高中化学 专题3 第三单元 第1课时 盐类的水解反应规律学案 苏教版选修4.docx

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高中化学专题3第三单元第1课时盐类的水解反应规律学案苏教版选修4

第三单元 盐类的水解

第1课时 盐类的水解反应规律

[学习目标定位] 1.通过实验归纳盐溶液的酸碱性与其类型之间的关系,进一步探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因,总结其规律。

2.熟练掌握盐类水解的表示方法——水解离子方程式的书写。

1.水的电离与溶液的酸碱性

(1)水的电离方程式是H2OH++OH-,若在水中加入酸或碱,水的电离平衡移动方向是向逆反应方向移动,理由是增大了水中c(H+)或c(OH-)。

(2)溶液呈酸碱性的根本原因是c(H+)≠c(OH-),溶液呈中性是因为c(H+)=c(OH-),呈酸性是c(H+)>c(OH-),呈碱性是c(H+)

2.

(1)写出下列中和反应的化学方程式:

①盐酸与NaOH溶液:

HCl+NaOH===NaCl+H2O;

②盐酸与氨水:

HCl+NH3·H2O===NH4Cl+H2O;

③醋酸与NaOH溶液:

CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O;

④醋酸与氨水:

CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O。

(2)上述反应物中,属于强电解质的是HCl、NaOH,属于弱电解质的是CH3COOH、NH3·H2O。

(3)若按酸、碱强弱不同,上述反应生成的四种盐可分为四种不同的类型,分别为NaCl强酸强碱盐,NH4Cl强酸弱碱盐,CH3COONa弱酸强碱盐,CH3COONH4弱酸弱碱盐。

探究点一 盐类的水解反应

1.酸溶液的pH<7,碱溶液的pH>7。

通过实验测定下列0.1mol·L-1盐溶液的pH,填写下表。

盐溶液

盐的类型

溶液pH

酸碱性

NaCl

强酸强碱盐

pH=7

中性

CH3COONa

弱酸强碱盐

pH>7

碱性

NH4Cl

强酸弱碱盐

pH<7

酸性

Na2CO3

弱酸强碱盐

pH>7

碱性

AlCl3

强酸弱碱盐

pH<7

酸性

实验结论:

盐溶液的酸碱性与盐的组成类型有关,强酸强碱盐溶液呈中性,弱酸强碱盐溶液呈碱性,强酸弱碱盐溶液呈酸性。

2.CH3COONa水溶液呈碱性的原因分析

(1)溶液中都存在水的电离平衡:

H2OOH-+H+,CH3COONa溶于水后完全电离:

CH3COONa===Na++CH3COO-,溶液中的离子可能结合生成新的弱电解质是CH3COOH。

(2)因为CH3COO-能与水中的H+结合生成难电离的醋酸分子,从而使水的电离平衡向电离的方向移动,溶液中有关离子的浓度变化是c(CH3COO-)减小,c(H+)减小,c(OH-)增大,c(H+)小于c(OH-),所以CH3COONa溶液呈碱性。

(3)化学方程式是CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH,离子方程式是CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。

3.请根据上述方法思路,分析NH4Cl溶液呈酸性的原因

(1)NH4Cl溶液中的电离(写出电离方程式):

H2OH++OH-,NH4Cl===Cl-+NH

溶液中的离子可能结合生成新的弱电解质是NH3·H2O。

(2)水的电离平衡移动方向是电离的方向,其原因是NH

与水电离的OH-结合生成了难电离的NH3·H2O;溶液中有关离子的浓度变化是c(NH

)减小,c(OH-)减小,c(H+)增大,c(H+)>c(OH-),NH4Cl溶液呈酸性。

(3)化学方程式是NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,离子方程式是NH

+H2ONH3·H2O+H+。

4.试分析NaCl溶液呈中性的原因:

NaCl溶于水后电离产生Na+和Cl-,不能与水电离出的OH-、H+结合成难电离的物质,水的电离平衡不发生移动,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。

[归纳总结]

