高中化学第3章物质在水溶液中的行为第2节弱电解质的电离盐类的水解3水解反应的应用课件鲁科版选择性必修1

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第 3 课时　水解反应的应用 一、实验探究盐类水解的应用 必备知识 · 素养奠基 实验 序号 实验 名称 实验用品 实验方案 现象及结论 药品 仪器 1 制备 Fe(OH) 3 胶体 _____ 溶液、 蒸馏 水 胶头滴管、 烧杯、 _____ ___ 、三脚架、石棉 网、 _______ 滴加 FeCl 3 后继续煮沸 至溶液呈透明的 _____ ___, 用激光笔照射烧 杯中液体 , 有一条光 亮通路 , 说明生成液 体为 ___________ FeCl 3 酒精 灯 激光笔 红褐 色 Fe(OH) 3 胶体 实验 序号 实验 名称 实验用品 实验方案 现象及结论 药品 仪器 2 除去略浑浊天然水中的悬浮颗粒物 略浑浊的 天然水、 _________ 溶液 胶头滴管、烧杯 滴加 Al 2 (SO 4 ) 3 后产生 _____ 沉淀和少量 _____, 静置一段时间后 , 待完 全沉淀后 , 浑浊天然水 变 _____ 。说明 Al 3+ 水解 产生的 ___________ 吸 附杂质 , 起到净水作用 Al 2 (SO 4 ) 3 白色 气泡 澄清 Al(OH) 3 胶体 实验 序号 实验 名称 实验用品 实验方案 现象及结论 药品 仪器 3 清除厨房的油污 ______ 溶液、 植物 油 试管、胶头滴管、酒精灯 开始滴入植物油后 , 液体分成上下两层 , 加热后静置一段时 间 , 溶液不再 _____ 。 说明 加热水解 产生的 ___ 促进了油 脂的水解 Na 2 CO 3 分层 OH - 二、分析复杂液体体系的一般思路 三、日常生活中盐类水解的应用总结 1. 泡沫灭火器 (1) 试剂 :_________ 溶液和 ______ 溶液。 (2) 原理 :Al 3+ 和 的水解相互促进 , 生成 ___ 气体和 _______ 沉淀 , 产生大量 泡沫 , 隔绝可燃物和空气。反应的离子方程式为 __________________________ ______ 。 Al 2 (SO 4 ) 3 NaHCO 3 CO 2 Al(OH) 3 Al 3+ +3 ====Al(OH) 3 ↓+ 3CO 2 ↑ 2. 盐溶液的配制 配制、保存易水解的盐溶液时 , 加入相应的酸 ( 或碱 ) 抑制水解。如配制 SnCl 2 溶 液时 , 加入适量 _____ 抑制 Sn 2+ 的水解 , 得到澄清的溶液。 3. 盐类作净水剂 硫酸铝钾或硫酸铝中的 Al 3+ 水解生成的 Al(OH) 3 胶体 , 反应的离子方程式为 ________________________________,Al(OH) 3 胶体有较强的吸附能力 , 常用 作净水剂。 盐酸 Al 3+ +3H 2 O Al(OH) 3 ( 胶体 )+3H + 4. 热碱水清洗油污 纯碱在水中发生水解 :_______________________, 加热促进水解平衡 _____, 溶 液的碱性增强 , 去污能力增强。 +H 2 O +OH - 右移 【 想一想 】 蒸干 AlCl 3 水溶液并灼烧 , 得到的固体物质主要是什么 ? 蒸干并灼烧 Al 2 (SO 4 ) 3 溶 液呢 ? 提示 : AlCl 3 溶液中存在 :AlCl 3 +3H 2 O Al(OH) 3 +3HCl, 加热 ,HCl 挥发 , 平衡右 移 , 得到 Al(OH) 3 , 再灼烧 Al(OH) 3 分解 , 最终得到 Al 2 O 3 。蒸干并灼烧 Al 2 (SO 4 ) 3 溶 液得到 Al 2 (SO 4 ) 3 。 