课时17-影响盐类水解的因素-水解原理的应用(精讲)-高二化学精讲精练.docx

第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
课时精讲17 影响盐类水解的因素 水解原理的应用
【目标导航】
1．了解影响盐类水解的因素以及水解平衡的移动。
2．通过了解盐类水解有关的应用，体会盐类水解在化学中的重要作用。
3．培养分析问题、学以致用的能力。
【知识导图】

一、盐类水解的影响因素
1．内因——盐的性质
相同条件下，弱酸的酸性越弱，其酸根离子形成的盐越易水解，盐溶液的碱性越强；弱碱的碱性越弱，其阳离子形成的盐越易水解，盐溶液的酸性越强。
2．外因
(1)温度：由于盐类水解是吸热过程，升温可使水解平衡向右移动，水解程度增大。
(2)浓度：稀释盐溶液可使水解平衡向右移动，水解程度增大；若增大盐的浓度，水解平衡向右移动，但水解程度减小。
(3)外加酸碱：加酸可抑制弱碱阳离子水解，加碱能抑制弱酸根离子水解。
(4)两种水解离子的相互影响。弱碱阳离子和弱酸阴离子在同一溶液中，两种水解相互促进，使二者水解程度都增大，甚至反应完全。
二、盐类水解的平衡常数
1．水解平衡常数的概念
在一定温度下，能水解的盐在水溶液中达到水解平衡时，生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数，该常数就叫水解平衡常数。
2．水解平衡常数(Kh)与电离常数Kw的定量关系
A．弱酸强碱盐，如CH3COONa溶液：CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-)=c(CH3COOH)·c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)=c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=KwKa
B．强酸弱碱盐，如NH4Cl溶液：NH4++H2ONH3·H2O+H+
Kh=c(NH3·H2O)·c(H+)c(NH4+)=c(NH3·H2O)·c(H+)·c(OH-)c(NH4+)·c(OH-)=c(H+)·c(OH-)c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)=KwKb
其中Kh为水解平衡常数，Ka(Kb)为弱酸(弱碱)的电离平衡常数，Kw为水的离子积常数。
因而Ka(或Kh)与Kw的定量关系为
(1)Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw
(2)CO32-的一级水解平衡常数Kh1=KwKa2；二级的水解平衡常数Kh2=KwKa1
3．水解平衡常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。它只受温度的影响，因水解过程是吸热过程，故它随温度的升高而增大。
三、盐类水解的应用
应用
原理解释
热的纯碱溶液去污能力强
加热促进了盐的水解，氢氧根离子浓度增大
泡沫灭火器灭火
Al3+与HCO3-发生相互促进的水解反应，生成了CO2和Al(OH)3，隔绝了可燃物与空气
明矾净水
铝离子水解生成的氢氧化铝胶体可用来净水
物质提纯
如除去氯化铜溶液中的氯化铁，可以加入氧化铜或氢氧化铜反应掉部分H+，促进铁离子的水解，使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去
配制易水解的盐溶液
配制FeCl3、FeCl2、SnCl2、AlCl3等溶液时，常将它们溶于较浓的盐酸中，然后再加水稀释；目的是抑制铁离子、亚铁离子、锡离子、铝离子的水解
草木灰不能与铵态氮肥混合施用
铵根离子与碳酸根离子水解相互促进，生成的氨气逸出而降低了氮肥肥效
硫化铝、氮化镁的制备
硫化铝、氮化镁在水溶液中剧烈水解，只能通过单质间化合反应才能制得
比较盐溶液中离子浓度的大小
如Na2CO3溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)> c(HCO3-)>c(H+)
判断弱电解质的相对强弱
如等物质的量浓度的醋酸钠溶液、碳酸氢钠溶液，后者碱性强于前者，则碳酸的酸性弱于醋酸
证明某些电解质是弱酸或弱碱
如CH3COONa溶液能使酚酞试液变红，则该溶液显碱性，说明CH3COOH是弱酸
判断盐溶液蒸干灼烧后的产物
如FeCl3溶液蒸干灼烧后的产物为Fe2O3
盐溶液除锈
如氯化铵溶液可除去金属表面的氧化物，因为NH4+水解使溶液显酸性，可与金属氧化物反应
四、盐溶液蒸干固体产物的判断
1．盐溶液水解生成难挥发性酸时，蒸干后一般得原物质，如Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)
