第八章水溶液中的离子平衡（学案贾静飞）.doc

第八章 水溶液中的离子平衡
第三节 盐类的水解
复习目标：
1、了解盐类水解的实质，能够解释盐类水解的过程。
2、能够判断水解后溶液的酸碱性和书写水解方程式，总结、归纳出盐类水解的基本规律。
3、能够比较出溶液中离子浓度大小。
基础知识：
一、盐类水解
1、盐类水解的实质：在溶液中，由于盐的离子与水电离出来的H+或OH-生成弱电解质，从而破坏水的电离平衡，使溶液显示出不同程度的酸性、碱性或中性。盐的水解可看作酸碱中和反应的____ ，为____ 反应。
2、盐类水解规律
(1)强弱规律：____
(2)大小规律：
①“水解程度小，式中可逆号，水解产物少，状态不标号。”
②多元弱酸盐的水解是分步进行的，且以第一步为主。 如：CO+ H2O HCO+OH- HCO+ H2O H2CO3 + OH-
(3)酸式盐规律：① 强酸酸式盐溶液呈强酸性。如NaHSO4、NH4HSO4
②强碱弱酸酸式盐溶液显何性，必须比较其阴离子的电离程度和水解程度。
    电离程度＞水解程度，则溶液显酸性。如NaH2PO4、NaHSO3
    电离程度＜水解程度，则溶液显碱性。如NaHCO3、NaHS
3、大多数盐类水解程度较低，但其过程促进了水的电离。
盐类水解的程度主要决定于盐的本性，组成盐的酸根对应的酸(或阳离子对应的碱)越弱，水解程度就越大，其盐溶液的碱性(或酸性)越强。
　 升高温度、水解程度____ ；在温度不变的条件下，稀释溶液，水解程度____ ，另外，加酸或加碱____ 水解。
4、水解反应可用化学方程式或离子方程式表示，书写时应注意。
　　(1)一般用可逆号“”，只有互相促进的完全水解（即有沉淀或气体产生的互促水解）才用“＝”。
　　(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的，可用多步水解方程式表示。
　　(3)一般不写“↓”和“↑”，水解程度大的例外。
5、判断盐溶液中各种离子浓度的大小关系，要从盐的组成、水的电离、盐是否水解等方面综合考虑，并注意守恒法的应用(电荷守恒和元素守恒)，对于弱酸(碱)及其强碱(酸)盐的混合物，一般说来优先考虑盐对弱酸(碱)电离平衡的影响，忽略盐的水解。如NH4Cl与NH3水的混合物，一般只考虑氨水的电离而忽略铵离子的水解。

二、影响盐类水解的因素
1、内因
酸或碱越____ ，其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度越大，溶液的碱性或酸性越强。
2、外因
因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
→
↑
↑
浓度[来源:学科网ZXXK][来源:Z|xx|k.Com]
增大
→
↓
↑
减小
→
↑
↓
外加酸碱
酸
弱酸根离子的水解程度↑，弱碱阳离子的水解程度↓
碱
弱酸根离子的水解程度↓，弱碱阳离子的水解程度↑

三、盐类水解的应用
（1）配制某些盐溶液时要考虑盐的水解：如配制FeCl3、SnCl2、Na2SiO3等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。
（2）制备某些盐时要考虑水解：Al2S3、MgS、Mg3N2 等物质极易与水作用，它们在溶液中不能稳定存在，所以制取这些物质时，不能用复分解反应的方法在溶液中制取，而只能用干法制备。
（3）制备氢氧化铁胶体时要考虑水解。利用加热促进水解来制得胶体。FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl
（4）某些试剂的实验室贮存，如Na2CO3溶液、Na3PO4溶液、Na2SiO3溶液等不能贮存于磨砂口玻璃瓶中。NaF溶液不能保存在玻璃试剂瓶中。
（5）证明弱酸或弱碱的某些实验要考虑盐的水解，如证明Cu(OH)2为弱碱时，可用CuCl2溶液能使蓝色石蕊试纸变红（显酸性）证之。
（6）采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解，使生成氢氧化物沉淀，以除去溶液中某些金属离子。如不纯的KNO3中常含有杂质Fe3＋，可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3＋。
（7）向MgCl2、FeCl3的混合溶液中加入MgO或Mg2CO3除去FeCl3。
（8）某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应，要考虑水解：如Mg、Al、Zn等活泼金属与NH4Cl、CuSO4 、AlCl3 等溶液反应。3Mg+2AlCl3 +6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3↓+3H2↑
（9）判断中和滴定终点时溶液酸碱性，选择指示剂以及当pH=7时酸或碱过量的判断等问题时，应考虑到盐的水解。如CH3COOH与NaOH刚好反应时pH>7，若二者反应后溶液pH=7，则CH3COOH过量。
指示剂选择的总原则是，所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙；弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。
