盐溶液的酸碱性盐类水解的应用三大守恒电荷守恒物料守恒质子守恒.docx
- 文档编号:10237185
- 上传时间:2023-05-24
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:57.51KB
盐溶液的酸碱性盐类水解的应用三大守恒电荷守恒物料守恒质子守恒.docx
《盐溶液的酸碱性盐类水解的应用三大守恒电荷守恒物料守恒质子守恒.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《盐溶液的酸碱性盐类水解的应用三大守恒电荷守恒物料守恒质子守恒.docx(23页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
盐溶液的酸碱性盐类水解的应用三大守恒电荷守恒物料守恒质子守恒
盐类水解的应用
1.盐类水解的重要应用:
(1)判断离子能否共存:
若阴、阳离子均发生水解反应,两者混合时,水解反应会相互促进,致使阴、阳离子的水解程度较大而不能大量共存,该过程称为双水解反应。
如泡沫灭火器的工作原理(泡沫灭火器的主要成分是硫酸铝和碳酸氢钠溶液):
Al3++3HCO3—→Al(OH)3↓+3CO2↑。
发生双水解反应的离子为弱碱阳离子与弱酸阴离子,即“双弱”,如Al3+与HS-的双水解反应为:
Al3++3HS-+3H2O→Al(OH)3↓+3H2S↑。
注意:
能发生双水解反应的阴、阳离子在溶液中不能大量共存,如Al3+、Fe3+、Cu2+等与CO32-、HCO3—、SO32-、HSO3—、ClO-、S2-、HS-等不能大量共存。
(2)判断盐溶液蒸干时所得的产物:
关键是看水解产物是否易挥发。
如AlCl3溶液蒸干得到Al(OH)3,Al2(SO4)3溶液蒸干得到Al2(SO4)3,Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3。
注意:
判断盐溶液蒸干时所得的产物,要写盐类水解的化学方程式,那样便于观察水解产物是否易挥发,而写盐类水解的离子方程式不便观察水解产物是否易挥发。
要注意区分“蒸干”与“灼烧”,如AlCl3溶液蒸干得到Al(OH)3,灼烧得到Al2O3。
③若盐自身受热易分解,则蒸干产物为受热分解后的产物,如NaHCO3蒸干产物为Na2CO3,Ca(HCO3)2蒸干产物为CaCO3。
NH4Cl、NH4HCO3、(NH4)2CO3溶液蒸干后无固体。
④还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4。
(3)保存、配制某些盐溶液,如配制FeCl3溶液时,为防止出现Fe(OH)3沉淀,常加几滴盐酸来抑制FeCl3的水解;蒸干FeCl3溶液得到FeCl3固体应在HCl气氛中蒸干。
(4)利用盐类的水解反应制取胶体来净水,如明矾净水的原理为Al3+水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很大的表面积,能吸附水中悬浮物而聚沉。
(5)利用盐类的水解除杂,如要除去CuCl2溶液中少量的FeCl3,应向溶液中加入__________。
2.掌握“三大守恒”规律,即电荷守恒、物料守恒、质子守恒,以NaHCO3溶液为例:
(1)NaHCO3溶液存在的微粒有________________________________________________。
(2)电荷守恒:
溶液中所有阳离子的正电荷总数等于所有阴离子的负电荷总数。
NaHCO3溶液中电荷守恒等式为:
c(Na+)+c(H+)=c(HCO
)+2c(CO
)+c(OH-)。
(3)物料守恒:
物质原始的元素物料比守恒。
NaHCO3溶液中物料守恒等式为:
c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO
)+c(CO
)。
思考:
将上面推导出的电荷守恒与物料守恒的等式相减得到:
___________________________。
(4)质子守恒:
电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
如NaHCO3溶液中:
根据质子得失守恒可得,c(H2CO3)+c(H+)=c(CO
)+c(OH-)。
3.溶液中微粒浓度的大小比较:
理解电离理论和水解理论,掌握“三大守恒”规律(电荷守恒、物料守恒、质子守恒)。
注意:
弱电解质的电离和弱电解质离子的水解都是微弱的,涉及离子浓度的大小比较时,可以按照电离、水解均一般不到1%来估算。
例1.(盐类水解的应用)
1.1.下列描述与盐的水解有关的是________________________(填序号)。
全部
①明矾和FeCl3均可作净水剂
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在盐酸中,而后加水稀释
④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
⑤实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞
⑥将FeCl3溶液蒸干灼烧,所得固体为Fe2O3
⑦在Al2(SO4)3溶液中加入金属镁会产生氢气
⑧草木灰与铵态氮肥不能混合施用