(1)盐类水解的实质

在溶液中盐电离出来的离子(弱碱的阳离子或弱酸的阴离子)结合水电离出的OH-或H+生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液显示不同的酸性、碱性或中性。

(2)盐类水解的规律

在可溶性盐溶液中:

有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性。

弱碱阳离子:

NH

、Al3+、Fe3+、Cu2+等。

弱酸根离子:

CO

、HCO

、AlO

、SO

、S2-、HS-、SiO

、ClO-、CH3COO-、F-等。

(3)盐类水解的特点

①与酸碱中和反应互为可逆反应,是吸热反应。

②一般情况下,盐类水解程度极其微弱。

③符合化学平衡移动的原理。

[活学活用]

1.有关盐类水解的说法不正确的是(  )

A.盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡

B.盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程

C.盐类水解的结果使溶液不一定呈中性

D.Na2CO3水解的实质是Na+与H2O电离出的OH-结合生成了NaOH

答案 D

解析 Na2CO3水解的实质是CO

与H2O电离出的H+结合生成HCO

和H2CO3,使溶液中c(H+)

2.在水中加入下列物质,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性的是(  )

A.NaClB.H2SO4

C.Na2CO3D.NH4Cl

答案 D

解析 A项,NaCl对水的电离平衡无影响,溶液呈中性;B项,H2SO4中H+抑制水电离,且溶液呈酸性;C项,Na2CO3水解促进水电离,溶液呈碱性;D项,NH4Cl水解促进水电离,溶液呈酸性。

探究点二 盐类水解离子方程式的书写

1.有下列五种盐溶液:

①NaClO、②(NH4)2SO4、③Na2CO3、④AlCl3、⑤KNO3。

回答下列问题:

(1)不能破坏水的电离平衡的是⑤,溶液呈酸性的是②④,pH>7的是①③。

(2)根据盐类水解的实质(弱离子+H2O)及水解反应的特点(可逆反应、程度微弱),写出下列盐类水解的离子方程式:

①NaClO:

ClO-+H2OHClO+OH-;

②(NH4)2SO4:

NH

+H2ONH3·H2O+H+;

③Na2CO3:

CO

+H2OHCO

+OH-、HCO

+H2OH2CO3+OH-;

④AlCl3:

Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。

2.判断下列盐类水解离子方程式的正误

(1)FeCl3溶液:

Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(×)

(2)NaHS溶液:

HS-+H2OH2S+OH-(√)

(3)K2CO3溶液:

CO

+2H2OH2CO3+2OH-(×)

(4)NH4NO3溶液:

NH

+H2O===NH3·H2O+H+(×)

(5)NaHCO3溶液:

HCO

+H2OCO2↑+H2O(×)

[归纳总结]

书写盐类水解离子方程式的方法思路

(1)一般形式:

弱离子+H2O弱电解质+H+(或OH-)

(2)方法要求

一判断:

判断弱离子,书写化学式。

二规范:

写“”,不标“↑”、“↓”。

三注意:

多元弱酸根分步书写,多元弱碱阳离子一步完成。

[活学活用]

3.下列离子方程式中,属于水解反应的是(  )

A.HCOOH+H2OHCOO-+H3O+

B.CO2+H2OHCO

+H+

C.CO

+H2OHCO

+OH-

D.HS-+H2OS2-+H3O+

答案 C

解析 A项为HCOOH的电离;B项为CO2与H2O反应生成H2CO3,然后H2CO3电离产生H+和HCO

;D项是HS-的电离。

4.化学方程式是化学用语中重要的部分,它包括电离方程式、化学反应方程式、水解方程式等,准确、规范书写各种方程式是学好化学的保证。

请按要求写出下列方程式。

(1)NaHCO3在水中的电离方程式:

___________________________________________。

(2)实验室制取NH3的化学反应方程式:

__________________________________________。

(3)用离子方程式表示Al2(SO4)3溶液显酸性的原因:

________________________________________________________________________。

答案 

(1)NaHCO3===Na++HCO

HCO

H++CO

(2)Ca(OH)2+2NH4Cl

CaCl2+2H2O+2NH3↑

(3)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+

解析 

(1)NaHCO3的电离方程式,注意HCO

是不完全电离;

