化学选择性必修1第3章 物质在水溶液中的行为第2节 弱电解质的电离 盐类的水解习题ppt课件

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第3章
内容索引
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2.能发现和提出有关盐类水解的问题,并设计探究方案,进行实验探究,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
基础落实•必备知识全过关
知识铺垫
1.写出下列溶液中存在的化学平衡:
2.根据生活常识我们知道,热的纯碱溶液去污能力更强,这说明加热后Na2CO3溶液的碱性增强。3.Na2CO3发生水解后,溶液中粒子数目比水解前增多(填“增多”“减小”或“不变”)。4.水解呈酸性的盐溶液与水解呈碱性的盐溶液混合后,两种盐的水解程度都会增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
必备知识
一、弱电解质溶液中离子浓度大小比较1.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中(1)存在的电离平衡有CH3COOH CH3COO-+H+、H2O H++OH-。(2)含有的粒子有CH3COOH、H2O、CH3COO-、H+、OH-。(3)粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)。
二、盐类水解的应用1.盐类做净水剂硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,反应的离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,Al(OH)3胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。
2.热碱水清洗油污
3.泡沫灭火器(1)试剂:Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
4.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)可抑制水解。如配制FeCl3溶液时,加入适量盐酸可抑制Fe3+的水解,得到澄清的溶液。
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可以做净水剂也可以做消毒剂。(　　)(2)实验室保存Na2S溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。(　　)(3)将Cu(NO3)2固体溶于稀硝酸配制Cu(NO3)2溶液。(　　)(4)在FeCl3溶液中加入镁粉既有气体产生又有红褐色沉淀产生。(　　)(5)把镁粉投入到NH4Cl溶液中,有两种气体产生。(　　)(6)水解平衡右移,弱离子的水解程度一定增大。(　　)(7)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用。(　　)(8)热的纯碱溶液去油污效果好。(　　)
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重难探究•能力素养全提升
问题探究
CH3COONa溶液中存在着下列电离和反应过程:
1.CH3COONa溶液中的Na+、OH-、CH3COO-、H+四种离子浓度大小有什么关系?提示c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
2.某溶液中只含有N 、Cl-、OH-、H+四种离子,该溶液的溶质可能有几种情况?
提示一种溶质时,只有NH4Cl;两种溶质时有:①NH4Cl与HCl,②NH4Cl与NH3·H2O。
归纳拓展
1.溶液中离子浓度的大小比较(三个“守恒”关系式)
2.四种主要类型的溶液中离子浓度大小的比较(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4的溶液中:
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸酸根离子的分步水解分析,如Na2CO3溶
(3)不同溶液中同一离子浓度的大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同浓度的下列溶液中:①NH4Cl　②CH3COONH4　③NH4HSO4　④(NH4)2SO4⑤(NH4)2CO3,c平(N )由大到小的顺序是:④>⑤>③>①>②。
(4)混合溶液中各离子浓度比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。①分子的电离程度大于对应离子的水解程度:在0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1氨水的混合溶液中:由于NH3·H2O的电离程度大于N 的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为:c平(N )>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+)。②分子的电离程度小于对应离子的水解程度:在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为:c平(Na+)>c平(CN-)>c平(OH-)>c平(H+),且c平(HCN)>c平(Na+)=0.1 mol·L-1。