1.2.相同物质的量浓度的NaCN和NaClO相比,NaCN溶液的pH较大,则下列说法正确的是(C)
A.电离常数:
HCN>HClOB.NaCN溶液中n(Na+)较大
C.酸根离子浓度:
c(CN-) 例2.(掌握“三大守恒”规律,即电荷守恒、物料守恒、质子守恒) 2.1. (1)在0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题: ①溶液中所有离子的浓度由大到小排序是: _________________________________。 ②写出物料守恒的等式: _________________________________________。 ③写出电荷守恒的等式: _________________________________________。 ④写出质子守恒的等式: ________________________________________。 (2)在0.1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,回答下列问题: ①溶液中所有离子的浓度由大到小排序是: _________________________________。 ②写出物料守恒的等式: _________________________________________。 ③写出电荷守恒的等式: _________________________________________。 ④写出质子守恒的等式: ________________________________________。 解: (1)①c(Na+)>c(CO )>c(OH-)>c(HCO )>c(H+) ②c(Na+)=2[c(CO )+c(HCO )+c(H2CO3)] ③c(Na+)+c(H+)=2c(CO )+c(HCO )+c(OH-) ④c(OH-)=c(H+)+c(HCO )+2c(H2CO3) (2)①c(NH )>c(SO )>c(H+)>c(OH-) ②c(NH )+c(NH3·H2O)=2c(SO ) ③c(NH )+c(H+)=2c(SO )+c(OH-) ④c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-) 2.2.(2014安徽)已知: 室温下,草酸是(H2C2O4)二元弱酸。 下列溶液中粒子浓度关系正确的是(B) A.Na2S溶液: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-) B.Na2C2O4溶液: c(OH-)=c(H+)+c(HC2O )+2c(H2C2O4) C.Na2CO3溶液: c(Na+)+c(H+)=2c(CO )+c(OH-) D.CH3COONa和CaCl2混合溶液: c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-) 【解析】在Na2S溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A项错误;利用质子守恒知Na2C2O4溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HC2O )+2c(H2C2O4),B项正确;利用电荷守恒知Na2CO3溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(CO )+c(HCO )+c(OH-),C项错误;利用原子守恒可知CH3COONa和CaCl2的混合液中c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+ c(Cl-),D项错误。 例3.(离子浓度的比较: 分为同一溶液中不同离子浓度的比较和不同溶液中同种离子浓度的比较两种题型) 3.1.在CH3COONa溶液中各离子的浓度由大到小排序是__________________________________。 解: c(Na+)>c(CH3COO―)>c(OH―)>c(H+) 3.2.下列溶液中,c(S2-)最大的是(C) A.1mL0.1mol/LH2S溶液B.10mL0.01mol/LH2S溶液 C.1mL0.1mol/LNa2S溶液D.10mL0.1mol/LNaHS溶液 3.3.物质的量浓度相同的下列溶液①(NH4)2CO3,②(NH4)2SO4,③NH4HCO3,④NH4HSO4, ⑤NH4Cl,⑥NH3·H2O;按c(NH4+)由小到大的排序______________________(填序号)。 解: ⑥③⑤④①② 3.4.用物质的量都是0.1mol的CH3COOH与CH3COONa配成1L混合溶液,已知c(CH3COO-)大于c(Na+),对该混合溶液下列判断正确的是(A) A.c(H+)>c(OH-)B.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol·L-1 C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1mol·L-1 3.5.