盐类的水解 难溶物的电离平衡 电化学.docx
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盐类的水解难溶物的电离平衡电化学
盐类的水解
一.盐类的水解
1.实质,盐电离,弱酸的阴离子结合H+,弱碱的阳离子结合OH-,生成弱电解质,破坏了电离平衡,水的电离程度增大,c(H+)≠c(OH-),溶液呈现酸性或者碱性
2.特点,程度微弱,属于可逆反应,,是的逆反应。
3.水解的规律,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。
4.水解方程式的书写
一般盐类的水解程度小,如果产物易分解(如氨水,碳酸)也不写成分解产物的形式
Eg:
氯化铵的水解离子方程式:
多元弱酸盐的水解分布进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式
Eg:
碳酸钠的水解离子方程式:
多元弱碱盐的水解方程式一步写完
Eg:
氯化铁的水解离子方程式:
若阴、阳离子水解相互促进,由于水解程度较大,书写要用等号,气体,沉淀符号
Eg:
碳酸氢钠与氯化铝混合溶液:
常见能发生水解相互促进的离子组合有:
铝离子和碳酸根,碳酸氢很,硫离子,硫氢根,偏铝酸根,以及铁离子与碳酸根,碳酸氢根
二.影响水解的主要因素
1.内因,酸或者碱越弱,其对应的弱酸根离子和弱碱阳离子
2.外因,改变温度,浓度,外加酸碱水解平衡的移动水解程度水解产生离子的浓度
三.盐类水解反应的运用
1,除油污,用热纯碱溶液清洗的原因?
2,配制盐溶液,配制氯化铁溶液时,为抑制铁离子水解,因加入
3,作净水剂,铝盐净水原理用
4,制备物质,用氯化钛制备氧化钛的反应可表示为
制备硫化铝不能在溶液中进行的原因
问题:
配制硫酸亚铁时,为何要加入硫酸,并加入少量铁屑?
四.1.离子浓度的定量关系电荷守恒式物料守恒式
2.溶液中离子浓度的大小关系
多元弱酸溶液多元弱酸的正盐溶液
不同溶液中同一离子浓度的大小关系比较混合溶液中各离子浓度的大小比较
练习:
一、选择题
1.下列说法不正确的是( )
A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.水解反应NH
+H2O
NH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.盐类水解反应的逆反应是中和反应
2.一定条件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:
CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-下列说法正确的是( )
A.加入少量NaOH固体,c(CH3COO-)增大
B.加入少量FeCl3固体,c(CH3COO-)增大
C.稀释溶液,溶液的pH增大
D.加入适量醋酸得到的酸性混合溶液:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
3.下列运用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解的事实无关的是( )
A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞
B.泡沫灭火器用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将其混合就可产生大量二氧化碳的泡沫
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.可用碳酸钠与醋酸制取少量二氧化碳
4.下列溶液中离子浓度关系的表示正确的是( )
A.NaHCO3溶液中:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CO
)+c(HCO
)
B.pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后的溶液中:
c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)
C.0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中:
c(Cl-)>c(H+)>c(NH
)>c(OH-)
D.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液中:
2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
5.相同温度、相同浓度下的六种溶液,其pH由小到大的顺序如图所示,图中①②③代表的物质可能分别为( )
A.NH4Cl (NH4)2SO4 CH3COONa
B.(NH4)2SO4 NH4Cl CH3COONa
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaOH
D.CH3COOH NH4Cl (NH4)2SO4
6.(2013·三门峡模拟)有一种酸式盐NaHB,它的水溶液呈弱碱性。
则以下说法:
①相同物质的量浓度的NaOH溶液和H2B溶液,前者的电离程度大于后者的电离程度;
②H2B不是强酸;
③HB-的电离程度大于HB-的水解程度;
④该盐溶液的电离方程式一般写成:
NaHBNa++HB-,HB-H++B2-
其中错误选项的组合是( )
A.①② B.③④
C.②③D.①④
7.现有0.4mol·L-1HA溶液和0.2mol·L-1NaOH溶液等体积混合组成的混合溶液。
下列有关推断正确的是( )
A.若该溶液中HA的电离能力大于A-的水解能力,则有c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
B.若该溶液中A-的水解能力大于HA的电离能力,则有c(A-)>c(HA)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.无论该溶液呈酸性还是碱性,都有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.无论该溶液呈酸性还是碱性,都有c(Na+)=c(A-)+c(HA)
