5.实验探究外界因素对FeCl3水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的影响。
(1)改变溶液浓度对水解平衡的影响
①取一支试管加入1mLFeCl3溶液,观察FeCl3溶液颜色为棕黄色;再加入少量的FeCl3(s),振荡,观察到的现象是溶液颜色加深。
②取一支试管加入1mLFeCl3溶液,再加入5mL蒸馏水,观察到的现象是溶液颜色变浅。
③实验结论是c(Fe3+)增大,水解平衡正向移动。
(2)改变溶液酸碱性对水解平衡的影响
①取一支试管加入1mLFeCl3溶液,再加入2滴盐酸,观察到的现象是溶液颜色变浅。
②取一支试管加入1mLFeCl3溶液,再加入少量的NaHCO3(s),振荡,观察到的现象是产生红褐色沉淀,放出气体。
③实验结论是c(H+)增大,水解平衡逆向移动,减小c(H+),可促进水解。
(3)改变温度对水解平衡的影响
①取一支试管加入1mLFeCl3溶液,放在酒精灯上加热,观察到的现象是溶液逐渐变为红褐色(加深)。
②实验结论是温度升高,水解平衡正向移动。
归纳总结
影响盐类水解平衡的因素
(1)主要因素——盐本身的性质
相同条件下,组成盐的酸根离子对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱,水解程度就越大(越弱越水解)。
(2)外界因素
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。
1.已知室温时,CH3COOH的电离常数为1.75×10-5,NH3·H2O的电离常数为1.75×10-5。
0.1mol·L-1的下列溶液:
①CH3COONa、②NH4Cl、③CH3COONH4、④(NH4)2SO4,pH由小到大排列正确的是( )
A.①<②<④<③B.①<③<②<④
C.①<②<③<④D.④<②<③<①
答案 D
解析 NH
水解使溶液pH<7;CH3COO-水解使溶液pH>7;(NH4)2SO4溶液中的NH
浓度大于NH4Cl溶液中的NH
浓度,即(NH4)2SO4中NH
水解出的c(H+)大于NH4Cl中NH
水解出的c(H+),故(NH4)2SO4溶液的pH小于NH4Cl溶液;CH3COOH与NH3·H2O电离常数相等,CH3COONH4溶液的pH=7。
2.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在如下平衡:
CO
+H2OHCO
+OH-,下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,平衡正向移动,
增大
B.通入CO2,平衡逆向移动,溶液pH减小
C.加入NaOH固体,平衡逆向移动,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且Ka1=
,Ka1不变,A项不正确;B项,通入CO2,CO2+2OH-===CO
+H2O,c(OH-)减小,平衡正向移动,B项不正确;C项,加入NaOH固体,平衡逆向移动,但溶液中c(OH-)增大,pH增大,C项不正确;D项,升高温度,平衡正向移动,
增大,D项正确。
二 盐类水解反应的应用
1.在工农业生产和日常生活中的应用
(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。
有关的离子方程式是CO
+H2OHCO
+OH-、HCO
+H2OH2CO3+OH-。
(2)明矾(铝盐)用作净水剂
明矾溶于水电离产生的Al3+水解,生成的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Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。
(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,而产生CO2和Al(OH)3。
其水解方程式为Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)铵态氮肥不能与草木灰混合使用
因为NH
在水溶液中能发生水解生成H+,CO
在水溶液中水解产生OH-,当二者同时存在时,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。
(5)在工业生产中广泛应用
①焊接工业上用氯化铵作为金属的除锈剂,是因为NH4Cl水解溶液呈酸性,从而与金属表面的锈发生反应而除去。
②工业制备某些无水盐时,不能用蒸发结晶的方法,如由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热,否则:
MgCl2·6H2O
Mg(OH)2+2HCl↑+4H2O。
③工业上利用水解制备纳米材料等。
如用TiCl4制备TiO2:
TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl。
制备时加入大量的水,同时加热,促进水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得TiO2。
2.在化学实验中的应用
(1)某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而浑浊,需加相应的酸来抑制水解,如在配制FeCl3溶液时常加入少量盐酸来抑制FeCl3水解。
(2)某些弱酸强碱盐水解呈碱性,用玻璃试剂瓶贮存时,不能用玻璃塞,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Fe(OH)3。
(4)制备胶体:
将饱和FeCl3溶液滴入沸水中因水解而得到红褐色Fe(OH)3胶体。
(5)判断酸碱中和反应至pH=7时酸或碱的相对用量,如用氨水与盐酸反应至pH=7时是氨水过量。
(6)判断溶液中离子能否大量共存,如Al3+与HCO
等因水解互相促进不能大量共存。
归纳总结
用盐类水解原理分析解答实际应用问题的方法思路
(1)认真审题,找出题目给定的盐类物质,确定能水解的离子。
(2)写水解平衡方程式,分析题给条件对水解的影响及结果。