将0.2mol·L-1HCN溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后(忽略混合前后溶液体积的变化),溶液显碱性,下列关系式中正确的是(B) A.c(HCN) C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)D.c(HCN)+c(CN-)=0.1mol·L-1 解析: 上述溶液混合后,溶质为HCN和NaCN,由于该题已说明溶液显碱性,所以不能再按照HCN的电离处理,而应按NaCN水解为主。 所以c(Na+)>c(CN-),选B 变式训练: 1.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是(C) A.HClB.Fe3+C.Cl-D.CH3COO- 解: A.HCl在水溶液中能电离出氢离子,抑制水的电离,不选A; B.Fe3+为弱碱阳离子,能够发生水解而促进水的电离,不选B; C.Cl-为强酸根离子,不水解,不影响水的电离,选C; D.CH3COO-为弱酸根离子,能水解而促进水的电离,不选D;故答案为: C。 2.下列水解反应的离子方程式书写正确的是(D) A.Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+ B.Cl−+H2O HCl+OH− C.CO32-+2H2O H2CO3+2OH− D.NH4++2H2O NH3·H2O+H3O+ 【详解】 A.Fe3+水解生成Fe(OH)3,但水解很微弱,因此生成的不是沉淀,水解反应的离子方程式中不能书写“↓”,A项错误; B.Cl−是强酸的酸根离子,不发生水解,B项错误; C.CO32-水解生成HCO3-和OH-,水解反应的离子方程式为: CO32-+H2O HCO3-+OH−,C项错误; D.NH4+水解生成NH3·H2O和H+,水解反应的离子方程式为NH4++2H2O NH3·H2O+H3O+,简化为NH4++H2O NH3·H2O+H+,D项正确; 3.下列指定化学用语正确的是(C) A.NaHCO3 水解的离子方程式: HCO3-+H2O→CO32-+H3O+ B.Ba(OH)2的电离方程式: Ba(OH)2 Ba2++2OH- C.NaHSO4在水中的电离方程式: NaHSO4→Na++H++SO42- D.Na2S水解的离子方程式: S2-+2H2O→H2S+2OH- 【解析】A项,NaHCO3水解的离子方程式为HCO3-+H2O H2CO3+OH-,错误;B项,Ba(OH)2属于强碱,电离方程式为Ba(OH)2=Ba2++2OH-,错误;C项,NaHSO4属于强酸的酸式盐,在水中的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42-,正确;D项,Na2S水解的离子方程式为S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-,错误;答案选C。 4.NaHCO3作为发酵粉使用时,常常加入少量明矾,这是因为(B) A.明矾起催化作用B.明矾水解显弱酸性 C.NaHCO3受热分解放出CO2D.NaHCO3电离生成CO2气体 5.下列离子组因发生双水解反应而不能大量共存的是(C) A.Ba2+、NH4+、SO42-、OH-B.H+、Na+、NO3-、I- C.Al3+、K+、HCO3-、NO3-D.H+、Ca2+、CO32-、Cl- 【解析】 Ba2+和SO42-因为生成沉淀而不共存,NH4+和OH-因为生成弱电解质(NH3·H2O)而不共存,没有发生双水解反应,所以选项A错误。 H+、NO3-、I-会因为发生氧化还原反应而不共存,没有发生双水解反应,选项B错误。 Al3+和HCO3-发生双水解反应生成二氧化碳和氢氧化铝,所以选项C是因为双水解反应而不共存,选项C正确。 Ca2+和CO32-因为生成沉淀而不共存,H+和CO32-反应生成二氧化碳而不共存,没有发生双水解反应,选项D错误。 6.在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液,然后灼烧,可以得到该固体的是(D) A.AlCl3B.NaHCO3C.(NH4)2CO3D.MgSO4 【详解】 A.加入AlCl3溶液,水解生成氢氧化铝,灼烧生成氧化铝固体,故A不选; B.NaHCO3不稳定,加热分解生成碳酸钠,故B不选; C.(NH4)2CO3不稳定,加热分解生成氨气、水和二氧化碳气体,故C不选; D.加热硫酸镁溶液,即使水解,因硫酸难挥发,最终产物应为硫酸镁,故D选; 7.下列说法不正确的是(B) A.草木灰与铵态氮肥不宜混合使用 B.浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸均具有强氧化性 C.热的纯碱溶液比冷的除油污的效果更好 D.在轮船外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率 8.常温下,向CH3COONa稀溶液中加入少许X物质,其溶液中部分微粒浓度变化如下表所示: 微粒 H+ OH- CH3COO- CH3COOH 物质的量浓度 增大 减小 减小 增大 则X物质可能是(A) A.氯化氢B.氢氧化钠C.蒸馏水D.醋酸 【解析】 A.氯化氢,对CH3COONa水解平衡起促进作用,H+浓度、CH3COOH增大,OH-、CH3COO-减小,故A符合表格粒子浓度变化; B.