人教版 (2019)选择性必修1盐类的水解第2课时学案设计

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1.实验探究反应条件对盐类水解程度的影响
[以Fe2(SO4)3水解反应:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+为例]
2.盐类水解的影响因素
应用化学
碳酸钠又叫纯碱,它是一种重要的无机化工原料,主要用于玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
1.观察到的现象是什么?为什么?
2.若微热溶液,观察到的现象是什么?为什么?
3.若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是什么?为什么?
[题点多维训练]
1.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CH3COOH
B.加入少量NaCl固体
C.加入少量NaOH固体
D.加水稀释
2.在Al3++3H2O⇌Al(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.加入少量Na2SO4(s) D.加入NaCl溶液
3.水质检验中,测定水的硬度时,用到氨⁃氯化铵(NH3-NH4Cl)缓冲溶液,控制溶液在pH=10左右。则关于该缓冲溶液的说法不正确的是( )
A.将缓冲溶液加水稀释时,pH一定会减小
B.将缓冲溶液升温,pH一定没有变化
C.在缓冲溶液中,水的电离受到抑制
D.在缓冲溶液中,一定有c(NH4+)>c(Cl-)
新知探究(二)——盐的水解常数
1.盐的水解常数表达式
(1)若HA为一元弱酸(其电离常数为Ka),若MA为强碱弱酸盐,则MA可发生水解:A-+H2O⇌HA+OH-,其水解常数Kh=c(HA)·c(OH-)c(A-)。HA的电离常数Ka、A-的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=KwKa。
(2)若MOH为一元弱碱(其电离常数为Kb),则MCl可发生水解:M++H2O⇌MOH+H+,其水解常数Kh=c(MOH)·c(H+)c(M+)。MOH的电离常数Kb、M+的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=KwKb。
[微点拨] Kh只与温度有关,温度越高,Kh越大。
2.盐的水解常数(Kh)应用
(1)判断盐溶液酸碱性强弱(水解程度大小)
由于Kh=KwKa或Kh=KwKb,Ka或Kb越小,Kh越大,对应盐溶液中离子水解程度越大,对应盐溶液酸、碱性越强(即越弱越水解)。
(2)判断酸式盐的酸碱性
①强酸的酸式盐(如NaHSO4)只电离,不水解,溶液呈酸性。
②弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在HA-的电离和水解两个平衡,电离平衡:HA-⇌H++A2-,水解平衡:HA-+H2O⇌H2A+OH-,溶液的酸碱性取决于HA-的电离程度和水解程度的相对大小,即Ka2和KwKa1的相对大小。
(3)判断等浓度的HX和NaX混合液的酸碱性
混合液中存在HX的电离平衡和NaX的水解平衡,溶液的酸碱性取决于HX的电离程度和X-的水解程度的相对大小。
①当Ka(HX)>Kh(X-)时,HX的电离程度大于X-的水解程度,混合液呈酸性。
②当Kh(X-)>Ka(HX)时,X-的水解程度大于HX的电离程度,混合液呈碱性。
[题点多维训练]
1.常温下,某酸HA的电离常数Ka=1×10-5。下列说法正确的是( )
A.HA溶液中加入NaA固体后,c(HA)·c(OH-)c(A-)减小
B.常温下,0.1 ml·L-1 HA溶液中水电离的c(H+)为10-13 ml·L-1
C.NaA溶液中加入HCl溶液至恰好完全反应,存在关系:2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)
D.常温下,0.1 ml·L-1 NaA溶液中A-的水解常数为1×10-9
2.常温下,三种酸的电离常数如下表所示。
回答下列问题:
(1)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是 。
(2)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是 。
(3)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显 性,原因是 。
3.(1)已知某温度时,Kw=1.0×10-12,Na2CO3溶液的水解常数Kh1=2.0×10-3,则当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,试求该溶液的pH= 。
(2)已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1 ml·L-1 NH4Cl溶液中c(H+)= ml·L-1(已知 5.56≈2.36)。
(3)25 ℃时,H2SO3⇌HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2,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c(H2SO3)c(HSO3-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
新知探究(三)——盐类水解的应用
导学设计
泡沫灭火器,灭火原理是灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能黏附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。泡沫灭火器的外壳是铁皮制成的,内装碳酸氢钠与发沫剂的混合溶液,另有一玻璃瓶内胆,装有硫酸铝水溶液。使用时将筒身颠倒过来,碳酸氢钠和硫酸铝两溶液混合后发生化学作用,产生二氧化碳气体泡沫,体积膨胀7~10倍,一般能喷射10 m左右。
1.请与同学讨论,灭火器中装有Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液,使用时要将两者混合,那么它的工作原理是什么?
2.请与同学讨论,灭火器中NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,效果如何?