关键能力 · 素养形成 知识点　盐类水解的应用 【 重点释疑 】 应用 举例 判断溶液的酸碱性 FeCl 3 溶液显酸性 , 原因是 Fe 3+ +3H 2 O Fe(OH) 3 +3H + 配制或贮存易水解的盐溶液 配制 CuSO 4 溶液时 , 加入少量 H 2 SO 4 , 抑制 Cu 2+ 水解 判断盐溶液蒸干灼烧后的产物 AlCl 3 溶液蒸干灼烧后的产物为 Al 2 O 3 应用 举例 胶体的制取 将饱和 FeCl 3 溶液滴入沸水中制取 Fe(OH) 3 胶体 , 离子 反应 :Fe 3+ +3H 2 O Fe(OH) 3 ( 胶体 )+3H + 物质的提纯 除去 MgCl 2 溶液中的 Fe 3+ , 可加入 MgO 、 Mg(OH) 2 或 MgCO 3 , 使 Fe 3+ 沉淀后过滤 离子共存的判断 Al 3+ 与 、 、 、 S 2- 、 HS - 等因水解相 互促进而不能大量共存 应用 举例 泡沫灭火器原理 成分为 NaHCO 3 与 Al 2 (SO 4 ) 3 , 发生反应 Al 3+ +3 ====Al(OH) 3 ↓+3CO 2 ↑ 净水原理 明矾可做净水剂 , 原理为 Al 3+ +3H 2 O Al(OH) 3 ( 胶 体 )+3H + 化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不得混用 , 原因是 与 的 水解相互促进降低肥效 【 思考 · 讨论 】 　 (1) 实验室里配制 FeCl 3 溶液 , 常将 FeCl 3 固体溶解在稀盐酸中 , 而不是直接溶解在蒸馏水中 , 为什么 ? 提示 : 盐酸能抑制 Fe 3+ 的水解。 (2) 如何除去 MgCl 2 溶液中混有的少量 Fe 3+ ? 提示 : Fe 3+ 水解溶液呈酸性 , 加入过量 MgO 搅拌后过滤即可。 【 拓展深化 】 1. 能水解的盐溶液蒸干灼烧产物的判定 : (1) 强酸强碱盐溶液和水解生成难挥发性酸的盐溶液 , 蒸干后一般得到原物质 , 如 CuSO 4 溶液蒸干得 CuSO 4 固体 ,Na 2 SO 4 溶液蒸干得 Na 2 SO 4 固体。 (2) 盐溶液水解生成易挥发性酸时 , 蒸干后一般得到对应的弱碱 , 如 AlCl 3 、 FeCl 3 溶液蒸干后一般得到 Al(OH) 3 、 Fe(OH) 3 , 若灼烧则会生成 A1 2 O 3 、 Fe 2 O 3 。 (3) 其他需要考虑的方面。 例如 , 蒸干 Na 2 CO 3 溶液时 , 由于 分两步水解 , 第二步水解非常微弱 , 所以蒸 干 Na 2 CO 3 溶液所得固体仍为 Na 2 CO 3 。蒸干 NaHCO 3 溶液时 , 析出 NaHCO 3 固体 , 继续 灼烧 ,NaHCO 3 分解为 Na 2 CO 3 固体。 2. 弱酸、弱碱盐溶液酸碱性的判断方法 : 弱酸弱碱盐的阴、阳离子都水解 , 其溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱 , 即比较两者电离常数的大小 , 电离常数大的相对要强一些 , 溶液就显相对强的物质的性质。当 K 酸 =K 碱 时 , 溶液显中性 , 如 CH 3 COONH 4 ; 当 K 酸 >K 碱 时 , 溶液显酸性 , 如 HCOONH 4 ; 当 K 酸 b 　　　　　　　　　　 B.a=10 -4 b C.b=10 -4 a 　　　　　　　　　　 D.a=b 【 解析 】 选 B 。水的电离方程式 :H 2 O H + +OH - , 在 pH=9 的 NaOH 溶液中 ,c 平 (H + ) =10 -9 mol · L -1 , 且这些 H + 全部来自于水的电离 ; 又因为水电离时 c 平 (H + ) 水 = c 平 (OH - ) 水 , 所以由水电离产生的 c 平 (OH - )=a mol · L -1 =10 -9 mol · L -1 。在 CH 3 COONa 溶液里 , 由于 CH 3 COO - 结合了溶液中水电离出的 H + , 生成弱酸 CH 3 COOH, 会 使水的电离平衡被破坏 , 并向右移动 , 即促进了水的电离 , 这样 c 平 (OH - ) 增大 , 在 pH=9 的 CH 3 COONa 溶液中 ,c 平 (H + )=10 -9 mol · L -1 , 而水电离出来的 c 平 (OH - )= mol · L -1 =10 -5 mol · L -1 =b mol · L -1 。