人教版 (2019)选择性必修1实验活动3 盐类水解的应用学案及答案

盐类水解

【学法指导】

1.会分析外界条件对盐类水解平衡的影响。

2.了解盐类水解在生产生活、科学研究中的应用。

3.掌握溶液中离子浓度大小的比较方法。

【基础梳理】

一、盐的水解平衡常数

以强碱弱酸盐(MA)为例，其水解的离子方程式为                      。

盐的水解常数：                        。

HA的电离常数：                        。

强碱弱酸盐的水解常数与弱酸的电离常数的关系式:              。

二、影响盐类水解的因素

(1)内因

盐类水解程度的大小，主要是由                      所决定的。

例如，对于强碱弱酸盐（MA）的水解：

强碱弱酸盐：生成盐的弱酸酸性越弱，即越难电离(电离常数越小)，该盐的水解程度越     。

强酸弱碱盐：生成盐的弱碱性越弱，盐的水解程度越       。

(2)外因

实验探究——反应条件对FeCl3水解平衡的影响

[提出问题]

问题一：FeCl3溶液呈酸性还是碱性？写出FeCl3发生水解的离子方程式。

问题二：从反应条件考虑，影响FeCl3水解平衡的因素可能有哪些？

[实验用品]

试管、试管夹、试管架、胶头滴管、pH计、药匙、酒精灯、火柴、0.01 mol/L FeCl3溶液、FeCl3晶体、浓盐酸、浓NaOH溶液

[实验方法及现象]

[实验原理及解释]

试分析外因对CH3COONa水解平衡的影响：

☂名师点拨

1.温度：盐的水解是吸热反应，因此升高温度，水解程度增大。

2.浓度：盐的浓度越小，电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小，水解程度越大。

3.酸碱性：向盐溶液中加入H+，可抑制阳离子水解，促进阴离子水解；向盐溶液中加入OH-，能抑制阴离子水解，促进阳离子水解。

【典例1】正误判断。

(1) 在FeCl3稀溶液中，水解达到平衡时，无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释，平衡均向右移动(    )

(2) 浓度为5 mol/L和0.5 mol/L的两种FeCl3溶液，其他条件相同时，前者Fe3+的水解程度小于后者(   )

(3) 其他条件相同时，同浓度的FeCl3溶液在50℃和20℃时发生水解，50℃时Fe3+的水解程度比20℃时的小 (    )

(4) 为抑制Fe3+的水解，更好地保存FeCl3，溶液，应加少量盐酸(    )

答案：√√×√

【典例2】在一定条件下，溶液中存在如下平衡：，下列说法正确的是(   )

A.稀释溶液，平衡正向移动，增大

B.通入，平衡逆向移动，溶液pH减小

C.加入NaOH固体，平衡逆向移动，溶液pH减小

D.升高温度，增大

答案：D

解析： A项，稀释溶液平衡正向移动，，温度不变不变，错误；B项，通入，减小，平衡正向移动，错误；C项，加入NaOH固体，平衡逆向移动，但溶液中增大，溶液pH增大，错误；D项，升高温度，平衡正向移动，增大，正确。

【典例3】某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系，得到如图所示曲线。下列分析错误的是(   )

A.b点水解程度最大

B.水的电离平衡不会对溶液的pH产生影响

C.a→b段水解平衡向右移动

D.水解是吸热过程

答案：AB

解析：溶液中存在碳酸根离子的水解平衡和水的电离平衡，水的电离是吸热过程，纯水中温度升高pH会降低，题图中显示温度升高溶液的pH先增大，后减小，说明水的电离平衡会影响溶液的pH；水解是吸热过程，温度升高水解平衡向右移动，水解程度增大。

【典例4】下列关于一定温度下的NaHA溶液的描述中，能说明该盐溶液一定显酸性的是(   )

A.溶液pH<7

B.溶液中

C.溶液可与等体积等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应

D.溶液中

答案：B

解析：题中未说明温度，100℃时，pH=6的溶液呈中性，题述温度下，pH<7的溶液可能呈碱性，A错误；溶液中，说明在水中完全电离，则该盐溶液一定显酸性，B正确；，等浓度等体积的两溶液恰好完全反应，不能确定NaHA溶液一定显酸性，C错误；溶液中，说明是弱酸，的水解程度大于其电离程度，则NHA溶液一定显碱性，D错误。

三、盐类水解的应用

(1)在科学研究中的应用

①配制可水解的盐溶液

某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而变浑浊，需加相应的        来抑制水解，如在配制FeCl3溶液时常加入少量          来抑制FeCl3水解。