8.常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液,滴定曲线如图。
下列说法正确的是( )
A.点①所示溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②所示溶液中:
c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)
9.(2011·全国高考卷)室温时,将浓度和体积分别为c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列关于该混合溶液的叙述错误的是( )
A.若pH>7,则一定是c1V1=c2V2
B.在任何情况下都是c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.当pH=7时,若V1=V2,则一定是c2>c1
D.若V1=V2,c2=c1,则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
10.已知在常温下测得浓度均为0.1mol·L-1的下列三种溶液的pH:
溶质
NaHCO3
Na2CO3
NaCN
pH
9.7
11.6
11.1
下列说法中正确的是( )
A.阳离子的物质的量浓度之和:
Na2CO3>NaCN>NaHCO3
B.相同条件下的酸性:
H2CO3>HCN
C.三种溶液中均存在电离平衡和水解平衡
D.升高Na2CO3溶液的温度,
减小
2、非选择题
11.(10分)现有浓度均为0.1mol/L的五种电解质溶液:
A.Na2CO3、B.NaHCO3、C.NaAlO2、D.CH3COONa、E.NaOH。
(1)这五种溶液中水的电离程度最大的是________(填编号)。
(2)将五种溶液稀释相同的倍数时,其pH变化最大的是________(填编号)。
(3)将上述A、B、C、D四种溶液两两混合时,有一对溶液相互间能够发生反应,写出该反应的离子方程式:
___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将CO2通入A溶液中恰好呈中性,溶液中2c(CO
)+c(HCO
)=________mol/L(设反应前后溶液体积不变)。
12.(14分)(2013·山东省实验中学一诊)根据下列化合物:
①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O、⑧H2O,回答下列问题。
(1)NH4Cl溶液显________性,用离子方程式表示原因
________________________________________________________________________,
其溶液中离子浓度大小顺序为____________。
(2)常温下,pH=11的CH3COONa溶液中,水电离出来的c(OH-)=________,在pH=3的CH3COOH溶液中,水电离出来的c(H+)=________。
(3)已知纯水中存在如下平衡:
H2O+H2OH3O++OH- ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,可选择的方法是________(填字母序号)。
A.向水中加入NaHSO4固体
B.向水中加Na2CO3固体
C.加热至100℃[其中c(H+)=1×10-6mol·L-1]
D.向水中加入(NH4)2SO4固体
(4)若将等pH、等体积的②NaOH和⑦NH3·H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH仍相等,则m________(填“<”、“>”或“=”)n。
(5)除⑧H2O外,若其余7种溶液的物质的量浓度相同,则这7种溶液按pH由大到小的顺序为:
________。
难溶电解质的溶解平衡
一、沉淀溶解平衡与溶度积
1.沉淀溶解平衡
一定温度下,难溶电解质AmBn(s)难溶于水,但在水溶液中仍有部分和
-离开固体表面溶解进入溶液,同时进入溶液中的An+和Bm-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时和的沉淀与固体的溶解达到平衡状态,称之为达到沉淀溶解平衡状态.
AmBn固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为:
难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样,符合平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律.
特征:
(1)逆:
;
(2)等:
和速率相等;(3)动:
平衡;(4)定:
一定(不变);(5)变:
改变、等条件,沉淀溶解平衡会发生移动直到建立一个新的沉淀溶解平衡。
2.溶度积常数Ksp(或溶度积)
难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定)。
各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为,用符号表示。
即:
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=
例如:
常温下沉淀溶解平衡:
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),
Ksp(AgCl)=
常温下沉淀溶解平衡:
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO42-(aq),
Ksp(Ag2CrO4)=
3.溶度积KSP的性质
(1)溶度积KSP的大小和平衡常数一样,它与难溶电解质的性质和有关,与浓度无关,离子浓度的改变可使溶解平衡发生移动,而不能改变的大小。
(2)溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力的大小。
相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶于水;反之Ksp越大,溶解度越大。
如:
Ksp(AgCl)=1.8×10-10;Ksp(AgBr)=5.0×10-13;Ksp(AgI)=8.3×10-17.