综合上述分析 ,a 与 b 的关系正确 的是 =10 -4 , 即 a=10 -4 b 。 3.(2020· 泰安高二检测 ) 如图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的 0.01mol·L -1 CH 3 COONa 溶液 , 并分别放置在盛有水的烧杯中 , 然后向烧杯①中加入生石灰 , 向烧杯③中加入 NH 4 NO 3 晶体 , 烧杯②中不加任何物质。 (1) 含酚酞的 0.01mol·L -1 CH 3 COONa 溶液显红色的原因是什么 ? (2) 实验过程中发现烧杯①中溶液红色变深 , 烧瓶③中溶液红色变浅 , 则可以说明哪些问题 ? (3) 向 0.01mol·L -1 CH 3 COONa 溶液中分别加入少量浓盐酸、 NaOH 固体、 Na 2 CO 3 固体、 FeSO 4 固体 , 使 CH 3 COO - 水解平衡移动的方向分别是什么 ?( 填“左” “右”或“不移动” ) 。 【 解析 】 (1)CH 3 COONa 中 CH 3 COO - 水解使溶液显碱性 , 碱性溶液使酚酞显红色。 (2) 生石灰与水反应放出大量的热 , 根据烧瓶①中溶液的红色变深 , 判断水解平 衡向右移动 , 说明水解反应是吸热的 , 同时烧瓶③中溶液红色变浅 , 则 NH 4 NO 3 溶 于水时吸收热量。 (3) 酸促进 CH 3 COO - 的水解 ; 碱抑制 CH 3 COO - 的水解 ; 与 CH 3 COO - 水解相互抑制 ;Fe 2+ 与 CH 3 COO - 水解相互促进。 答案 : (1)CH 3 COO - +H 2 O CH 3 COOH+OH - , 使溶液显碱性　 (2) 水解反应为吸热反 应 ,NH 4 NO 3 溶于水时吸收热量 (3) 右　左　左　右 【 核心整合 】 1. 盐类水解的规律 知识关联 · 素养应用 2. 用盐类水解原理分析解答实际应用问题的方法思路 (1) 认真审题 , 找出题目给定的盐类 , 确定能水解的离子。 (2) 写出水解平衡方程式 , 分析题给条件对水解的影响及结果。 (3) 联系题目要求 , 写出合理答案。 3. 电解质溶液中的三个守恒关系 (1) 电荷守恒关系 电解质溶液中 , 不论存在多少种离子 , 溶液总是呈电中性 , 即阴离子所带负电荷 总数一定等于阳离子所带正电荷总数 , 如 Na 2 CO 3 溶液中存在着 Na + 、 、 H + 、 OH - 、 ,n( 正电荷 )=n( 负电荷 ), 即 :n(Na + )+n(H + )=2n( )+n( ) +n(OH - ), 两边同时除以体积 , 有 c 平 (Na + )+c 平 (H + )=2c 平 ( )+c 平 ( )+ c 平 (OH - ) 。 (2) 物料守恒关系 电解质溶液中 , 由于某些离子能水解或电离 , 离子种类增多 , 但原子总数是守恒 的 , 如 Na 2 CO 3 溶液中 n(Na + ) 与 n(C) 的比为 2∶1, 水解后碳元素以 、 、 H 2 CO 3 三种形式存在 , 它们之间的守恒关系为 c 平 (Na + )=2c 平 ( )+ 2c 平 (H 2 CO 3 )+2c 平 ( ) 。 (3) 质子守恒关系 质子守恒是根据水电离出的 c 平 (OH - )=c 平 (H + ), 溶液中的 H + 或 OH - 虽与其他离子结 合而以不同的形式存在 , 但其总量相同。如在 Na 2 CO 3 溶液中有关系式 :c 平 (OH - ) =c 平 (H + )+c 平 ( )+2c 平 (H 2 CO 3 ) 。 【 素养迁移 】 1. 侯氏制碱法的副产物之一就是 NH 4 Cl 。氯化铵 , 简称氯铵 , 含氮 24% ～ 26%, 呈白色或略带黄色的方形或八面体小结晶 , 有粉状和粒状两种剂型 , 粒状氯化铵不易吸湿 , 易储存 , 而粉状氯化铵较多用作生产复肥的基础肥料。氯化铵用于稻田肥效较高而且稳定 , 因为 Cl 既可抑制稻田硝化作用 , 又有利于水稻茎秆纤维形成 , 增加韧性 , 减少水稻倒伏和病虫侵袭。 