2020高中化学 盐类水解反应的应用（基础）知识讲解学案 新人教版选修4

2020高中化学 盐类水解反应的应用（基础）知识讲解学案 新人教版选修4

盐类水解的应用 ‎【学习目标】‎ ‎1、了解盐类水解在生产、生活中的应用，利用盐类水解的原理解释盐类水解在生产、生活中的应用；‎ ‎2、初步掌握比较溶液中离子浓度大小的关系，了解溶液中存在的几个守恒关系。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、盐类水解的应用 有关盐类水解的反应，大致有以下几个方面：‎ ‎1．某些物质水溶液的配制 配制能水解的强酸弱碱盐，通常先将盐溶于相对应的酸中，然后加水稀释至刻度，得到要配制的浓度。如配制FeCl3溶液：先将FeCl3溶于稀盐酸，再加水冲稀至所需浓度。‎ 配制强碱弱酸盐的水溶液，应加入少量相对应的强碱，抑制弱酸酸根的水解。如配制硫化钠的水溶液时，应先滴入几滴氢氧化钠，再加水冲稀至所需浓度。‎ ‎2．某些活泼金属与强酸弱碱盐反应 Mg放入NH4Cl、CuCl2、FeCl3溶液中产生氢气。‎ 如：Mg+2NH4+＝Mg2++2NH3↑+H2↑‎ ‎3．明矾、三氯化铁等净水 Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+‎ Fe3++3H2OFe(OH)3（胶体）+3H+‎ 原因：胶体吸附性强，可起净水作用。‎ ‎4．苏打洗涤去油污 CO32―+H2OHCO3―+OH―，加热，去油污能力增强。‎ 原因：加热，促进CO32―的水解，碱性增强，去油污能力增强。‎ ‎5．泡沫灭火器原理 成分：NaHCO3、Al2(SO4)3‎ NaHCO3水解：HCO3―+H2OH2CO3+OH―碱性 Al2(SO4)3水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+酸性 原理：当两盐混合时，氢离子与氢氧根离子结合生成水，双方相互促进水解：‎ Al3++3HCO3―＝Al(OH)3↓+3CO2↑‎ ‎6．施用化肥 普钙[Ca(H2PO4)2]、铵态氮肥不能与草木灰（K2CO3）混用 原因：K2CO3水解显碱性：CO32―+H2OHCO3―+OH―‎ ‎3Ca(H2PO4)2+12OH―＝Ca3(PO4)2↓+12H2O+4PO43―‎ NH4++OH－＝NH3↑+H2O 降低肥效 ‎7．判断物质水溶液的酸碱性的大小。‎ ‎（1）相同物质的量浓度的物质的溶液pH由大到小的判断：相同阳离子时，阴离子对应的酸的酸性越弱，盐越易水解，pH越大；相同阴离子时，阳离子对应的碱的碱性越弱，盐越易水解，pH越小。如Na2SiO3、Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl，pH越来越小。‎ ‎（2）用于检验溶液，如用最简便的方法区别NaCl、NH4Cl、Na2CO3三种无色透明溶液：用pH试纸鉴别，pH=7的是NaCl溶液，pH＜7的是NH4Cl溶液，pH＞7的是Na2CO3溶液。‎ ‎8．判断离子能否共存。‎ 弱碱的金属阳离子（如Al3+、Cu2+、Fe3+等）与弱酸的阴离子（如HCO3―、CO32―、SiO32―、AlO2―、F―等）在溶液中不能同时大量共存。因为两种离子都水解，分别与水电离出的OH―和H+结合，结果互相促进水解，使两种离子都减少。‎ ‎9．中和滴定时指示剂的选择。‎ 4‎ 若用强碱滴定弱酸，反应达到终点后，因生成强碱弱酸盐，溶液显碱性，所以应选用在碱性范围内变色的指示剂，通常选取酚酞。‎ 若用强酸滴定弱碱，反应达到终点后，因生成强酸弱碱盐，溶液显酸性，所以应选用在酸性范围内变色的指示剂，通常选取甲基橙。‎ 要点二、比较溶液中离子浓度的大小的方法 ‎1．多元弱酸溶液：‎ 根据多步电离分析，例如：在H3PO4的溶液中，c(H+)＞c(H2PO4－)＞c(HPO42－)＞c(PO43－)。‎ ‎2．多元弱酸的正盐溶液：‎ ‎【高清课堂：盐类的水解—水解应用】‎ 根据弱酸酸根的分步水解分析，例如：Na2CO3溶液中，c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)。‎ ‎3．不同溶液中同一离子浓度的比较：‎ 要看溶液中其他离子对其影响的因素。例如：在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl；②CH3COONH4；③NH4HSO4，c(NH4+)由大到小的顺序是③＞①＞②。‎ ‎4．混合溶液中各离子浓度的比较：‎ 要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。‎ 例如：在0.1 mol/L的NH4Cl和0.1 mol/L的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)。在该溶液中NH3·H2O的电离与NH4+的水解互相抑制，NH3·H2O电离作用大于NH4+的水解作用，溶液呈碱性c(OH－)＞c(H+)，同时c(NH4+)＞c(Cl－)。