②可水解盐溶液的储存

某些强碱弱酸盐水解呈碱性，用玻璃试剂瓶贮存时，不能用        。如Na2CO3溶液、NaF溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。

③判断加热浓缩某些盐溶液的产物

如加热浓缩FeCl3溶液，FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，由于盐酸易挥发使水解平衡向右移动，蒸干后得到的物质为                    。

④制备胶体

将饱和FeCl3溶液滴入            中因水解而得到红褐色Fe(OH)3胶体。

⑤判断溶液的酸碱性

Na2CO3溶液呈碱性的原因：                             。

⑥判断盐溶液中粒子的种类及浓度的大小如Na2CO3；溶液中存在的粒子有            。

⑦判断离子能否共存

若阴、阳离子发生水解相互促进的反应，水解程度较大而不能大量共存，有的甚至水解完全。常见的水解相互促进的反应进行完全的有Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-等。

(2)日常生活中的应用

①热的纯碱液去油污效果更好

纯碱（Na2CO3）水解呈碱性，加热能促进水解，溶液的碱性增强，热的纯碱溶液去污效果增强。水解的离子方程式为                          。

②明矾（铝盐）用作净水剂

明矾溶于水电离产生的Al3+水解，生成Al(OH)3胶体表面积大，吸附水中悬浮的杂质而使水变澄清。有关的离子方程式是                         。

③泡沫灭火剂

泡沫灭火器内所盛装药品分别是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，在使用时将两者混合，铝离子的水解会促进碳酸氢根离子的水解，从而使水解完全，产生CO2和Al(OH)3。离子方程式                           。

④铵态氮肥不能与草木灰混合使用

草木灰的成分：K2CO3，铵态氮肥——铵盐。

因为NH4+在水溶液中能发生水解生成H+，CO32-在水溶液中水解产生OH-，当二者同时存在时，则二者水解产生的H+和OH-能发生中和反应，使水解程度都增大，铵盐水解产生的NH3•H2O易挥发而降低了肥效。

【典例5】下列有关说法正确的是(   )

A.天然水呈弱碱性的原因是其中含有较多的、等离子

B.纯碱溶液可去油污与盐类水解无关

C.100 mL 0.1 mol/L 溶液中含有的阴离子数目大于

D.蒸干溶液可得到固体

答案：C

解析：天然水呈弱碱性，是因为天然水中含有、，A错误；水解使溶液呈碱性，油脂在碱性条件下易水解，纯碱溶液可去油污与盐类水解有关，B错误；，水解后阴离子变多，100 mL 0.1 mol/L 溶液中含有的阴离子数目大于，C正确；蒸干溶液得不到固体，最终得到的产物是，D错误。

【典例6】下列关于盐类水解的应用中，说法正确的是(   )

A.加热蒸干溶液，最后可以得到NaOH和的混合固体

B.除去溶液中的，可以加入NaOH固体

C.明矾净水的原理：

D.加热蒸干KCl溶液，最后得到KOH固体（不考虑与的反应）

答案：C

解析：加热蒸干溶液，最后得到固体，A错误；镁离子、铁离子均能与反应生成沉淀，所以不能用NaOH除去溶液中的，B错误；明矾在水中电离出铝离子，铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性，即，C正确；加热蒸干KCl溶液，最后得到KCl固体，D错误。

【典例7】把下列物质的水溶液蒸干并灼烧，能得到原物质的是(   )

A. B. C. D.

答案：C

解析：碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠，蒸干溶液并灼烧，得到固体，A错误；氯化铝水解生成HCl和氢氧化铝，HCl易挥发，灼烧氢氧化铝得到氧化铝，B错误；水解生成的硫酸是难挥发性酸，蒸干灼烧后得到的固体仍为，C正确；受热易分解生成锰酸钾、二氧化锰与氧气，D错误。

☂名师点拨

盐溶液蒸干灼烧时所得产物类型的判断

1.盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，如蒸干

CuSO4（aq）CuSO4（s）；盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得对应的氧化物，如AlCl3(aq) Al(OH)3Al2O3。

2.酸根阴离子易水解的强碱盐，如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。

3.考虑盐受热时是否分解

Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解，因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3（CaO）；NaHCO3→Na2CO3；KMnO4→K2MnO4 + MnO2；NH4Cl→NH3 ↑+HCl↑。

4.还原性盐在蒸干时会被O2氧化

如Na2SO3(aq)→Na2SO4(s)。

四、电解质溶液中的三个守恒：

(1)电荷守恒：电解质溶液中无论存在多少种离子溶液总是呈电中性，即                               电荷总数=                               电荷总数。