已知 , 把 NH 4 Cl 晶体溶入水中 , 得到饱和 NH 4 Cl 溶液。 (1) 若在该溶液中加入镁条 , 观察到有气泡产生 , 点燃气体有爆鸣声 , 此气体是什么 ? 产生该气体的原因是什么 ?( 用离子方程式表示 ) 提示 : H 2 。 +H 2 O NH 3 ·H 2 O+H + 、 Mg+2H + ====Mg 2+ +H 2 ↑ (2) 微热后 , 能放出有刺激性气味的气体 , 它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 , 该气体是什么 ? 产生该气体的原因是什么 ? 提示 : NH 3 。因为 c 平 (H + ) 减小 , 使水解平衡右移 , 产生的 NH 3 ·H 2 O 增多 , 加热使 NH 3 ·H 2 O 分解放出 NH 3 。 (3) 总反应的离子方程式为什么 ? 提示 : Mg+2 Mg 2+ +H 2 ↑+2NH 3 ↑ 2. 判断下列电解质溶液中的守恒关系哪些正确 , 哪些错误 ?( 已知 H 2 C 2 O 4 为二元 弱酸 ) 。 (1)0.1 mol·L -1 Na 2 SO 3 溶液中 , c 平 (Na + )=2c 平 ( )+c 平 ( )+c 平 (H 2 SO 3 ) 。 (2)0.1 mol·L -1 Na 2 S 溶液中 , c 平 (H + )=c 平 (OH - )-2c 平 (H 2 S)-c 平 (HS - ) 。 (3)0.1 mol·L -1 Na 2 C 2 O 4 溶液与 0.1 mol·L -1 HCl 溶液等体积混合 (H 2 C 2 O 4 为弱酸 ), 2c 平 ( )+c 平 ( )+c 平 (OH - )=c 平 (Na + )+c 平 (H + ) 。 (4)pH=1 的 NaHSO 4 溶液中 , c 平 (H + )=c 平 ( )+c 平 (OH - ) 。 (5)0.1 mol·L -1 NaHC 2 O 4 溶液中 , c 平 (Na + )=c 平 ( )+c 平 ( ) 。 (6)0.1 mol·L -1 Na 2 CO 3 溶液与 0.1 mol·L -1 NaHCO 3 溶液等体积混合 , c 平 (Na + )=c 平 ( )+c 平 ( )+c 平 (H 2 CO 3 ) 。 (7)0.1 mol·L -1 CH 3 COOH 溶液与 0.1 mol·L -1 NaOH 溶液等体积混合后的溶液中 , c 平 (OH - )>c 平 (H + )+c 平 (CH 3 COOH) 。 【 解析 】 (1) 不符合物料守恒 , 正确的关系式为 c 平 (Na + )=2c 平 ( )+ 2c 平 ( )+2c 平 (H 2 SO 3 ) 。 (2) 符合质子守恒 ,c 平 (OH - )=c 平 (H + )+2c 平 (H 2 S)+c 平 (HS - ), 移项即可。 (3) 不符合电荷守恒 , 漏写 c 平 (Cl - ), 正确的关系式是 c 平 (Cl - )+2c 平 ( )+ c 平 ( )+c 平 (OH - )=c 平 (Na + )+c 平 (H + ) 。 (4) 符合电荷守恒 ,c 平 (Na + )+c 平 (H + )=2c 平 ( )+c 平 (OH - ), 因 c 平 (Na + )= c 平 ( ), 故成立。 (5) 不符合物料守恒。正确的关系式为 c 平 (Na + )=c 平 ( )+c 平 (H 2 C 2 O 4 ) +c 平 ( ) 。 (6) 符合物料守恒。 c 平 (Na + )=0.15 mol · L -1 ,c 平 ( )+c 平 ( )+ c 平 (H 2 CO 3 )=0.1 mol · L -1 , 故 c 平 (Na + )=c 平 ( )+c 平 ( )+c 平 (H 2 CO 3 ) 。 (7) 不符合质子守恒 , 正确的关系式为 c 平 (OH - )=c 平 (H + )+c 平 (CH 3 COOH) 。 答案 : 正确的有 (2)(4)(6), 其余不正确。