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【志鸿全优设计】2014年高中化学 3.3.2 盐类水解的应用课件 新人教版选修4


第 2 课时

盐类水解的应用

课前预习导学
目标导航
学习目标 1.了解盐类水解在生产、 生活中的应用; 2.了解盐类水解在化学实 验和科学研究中的应用; 3.掌握溶液中离子浓度的 大小比较问题 重点难点 1.能用盐类水解的原理解释其在生产、 生活及化学实验中的应用; 2.学会运用电荷守恒、物料守恒、质子 守恒分析

溶液中离子浓度大小的比较

预习导引
1.溶液中离子浓度大小的比较 + (1)氯化铵溶液呈酸性,存在的离子有:NH4 、 -、 -、 +四种。 Cl OH H 醋酸钠溶液呈碱性,存在的离子有:CH3COO-、Na+、OH-、H+四 种。 (2)电解质溶液是呈电中性的,即阳离子带的正电荷之和等于阴 离子带的负电荷之和。

预习交流 1
在 Na2S 溶液中存在几种离子?其中 c(Na+)∶ 2-)是否等于 2∶ c(S 1? 答案:在 Na2S 溶液中存在 Na+、 2-、 -、 -、 +共 5 种离子。 S HS OH H 否;在 Na2S 溶液中由于发生:S2-+H2O 因此在 Na2S 溶液中 c(Na+)∶ 2-)>2∶ c(S 1。 HS-+OH-,使 S2-浓度减小,

2.盐类水解的应用 (1)用纯碱溶液清洗油污时,加热可以增强其去污能力。 (2)配制 FeCl3 溶液时,可将 FeCl3 溶于盐酸中抑制 Fe3+的水解。 (3)铝盐、铁盐可用作净水剂。 (4)利用水解反应来获得纳米材料(氢氧化物可变为氧化物)。 (5)制备 TiO2 的原理 TiCl4+(x+2)H2O(过量) TiO2· 2O xH TiO2· 2O↓+4HCl, xH

TiO2+xH2O。

预习交流 2
把 AlCl3 溶液蒸干后再灼烧,最终所得的固体是什么?简述其理 由(用化学方程式表示,并配以必要的文字说明)。 答案:最后所得固体是 Al2O3,这是由于溶液在加热蒸干时,Al3+ 的水解平衡向生成 Al(OH)3 方向移动,再灼烧时 Al(OH)3 分解成 Al2O3 和水蒸气,所以最终的固体是 Al2O3。 AlCl3+3H2O 2Al(OH)3 Al(OH)3↓+3HCl↑ Al2O3+3H2O

课堂合作探究
问题导学
1.盐类水解的应用 活动与探究 1
(1)请你举例说明盐类水解的应用中哪些需要对水解进行抑制? 答案:①配制盐溶液 如在配制 FeCl3 溶液时,由于 Fe3+的水解使溶液浑浊而得不到澄 清溶液,故在配制时,要加入一定量的盐酸来抑制 Fe3+的水解。同样 在配制 FeSO4、SnCl2 等溶液时也需要加入相应的酸来抑制水解。 ②分析某些盐的制备方法 如 AlCl3 的制备,不能通过加热溶液、 浓缩结晶的方法,因为温度 升高,水解程度增大,生成 Al(OH)3,若继续加热灼烧,Al(OH)3 将分解 生成 Al2O3。

(2)需要促进盐类水解的实例有哪些? 答案:①制备 Fe(OH)3 胶体 Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+。 ②盐的净水作用 用明矾净水的原理是 Al3+发生水解反应:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,生成絮状的氢氧化铝胶体,能吸附水中的悬浮物, 从而使水澄清。 ③利用盐的水解可以除杂质 如除去 MgCl2 酸性溶液中的 FeCl3,可以加入 MgO 或 Mg(OH)2, 促进 FeCl3 的水解,使 FeCl3 转化为 Fe(OH)3 而除去。 ④热的纯碱水溶液去污能力较强 加热可使 CO3 的水解程度增大,因而溶液碱性增强,去污能力增 强。
2-

⑤镁与 NH4Cl 水溶液的反应 镁在常温下不易与水发生反应,但镁粉放入氯化铵的水溶液中 + 有氢气放出,这是因为氯化铵中 NH4 水解而使溶液显酸
+ 性:NH4 +H2O

NH3· 2O+H+,金属镁将 H+还原为 H2 放出:Mg+2H+ H

Mg2++H2↑。 ⑥泡沫灭火器灭火的原理 泡沫灭火器内装饱和的 Al2(SO4)3 溶液和 NaHCO3 溶液,它们分 装在不同的容器中。当两溶液混合后,发生如下反应:Al3++3HCO3 Al(OH)3↓+3CO2↑。灭火器内压强增大,CO2、H2O、Al(OH)3 一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭。
-