3.蒸干AlCl3水溶液并灼烧,得到的固体物质主要是什么?蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液呢?
[系统融通知能]
1.盐类水解在化学中的应用
2.盐类水解在生产生活中的应用
3.盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(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)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
[微思考] 已知Cu2+、Fe2+、Fe3+完全水解时,溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。如何除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+?
[题点多维训练]
1.下列关于盐类水解应用的说法不正确的是( )
A.将FeSO4的溶液蒸干,灼烧可得到FeSO4固体
B.纯碱溶液用带橡胶塞的塑料瓶保存,是因为CO32-的水解呈碱性
C.配制一定浓度的Fe2(SO4)3溶液时,将Fe2(SO4)3固体溶于硫酸中,然后稀释至所需浓度
D.草木灰(有效成分K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl发生水解生成氨气会降低肥效
2.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++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
3.(2025·揭阳高二期末)下列有关事实,与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液用于清洗油污
B.氯化铵溶液可用作金属焊接中的除锈剂
C.铁在潮湿空气中生锈
D.明矾在生活中常用作净水剂
4.下列事实,其中与盐类水解有关的是 (填序号)。
①NaHSO4溶液呈酸性
②长期使用(NH4)2SO4化肥会使土壤酸性增大,发生板结
③配制CuCl2溶液,用稀盐酸溶解CuCl2固体
④实验室盛放纯碱溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热FeCl3·6H2O晶体,往往得不到FeCl3固体
课下请完成课时跟踪检测(二十三)
第2课时 影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用
新知探究(一)
1.变小 正 变小 正
[应用化学]
1.提示:溶液变红。因为碳酸根离子水解而使溶液显碱性,酚酞遇碱性溶液变红。
2.提示:红色变深。加热,碳酸根离子水解平衡向生成OH-的方向移动,溶液碱性增强,颜色加深。
3.提示:溶液红色变浅,同时生成红褐色沉淀,有气泡产生。氯化铁溶液与氢氧根离子反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,溶液中氢氧根离子浓度减小,促进碳酸钠水解并产生二氧化碳。
[题点多维训练]
1.选C CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+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。
2.选D 加热能使平衡向水解方向移动,c(H+)增大,pH减小;通入HCl能增大c(H+),抑制了水解,且pH减小;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增大。
3.选B pH=10左右,溶液呈碱性,稀释后碱性减弱,pH一定会减小,A正确;升高温度,溶液中的电离平衡、水解平衡都会受到影响,pH会变化,B错误;在缓冲溶液中,存在氨水的电离平衡和铵根离子的水解平衡,因为缓冲溶液显碱性,氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,氨水的电离对水的电离起到抑制作用,所以水的电离受到抑制,C正确;溶液中的电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液显示碱性,所以c(H+)c(Cl-),D正确。
新知探究(二)
1.选D c(HA)·c(OH-)c(A-)为A-的水解常数,加入NaA固体后,由于温度不变,则水解常数不变,A错误;由于HA为弱酸,则常温下0.1 ml·L-1 HA溶液中氢离子浓度小于0.1 ml·L-1,水电离的c(H+)一定大于1×10-140.1 ml·L-1=10-13 ml·L-1,B错误;NaA和HCl的物质的量相等,由于A-发生水解生成HA得:2c(Na+)>c(A-)+c(Cl-),C错误;NaA的水解常数Kh=c(HA)·c(OH-)c(A-)=KwKa=1×10-141×10-5=1×10-9,D正确。
2.解析:(1)根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HZ>HY>HX,酸的电离程度越大,酸根离子水解程度越小,则相同浓度的钠盐溶液,酸根离子水解程度越大的溶液其碱性越强,同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,NaX溶液pH最大。(3)HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh=10-149×10-7HZ
配制或贮存易
水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备无水盐
将挥发性酸的弱碱盐如AlCl3、FeCl3溶液蒸干时,在通HCl的气流中加热蒸干
判断离子是否共存
Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、[Al(OH)4]-;Fe3+与HCO3-、CO32-、[Al(OH)4]-;NH4+与[Al(OH)4]-、SiO32-因相互促进水解强烈而不能大量共存
判断中和反应至中性的试剂用量
如NH3·H2O与HCl反应至中性时,NH3·H2O过量,CH3COOH与NaOH反应至中性时,CH3COOH过量
制备无机化合物
如用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2
泡沫灭火器原理
泡沫灭火器中药品成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生的反应为Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不能混合施用
除锈剂
NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,原理为NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+、Zn2++2H2O⇌Zn(OH)2+2H+
热纯碱去污能力强
加热,促进Na2CO3的水解,使c(OH-)增大,去污能力增强
原物质
蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2
CaCO3或CaO
NaHCO3
Na2CO3
KMnO4
K2MnO4和MnO2
NH4Cl
分解为NH3和HCl,无固体物质存在