加氢氧化钠,抑制了CH3COONa溶液的水解,导致H+浓度、CH3COOH减小,OH−、CH3COO−增大,故B不符合表格粒子浓度变化; C.越稀越水解,CH3COOH、OH−、CH3COO−浓度都减小,而H+浓度增大,故C不符合表格粒子浓度变化; D.加醋酸,H+、CH3COO−浓度都增大,故D不符合表格粒子浓度变化; 9.为了使c(NH4+): c(Cl-)=1: 1,我们应该在NH4Cl溶液中加入(B) ①适量HCl②适量NaCl③适量NH3·H2O④适量NaOH A.①②B.③C.③④D.④ 10.室温下,有两种溶液: ①0.01mol·L-1NH3·H2O溶液,②0.01mol·L-1NH4Cl溶液。 下列操作可以使两种溶液中c(NH4+)都增大的是(C) A.加入少量H2OB.加入少量NaOH固体 C.通入少量HCl气体D.升高温度 【解析】 A选项,NH3·H2O溶液加入少量H2O,平衡正向移动,铵根离子浓度减小,故A不符合题意; B选项,NH3·H2O溶液加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,铵根离子浓度减小,故B不符合题意; C选项,NH3·H2O溶液通入少量HCl气体生成氯化铵,铵根离子浓度增大,NH4Cl溶液通入少量HCl气体,抑制铵根水解,平衡逆向移动,铵根离子浓度增大,故C符合题意; D选项,NH3·H2O溶液升高温度,平衡正向移动,铵根离子浓度增大,NH4Cl溶液升高温度,水解平衡正向移动,铵根离子浓度减小,故D不符合题意。 综上所述,答案为C。 11.已知常温下几种酸的电离常数如表: 酸 CH3COOH H2CO3 H2S H3PO4 电离常数 K=1.75×10-5 K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15 K1=7.1×10-3 K2=6.3×10-8 K3=4.2×10-13 则同等物质的量浓度的下列溶液中pH最大的是(D) A.CH3COONaB.NaHCO3C.NaHSD.Na2HPO4 【解析】 电离程度越大,其对应的水解程度越小,等物质的量浓度的溶液pH值越小,CH3COONa对应的酸为醋酸,电离平衡常数为K=1.75x10-5;NaHCO3对应的酸为碳酸,电离平衡常数为K1=4.4x10-7;NaHS对应的酸为硫氢酸,电离平衡常数为K1=1.3x10-7;Na2HPO4对应的酸为磷酸二氢根,电离平衡常数为K2=6.3x10-8;通过比较可知磷酸二氢根的电离平衡常数最小,所以磷酸氢二钠的水解程度最大,碱性最强,pH值最大,故答案为D。 12.用一价离子(A+、B+、C-、D-)组成的四种盐溶液: AC、BD、AD、BC,其物质的量浓度均为1mol·L-1。 在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液pH<7,则正确 的是(A) 选项 A B C D 碱性 AOH>BOH AOH<BOH AOH>BOH AOH<BOH 酸性 HC>HD HC>HD HC<HD HC<HD 解: 根据AD溶液pH>7,D-一定水解;根据BC溶液pH<7,B+一定水解;根据BD溶液pH=7,B+、D-的水解程度相同;A+、C-均不水解,或水解程度比B+、D-弱,所以碱性: AOH>BOH,酸性: HC>HD。 13.常温下,0.1mol·L-1下列溶液的pH如表所示,有关比较正确的是(D) 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 溶液 NaCl CH3COONH4 NaClO NaHCO3 Na2CO3 pH 7.0 7.0 10.3 8.3 11.6 A.酸性的相对强弱: HClO<HCO3- B.由水电离产生的c(H+): ①=② C.溶液③④中酸根离子浓度: c(ClO-)>c(HCO3-) D.溶液⑤中: c(HCO3-)>c(H2CO3) 【解析】 A.盐类的水解规律: 越弱越水解,即弱酸越弱,其对应的弱酸根离子的水解程度越大,溶液的碱性越强,pH值越大,结合盐溶液③⑤的pH值可得,酸性的相对强弱: HClO>HCO3-,故A错误; B.CH3COONH4是弱酸弱碱盐,能发生水解,促进水的电离,NaCl是强酸强碱盐,不发生水解,对水的电离无影响,所以由水电离产生的c(H+): ①<②,故B错误; C.根据越弱越水解规律,结合盐溶液③④的pH值可知,NaClO中次氯酸根离子的水解程度大于NaHCO3中碳酸根离子的水解程度,则溶液③④中酸根离子浓度: c(ClO-)<c(HCO3-),故C错误; D.Na2CO3溶液中,碳酸根离子分步水解,且第一步水解程度远大于第二步水解程度,则c(HCO3-)>c(H2CO3),故D正确; 14.在硫化钠水溶液中存在着多种离子和分子,下列关系式正确的是(D) A.[OH-]=[HS-]+[H+]+[H2S] B.[OH-]+[HS-]=[Na+]+[H+] C.[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S] D.[Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S] 【解析】 A.