(3)联系题目要求,写出合理答案。
3.下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的反应:
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑CO2的反应)
答案 C
解析 A项,加热蒸发Na2CO3溶液,得不到NaOH,虽然加热促进CO
水解,但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3;B项,Mg2+和Fe3+均可与OH-反应生成沉淀,且引入了新杂质Na+;D项,KCl不水解,不可能得到KOH固体。
4.下列说法中不正确的是(填序号)。
①向FeCl3或CuSO4溶液中加入镁粉有气泡产生
②制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
③NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中
④用热的纯碱溶液洗去油污是因为Na2CO3可直接与油污反应
⑤明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可作净水剂
⑥用Na2S溶液和AlCl3溶液混合制备Al2S3
⑦ZnCl2与NH4Cl溶液可用作焊接金属的除锈剂
⑧将固体FeCl3溶解于适量蒸馏水配制FeCl3溶液
答案 ④⑧
5.判断下列各组离子能否大量共存,能大量共存的划“√”,不能大量共存的划“×”
(1)NH
、Cl-、NO
、Na+(√)
(2)CO
、NH
、Cl-、Na+(√)
(3)中性溶液中:
Fe3+、Cl-、NO
、Na+(×)
(4)含0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中:
Fe3+、Cl-、NO
、Na+(×)
1.影响盐类水解的因素
越弱越水解,越热越水解,
越稀越水解,加酸、碱抑制或促进水解。
2.盐溶液蒸干后产物的判断方法
加热盐溶液,需分析盐溶液水解生成的酸:
如果是易挥发性酸,如AlCl3、FeCl3等溶液,最终得到的是金属氧化物;如果是难挥发性酸,如MgSO4、Fe2(SO4)3等溶液,最终得到它们的溶质固体。
1.下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.钢铁在潮湿的环境下生锈
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.浓硫化钠溶液有臭味
答案 B
解析 钢铁在潮湿的环境中生锈是因为钢铁发生原电池反应被腐蚀;D项中,浓硫化钠溶液有臭味,是因为S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,H2S有臭味,与水解有关。
2.对滴有酚酞溶液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
答案 B
解析 本题考查外界条件对盐类水解及电离平衡的影响。
盐类水解是吸热的,因此加热有利于水解反应向正反应方向移动,明矾中的Al3+水解,方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,加热时酸性会增强,A项不正确;CH3COONa水解显碱性,方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加热时碱性会增强,所以溶液颜色会变深,B项正确;氨水显碱性,溶液中存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,加入少量NH4Cl固体,会增大NH
的浓度,抑制一水合氨的电离,从而降低碱性,颜色会变浅,C项不正确;NaHCO3属于强电解质,电离方程式为NaHCO3===Na++HCO
,HCO
同时存在电离和水解平衡,方程式为HCO
H++CO
,HCO
+H2OH2CO3+OH-,由于水解程度大于电离程度,所以NaHCO3溶液显弱碱性,但加入少量NaCl固体时,对两个平衡不会产生影响,即颜色不发生变化,D项不正确。
3.在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+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HCl
C.加入适量Na2CO3(s)D.加入NaCl溶液
答案 D
解析 加热能使平衡向水解方向移动,c(H+)增大,pH减小,故A项不符合题意;通入HCl能增大c(H+),抑制了水解,且pH减小,故B项也不符合题意;加入适量Na2CO3(s),由于发生2Al3++3CO
+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,相互促进水解,但pH不增大,故C项不符合题意;加入NaCl溶液,相当于加水稀释,能促进水解,但因加入NaCl溶液稀释引起c(H+)变小,故pH也增大,因而D项符合题意。
4.为使Na2S溶液中
的值减小,可加入的物质是( )
①盐酸 ②适量的NaOH溶液 ③适量的KOH溶液 ④适量的KHS溶液
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 C
解析 在Na2S溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-。
①中加入盐酸,H+中和OH-,水解平衡右移,c(S2-)减小,
的值增大;②中加入适量的NaOH溶液,c(OH-)增大,平衡左移,c(S2-)增大,但c(Na+)增大得更多,故
的值增大;③中加入适量的KOH溶液,c(OH-)增大,平衡左移,n(S2-)增大而n(Na+)不变,故
的值减小;④中加入适量的KHS溶液,c(HS-)增大,平衡左移,n(S2-)增大而n(Na+)不变,故
的值减小。
5.下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热,蒸发,浓缩结晶,灼烧,所得固体的成分相同