2．盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物，如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
3．强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液等，蒸干后可得到原物质。
4．阴、阳离子均易水解，其水解产物易挥发的盐蒸干后得不到任何固体物质，如NH4Cl、(NH4)2S等。
5．考虑盐受热时是否分解。
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4固体受热易分解，因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2CaCO3(CaO)；NaHCO3Na2CO3；KMnO4K2MnO4+MnO2。
6．还原性盐在蒸干时会被O2氧化。
例如，Na2SO3(aq)Na2SO4(s)；FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(s)
7．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。
【小试牛刀】
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能水解的盐的浓度越低，水解程度越大，溶液的酸碱性越强(　　)
(2)盐溶液显酸碱性，一定是由水解引起的(　　)
(3)水解平衡右移，盐的离子的水解程度一定增大((　　)
(4)NaHCO3和NaHSO4都能促进水的电离(　　)
(5) 加水稀释FeCl3溶液，的值减小(　　)
(6)Na2CO3溶液加水稀释，促进水的电离，溶液的碱性增强(　　)
(7)将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧，所得固体成分相同(　　)
(8)配制FeSO4溶液时，将FeSO4固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度(　　)
(9)改变外界条件后，水解平衡若向右移动，水解程度一定会增大( )
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)× (5)√　(6)× 　(7)×　(8) × 　(9) ×

考点一 影响盐类水解的因素
【例1】溶液中FeCl3的水解反应达到平衡：FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，若要使FeCl3的水解程度增大，应采用的方法是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．加入少量NaCl固体 B．加入少量水 C．加入FeCl3固体 D．降温
【答案】B
【解析】A项，加入少量NaCl固体，对FeCl3水解平衡无影响，FeCl3的水解程度不变；B项，加入少量水，溶液得以稀释，FeCl3的水解程度增大；C项，加入FeCl3固体，溶液中Fe3+的浓度增大，水解平衡正向移动，但FeCl3的水解程度减小；D项，水解反应为吸热反应，降温，平衡逆向移动，FeCl3的水解程度减小。
【解题技法】
盐类水解的影响因素
(1)内因——盐的性质
相同条件下，弱酸的酸性越弱，其酸根离子形成的盐越易水解，盐溶液的碱性越强；弱碱的碱性越弱，其阳离子形成的盐越易水解，盐溶液的酸性越强。
(2)外因
①温度：由于盐类水解是吸热过程，升温可使水解平衡向右移动，水解程度增大。
②浓度：稀释盐溶液可使水解平衡向右移动，水解程度增大；若增大盐的浓度，水解平衡向右移动，但水解程度减小。
③外加酸碱：加酸可抑制弱碱阳离子水解，加碱能抑制弱酸根离子水解。
④两种水解离子的相互影响。弱碱阳离子和弱酸阴离子在同一溶液中，两种水解相互促进，使二者水解程度都增大，甚至反应完全。
【对点训练1】在NH4Cl饱和溶液中分别加入①Mg；②NH4Cl(固体)；③NH4HCO3；④H2O；⑤久置氯水；⑥Cu。能使该溶液的pH增大的是(　　)
A．②③ B．①②⑤ C．②③⑥ D．①③④
【答案】D
【解析】在NH4Cl饱和溶液中，由于NH4+水解使该溶液呈酸性。①Mg与溶液中H+反应，使溶液中c(H+)减小，溶液的pH增大；②加入NH4Cl固体，NH4Cl的浓度不变，溶液的pH不变；③加入NH4HCO3，其溶液中水解生成的碳酸酸性比盐酸的弱，因此等浓度的NH4HCO3溶液的pH较NH4Cl溶液的大，故往NH4Cl饱和溶液中加入NH4HCO3会使该溶液的pH增大；④加入H2O虽促进NH4+的水解，但溶液中c(H+)减小，pH增大；⑤久置氯水呈酸性，且酸性强于NH4Cl溶液，所以加入后溶液的pH减小；⑥Cu对NH4Cl的水解无影响，溶液的pH不变。