(2)实验室是用Ca(OH)2和NH4Cl加热来制备NH3的;(3)Al2(SO4)3溶液显酸性是因为Al3+水解。

1.下列关于酸性溶液的叙述中正确的是(  )

A.可能是盐的水溶液

B.一定是酸的水溶液

C.溶液中c(H+)

D.不含有OH-的溶液

答案 A

解析 强酸弱碱盐的水溶液呈酸性,如NH4Cl溶液、AlCl3溶液等。

2.下列说法正确的是(  )

A.盐溶液都是中性的

B.盐溶液的酸碱性与盐的类型无关

C.NaHCO3溶液显酸性

D.Na2CO3溶液显碱性,是因为溶液中c(OH-)>c(H+)

答案 D

解析 B项,盐溶液的酸碱性与盐的类型有关,如Na2CO3溶液呈碱性,NH4Cl溶液呈酸性。

3.下列各式中属于正确的水解反应离子方程式的是(  )

A.NH

+H2ONH3·H2O+H+

B.S2-+2H2OH2S+2OH-

C.CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+

D.CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O

答案 A

解析 B项,应用分步水解方程式表示或只写第一步;C是电离方程式,不是水解方程式;D是醋酸与可溶性强碱发生中和反应的离子方程式。

故选A。

4.下列物质的水溶液由于水解而呈碱性的是(  )

A.NaHSO4B.Na2SO4C.NaHCO3D.NH3

答案 C

解析 本题考查水解的实质及规律。

A项,NaHSO4是强酸的酸式盐,不发生水解;B项,Na2SO4是强酸强碱盐,不水解;C项是弱酸的酸式盐,水解使溶液呈碱性;D项NH3是非电解质,溶于水后生成弱碱。

5.

(1)向浓NH4Cl溶液中加入CaCO3粉末,发现碳酸钙逐渐溶解,同时还观察到有气泡产生,生成气体的成分是__________。

用离子方程式表示产生上述现象的原因:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)在浓NH4Cl溶液中加入一种单质,也会产生类似上述现象的反应,这种单质是__________(填序号)。

A.碳B.铜C.镁D.硫

答案 

(1)CO2和NH3 2NH

+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O 

(2)C

解析 NH+4水解:

NH

+H2ONH3·H2O+H+。

(1)加入CaCO3粉末时,CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,使NH

水解平衡正向移动,c(NH3·H2O)增大,分解产生NH3,总反应的离子方程式为2NH

+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O。

(2)C、Cu、S均不能与NH

水解产生的H+反应,但Mg能与H+反应生成H2。

[基础过关]

一、盐类水解的概念

1.在盐类水解的过程中,下列说法正确的是(  )

A.盐的电离平衡被破坏

B.水的电离程度一定会增大

C.溶液的pH一定会增大

D.c(H+)与c(OH-)的乘积一定会增大

答案 B

解析 大多数的盐为强电解质,在水中完全电离,A项错误;盐类水解促进水的电离,B项正确;强酸弱碱盐水解溶液呈酸性,pH减小,C错;一定温度下的稀溶液中,c(H+)与c(OH-)乘积是一个常数,D错。

2.下列物质的水溶液中,除了水分子外,不存在其他分子的是(  )

A.HClB.NH4NO3

C.Na2SD.HClO

答案 A

解析 A项HCl完全电离;B项NH

水解:

NH

+H2ONH3·H2O+H+,有NH3·H2O分子;C项S2-水解,产生H2S分子;D项HClO是弱电解质,不完全电离,有HClO分子。

3.下列各物质的溶液显酸性的是(  )

A.NaHCO3B.(NH4)2SO4

C.NaClD.CH3COOK

答案 B

解析 (NH4)2SO4为强酸弱碱盐,其溶液显酸性。

4.下列操作会促进H2O的电离,且使溶液pH>7的是(  )