【典例1 】 下列溶液中离子浓度关系表示正确的是(　　)A.NaHCO3溶液中:c平(H+)+c平(Na+)=c平(OH-)+B.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c平(H+)c平(H+)>c平(N )>c平(OH-)D.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液中:2c平(Na+)=c平(CH3COOH)+c平(CH3COO-)
应用体验
答案D
【变式设问】试写出NH4Cl溶液中的电荷守恒,并比较离子浓度的大小。
提示 电荷守恒:c平(Cl-)+c平(OH-)=c平(N )+c平(H+),离子浓度的大小顺序:c平(Cl-)>c平(N )>c平(H+)>c平(OH-)。
易错警示 溶液中离子浓度大小比较应特别注意的问题①多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液),要分清变化的主次关系。盐完全电离,多元弱酸酸根离子的第一步水解程度大于第二步水解。②多元弱酸的酸式盐溶液,要注意考虑酸式酸根离子的水解程度和电离程度的相对大小。若酸式酸根离子的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;若酸式酸根离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。③当两种溶液混合或两种物质发生反应时,要根据反应原理准确地判断溶质的成分,然后判断离子种类,再根据规律比较离子浓度大小。④不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对该离子的影响。
变式训练1已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是(　　)A.c平(OH-)>c平(HA)>c平(HB)>c平(H+)B.c平(OH-)>c平(A-)>c平(B-)>c平(H+)C.c平(OH-)>c平(B-)>c平(A-)>c平(H+)D.c平(OH-)>c平(HB)>c平(HA)>c平(H+)
答案A解析根据“越弱越水解”的原则,浓度相同时,A-的水解程度比B-的水解程度大,所以溶液中的c平(HA)>c平(HB),c平(A-)c平(H+);由于溶液中离子的水解是微弱的,所以c平(OH-)应小于c平(A-)和c平(B-)。
问题探究
1.甲、乙两支试管内各加入3 g图中相应的粉末,气泡产生的速率相等吗?提示不相等,NaHCO3产生气泡的速率快。
2.普通泡沫灭火器为什么不用溶解度大的Na2CO3代替NaHCO3?写出甲、乙两支试管中反应的离子方程式。
归纳拓展
1.物质水溶液的配制凡配制含有“弱离子”的盐溶液时,通常需采取防水解的措施。(1)配制强酸弱碱盐溶液:滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解。如配制FeCl3的水溶液,FeCl3溶于水时发生水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,为防止有Fe(OH)3生成,通常先将FeCl3溶于稀盐酸中,抑制Fe3+的水解,使溶液保持澄清,再加水稀释至所需浓度。(2)配制强碱弱酸盐溶液:应加入少量强碱,抑制弱酸酸根离子水解。如配制硫化钠的水溶液时,应先滴入几滴氢氧化钠溶液,再加水稀释至所需浓度。
2.试剂的保存在实验室存放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,一般用橡皮塞。因这些盐水解生成的NaOH会腐蚀玻璃塞生成有黏性的Na2SiO3,从而使瓶口和塞子黏结在一起而不易打开。3.判断离子能否大量共存
Al3+与S2-在溶液中相互促进水解,故不能在溶液中制取Al2S3,只能在固态无水条件下制取
4.利用盐的水解去除杂质如果两种盐的水解程度不一样,可利用水解反应将一种盐转化为氢氧化物沉淀而除去。例如:MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质,因Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3等,使Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+。
5.制备无水盐有些盐(如Al2S3)遇水即水解,无法在溶液中制取,只能由单质直接反应制取(干法制取);还有些盐溶液(如FeCl3溶液、AlCl3溶液)必须在蒸发过程中不断通入HCl气体,以抑制阳离子的水解,才能得到相应的固体。
6.解释生活、生产中的一些化学现象(1)去污:常把某些盐当作碱使用,如纯碱、肥皂具有去污作用,且热的溶液去污能力比冷的溶液的去污能力强。这是由于纯碱、肥皂都属于强碱弱酸盐,其水解后溶液均显碱性,升高温度水解的程度增大,溶液的碱性增强,去污能力增强。(2)灭火:泡沫灭火器内所盛装药品一般是相互隔离的NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,在使用时将两者混合,能够水解彻底:
在炸油条的过程中加入纯碱、明矾,利用水解产生的CO2气体,使油条变得松软可口。
(3)化肥的合理使用:如草木灰(含K2CO3)不能与铵态氮肥相混用。因为
随NH3挥发,氮肥肥效降低;过磷酸钙不宜与草木灰混合施用,同样是因草木灰中的K2CO3水解显碱性,使可溶的磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]转化为难溶的Ca3(PO4)2,不易被植物吸收。
7.判断加热浓缩、蒸干某些盐溶液的产物(1)易挥发的酸形成的盐:如加热AlCl3溶液至蒸干,再灼烧,最终得到的是Al2O3而不是AlCl3。这因为AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热时AlCl3的水解平衡正向移动,生成的HCl挥发出去,使反应趋于完成,生成Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3分解而生成Al2O3。
(2)难挥发的酸形成的盐:如加热蒸干Fe2(SO4)3溶液,加热使Fe2(SO4)3+6H2O 2Fe(OH)3+3H2SO4向右移动,但H2SO4不挥发,所以随着平衡的右移,水减少,H2SO4的浓度越来越大,H2SO4就抑制了Fe3+的水解,所以Fe2(SO4)3的水解不能进行到底,最终得到的还是Fe2(SO4)3。
(3)受热时易分解的盐:Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4等固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3(CaO);NaHCO3→Na2CO3;KMnO4→K2MnO4+MnO2。
(4)弱酸的铵盐蒸干后无固体:如NH4HCO3、(NH4)2CO3。(5)还原性盐在蒸干时会被氧气氧化,如S 具有较强的还原性,大部分亚硫酸盐溶液蒸干得到硫酸盐,如蒸干Na2SO3溶液可得Na2SO4固体。
应用体验
【典例2】(2022广东揭西高二期末)下列说法中,与盐类的水解有关的是(　　)①明矾、氯化铁晶体常用于净水②比较NH4Cl和Na2S等某些盐溶液的酸碱性③用NaHCO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂④实验室通常使用热的纯碱溶液去除油污A.只有①②③ B.只有②③④C.只有①③④ D.全部
答案 D　解析 明矾、氯化铁晶体溶于水后可以水解形成具有吸附作用的胶体,可以净水,与水解有关,①符合题意;NH4Cl溶液显酸性是因为铵根的水解,Na2S溶液显碱性是因为硫离子的水解,②符合题意;NaHCO3溶液因水解显碱性,Al2(SO4)3溶液因水解显酸性,二者混合发生相互促进的水解反应,产生大量二氧化碳和泡沫,从而灭火,与水解有关,③符合题意;纯碱水解使溶液显碱性,且加热可以促进水解,从而除去油污,与水解有关,④符合题意;综上所述答案为D。
变式训练2-1分别将下列物质:①FeCl3　②CaO　③NaCl　④Ca(HCO3)2　⑤Na2SO3　⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是(　　)A.②③ B.③⑥ C.①④ D.⑤⑥
答案B解析①氯化铁为强酸弱碱盐,氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢,氯化氢具有挥发性,加热过程中促进氯化铁水解,蒸干时得到氢氧化铁,故①不符合题意;②氧化钙和水反应生成氢氧化钙,加热过程中,蒸发掉水,最后得到氢氧化钙,故②不符合题意;③氯化钠不水解,蒸发掉水后得到氯化钠,故③符合题意;④加热时碳酸氢钙分解生成碳酸钙,所以最后得到碳酸钙,故④不符合题意;⑤亚硫酸钠不稳定,在加热过程中被氧气氧化生成硫酸钠,所以最后得到硫酸钠,故⑤不符合题意;⑥硫酸钾不水解,将其水溶液蒸干时得到硫酸钾,故⑥符合题意。
变式训练2-2化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　)A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化B.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为样品中的S水解C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理D.纯碱溶液呈碱性的原因是:
答案B解析明矾电离出的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,A项正确;雨水放置一段时间后,其中的H2SO3被氧化成H2SO4,所以pH变小,B项错误;Fe3+在沸水中水解生成Fe(OH)3胶体,C项正确;纯碱溶液呈碱性是因为C 的水解,D项正确。
学以致用•随堂检测全达标
