四：盐类水解方程式的书写：   把CH3COONa溶于水发生的3个方程式(CH3COONa的电离、H2O的电离、CH3COO-与H2O电离产生H+的结合)联立，可得到：   水解方程式：CH3COONa + H2O 　CH3COOH + NaOH   离子方程式 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-(方程式也可看出，CH3COONa溶液显碱性)   盐类水解方程式书写注意：   ①盐类水解是可逆反应，写方程式要用“”。(弱酸弱碱盐的水解除外)   ②一般盐类水解程度很小，生成的弱酸或弱碱浓度很小，通常不生成气体或沉淀，书写时产物不用“↑”和“↓”，也不把生成物(如H2CO3、NH3·H2O等)写成分解产物的形式。   ③多元弱酸生成的盐水解时，生成弱酸过程应分步表示，以第一步为主。多元弱碱盐的水解不分步书写。   ④书写方法：强碱弱酸盐MnA　 第一步： An-+ H2OHA(n-1)-+ OH-               　 第二步：HA(n-1)- +H2OH2A(n-2)-+OH- 　     　 　强酸弱碱盐MAn　 Mn++ nH2OM(OH)n + nH+   ⑤多元弱酸的酸式酸根离子(例HCO3-)水解与电离共存。 知识点五：影响盐类水解的因素：(盐类水解也是一种化学平衡，遵循平衡移动原理) 1、内因：   盐类本身的性质：影响盐类水解的内在因素，也是主要因素。组成盐的酸或碱越弱，盐的水解程度越大，其盐溶液的酸性或碱性就越强。   规律：组成盐的酸或碱的越弱，盐的水解程度越大————越弱越水解。   例：HClO、CH3COOH、HNO2都是弱酸，其电离平衡常数Ka分别为3.0×10-8、1.8×10-5、4.6×10-4。等物质的量浓度的NaClO、CH3COONa、NaNO2溶液水解程度：NaClO﹥CH3COONa﹥NaNO2；pH的大小顺序NaClO﹥CH3COONa﹥NaNO2 2、外界条件：   ①温度：盐的水解作用是中和反应的逆反应，所以盐的水解是吸热反应，温度升高，水解程度增大。   ②浓度：溶液浓度越小，实际上是增加了水的量，可使平衡向正反应方向移动，使盐的水解程度增大。   ③溶液的酸碱性：盐类水解后，溶液会呈现不同的酸碱性。因此，控制溶液的酸碱性可以促进或抑制盐的水解。如在配制FeCl3溶液时常加入少量盐酸来抑制FeCl3水解。   小结： Fe3++3H2O　 　Fe(OH)3+3H+ 　 移动方向 水解程度 c(H+) pH 升高温度 右移 增大 增大 减小 通HCl 左移 减小 增大 减小 加H2O 右移 增大 减小 增大 加NaOH(s) 右移 增大 减小 增大 加NaHCO3(s) 右移 增大 减小 增大 CH3COO-+H2O　 　CH3COOH+OH- 　 移动方向 水解程度 c(OH-) pH 升高温度 右移 增大 增大 增大 加冰醋酸 左移 减小 减小 减小 加H2O 右移 增大 减小 减小 加醋酸钠(s) 右移 减小 增大 增大 加NaOH(s) 左移 减小 增大 增大 通HCl 右移 增大 减小 减小 知识点六：盐类水解的应用： 1、判断某些盐类水溶液的酸碱性：(谁强显谁性)   例：Na2CO3水溶液显碱性，俗称纯碱，可用于中和发酵面团中的酸性物质。 2、某些物质水溶液的配制   ①配制氯化铁溶液时，常将氯化铁先溶于稀盐酸，然后加水稀释————抑制Fe3+的水解。 　 　 Fe3+ + 3H2OFe(OH)3↓+3 H+   ②配制硫酸铜溶液时，常将硫酸铜先溶于稀硫酸，然后加水稀释————抑制Cu2+的水解。   ③配制硫化钠溶液时，常滴入几滴氢氧化钠溶液————抑制S2-的水解。 3、铝盐(明矾)、铁盐净水的原理：   Al3++3H2O　 　Al(OH)3(胶体)+3H+   铝盐、铁盐水解生成Al(OH)3 、Fe(OH)3胶体，具有吸附性，能够吸附水溶液中悬浊的杂质，用来净水。 4、化肥的使用   例：长期使用(NH4)2SO4会使土壤酸化；   草木灰不能与铵态氮肥一起使用(草木灰溶于水溶液显碱性，铵态氮肥溶于水溶液显酸性)。 5、泡沫灭火器的原理   利用Al2(SO4)3和NaHCO3溶液反应，产生二氧化碳来灭火的。Al3+易结合水电离出的OH-，HCO3-易结合水电离出的H+，两者在水溶液中会发生强烈的双水解，反应进行得很彻底。   Al3++ 3HCO3-＝Al(OH)3↓+3CO2↑ (反应前有水参加，反应后又有水生成)   类似此反应原理还有：Al3+与HCO3-、Al3+与AlO2-、Al3+与S2-等。 6、热的纯碱溶液去污能力较   温度越高，Na2CO3溶液水解程度越大，溶液碱性越强。   