迁移与应用 1.普通泡沫灭火器内的玻璃筒里盛 Al2(SO4)3 溶液,铁筒中盛 NaHCO3 溶液,其反应的离子方程式是 。 不能把 Al2(SO4)3 溶液盛在铁筒中的原因是 。 不用溶解度 较大的 Na2CO3 代替 NaHCO3 的原因是 。 解析:Al2(SO4)3 溶液与 NaHCO3 溶液的反应是双水解反应,且进 行得很彻底,写方程式时用“ ”,气体、 沉淀都要标箭头。 2(SO4)3 Al 水解产生的 H+会腐蚀铁筒。 比较 Al2(SO4)3 分别与 Na2CO3、 NaHCO3 反应的方程式可知,消耗等物质的量的 Al2(SO4)3 时,Na2CO3 产生 CO2 的量较少,且反应的速率较慢。

答案:Al3++3HCO3

-

Al(OH)3↓+3CO2↑

Al3+发生水解:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,溶液呈酸性会腐蚀铁筒 与等物质的量的 Al2(SO4)3 参加反应时,Na2CO3 产生 CO2 的量较少, 且反应的速率较慢

盐溶液蒸干过程中的变化 盐溶液的蒸干,一要考虑盐本身的受热分解;二要考虑其存在的 水解平衡,并考虑温度对水解平衡的影响;三要考虑空气中 O2 的作 用。 1.KMnO4 溶液,NaHCO3 溶液蒸干后得到 K2MnO4 和 MnO2,Na2CO3 固体。NH4HCO3 溶液蒸干后无固体。 2.AlCl3、Al(NO3)3 等盐水解后生成的酸能挥发,加热促进水解, 最终所得固体产物为 Al2O3。 3.Al2(SO4)3 水解后生成的酸难挥发,最后所得固体为 Al2(SO4)3。 4.Na2SO3 等盐在加热蒸干过程中要发生氧化还原反应,最后得 固体为 Na2SO4。

2.溶液中的三个守恒关系 活动与探究 2
溶液中的三个守恒:请以 Na2CO3 溶液为例,写出溶液中的电荷 守恒、物料守恒、质子守恒。 答案:Na2CO3 溶液中存在的离子有:Na+、 3 、 +、 -、 CO H OH HCO3 ; 分子有:H2O、H2CO3。 电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO3 )+c(HCO3 )+c(OH-) 物料守恒:c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO3 )+c(CO3 )] 质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3 )+2c(H2CO3)
222-

迁移与应用 写出 NH4Cl、CH3COONa、Na2S、Na2SO3 四种溶液中的三个 守恒。 + 答案:电荷守恒:c(NH4 )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-); c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-); c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-); c(Na+)+c(H+)=2c(SO3 )+c(HSO3 )+c(OH-)。 + 物料守恒:c(Cl-)=c(NH4 )+c(NH3· 2O); H c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH); c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]; c(Na+)=2[c(H2SO3)+c(HSO3 )+c(SO3 )] 质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3· 2O);c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH); H c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S);c(OH-)=c(H+)+c(HSO3 )+2c(H2SO3)
22-

1.物料守恒:指一个平衡体系中,某一组分的总浓度一定等于它 所离解成的多种粒子的平衡浓度之和。 2.电荷守恒:指在电解质的水溶液中,阳离子的总电荷数与阴离 子的总电荷数必须相等。因为溶液总是呈电中性的。 3.质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的 物质的量应相等。

3.离子浓度大小的比较 活动与探究 3
请你分析讨论 H2S、Na2CO3、NH4Cl 三种溶液中存在的平衡关 系,并比较其溶液中离子浓度的大小关系。 答案:H2S 溶液: H2S H++HS- HSH++S2H2S 为二元弱酸,第一步电离远大于第二步电离,故 c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)。 Na2CO3 溶液呈碱性: CO3 +H2O HCO3 +H2O
22-

HCO3 +OHH2CO3+OH-

-

c(Na+)>c(CO3 )>c(OH-)>c(HCO3 )>c(H+)

NH4Cl 溶液显酸性: + NH4Cl NH4 +Cl+ NH4 +H2O

NH3· 2O+H+ H

H2O H++OH离子浓度: + c(Cl-)>c(NH4 )>c(H+)>c(OH-)

迁移与应用 把 0.02 mol· -1 CH3COOH 溶液和 0.01 mol· -1 NaOH 溶液以等 L L 体积混合,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( ) A.c(CH3COO-)>c(Na+) B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-) C.2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH) D.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.02 mol· -1 L

解析:根据物料守恒,CH3COOH 溶液与 NaOH 充分作用后 CH3COOH 过量,溶液中 CH3COOH 与 CH3COO-的总物质的量等于 原 0.02 mol·L-1 CH3COOH 溶液中 CH3COOH 和 CH3COO-总的物 质的量,但因两溶液等体积混合,溶液体积扩大至原来的 2 倍,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.01 mol·L-1,所以 D 项错;误选 C 的 同学是由于思路混乱或思维起点不知如何选择的结果,甚至有的同 学对于 C 项竟无从下手,对于 C 项,由于存在 c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)的电荷守恒①和 2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)的物料守恒②,联立①②两式可 得:2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)+2c(OH-),所以 C 项错;对于 A、 B 项,由于 CH3COOH 溶液与 NaOH 充分作用后 CH3COOH 过量,且 当不考虑水解和电离时 c(CH3COO-)=c(CH3COOH),在此情况下 CH3COOH 的电离程度强于 CH3COO-的水解程度,所以 B 项错。 答案:A