（10）判断酸碱中和至pH=7时，酸碱的用量（如用氨水与盐酸反应至pH=7时是氨水过量）。
（11）测定盐溶液pH时，试纸不能湿润，若中性溶液，测得pH不变仍为7，若强酸弱碱盐溶液，测得pH比实际偏大，若强碱弱酸盐溶液，测得pH比实际偏小，
（12）加热蒸发和浓缩盐溶液时，对最后残留物的判断应考虑盐类的水解。
加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质；加热浓缩Na2CO3型的盐溶液一般得原物质；加热浓缩FeCl3 型的盐溶液.最后得到Fe(OH)3，灼烧得Fe2O3 ；加热蒸干(NH4)2CO3或NH4HCO3型的盐溶液时，得不到固体；加热蒸干Ca(HCO3)2型的盐溶液时，最后得相应的正盐；加热Mg(HCO3)2、MgCO3 溶液最后得到Mg(OH)2 固体；加热Na2SO3型盐溶液，最后被空气氧化为Na2SO4。
（13）净水剂的选择：如Al3＋ ，FeCl3等均可作净水剂，应从水解的角度解释。
（14）小苏打片可治疗胃酸过多。
（15）某些显酸性的盐溶液和某些显碱性的盐溶液反应［如Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液反应会产生大量CO2——泡沫灭火器］。如：Al3＋+ 3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑
（16）某些化肥是否能混施（如草木灰不宜与铵态氮肥及过磷酸钙混合使用）。
（17）解释某些生活现象时应考虑盐的水解，如炸油条用明矾、纯碱；ZnCl2、NH4Cl作焊药；热的纯碱溶液比冷的纯碱溶液去污能力强。
例题精讲：
【例1】物质的量浓度相同的下列溶液中，符合按pH由小到大顺序排列的是(　　)
A．Na2CO3　NaHCO3　NaCl　NH4Cl
B．Na2CO3　NaHCO3　NH4Cl　NaCl
C．(NH4)2SO4　NH4Cl　NaNO3　Na2S
D．NH4Cl　(NH4)2SO4　Na2S　NaNO3
【例2】下列有关问题，与盐的水解有关的是 ( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂
②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
A．①②③ B．②③④ C．①④⑤ D．①②③④⑤
电解质溶液中粒子浓度大小比较
一、知识要点回顾
1．两大理论
（1）电离理论
①一般来说，弱电解质(弱酸、弱碱等)的电离是微弱的，电离消耗及电离产生的微粒都是微小的，同时还要考虑水的电离。如氨水溶液中，既存在NH3·H2O的部分电离，还存在水的微弱电离。故其溶液中微粒浓度大小为：c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(NH4+)＞c(H+)。
②多元弱酸的电离
多元弱酸的电离是分步进行的，一级电离总是远大于二级、三级电离，故多元弱酸的电离中主要考虑第一级电离。如在H2S水溶液中，H2S的电离是分步的，且第一步电离H2SH++HS-是主要的，故微粒浓度大小为：c(H2S)＞c(H+)＞c(HS-)＞c(S2-)。
（2）水解理论
①弱离子的单水解是微弱的。由于水的电离，故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中，微粒浓度大小为：c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)。
②多元弱酸根离子的水解是分步进行的，其第一步水解是主要的。如Na2CO3溶液中微粒浓度大小为：c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(H2CO3)。
③对同浓度CO32-和HCO3-，CO32-比HCO3-水解程度要大。对于其它弱酸性盐也是相同情况，即同浓度的正盐溶液水解程度比相应酸式盐水解程度大。
（3）电离与水解理论综合考虑
多元弱酸的酸式盐溶液、同浓度的一元弱酸（弱碱）与其对应的盐溶液的电离与水解是同时存在的，谁占优势，取决其电离与水解程度的相对大小（一般由题示信息给出）。
①对多元弱酸的酸式盐溶液来说，在NaHSO3、NaH2PO4等溶液中，由于HSO3-、H2PO4-离子的电离程度大于其水解程度，故c(H+)＞c(OH-)，溶液呈酸性。在NaHCO3、NaHS等溶液中，由于HCO3-、HS-离子的水解程度大于其电离程度，故c(OH-)＞c(H+)，溶液呈碱性。
②对同浓度的醋酸和醋酸钠的混合液，CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度，c(CH3COO-)＞c(CH3COOH)，溶液呈酸性。与之类似，同浓度的氨水和氯化铵的混合液，NH3·H2O的电离大于NH4+水解，溶液呈碱性。
2．三大定量关系
（1）电荷守恒
在任何电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数总是等于阳离子所带正电荷总数，即溶液呈电中性。如在Na2CO3溶液中存在如下守恒关系式：c(Na+)+c(H+)==c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)。