小结： 水解的应用 实例 原理 1、净水 明矾净水 Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ 2、去油污 用热碱水洗油污物品 CO32-+H2OHCO3-+OH- 3、药品的保存 ①配制FeCl3溶液时常加入少量盐酸 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+　 ②配制Na2CO3溶液时常加入少量NaOH CO32-+H2O HCO3-+OH- 4、制备无水盐 由MgCl2·6H2O制无水MgCl2 在HCl气流中加热 若不然，则： MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O 5、泡沫灭火器 用Al2(SO4)3与NaHCO3溶液混合 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑　 [规律方法指导] 一、双水解反应 　弱酸的酸根离子与弱碱的金属阳离子(含NH4+)在水溶液中相遇之后是否发生双水解反应的问题，比较复杂。只要求了解几种常见的、典型的双水解反应的实例即可：Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-的反应，NH4+与CO32-、SiO32-的反应，Fe3+与HCO3-、CO32-的反应。这些离子之间双水解反应的原理与泡沫灭火器中Al3+与HCO3-之间的双水解反应相似。对双水解反应通常写离子方程式时，一般要根据水解特征、水解生成的酸和碱的特点确定反应物和生成物，以离子的电荷守恒和质量守恒相结合的方法进行配平。例如：   2Al3++ 3CO32-+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑   Al3++3 HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑   CO32-+2NH4+==CO2↑+2NH3↑+H2O(在浓溶液中反应)   Al3++3 AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓   CH3COO-+ NH4++H2OCH3COOH+NH3·H2O(可逆反应) 小结：能发生双水解反应，首先是因为阴、阳离子本身单一水解程度相对较大，其次水解一方产生较多，H+，另一方产生较多OH—，两者相互促进，使水解进行到底。 二、盐溶液加热蒸发溶剂后物质的析出：   ①易挥发性的强酸与弱碱生成的盐：FeCl3、Fe(NO3)3、AlCl3、CuCl2等，析出Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2，再加热时析出物又分解。   如：AlCl3+3H2OAl(OH)3↓+3HCl↑ 　   2Al(OH)3Al2O3+3H2O   ②难挥发性的强酸与弱碱生成的盐、强碱与易挥发性的弱酸生成的盐：CuSO4、Na2CO3等， 　 　 析出CuSO4·5H2O、Na2CO3·10H2O，再加热时析出物又分解。   如： CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O↓　 (对蓝矾溶液加热蒸发溶剂)     CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O↑   　 　CuSO4CuO+SO3↑   ③受热易分解的盐：Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2等，析出MgCO3和Mg(OH)2、CaCO3。   如：Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O   　 MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑(微溶物MgCO3水解) 　 　 　NaHCO3、KHCO3、KMnO4、KNO3等，析出无水盐，该盐加热时又分解。 　 　如：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O   　 2KNO32KNO2+O2↑   ④受热难分解的盐：NaCl、Na3PO4等，析出无水盐，该盐热稳定性很强。 三、盐溶液中微粒浓度大小的比较： （1）一种盐溶液中各种离子浓度相对大小 ①当盐中阴、阳离子等价时 [不水解离子] ＞[水解的离子] ＞[水解后呈某性的离子（如H+或OH—）] ＞[显性对应离子如OH—或H+] 实例：aCH3COONa. bNH4Cl a.