两种电解质的混合溶液 1.解答此类题目时,要抓住:a.两溶液是否反应,b.混合后若生成 盐,该盐是否发生水解,c.反应物是否过量,d.酸或碱过量时,是以酸或 碱的电离为主,还是以盐的水解为主。总之解答本类题目,能发生反 应的先反应,然后根据反应情况求出溶液中溶质的物质的量,再具体 分析其电离和水解的情况,最后排出各离子的浓度关系。

2.高考试题中在比较离子浓度的大小时,常常涉及以下两组混 合溶液: a.NH4Cl~NH3· 2O (1∶ H 1) 因为 NH3· 2O 电离程度大于 NH4Cl 水解程度,故显碱性。 H + c(NH4 )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) b.CH3COOH~CH3COONa (1∶ 1) CH3COOH 的电离程度大于 CH3COONa 的水解程度,故显酸性。 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

当堂检测
1.下列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 A.①②③ B.②③④ C.①④ D.①②③④

解析:①中 NH4Cl、ZnCl2 水解呈酸性,可与铁锈的主要成分 Fe2O3 反 应而除去;②中 NaHCO3 与 Al2(SO4)3 发生水解,相互促进产生大量气 + 体;③草木灰的主要成分 K2CO3 与 NH4 相互促进水解放出 NH3 使肥 效降低;④中盛放的 Na2CO3 溶液水解产生的 OH-与玻璃的成分 SiO2 反应生成的 Na2SiO3 有黏性,易把瓶塞和瓶体粘在一起。 答案:D

2.(2012·淄博高二质检)常温下,盐酸与氨水混合,所得溶液 pH=7,则 此溶液中的关系正确的是( ) + A.c(NH4 )<c(Cl-) + B.c(NH4 )=c(Cl-) + C.c(NH4 )>c(Cl-) + D.无法确定 c(NH4 )与 c(Cl-) 解析:根据溶液显电中性,则 NH4Cl 溶液中 + + c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4 )+c(H+),当 c(H+)=c(OH-)时,必有 c(NH4 )=c(Cl-)。 答案:B

3.在一定浓度的 Na2S 溶液中,下列关系不正确的是( ) A.c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S) B.c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-) C.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) D.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-) 解析:A 项为物料守恒式,在 Na2S 中,n(Na)=2n(S),而 S 的存在形态有 S2-、HS-、H2S,故 c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),A 正确;B 项为电 荷守恒的形式,但是 S2-带 2 个单位负电荷,所以应乘以 2,即 c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),B 错误;C 项也是溶液中一个常 用的守恒式,通常称为质子守恒式,它可以由前面两个守恒得出,将物 料守恒中 c(Na+)带入电荷守恒式,就可以得出 c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),C 正确;由 S2-水解方程式分析可知 D 也正确。 答案:B

+ 4.已知某溶液中存在 OH-、H+、NH4 、Cl-四种离子,某同学推测其离 子浓度大小顺序有如下四种关系: + ①c(Cl-)>c(NH4 )>c(H+)>c(OH-) + ②c(Cl-)>c(NH4 )>c(OH-)>c(H+) + ③c(NH4 )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) + ④c(Cl-)>c(H+)>c(NH4 )>c(OH-) 填写下列空白: (1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是 ,上述四种离子 浓度的大小顺序为 (填序号)。 (2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为 ;若上 述关系中④是正确的,则溶液中的溶质为 。 (3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性, 则混合前 c(HCl) c(NH3· 2O)(填“大于”“小于”或“等于”,下同), H 混合前酸中 c(H+)和碱中 c(OH-)的关系为 c(H+) c(OH-)。

+ 解析:(1)若溶液只有一种溶质,该溶质为 NH4Cl,因 NH4 水解溶液呈 + 酸性,离子浓度的大小关系为 c(Cl-)>c(NH4 )>c(H+)>c(OH-)。 + (2)因为 c(OH-)>c(H+)、 c(NH4 )>c(Cl-),所以溶液中除含有 NH4Cl + 外,还必须含有 NH3·H2O。若 c(Cl-)>c(H+)>c(NH4 )>c(OH-),则说明

溶液中含有 NH4Cl 和 HCl。 (3)NH4Cl 水解溶液呈酸性,若等体积稀盐酸与氨水混合后呈中 性,说明氨水过量,故 c(HCl)<c(NH3·H2O),混合前盐酸中 c(H+)大于 弱碱氨水中 c(OH-)。 答案:(1)NH4Cl ① (2)NH4Cl 和 NH3· 2O NH4Cl 和 HCl H (3)小于 大于


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