A.将纯水加热到90℃

B.向水中加少量NaOH溶液

C.向水中加少量Na2CO3溶液

D.向水中加少量FeCl3溶液

答案 C

解析 将纯水加热到90℃,水的电离程度增大,c(H+)=c(OH-)>10-7mol·L-1,pH<7,A错;向水中加少量NaOH溶液,水中c(OH-)增大,pH>7,但水的电离平衡向逆方向移动,即水的电离受到抑制,B错;向水中加少量Na2CO3溶液,CO

与H+结合,水中c(H+)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(OH-)增大,c(OH-)>c(H+),pH>7,C对;向水中加少量FeCl3溶液,Fe3+与OH-结合为弱电解质Fe(OH)3,水中c(OH-)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(H+)增大,c(H+)>c(OH-),pH<7,D错。

5.实验室有下列试剂,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是(  )

①NaOH溶液 ②水玻璃 ③Na2S溶液 ④Na2CO3溶液 ⑤NH4Cl溶液 ⑥澄清石灰水 ⑦浓HNO3 ⑧浓H2SO4

A.①⑥B.①②③④⑥

C.①②③⑥⑦⑧D.⑤⑦⑧

答案 B

解析 碱及水解呈碱性的盐,因OH-可与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶与瓶塞粘连,因而不能用带玻璃塞的试剂瓶保存,必须用带橡胶塞的试剂瓶保存。

酸性及强氧化性物质不能用带橡胶塞的试剂瓶保存。

二、盐类水解离子方程式的书写

6.下列物质在常温下发生水解时,对应的离子方程式正确的是(  )

①Na2CO3:

CO

+2H2OH2O+CO2↑+2OH-

②NH4Cl:

NH

+H2ONH3·H2O+H+

③CuSO4:

Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+

④NaF:

F-+H2O===HF+OH-

A.①④B.②③C.①③D.②④

答案 B

解析 ①应为CO

+H2OHCO

+OH-,HCO

+H2OH2CO3+OH-(只写第一步也可);④应为F-+H2OHF+OH-。

7.下列各项中的离子方程式书写正确的是(  )

A.AlCl3水解:

Al3++3H2O===Al(OH)3+3H+

B.NaHCO3电离:

NaHCO3Na++HCO

C.固体Ca(OH)2与NH4Cl共热:

NH

+OH-===NH3+H2O

D.过量的CO2气体通入饱和石灰水中:

CO2+OH-===HCO

答案 D

解析 本题主要考查电离方程式及水解方程式的书写。

A项,Al3+的水解是可逆的;B项,NaHCO3的第一步电离是不可逆的;C项,固体间的反应不能写离子方程式。

故选D。

三、盐类水解规律的综合应用

8.下列各组溶液混合后,溶液显碱性的是(  )

A.10mL0.1mol·L-1NH3·H2O与10mL0.1mol·L-1HCl

B.10mL0.1mol·L-1K2S与10mL0.1mol·L-1K2SO4

C.10mL0.1mol·L-1KOH与10mL0.1mol·L-1KHCO3,再加入10mL0.1mol·L-1BaCl2

D.10mL0.1mol·L-1NaOH与5mL0.1mol·L-1H2SO4

答案 B

解析 A项正好完全反应,生成的NH4Cl水解显酸性;B项K2S水解显碱性;C项反应生成BaCO3沉淀、KCl和H2O,显中性;D项酸碱恰好中和显中性。

9.等物质的量浓度的下列五种溶液:

①CH3COOH

②(NH4)2CO3 ③NaHSO4 ④NaHCO3

⑤Ba(OH)2,溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是(  )

A.⑤③①④②B.⑤③①②④

C.②④③①⑤D.②④①③⑤

答案 D

解析 向水中加酸、加碱,抑制水的电离,c(H+)或c(OH-)抑制程度相同,加入弱碱阳离子或弱酸根离子,促进水的电离,浓度越大,促进程度越大。

10.有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X-和Y-组成的盐溶液。

据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是(  )

A.BXB.AXC.AYD.BY

答案 B

解析 AY溶液的pH>7,说明AY为强碱弱酸盐,BX溶液的pH<7,说明BX为强酸弱碱盐,则AX为强酸强碱盐,不能发生水解,B对。

[能力提升]

11.