[Na+]＞[CH3COO—] ＞[OH—] ＞[H+] b.[Cl—] ＞[NH4+]＞[OH—] ②当盐中阴、阳离子不等价时。 要考虑是否水解，水解分几步，如多元弱酸根的水解，则是“几价分几步，为主第一步”，实例Na2S水解分二步 S2—+H2O      HS—+OH—（主要） HS—+H2O      H2S+OH—（次要） 各种离子浓度大小顺序为： [Na+]＞[S2—] ＞[OH—] ＞[HS—] ＞[H+] （2）两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小. ①若酸与碱恰好完全以应，则相当于一种盐溶液. ②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余，则一般弱电解质的电离程度＞盐的水解程度. 4．溶液中各种微粒浓度之间的关系 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. 10电荷守恒：[Na+]+[H+]=2[S2—]+[HS—]+[OH—]  20物料守恒：Na2S=2Na++S2— 若S2—已发生部分水解，S原子以三种微粒存在于溶液中。[S2—]、[HS—]，根据S原子守恒及Na+的关系可得.[Na+]=2[S2—]+2[HS—]+2[H2S] 3.质子守恒H2OH++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] 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及质子守恒是一致的。但物料守恒方程不同，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] 四、溶液中存在的几个守恒关系：   (1)物料守恒：指一个平衡体系中，某一组分的总浓度一定等于它所离解成的多种微粒的平衡浓度之和。   例如：c mol/L的Na2CO3溶液的物料守恒，可以根据溶液中存在的平衡关系： 　   　 Na2CO3= 2Na++CO32-  　CO32-+H2OHCO3-+OH-  　HCO3-+H2OH2CO3+OH-     列出与Na+和CO32-有关的两个方程 　   　c(Na+)=2c        ①     c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=c  　② 　   　在Na2CO3溶液的物料守恒：c(Na+)=2 c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)   (2)电荷守恒：指在电解质的水溶液中，阳离子的总电荷数与阴离子的总电荷数必须相等。因为溶液总是呈电中性的。   例如：上述Na2CO3溶液中的电荷守恒方程可表示为： 　     c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)　     　 一般说来，对于电解质MmXn的水溶液：MmXn=mMn++nXm-  H2OH++OH-     　 其电荷守恒方程为c(H+)+nc(Mn+)=c(OH-)+mc(Xm-)   (3)质子守恒：指溶液中酸碱反应的结果，得质子后的产物得到质子的物质的量应该与失质子后的产物失去质子的物质的量相等。   例如：上述Na2CO3溶液中的质子守恒方程为c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)，     　因为H2OH++OH-。 [经典例题透析] 类型一：根据盐类水解的实质，判断盐溶液的酸碱性   题1、物质的量浓度相同的三种盐：NaX、NaY、NaZ、的溶液，其pH值依次为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性强弱的顺序是(　 )   A、HX＞HZ＞HY    B、HZ＞HY＞HX   C、HX＞HY＞HZ    D、HY＞HZ＞HX   思路点拨:盐类水解的实质是：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，破坏了水的电离平衡，使溶液中的c(H+)≠c(OH-)，而使溶液表现出酸碱性。   解析：三种钠盐的溶液pH﹥7，均显碱性，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   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。