‎ ‎【高清课堂：盐类的水解—水解应用】‎ 例如：在0.1 mol/L的NH4Cl和0.1 mol/L的NaOH混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c(Cl－)=c(Na+)＞c(OH－)＞c(NH4+)＞c(H+)。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、盐类水解的应用 例1．为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再加入适量的HCl，这种试剂是（ ）‎ A．NH3·H2O B．NaOH C．Na2CO3 D．MgCO3‎ ‎【思路点拨】不能直接加碱，否则会造成镁离子的减少并且引入其他杂质离子。‎ ‎【答案】D ‎【解析】加入NH3·H2O或NaOH或Na2CO3时，均会引入杂质离子NH4+和Na+，不符合题意。因为原溶液中Fe3+水解：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，当加入MgCO3后，有MgCO3+2H+＝Mg2++CO2↑+H2O的反应，消耗了H+，使平衡正向移动，生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉，最后可将Fe3+除去。同样加入MgO、Mg(OH)2、MgS也能达到同样效果。‎ ‎【总结升华】物质提纯的原则是被提纯物质的量尽量不要减少，不要引入新的杂质，要易于分离、复原。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列物质能跟镁反应并生成氢气的是（ ）‎ A．醋酸溶液 B．氢氧化钠溶液 C．氯化铵浓溶液 D．碳酸钠溶液 ‎【答案】A、C ‎【变式2】（1）碳酸钾溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________，原因________。‎ ‎（2）KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是________，原因是________。‎ ‎（3）碳酸氢钡溶液蒸干得到的固体物质是________，原因是________。‎ ‎（4）亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是________，原因是________。‎ ‎（5）氯化铝溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________，原因是________。‎ ‎【答案】（1）K2CO3 尽管加热过程促进了K2CO3的水解，但生成的KHCO3和KOH反应仍为K2CO3‎ ‎（2）明矾 尽管Al3+水解，由于H2SO4为难挥发性酸，最后仍然是结晶水合物明矾 4‎ ‎（3）BaCO3 因Ba(HCO3)2在水溶液中受热分解：Ba(HCO3)2BaCO3↓+CO2↑+H2O ‎（4）Na2SO4 因为Na2SO3在蒸干过程中不断被氧气氧化而生成Na2SO4‎ ‎（5）Al2O3 加热促进AlCl3水解，且随水量的减少，HCl不断挥发，促使AlCl3完全水解成Al(OH)3，灼烧时发生以下反应：2Al(OH)3Al2O3+3H2O ‎【解析】K2CO3、明矾水解生成的物质不具挥发性，因此，将溶液蒸干后仍得原物质。而AlCl3溶液水解后得盐酸，加热后HCl挥发而促进水解，最后溶液蒸干灼烧得Al2O3。（3）中的Ba(HCO3)2受热易分解，（4）中Na2SO3具有还原性，易被空气中氧气氧化，蒸干后均不能得到原物质。‎ ‎ 【规律总结】盐溶液蒸干时所得产物的判断方法 ‎（1）盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，如CuSO4溶液蒸干得CuSO4固体。‎ 盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干后一般得对应的弱碱，如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得Al(OH)3、Fe(OH)3。‎ ‎（2）考虑盐受热时是否分解。‎ 因为Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解，因此蒸干Ca(HCO3)2溶液得CaCO3固体；蒸干NaHCO3溶液得Na2CO3固体；蒸干KMnO4溶液得K2MnO4和MnO2的混合物；蒸干NH4Cl溶液不能得到固体。‎ ‎（3）还原性盐在蒸干时会被O2氧化。‎ 例如：Na2SO3溶液蒸干得Na2SO4；FeSO4溶液蒸干会得到Fe2(SO4)3。‎ ‎（4）有时要从多方面考虑。‎ 例如，蒸干NaClO溶液时，既要考虑ClO―水解，又要考虑HClO分解，所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。