硫化钠水溶液中存在质子守恒,水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度应相同,氢离子存在形式变化,结合氢离子守恒写出c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S),故A不符合题意; B.硫化钠水溶液中存在电荷守恒,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数,c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)=c(H+)+c(Na+),故B不符合题意; C.硫化钠水溶液中存在物料守恒,钠元素和硫元素物质的量之比为2: 1,溶液中物料守恒为: c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),故C不符合题意; D.硫化钠水溶液中存在物料守恒,钠元素和硫元素物质的量之比为2: 1,溶液中物料守恒为: c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),故D符合题意; 15.在0.1mol/L的H2S溶液中,下列关系错误的是( A) A.c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)B.c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) C.c(H+)>c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)D.c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L 解: 由于H2S溶液中存在下列平衡: H2S H++HS-,HS- H++S2-,H2O H++OH-,根据电荷守恒得c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),由物料守恒得c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1mol/L,所以关系式错误的是A项。 c(H+)>c(HS―)>c(S2―)>c(OH―) 16.(2002全国)常温下,将甲酸(HCOOH)和氢氧化钠溶液混合,所得溶液pH=7,则此溶液中(C) A.c(HCOO-)>c(Na+)B.c(HCOO-)<c(Na+) C.c(HCOO-)=c(Na+)D.无法确定 解: 本题绝不能理解为恰好反应,因完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而现在Ph=7,故酸略为过量。 根据溶液中电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-) 因pH=7,故c(H+)=c(OH-),所以有c(Na+)=c(HCOO-),答案为C。 17.下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是(C) A.氨水与氯化铵混合的中性溶液中: [Cl-]>[NH4+] B.常温下,pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合: [H+]=[OH-] C.0.1mo1/L的硫酸铵溶液中: [NH4+]>[SO42-]>[H+] D.0.1mol/L的硫化钠溶液中: [OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S] 18.25℃时,浓度均为0.1mol/L的溶液,其pH如下表所示。 有关说法正确的是(B) 序号 ① ② ③ ④ 溶液 NaCl CH3COONH4 NaF CH3COONa pH 7.0 7.0 8.1 8.9 A.酸性强弱: CH3COOH>HF B.离子的总浓度: ①>③ C.②中: c(CH3COO-)=c(NH4+)=c(OH-)=c(H+) D.②和④中c(CH3COO-)相等 【解析】 A.由表中数据得到,碱性: NaF F- CH3COOH B.①③两种溶液有各自的电荷守恒式: c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-);c(Na+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),所以两种溶液的离子总浓度都等于各自的2[c(Na+)+c(H+)],因为两种溶液中的钠离子浓度相等,所以只需要比较两种溶液的氢离子浓度即可;pH为: ①<③,所以①的氢离子浓度更大,即溶液①的2[c(Na+)+c(H+)]大于溶液③的2[c(Na+)+c(H+)],所以离子的总浓度: ①>③,选项B正确; C.溶液②中,pH=7,所以c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,明显溶液中的醋酸根和铵根离子的浓度都接近0.1mol/L(电离和水解的程度都不会太大),
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 盐溶 酸碱 盐类 水解 应用 守恒 电荷 物料 质子