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,后再加水稀释到所需的浓度
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.泡沫灭火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
答案 C
解析 A项不正确,AlCl3和Al2(SO4)3水解方程式为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4,加热,由于盐酸易挥发,促进水解,硫酸难挥发,抑制水解,故前者得到Al2O3,后者得到Al2(SO4)3;B项不正确,FeCl3固体溶于硫酸中,会引入杂质SO
;C项正确,由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO消耗H+,会促进水解生成Fe(OH)3沉淀,除去Fe3+;D项不正确,为加快产生CO2的速率,泡沫灭火器中使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3。
6.回答下列问题:
(1)已知:
H2S:
Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15
H2CO3:
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
CH3COOH:
Ka=1.8×10-5
NH3·H2O:
Kb=1.8×10-5
①常温下,0.1mol·L-1Na2S溶液和0.1mol·L-1Na2CO3溶液,碱性更强的是,其原因是
。
②25℃时,CH3COONH4溶液显性。
NaHCO3溶液的pH(填“大于”或“小于”)CH3COONa溶液的pH。
③NH4HCO3溶液显性,原因是
。
(2)25℃时,H2SO3HSO
+H+的电离常数Ka=1.0×10-2,则该温度下NaHSO3的水解常数Kh=;若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中
将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)能证明Na2SO3溶液中存在SO
+H2OHSO
+OH-水解平衡的事实是(填字母,下同)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加H2SO4溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加氯水后红色褪去
(4)已知:
Ka(HClO2)=1.1×10-2,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。
25℃时,浓度均为0.1mol·L-1的NaClO2溶液和CH3COONa溶液,两溶液中c(ClO
)(填“>”、“<”或“=”)c(CH3COO-)。
若要使两溶液的pH相等应。
a.向NaClO2溶液中加适量水
b.向NaClO2溶液中加适量NaOH
c.向CH3COONa溶液中加CH3COONa固体
d.向CH3COONa溶液中加适量的水
(5)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是(用化学方程式表示)。
由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是。
答案
(1)①Na2S溶液 H2S的Ka2小于H2CO3的Ka2,Na2S更容易水解 ②中 大于 ③碱 NH3·H2O的Kb>H2CO3的Ka1,故NH
的水解程度小于HCO
的水解程度
(2)1.0×10-12 增大
(3)B
(4)> bc
(5)CuCl2·2H2O
Cu(OH)2+2HCl↑ 在干燥的HCl气流中加热脱水
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1 外界条件对水解平衡的影响
1.向三份0.1mol·L-1CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-的浓度变化依次为( )
A.减小、增大、减小B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大D.增大、减小、增大
答案 A
解析 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
加入NH4NO3,NH
水解:
NH
+H2ONH3·H2O+H+,H+和OH-反应,使平衡右移,CH3COO-浓度减小,促进水解;加入Na2SO3,SO
+H2OHSO
+OH-,水解产生OH-,使平衡左移,CH3COO-浓度增大,抑制水解;加入FeCl3固体,Fe3+水解:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,影响同NH
,使CH3COO-浓度减小,促进水解。
2.为了配制NH
的浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入( )
①适量的HCl ②适量的NaCl ③适量的氨水 ④适量的NaOH
A.①②B.③C.③④D.④
答案 B
解析 NH4Cl溶液中存在NH
+H2ONH3·H2O+H+,为增大NH
浓度,应加入酸或NH3·H2O,①加入HCl虽然增大了H+的浓度,但也增大了Cl-的浓度,不符合题目要求。
3.常温下,0.1mol·L-1的下列溶液中c(NH
)最大的是( )
A.NH4Al(SO4)2B.NH4Cl
C.NH3·H2OD.CH3COONH4
答案 A
解析 A项,NH4Al(SO4)2===NH
+Al3++2SO
,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,抑制NH
水解;D项,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,促进NH
的水解;C项,NH3·H2ONH
+OH-,NH3·H2O只有少部分电离,故溶液中c(NH