(1)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是H2A===H++HA-;HA-H++A2-

试完成下列问题:

Na2A溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。

理由是________________________________________________________________________

(用离子方程式表示)。

(2)pH=5的NH4Cl溶液与pH=5的HCl溶液中由水电离出的c(H+)分别是____________、____________。

答案 

(1)碱性 A2-+H2OHA-+OH-

(2)10-5mol·L-1 10-9mol·L-1

解析 

(1)根据题意可知H2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以HA-不水解,A2-水解。

所以Na2A溶液显碱性:

A2-+H2OHA-+OH-。

(2)NH

水解促进水的电离,溶液中的H+即来源于水的电离,此时水电离出的c(H+)为10-5mol·L-1,在HCl溶液中,OH-来源于水的电离,此时,水电离出的c(H+)为

mol·L-1=10-9mol·L-1。

12.室温下,pH=2的某酸HnA(A为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH变为8。

(1)写出生成的正盐的分子式:

__________。

(2)该盐中存在着一种水解的离子,该离子的水解方程式为______________________。

(3)简述该混合液呈碱性的原因:

_____________________________________________。

答案 

(1)BnAm(或BA

(2)Bm++mH2OB(OH)m+mH+

(3)酸与碱等体积反应,碱过量,则最后混合液中溶质是正盐BnAm与碱B(OH)m的混合物,呈碱性

解析 pH=2的酸HnA中c(H+)与pH=12的碱B(OH)m中c(OH-)相等,等体积混合后溶液pH=8,表明B(OH)m为弱碱,物质的量浓度相对较大,反应后碱过量,生成正盐BnAm或BA

,其中弱碱阳离子Bm+能发生水解反应:

Bm++mH2OB(OH)m+mH+。

13.室温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:

(1)混合溶液的pH=8的原因(用离子方程式表示):

______________________________。

(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)____(填“>”、“<”或“=”)0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。

(3)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH______7(填“>”、“<”或“=”)。

答案 

(1)A-+H2OHA+OH- 

(2)> (3)>

解析 

(1)NaA溶液的pH=8,表明HA为弱酸,NaA能发生水解,离子方程式为A-+H2OHA+OH-。

(2)NaA水解促进水的电离,NaOH能抑制水的电离,因此NaA溶液中由水电离出来的c(H+)大于NaOH溶液中由水电离出来的c(H+)。

(3)根据NH4A溶液呈中性,而HA酸性比H2CO3强,推断NH3·H2O的电离程度大于H2CO3的电离程度,因此(NH4)2CO3水解使溶液呈碱性,pH>7。

[拓展探究]

14.某实验小组拟定用pH试纸验证醋酸是弱酸。

甲、乙两同学的方案分别是

甲:

①准确配制0.1mol·L-1的醋酸钠溶液100mL;

②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明醋酸是弱酸。

乙:

①量取一定量的冰醋酸准确配制pH=1的醋酸溶液100mL;

②取醋酸溶液1mL,加水稀释为10mL;

③用pH试纸测出②中溶液的pH,即可证明醋酸是弱酸。

(1)两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是____,简要说明pH试纸的使用方法:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)甲方案中,说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸钠溶液的pH______7(选填“<”、“>”或“=”,下同),乙方案中,说明醋酸是弱酸的理由是测得醋酸溶液的pH______2。

(3)请你评价乙方案的不妥之处:

________________________________________________________________________。

答案 

(1)100mL容量瓶 把小块pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH

(2)> <

(3)难以配制pH=1的醋酸溶液,稀释之后用pH试纸测量不易读出准确数值

解析 

(1)准确配制溶液要用到容量瓶。

(2)CH3COONa溶液pH大于7说明CH3COO-水解,即证明CH3COOH是弱电解质。

强酸每稀释10倍,pH应增大1个单位,若为强酸,稀释后pH应为2,如果小于2说明存在电离平衡,证明是弱酸。

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