第三节 盐的水解 (第四课时) (一)重要的三个守恒 以Na2CO3溶液为例。 ⒈电荷守恒: 阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) ⒉物料守恒: 原子守恒 c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)] ⒊水的电离守恒: 由水电离产生的H+的数目总是等于由水电离产生 的OH-的数目 c(OH-)=c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3) NH4Cl溶液 ⒈电荷守恒: 阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总数 c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) ⒉物料守恒: 原子守恒 c(Cl-)= c(NH4+)+ C(NH3· H2O) ⒊水的电离守恒: 由水电离产生的H+的数目总是等于由水电离产生 的OH-的数目 c(H+)=c(OH-)+C(NH3· H2O) 练习: 1. 0.1mol/l下列溶液pH值由大到小的顺序是 ⑨ >③ >② >⑥ >⑤ >④ >⑧ > ⑦ >① ____________________________________ ①H2SO4 ② NH3· H2O ③ NaOH ④NH4Cl ⑤NaCl ⑥CH3COONa ⑦ HCl ⑧ CH3COOH ⑨Ba(OH)2 2. 将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混 合后,溶液里各种离子物质的量浓度的关系是( AC) A. c (Cl-) + c (OH-) = c(NH4+) + c (H+) B. c (Cl-)> c(NH4+)> c (H+) > c (OH-) C. c(NH4+) > c (Cl--)> c (OH-)> c (H+) D. c (Cl-)> c (H+) > c (NH4+) > c (OH-) [练习]在氯化铵溶液中,下列关系式正确的( A A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-) B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>CC(OH-) C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-) D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-) NH4Cl=NH4++Cl+ + NH · H O+H 3 2 NH +H O 4 2 ) ∴C(H+)>C(OH-) 又∵C(NH4+)+C(H+)=C(Cl- )+C(OH-) ∴C(Cl-)>C(NH4+) 盐类水解的应用: 1.判断盐溶液的酸碱性及强弱与比较盐所对应酸碱 的相对强弱时,通常需考虑盐的水解。 [练习]相同条件,相同物质的量浓度的下列八种溶 液:Na2CO3、NaClO、NaAc、Na2SO4、NaHCO3、NaOH 、 (NH4)2SO4、NaHSO4等溶液,pH值由大到小的顺序为: PH:NaOH>NaClO>Na2CO3>NaHCO3>NaAc> Na2SO4 >(NH4)2SO4>NaHSO4 2.比较盐溶液中各离子浓度的相对大小时,需考虑 盐的水解: [练习]25℃时,在均为1mo/l的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、 (NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中,若测得其中c(NH4+)分别 为a、b、c(单位为mo/l),则下列判断正确的是( B ) A.a=b=c B.c>a>b C.b>a>c D.a>c>b 3.关于弱酸、弱碱相对强弱的判断: [练1]能证明醋酸是弱酸的事实是(CD ) A.醋酸能使石蕊试液变红 B.醋酸能被氨水中和 C.NaAc钠溶液的pH>7 D.常温下,0.1mol/lHAc中c(H+)为1.32×10-3mol/l [练2]物质的量浓度相同的三种钠盐,NaX、NaY、 NaZ的溶液,其PH值依次为8、9、10,则HX、HY、 HZ的酸性由强到弱的顺序是 ( C ) A.HX、HZ、HY B.HZ、HY、HX C.HX、HY、HZ D.HY、HZ、HX 玻璃筒里面放入的什 么药品? 灭 火 器 原 理 外筒(钢质)放入的是什么药品? 泡沫灭火器里的药品是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液。 4.泡沫灭火器工作原理: 泡沫灭火器中的反应物分别是硫酸铝溶液和碳 酸氢钠溶液,它们是如何产生二氧化碳的? Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ HCO3- + H2O H2CO3 + OH混合时:H+ + OHH 2O 两个水解平衡相互促进,Al(OH)3形成 沉淀而且H2CO3 分解为CO2,总反应为: Al3+ + 3HCO3Al(OH)3 ↓+3CO2↑ 5.水溶液的配制: [练5]:怎样配制FeCl3溶液? FeCl2呢 答:取一定量的FeCl3晶体于烧杯中,加适量较浓的 盐酸溶解,然后再加蒸馏水稀释到所需的浓度;倒 入试剂瓶,贴上标签即可. FeCl2配制方法、原理同 FeCl3 ,最后应在溶液中加入(稍过量的)铁屑(钉) 即可。 