)由多到少顺序为A>B>D>C。
4.在CH3COONa溶液中,加入下列物质使水解平衡向左移动,并且pH变大的是( )
A.加入适量纯CH3COOHB.加入少量NaCl固体
C.加入少量NaOH固体D.加水稀释
答案 C
解析 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
A项,加入CH3COOH,平衡左移,pH变小;B项,加NaCl平衡不移动;C项,加入NaOH,平衡左移,pH变大;D项,加水稀释,平衡右移,pH变小。
5.室温下,将碳酸钠溶液加热至70℃,其结果是( )
A.溶液中c(CO
)增大B.水的电离程度不变
C.Kw将变小D.溶液的碱性增强
答案 D
解析 对于水解平衡CO
+H2OHCO
+OH-,升温,平衡右移,c(CO
)减小,水的电离程度增大,Kw变大,溶液的碱性增强。
题组2 盐类水解的应用
6.下列说法正确的是( )
A.将CuCl2溶液和CuSO4溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.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
C.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
答案 D
解析 A项,氯化铜溶液蒸干、灼烧后得到氧化铜,而硫酸铜溶液蒸干、灼烧后得到的仍是硫酸铜;B项,所加酸应是稀硫酸,不能引入新杂质;C项,加热法不能除去Fe3+。
7.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 纯碱溶液中由于CO
的水解使溶液呈碱性,加热时水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,清洗油污能力增强,A对;明矾溶于水,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮物,B对;D中加入NaOH溶液使水解平衡正向移动而使SnCl2变质,D错。
8.将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,得到化学组成与原固体物质相同的是( )
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④氯化铜
A.③B.①④C.①②③D.全部
答案 A
解析 胆矾CuSO4·5H2O溶于水得CuSO4溶液,因硫酸难挥发、蒸发结晶再灼烧得CuSO4;AlCl3、CuCl2发生水解反应:
AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl、CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时HCl不断挥发,平衡右移,不断生成Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,灼烧得Al2O3、CuO;Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4,硫酸难挥发,最终仍得Al2(SO4)3。
9.下列关于0.10mol·L-1NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3Na++H++CO
B.25℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+c(CO
)
D.温度升高,c(HCO
)增大
答案 B
解析 A项错误,HCO
不能拆写成CO
和H+的形式,NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++HCO
;B项正确,温度不变,Kw=c(H+)·c(OH-)不变,加水稀释后,体积增大,故n(H+)·n(OH-)=[Vc(H+)]·[Vc(OH-)]=V2Kw变大;C项错误,根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+2c(CO
);D项错误,温度升高,水解程度增大,c(HCO
)减小。
10.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3溶液蒸干均得不到原溶液
B.保存氯化亚铁溶液时,在溶液中放少量铁粉,以防止Fe2+水解
C.室温下,向0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中加入少量水溶液显碱性的物质,CH3COOH的电离程度一定增大
D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
答案 A
解析 Ca(ClO)2在水中会水解:
Ca(ClO)2+2H2OCa(OH)2+2HClO,HClO不稳定,受热会分解:
2HClO
2HCl+O2↑,生成的HCl会和Ca(OH)2反应生成CaCl2和H2O,故加热蒸干Ca(ClO)2溶液得到的固体是CaCl2;加热Na2SO3溶液的过程中,2Na2SO3+O2===2Na2SO4,蒸干会得到Na2SO4固体;加热FeCl3溶液:
FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,HCl挥发,故加热蒸干会得到Fe(OH)3固体,A项正确;保存氯化亚铁溶液时,在溶液中放少量铁粉,可防止Fe2+被氧化为Fe3+,B项错误;水溶液显碱性的物质不一定是碱,如强碱弱酸盐CH3COONa,其水溶液显碱性,CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa,CH3COO-浓度增大,会抑制CH3COOH的电离,CH3COOH的电离程度减小,C项错误;CH3COONH4是能发生双水解的盐,CH3COO-、NH
的水解均会促进水的电离,溶液中水的电离程度较大,但溶液中的H+浓度与OH-浓度相等,故溶液呈中性,D项错误。
[能力提升题]
11.把NH4Cl晶体溶入水中,得到饱和