考点二 盐类水解的平衡常数
【例2】在一定条件下，Na2CO3溶液中存在平衡CO32-+H2OHCO3-+OH-。下列说法不正确的是(　　)
A．稀释溶液，c(HCO3-)·c(OH-)c(CO32-)增大 B．通入CO2，溶液pH减小
C．升高温度，平衡常数增大 D．加入NaOH固体，c(HCO3-)c(CO32-)减小
【答案】A
【解析】水解平衡常数Kh=c(HCO3-)·c(OH-)c(CO32-)，Kh只随温度的变化而变化，所以稀释后达平衡，此值不变，A项不正确；通入CO2，会使溶液中OH-浓度减小，所以溶液的pH也减小，B项正确；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，而盐的水解吸热，所以平衡常数增大，C项正确；加入OH-，抑制CO32-水解，所以CO32-浓度增大，而HCO3-浓度减小，所以c(HCO3-)c(CO32-)减小，D项正确。
【解题技法】
1．Kh越大，表示相应盐的水解程度越大。
2．Kh只受温度的影响，升高温度，Kh值增大。
【对点训练2】
　一定条件下，CH3COONa溶液中存在水解平衡：CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。下列说法正确的是(　　)
A．加入少量NaOH固体，c(CH3COO-)减小 B．升高温度，溶液的pH增大
C．稀释溶液，溶液的pH增大 D．通入少量HCl气体，水解平衡常数减小
【答案】B
【解析】加入的NaOH会抑制CH3COO-的水解，使c(CH3COO-)增大；升温能促进盐类的水解，c(OH-)增大，溶液的pH增大；虽然稀释能促进水解，但仍以溶液体积增大为主，即c(OH-)减小，溶液的pH也减小；通入的HCl能促进CH3COO-的水解，但温度不变，水解平衡常数不变。
考点三 盐类水解的应用
【例3】下列根据反应原理设计的应用，不正确的是(　　)
A．CO＋H2OHCO＋OH－　用热的纯碱溶液清洗油污
B．Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋　明矾净水
C．TiCl4＋(x＋2)H2O(过量) TiO2·xH2O↓＋4HCl　制备TiO2纳米粉
D．SnCl2＋H2OSn(OH)Cl↓＋HCl　配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
【答案】D
【解析】配制SnCl2溶液时应加入稀盐酸抑制SnCl2水解，加入NaOH会促进SnCl2的水解，而发生变质。
【解题技法】
盐类水解的综合应用
1．实验室配制易水解的盐溶液：例如，配制CuSO4溶液时加入少量的硫酸，防止Cu2+水解。
2．某些试剂的实验室贮存：例如，Na2CO3溶液不能贮存于带磨口玻璃塞的玻璃瓶中。
3．除杂：例如，MgCl2溶液中含有FeCl3杂质，可以向溶液中加入MgO，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。
4．制备Fe(OH)3胶体：向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，产生红褐色胶体。
5．加热蒸发某些盐溶液析出固体：例如，加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体，再灼烧，得到Al2O3固体。
6．某些活泼金属与强酸弱碱盐反应：例如，Mg放入NH4Cl溶液中会产生氢气。
7．用泡沫灭火器灭火：NaHCO3、Al2(SO4)3两盐溶液混合时，发生双水解，产生大量二氧化碳气体泡沫。
8．化肥的合理使用：铵态氮肥不能与草木灰(K2CO3)混用，因能发生反应放出NH3，降低肥效。
9．判断盐溶液的酸碱性或pH：例如，相同浓度的溶液pH由大到小的顺序为NaAlO2>Na2CO3>NaHCO3>NaCl>CuCl2。
【对点训练3】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．常用热的碳酸钠溶液清洗油污
D．可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
【答案】D
【解析】A项，Na2CO3水解使溶液显碱性，OH-与玻璃中的SiO2会发生反应；B项，NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应：Al3++3 HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑；C项，CO32-水解使溶液显碱性，能够除去油污；D项与盐类的水解无关。