‎ 注意：“蒸干”与“蒸干灼烧”的区别，如AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3，若为“蒸干灼烧”得Al2O3。‎ 例2．FeCl3常用作印刷电路铜板腐蚀剂。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤________。‎ 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH Fe3+‎ ‎1.9‎ ‎3.2‎ Fe2+‎ ‎7.0‎ ‎9.0‎ Cu2+‎ ‎4.7‎ ‎6.7‎ 提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu ‎【思路点拨】解答本题时注意，虽然题目要求除去铁的两种离子，但最好转化成更易沉淀的三价铁离子，这样沉淀效果最好，除杂较理想。‎ ‎【答案】①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+；②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7；③过滤[除去Fe(OH)3]‎ ‎【解析】从表中数据分析可知，要除去Cu2+溶液中的Fe3+和Fe2+，首先要将Fe2+转化为Fe3+，然后调节溶液的pH大于3.2而小于4.7，能实现这一目的的试剂只能是加入Cl2和CuO。‎ ‎【总结升华】在可能生成多种沉淀的情况时，反应总向着生成溶解度最小的那种物质的方向进行。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】普通泡沫灭火器内的玻璃筒里盛硫酸铝溶液，铁筒里盛碳酸氢钠溶液，其化学反应的原理是________（用离子方程式表示）。‎ 不能把硫酸铝溶液盛在铁筒里的原因是________。‎ 不用溶解度较大的碳酸钠代替碳酸氢钠的原因是________。‎ ‎【答案】Al3++3HCO3―＝Al(OH)3↓+3CO2↑ 若把Al2(SO4)3放在铁筒里，因发生水解反应：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+，溶液呈酸性会腐蚀铁筒 若用Na2CO3代替NaHCO3，发生双水解的反应是Al2(SO4)3+ 3Na2CO3+3H2O＝3Na2SO4+2Al(OH)3↓+3CO2↑。可见，等物质的量的Al2(SO4)3产生的CO2的量较少，且生成CO2的速率慢 类型二、溶液中离子浓度大小的比较 4‎ 例3．关于浓度均为0.1 mol/L的三种溶液：①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液，下列说法不正确的是（ ）‎ A．c(NH4+)：③＞①‎ B．水电离出的c(H+)：②＞①‎ C．①和②等体积混合后的溶液：c(H+)=c(OH－)+c(NH3·H2O)‎ D．①和③等体积混合后的溶液：c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)‎ ‎【思路点拨】氨水为弱碱，盐酸为强酸，两者都会对水的电离抑制，氯化铵为强酸弱碱盐，对水的电离有促进作用。‎ ‎【答案】B ‎【解析】A项，氨水属弱电解质只有部分电离，NH4Cl中NH4+水解的较少，A正确；B项盐酸抑制水电离，NH4Cl促进水电离，B错误；C项根据电荷守恒，c(H+)=c(Cl―)+c(OH―)―c(NH4+)=0.1+c(OH―)―[0.1―c(NH3·H2O)]，即c(H+)=c(OH―)+c(NH3·H2O)，故C项正确；D项溶液显碱性，故D项正确。‎ ‎【总结升华】当两种或者两种溶液混合时，应该先考虑相互反应的情况，然后根据反应产物分析溶液中离子的水解以及弱电解质的电离情况。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】关于小苏打水溶液的表述正确的是（ ）‎ A．c(Na+)=c(HCO3―)+c(CO32―)+c(H2CO3)‎ B．c(Na+)+c(H+)=c(HCO3―)+c(CO32―)+c(OH―)‎ C．HCO3―的电离程度大于HCO3―的水解程度 D．存在的电离有：NaHCO3＝Na++HCO3―，HCO3―H++CO32―，H2OH++OH―‎ ‎【答案】A、D ‎【高清课堂：盐类的水解—水解应用】‎ ‎【变式2】在Na2S的水溶液中存在着多种离子和分子，下列关系不正确的是 （ ）‎ A、c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)‎ B、c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+‎2c(S2-)+c(HS-)‎ C、c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+‎2c(H2S)‎ D、c(Na+)=‎2c(S2-)+‎2c(HS-)+‎2c(H2S)‎ ‎【答案】A 4‎