1.下列应用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解反应无关的是(　　)A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞B.泡沫灭火器中含有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将二者混合就可产生大量二氧化碳C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
答案D
2.把三氯化铁溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体产物是(　　)A.无水三氯化铁 B.氢氧化铁C.氧化亚铁 D.三氧化二铁
答案D
解析在FeCl3溶液中存在水解平衡FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,在不断加热的条件下,水解平衡右移,当水分减少时HCl也不断挥发,进一步导致水解平衡右移,当蒸干时可得到Fe(OH)3,再灼烧又使Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O,最后得Fe2O3。
3.已知Fe3+在pH为4~5时就可以完全形成Fe(OH)3沉淀,若要除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可以加入一种试剂,充分搅拌作用后过滤,就可得到纯净的MgCl2溶液,这种试剂可以是(　　)A.NH3·H2O B.NaOHC. KOH D.MgCO3
答案 D
解析 该题要求除去溶液中的Fe3+,现分析溶液中的主要离子组成为:Mg2+、Cl-、H+、Fe3+,首先应考虑除杂质后不能引入新杂质。Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,当加入MgCO3后,发生反应MgCO3+2H+==Mg2++H2O+CO2↑,这样便破坏了Fe3+的水解平衡,使Fe3+的水解平衡向着生成Fe(OH)3的方向移动,生成的Fe(OH)3在加热、搅拌条件下发生凝聚,最终可将Fe3+除去。
4.(2022浙江柯桥高二期末)在25 ℃时,浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液的pH=4.76。已知:Ka(CH3COOH)=1.75×10-5 mol·L-1,Kh为CH3COONa的水解常数。下列说法正确的是(　　)A.用pH试纸和pH计均可测定该混合溶液的pH=4.76B.混合溶液中,c平(CH3COO-)+c平(OH-)Kh(CH3COO-),且混合溶液加水稀释时,c平(OH-)增大D.向100 mL上述混合溶液中滴加1~2滴NaOH稀溶液,溶液pH发生突变
答案 C
解析 pH试纸只能读取整数,不能用pH试纸测定pH=4.76的溶液,A错误;混合溶液中满足电荷守恒:c平(CH3COO-)+c平(OH-)=c平(Na+)+c平(H+),由该混合溶液呈酸性知醋酸的电离程度大于醋酸根的水解程度,则c平(CH3COOH)c平(CH3COOH)+c平(H+),B错误;25 ℃时,浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液pH=4.76,说明醋酸的电离程度大于其水解程度,因此Ka(CH3COOH)>Kh(CH3COO-),且混合溶液加水稀释时,氢离子浓度减小,所以c平(OH-)增大,C正确;由于该混合溶液存在醋酸的电离平衡和醋酸根的水解平衡,混合溶液构成缓冲溶液,所以向100 mL上述混合溶液中滴加1~2滴NaOH稀溶液,溶液pH基本不变,D错误。
5.(2022福建漳州高二期末)酸、碱、盐在水溶液中的离子反应在生活和生产中有广泛的应用,请回答下列问题。(1)洗涤剂中的Na2CO3俗称“纯碱”的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。洗涤油腻餐具时,使用热水效果更佳,原因是 　。 (2)25 ℃时,相同pH的盐酸与CH3COOH溶液分别加水稀释到体积为原来的100倍后,比较两溶液的pH大小:盐酸　　　　(填“>”“=”或“<”)CH3COOH溶液。 
(3)菠菜等植物中含有丰富的草酸(H2C2O4),草酸对生命活动有重要影响。①草酸是一种二元弱酸,写出它在水中的电离方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　,要使溶液中H2C2O4的电离平衡正向移动且c(H+)增大,可以采取的措施有　　　　　　　　　　(写出一项即可)。 ②已知25 ℃时,0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液的pH≈5.5,则NaHC2O4溶液中c平(C2 )、c平(HC2 )、c平(H2C2O4)由小到大的顺序为　 。 
解析 (1)洗涤剂中的Na2CO3俗称“纯碱”的原因是水溶液显碱性,是碳酸根水解导致,其水解方程式为
H2CO3+OH-,洗涤油腻餐具时,使用热水效果更佳,原因是水解过程吸热,热水中Na2CO3的水解程度大,溶液碱性较强,去油污能力强。(2)25 ℃时,相同pH的盐酸与CH3COOH溶液分别加水稀释到体积为原来的100倍后,由于醋酸稀释过程中又电离,因此醋酸溶液中的氢离子浓度大于盐酸中的氢离子浓度,所以两溶液的pH:盐酸>CH3COOH溶液。