应用：如Na2CO3，溶液中存在的阳离子有Na+、H+，存在的阴离子有OH-、CO32-、HCO3-。

根据电荷守恒有n(Na+) + n(H+)=                                。

或c(Na+) + c(H+)=                           。

(2)元素质量守恒(物料守恒)：在电解质溶液中，由于某些离子发生水解或电离，离子的存在形式发生了变化。就该离子所含的某种元素来说，其质量在变化前后是守恒的，即元素质量守恒。

应用：如Na2CO3溶液中Na+和CO32-的原始浓度之间的关系为c(Na+)=2c(CO32-)，由于CO32-发生水解，其在溶液中的存在形式除了CO32-，还有HCO3-、H2CO3。

根据电荷守恒有c(Na+) =                                                。

(3)质子守恒

如纯碱溶液中c(H+)水=c(OH-)水,c(H+)水=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+),所以c(OH-)水=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+)。

现分别以Na2CO3和NaHCO3溶液为例,用以下图示帮助我们来理解质子守
恒:

所以c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H3O+),即                           ;

所以                                          。

五、溶液中粒子浓度大小的比较

(1)考虑水解因素:如Na2CO3溶液。

CO32-+H2O HCO3-+OH-

HCO3-+H2O H2CO3+OH-

所以                                         。

(2)不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。如相同浓度的a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4三种溶液中c(NH4+)由大到小的顺序是                                      。

(3)混合液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素，如相同浓度的NH4Cl和氨水混合液中，因NH3·H2O的电离>NH4+的水解，故离子浓度顺序为                 。

【典例8】有关醋酸钠溶液中离子浓度大小的比较，下列关系式中正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

答案：C

解析：醋酸钠溶液中，部分水解，正确的浓度大小为，A、D错误；醋酸钠溶液中存在电荷守恒：，B错误；醋酸钠溶液中存在元素质量守恒：，C正确。

【典例9】常温下向10mL 溶液中加入的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(   )

A.a点所示溶液中

B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同

C.pH=7时，

D.b点所示溶液中

答案：D

解析： A项，a点NaOH与HA恰好完全反应，溶液的pH为8.7，呈碱性，为弱酸，NaA发生了水解反应，则溶液中，错误；B项，a点NaA发生了水解反应，促进了水的电离，b点为等物质的量的NaA和HA的混合溶液，由于HA的电离大于的水解，溶液呈酸性，HA的电离抑制了水的电离，所以a点水的电离程度大于b点水的电离程度，错误；C项，根据电荷守恒： ，pH=7时，则，错误；D项，b点为等物质的量的NaA和HA的混合溶液，溶液呈酸性，说明HA的电离程度大于的水解程度，所以，正确。

【课后练习】

1.在的平衡体系中，要使平衡向水解方向移动，且使溶液的pH增大，应采取的措施是(   )

A.加热  B.通入Cl2 

C.加入适量  D.加入NaCl溶液

2.等物质的量浓度的下列溶液中最大的是(   )

A. B. C. D.

5.为使溶液中的值减小，可加入的物质是(   )

①适量的盐酸；②适量的NaOH溶液；③适量的KOH固体；④适量的KHS固体。

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

6.常温下，稀释的溶液，图中的纵坐标可以表示(   )

A.溶液中的

B.溶液的pH

C.溶液中的数目

D.溶液中的

7.探究铝片与溶液的反应：

下列说法正确的是(   )

A. 溶液中存在水解平衡：

B.推测出现白色浑浊的原因：

C.对比Ⅰ、Ⅲ，说明溶液能破坏铝表面的保护膜

D.加热和逸出对水解平衡移动方向的影响是相反的

3.乙酸钙常用作食品稳定剂和抑霉剂，下列有关乙酸钙溶液中粒子浓度的比较中不正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

4.25℃时，溶液吸收，溶液pH随变化的关系如下表，以下离子浓度关系的判断正确的是(   )

A.溶液中

B.溶液中

C.当吸收液中=1：1时，

D.当吸收液呈中性时，

8.已知常温下，01mol/L的溶液的pH=7.8，往碳酸的饱和水溶液中通入，测得含氮和含碳各微粒的分布分数（平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数）与pH的关系如图所示。下列说法错误的是(   )

A.常温下，

B.向pH=6.5的上述溶液中通入时，和浓度都逐渐减小

C.溶液中存在关系：

D.当溶液的p=9时，溶液中存在下列关系：

13.是一种低沸点液态化合物，遇水剧烈水解生成两种气体，常用作脱水剂。某同学向盛有10mL水的锥形瓶中滴加8~10滴，下列说法错误的是(   )