怎样配制Na S溶液? 答:取一定量的Na2S晶体置于烧杯中,加几滴NaOH溶 液,然后再加蒸馏水稀释到所需的浓度.倒入试剂 瓶,贴上标签即可。 6.选择制备盐的途径时,需考虑盐的水解: 如制备Al2S3时,因无法在溶液中制取,会完全 水解,只能由干法直接反应制取。 2 7.关于溶液的蒸干问题 [练6]下列溶液经加热蒸干并灼烧后, [CuCl2、FeCl3、Al(NO3)3、 各得到什么固体物质: Cu(NO3)2、Fe(NO3)3等盐是类 ⑴ A1C1 溶液 A12O3 ; 似的] 3 ⑵ A12(SO4)3溶液 A12(SO4)3 ⑶ Na2CO3溶液 Na2CO3 ;[Na2S也是类似的] ⑷ Na SO 溶液 Na2SO4 ; ⑸ NaHSO 溶液 NaHSO4 ; 2 4 4 [CuSO4 、Fe2(SO4)3 ; 等盐是类似的] ⑹ Na2SO3溶液 Na2SO4 ; ⑺ NaHSO3溶液Na2SO4 ; ⑻ NH4HCO3溶液 无任何固体 。 加热蒸干AlCl3、MgCl2、FeCl3等溶液时,得不到 AlCl3 、 MgCl2 、 FeCl3 晶体 , 必须在蒸发过程中不断 通入HCl气体,以抑制FeCl3的水解,才能得到其固体。 [关于溶液的蒸干]: 盐溶液的蒸干,一要考虑盐本身的受热分解,二 要考虑其存在的水解平衡,并考虑温度对水解平衡 的影响. ①KMnO4溶液,NaHCO3溶液蒸干后得到K2MnO4和 MnO2、Na2CO3溶液。NH4HCO3蒸干后无固体。 ②AlCl3、Al(NO3)3等盐水解后生成的酸能挥发, 加热促进水解,最终所得固体产物为Al2O3。 ③Al2(SO4)3水解后生成的酸难挥发,最后所得 固体为Al2(SO4)3 。 ④Na2SO3等盐在加热蒸干过程中要发生氧化还 原反应,最后得到的固体为Na2SO4。 AlCl3 FeCl3 CuCl2 MgCl2 Al2(SO4)3 FeCl2 NH4Cl NaHCO3 Al2O3 Fe2O3 CuO MgO Al2(SO4)3 Fe2O3 无 Na2CO3 Na2CO3 Na2CO3 8.化肥的合理使用,有时需考虑盐的水解: 如:铵态氮肥和草木灰不能混合施用; 草木灰的成分:K2CO3,水解呈碱性 CO32- +H2O HCO3- + OHHCO3-+H2O H2CO3 + OH铵 态 氮 肥 —— 铵 盐 , 水 解 呈 酸 性 NH4++H2O NH3· H2O+ H+ 混施后 ,OH-与 H+中和成水 , 使两种盐的水解平 衡强烈地向右移动 , 以至生成大量的 NH3· H2O, 进一 步分解成NH3逸出了,从而降低了肥效。 9.某些试剂的贮存,需要考虑盐的水解: 如:Na2CO3、Na2SiO3等水解呈碱性,不能存放在 磨口玻璃塞的试剂瓶中;NH4F不能存放在玻璃瓶中, 应NH4F水解应会产生HF,腐蚀玻璃 。 [练7]实验室有下列试剂:①NaOH溶液②水玻璃③ Na2S溶液 ④Na2CO3溶液⑤NH4Cl溶液⑥澄清的石灰 水⑦浓硫酸.其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的 B 是 ( ) A.①⑥ B.①②③④⑥ C.①②③⑥ D.①②③④ 9.某些离子的除杂.需考虑盐的水解: [练8]为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在 加热搅拌下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸。 这种试剂是( ) AD A.氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D.碳酸镁 10.Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐溶液中产 生 H 2。 [练9]:在NH4Cl饱和溶液中加入Mg条,观察到有气泡 产生,点燃有爆鸣声,此气体是 H2 ,产生该气体 +=Mg2++H ↑ Mg+2H 的原因是 _______( 离子方程式表示), 2 微热后,能放出有刺激性气味的气体,它能使湿润 NH3 的红色石蕊试纸变蓝,该气体是 ,产生该气体 镁促进铵盐水解生成一水合 氨受热分解放出氨气所致 的原因是______________________, 总的离子方程 Mg+2NH4+=Mg2++2NH3↑+H2↑ 式可表示为___________________________ 。 [题10]实验室中为了配制澄清的FeC13溶液,抑制Fe3+的水 解,一般是将FeC13溶于少量 浓盐酸 中,然后加水稀释 到适当浓度。 (FeC13+3H2O Fe(OH)3+3HC1 or Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+) 若是要得到澄清的A12(SO4)3、Cu(NO3)2 、 SnC12等溶液,在配制时分别应加入什么试剂? [题11]在工业上常将有铁锈的零部件放入NH4C1溶液中以 除去铁锈,试说明NH4C1溶液能除去铁锈的原因。 答: NH4C1溶液中,由于NH4+离子水解使溶液显酸性 (NH4+ + H2O NH3· H2O+H+), H+与铁锈(Fe2O3)反应,从而将铁锈除去 [题12]在合成洗涤剂大量使用之前,纯碱是人们常用的洗 涤剂。试说明为什么纯碱可以去污?用热水洗涤,去污效 果更好,试解释其原因。(已知碱性物质可以去污) 答: Na2CO3溶液中,由于CO32-水解(CO32-+H2O HCO3-+OH-) 使 溶液显碱性,从而可去污;加热,促进CO32-的水解,溶液的碱性 增强,从而增强其去污能力。