（2）物料守恒
在电解质溶液中，由于有些离子能发生电离或水解，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但这些离子或分子中所含某种特定元素原子的总数是始终不变的，是符合原子守恒的。
如在K2S溶液中存在如下守恒关系式：c(K+)==2c(H2S)+2c(HS-)+2c(S2-)。
（3）质子守恒
由水电离出的c(H+)、c(OH-)始终是相等的，溶液中水电离出的H+、OH-虽跟其它离子结合，但其总量仍是相等的。
如在K2S溶液中存在如下守恒关系式：c(OH-)== c(H+)+ c(HS-)+2c(H2S)。
实际上，质子守恒可由“电荷守恒”与“物料守恒”联合推出。
二．解题策略分析
对于比较复杂的电解质溶液中粒子浓度大小比较，由于其涉及的知识面广，综合性强，不少学生看到题目后感觉束手无策。笔者建议采用如下思维过程进行处理，应有利于理清解题思路。
1．判反应
2．写平衡
3．列等式
4．分主次
三．题型归纳分类
通常我们把电解质溶液归纳分类如下：

电解质溶液
单一溶液
混合溶液
酸或碱的溶液——考虑电离
盐溶液——考虑水解
不反应——同时考虑电离和水解
反应
不过量
过量——根据过量程度考虑电离或水解

生成盐——考虑水解
生成酸或碱——考虑电离

1．单一溶液中粒子浓度大小比较
(1)仅含一种弱电解质的溶液中粒子浓度大小比较
【例1】（05年上海化学卷，第14题）叠氮酸（HN3）与醋酸酸性相似，下列叙述中错误的是（ ）
A．HN3水溶液中微粒浓度大小顺序为：c(HN3)＞c(H+)＞c(N3-)＞c(OH-)
B．HN3与NH3作用生成的叠氮酸铵是共价化合物
C．NaN3水溶液中离子浓度大小顺序为：c(Na+)＞c(N3-)＞c(OH-)＞c(H+)
D．N3-与CO2含相等电子数
(2)可水解盐溶液中粒子浓度大小比较
【例2】（01年全国春召题，第18题）在 0.1 mol/L Na2CO3溶液中，下列关系正确的是（ ）
A．c(Na+) = 2c(CO32－) B．c(OH－) = 2c(H+)
C．c(HCO3－)＞c(H2CO3) D．c(Na+)＜c(CO32－)+c(HCO3－)
(3)强碱弱酸酸式盐溶液中粒子浓度大小比较
【例3】（04年江苏化学卷，第17题）草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1mol·L-1 KHC2O4溶液中，下列关系正确的是（ ）
A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)
B．c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1 mol·L-1
C．c(C2O42-)>c(H2C2O4)
D．c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
2、两种溶液混合后粒子浓度大小比较
(1)两种溶液混合后不反应粒子浓度大小比较
【例4】在物质的量浓度均为0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中，测得c(CH3COO-)＞c(Na+)，则下列式正确的是( )
A．c(H+)＞c(OH-) B．c(H+)＜c(OH-)
C．c(CH3COOH)＞c(CH3COONa) D．c(CH3COOH)+ c(CH3COONa)= 0.02mol/L
（2）两种溶液混合发生反应后粒子浓度大小比较
①强碱（酸）与弱酸（碱）溶液混合后粒子浓度大小比较
I、酸碱恰好中和后溶液中粒子浓度大小比较
【例5】（03年上海化学卷，第8题）在10mL0.1mol/LNaOH溶液中加入同体积、同浓度的CH3COOH溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是（ ）
A．c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(OH－)
B．c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH－)＞c(H+)
C．c(Na+)＝c(CH3COO-)＋c(CH3COOH)
D．c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO-)＋c(OH－)
II、酸碱中和后溶液呈中性时溶液中粒子浓度大小比较
【例6】（06年四川理综卷，第12题）25℃时，将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，当溶液的pH＝7时，下列关系正确的是（ ）
A．c(NH4+)＝c(SO42－) B．c(NH4+)＞c(SO42－)
C．c(NH4+)＜c(SO42－) D．c(OH－)＋c(SO42－)＝c(H+)＋c (NH4+)
III、酸或碱有一种反应物过量时溶液中粒子浓度大小比较
【例7】（07年四川理综卷，第11题）在25℃时，将PH=11的NaOH溶液与PH=3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是（ ）