A.锥形瓶中有白雾产生，并有刺激性气味

B.将产生的气体通入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液迅速褪色

C.向反应后的溶液中滴加溶液，产生白色沉淀

D.将与混合加热可以得到无水

12.在氯化铁溶液中存在下列平衡：

（1）加热溶液，溶液颜色会不断加深，可得到一种红褐色透明液体，向这种液体中加入溶液，产生的现象为                 。

（2）不断加热溶液，蒸干水分并灼烧，最终得到的固体是                 。

（3）为防止配制溶液时出现浑浊，应加入            。

（4）为了除去酸性溶液中的，可在加热搅拌的条件下加入固体能除去的原因是                 。

答案及解析

1.答案：D

解析：加热能使平衡向水解方向移动，增大，pH减小，故A项不符合题意；通入HCl能增大平衡逆向移动，溶液pH减小，故B项不符合题意；加入适量，增大，促进水解，但增大，pH减小，故C项不符合题意；加人入NaCl溶液，相当于加水稀释，能促进水解，变小，故pH增大，D项符合题意。

2.答案：C

解析：相同物质的量浓度的、、、溶液，、中大于、溶液中，是弱酸弱碱盐，溶液中的会促进的水解，电离出的会抑制的水解，所以相同物质的量浓度的溶液中：。

3.答案：C

解析：硫离子水解：，，加入盐酸，平衡正向移动，减小，比值增大，①错误；加入适量NaOH溶液，增大，水解平衡逆向移劫，增大 ，但增大的更多，比值增大，②错误；加入适量KOH固体，增大，水解平衡逆向移劫，增大，不变，比值减小，③正确；加入适量的KHS固体，不变，水解平衡逆向移动，浓度增大，所以比值减小，④正确。

4.答案：C

解析：加水稀释，溶液的体积增大，溶液中氢氧根离子浓度逐渐减小，pH应逐渐减小，A、B错误；加水稀释，碳酸根离子水解平衡正向移动，溶液中的数目增大，但是溶液的体积增大的程度大于数目增大的程度，所以减小，C正确、D错误。

5.答案：C

解析：碳酸根离子水解，离子方程式为，A错误；碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应： ，B错误；铝能与热水反应，实验Ⅰ中铝片表面无明显现象，说明铝片表面有保护膜，实验Ⅲ中铝片表面产生细小气泡，说明铝片表面的保护膜被破坏，C正确；加热和逸出都促进水解，D错误。

6.答案：D

解析：溶液呈电中性，溶液中阳离子所带正电荷数等于阴离子所带负电荷数，故，A正确；根据溶液呈电中性可知：，根据元素质量守恒可知：，二者结合可得：，B正确；水解程度较小，水解后溶液呈碱性，则，C正确；根据元素质量守恒可知：，D错误。

7.答案：D

解析：在溶液中，的电离和水解程度都较小，，根据表中数据知溶液呈酸性，则，A错误；在溶液中，部分水解生成，但其水解程度较小，，两步水解都生成，所以，B错误；当吸收液中=1：1时，溶液的pH=7.2，溶液呈弱碱性，则，溶液中存在电荷守恒，，所以，C错误；当吸收液呈中性时，，溶液中存在电荷守恒，，所以，D正确。

8.答案：B

解析：常温下0.1mol/L的溶液的pH=7.8，溶液显碱性，说明碳酸氢根离子水解程度大于铵根离子的水解程度，则电离平衡常数，A正确；pH=6.5的溶液中，通入，溶液的pH增大，据题图知，先逐渐增大后逐渐减小，B错误；溶液中存在元素质量守恒：，C正确；结合题图可知，溶液的pH=9时，溶液中离子浓度大小顺序为，D正确。

9.答案：B

解析：由反应可知，锥形瓶中有白雾产生，二氧化硫有刺激性气味，A正确；混合气体通入紫色石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红，不褪色，B错误；向反应后的溶液中滴加溶液，产生白色沉淀氯化银，C正确；将与混合加热，生成的氯化氢抑制氯化铝的水解，则可以得到无水，D正确。

10.答案：（1）出现红褐色沉淀   （2）   （3）少许稀盐酸

（4）促进了的水解，使转化为沉淀而被除去

解析：（1）加热溶液，得到的红褐色透明液体为胶体，加入电解质使胶体聚沉而得到红褐色沉淀。

（2）加热可促进盐类水解，由于HCl易挥发，可使水解进行彻底，得到沉淀，灼烧，最终得到的产物为。

（3）为防止配制溶液时出现浑浊，应加入稀盐酸抑制水解。

（4），与水解产生的反应：，使的水解平衡正向移动，生成的在加热搅拌条件下发生聚沉，再过滤除去和未反应的。