A．c(Na+)=c(CH3COO－)+ c(CH3COOH)
B．c(H+)= c(CH3COO－)+ c(OH－)
C．c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+)
D．c(CH3COO－)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH－)
IV、反应物用量不确定时溶液中粒子浓度大小比较
【例8】（05年江苏化学卷，第12题）常温下将稀NaOH溶液和稀CH3COOH溶液混合，不可能出现的结果是（ ）
A．pH＞7，且c(OH-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(CH3COO-)
B．pH＞7，且c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO-)＋c(OH-)
C．PH＜7，且c(CH3COO-)＞c(H+)＞c(Na+)＞c(OH-)
D．pH＝7，且c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＝c(OH-)
②盐与碱（酸）反应后溶液中粒子浓度大小比较
I、强碱弱酸盐与强酸反应后溶液中粒子浓度大小比较
【例9】（01年上海化学卷，第19题）将0.1mol/L的醋酸钠溶液20mL与0.1mol/L盐酸10rnL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关微粒的浓度关系正确的是（ ）
A．c(CH3COO－)＞c (Cl－)＞c (H+)＞c(CH3COOH)
B．c(CH3COO－)＞c (Cl－)＞c(CH3COOH)＞c (H+)
C．c(CH3COO－)＝c (Cl-)＞c (H+)＞c(CH3COOH)
D．c (Na+)＋c (H+)＝c(CH3COO－)＋c (Cl－)＋c (OH－)
II、强酸弱碱盐与强碱反应后溶液中粒子浓度大小比较
【例10】（03年全国新课程理综卷，第9题）将20mL 0.4mol/L硝酸铵溶液跟50mL 0.1mol/L氢氧化钡溶液混合，则混合溶液中各离子浓度的大小顺序是
A．c(NO3－)＞c(OH－)＞c(NH4+)＞c(Ba2+) B．c(NO3－)＞c(Ba2＋)＞c(OH－)＞c(NH4＋)
C．c(Ba2＋)＞c(NO3－)＞c(OH－)＞c(NH4＋)
D．c(NO3－)＞c(Ba2＋)＞c(NH4＋)＞c(OH－)
III、强碱弱酸酸式盐与强碱反应后溶液中粒子浓度大小比较
【例11】（07年天津理综卷，第10题）草酸是二元中强酸，草酸氢钠溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，溶液中离子浓度关系正确的是( )
A．V(NaOH)= 0时，c(H+)=1×10-2 mol/L
B．V(NaOH)＜10mL时，不可能存在c(Na＋)= 2c(C2O)+ c(HC2O)
C．V(NaOH)=10mL时，c(H+)=1×10-7mol/L
D．V(NaOH)＞10mL时，c(Na＋)＞c(C2O)＞c(HC2O)
③电解质溶液中粒子浓度大小比较的综合应用
【例12】（07年江苏化学卷，第15题）下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是（ ）
A．0.1 mol/LHCOOH溶液中：c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)
B．1 L 0．lmol/LCuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中：
c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(Cu2+)＞c(H+)＞c(OH-)
C．0.1 mol/LNaHCO3溶液中：
c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
D．等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中：
c(Na+)＞c(HX)＞c(X－)＞c(H+)＞c (OH－)
【例13】（07年广东化学卷，第15题）下列溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是（ ）
A．0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c(OH-)=c(HCO3-)+ c(H+)+2c(H2CO3)
B．1 L 0．l mol·L－1NH4Cl溶液中：c(NH4+)= c(Cl-)
C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液： c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(H+)＞c(OH-)
D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的PH=5的混合溶液：c(Na+)= c(NO3-)