因为:
Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),所以溶解度:
AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)。
不同类型的难溶电解质,不能简单地根据Ksp大小,判断难溶电解质溶解度的大小。
例1:
Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10 请比较他们溶解度的大小。
二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的溶解与生成
利用溶度积KSP可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。
a.当Qc>Ksp时是溶液,反应向生成方向进行,直至达到沉淀溶解平衡状态(饱和为止)。
b.当Qc=Ksp时是溶液,达到沉淀溶解平衡状态。
c.当Qc 以上规则称为溶度积规则。 沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。 一、选择题 1.在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液存在下列平衡: Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向此悬浊液中加入少量生石灰时,下列说法正确的是 A.n(Ca2+)增大B.c(Ca2+)不变C.n(OH-)增大D.c(OH-)减小 2.向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。 根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为. A.AgCl=AgI=Ag2SB.AgCl C.AgCl>AgI>Ag2SD.AgI>AgCI>Ag2S 3.工业废水中常含有Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子,可通过加入过量的难溶电解质FeS、MnS,使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。 根据以上事实,可推知FeS、MnS具有的相关性质是 A.在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS B.在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS C.在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同 D.二者均具有较强的吸附性 4.非结合胆红素(VCB)分子中有羟基,被氧化后(生成羧基)与钙离子结合形成胆红素钙的反应,就是一个沉淀生成的离子反应,从动态平衡的角度分析能预防胆结石的方法是. A.大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全.,防止胆结石生成 B.不食用含钙的食品 C.适量服用低维生素E、低维生素C等抗氧化自由基可防治胆结石 D.常喝水稀释钙离子,溶解沉淀 5.在已知AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10mol-2和2.0×10-12mol3·L-3。 若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下列叙述正确的是. A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等 B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4 C.两者类型不同,不能直接由Ksp的大小来判断其溶解能力的大小 D.都是难溶盐,溶解度无意义 6.当固体AgCl放在较浓的KI溶液中振荡时,部分AgCl转化为AgI,其原因是. A.AgI比AgCl稳定B.KI的加入对AgCl的溶解平衡没有影响 C.I-的还原性比Cl-强D.AgI的溶解度比AgCl小 7.25℃时, 现向1L0.2mol·L-1HF溶液中加入1L0.2mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是 A.25℃时,0.1mol·L-1HF溶液中pH=1B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化 C.该体系中没有沉淀产生D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀 8.在2mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液,发生的反应为. A.只有AgCl沉淀生成B.只有AgI沉淀生成 C.生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀D.两种沉淀都有,但以AgI为主 9.(09年浙江理综·10)已知: 25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12, Ksp[MgF2]=7.42×10-11。 下列说法正确的是() A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小 D.25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2 10.已知Ksp(Ag2S)=1.6×10—49,Ksp(CuS)=6.3×10—36,Ksp(PbS)=8×10—28,则推断可以实现的沉淀转化关系为。 11.将足量BaCO3分别加入: 30mL水 10mL0.2mol/LNa2CO3溶液 50mL0.01mol/L氯化钡溶液 100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。 请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: 12.一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。 即: AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) [An+]m·[Bm-]n=Ksp 已知: 某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-4]=1.1×10-12 试求: (1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。 (2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。 电化学基础 第1节原电池化学电源 1.原电池 1.概念,把转化为的装置 2.工作原理,以铜锌原电池为例 负极电极材料电极反应反应类型 正极电极材料电极反应反应类型电子流向 3.原电池构成的条件 三点 4.在原电池内部阴阳离子该如何移动,为什么? 二.化学电源 1.一次电池---碱性锌锰干电池 负极材料电极反应 正极材料电极反应 总反应 2.二次电池,即为可充电电池 铅蓄电池是常见的二次电池,负极材料是,正极材料是 放电时的反应负极反应 正极反应 电池总反应 充电时的反应阴极反应 阳极反应 电池总反应 3.燃料电池氢氧燃料电池 酸性负极反应式正极反应式 碱性负极反应式正极反应式 总反应式 问题: 可充电电池充电时应该与外接电源的正负极如何连接? 1.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( ) A.镁B.铁C.铝D铜 2、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH值( ) A.不变B.先变小后变大C.逐渐变大D.逐渐变小 3、某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池正确的组成是() 正极 负极 电解质溶液 A. Cu Zn HCl B. Zn Cu CuSO4 C. Cu Zn CuSO4 D. Cu Zn ZnCl2 4.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。 下列说法中不正确的是( ) A.由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为: Al-3eˉ=Al3+ B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为: Al-3eˉ+4OHˉ=AlO2ˉ+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为: Cu-2eˉ=Cu2+ D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为: Cu-2eˉ=Cu2+ 5.已知空气-锌电池的电极反应为: 锌粒: Zn+2OHˉ—2eˉ=ZnO+H2O 石墨: O2+H2+2eˉ=2OHˉ。 根据判断,锌片是( ) A.正极,并被还原B.正极,并被氧化C.负极,并被还原D.负极,并被氧化 6.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能。 氢氧燃料电池的基本反应是: X极: O2(g)+H2O(l)+2e-=2OH- Y极: H2(g)+2OH-=2H2O(l)+2e- 下列判断正确的是: ( ) A.X是正极 B.Y是正极 C.Y极发生还原反应 D.X极发生氧化反应 7.将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,称为燃料电池。 下列叙述中正确的是( )。 ①通入CH4的电极为正极 ②正极的电极反应式为: O2+2H2O+4e-=4OH- ③通入CH4的电极反应为: CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O ④负极的电极反应式为: CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动 A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③ 8. (1)若烧杯中溶液为稀硫酸, 两极反应式为: 正极; 负极 。 该装置将能转化为能。 (2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为, 总反应方程为。 第2节金属的电化学腐蚀与防护 一.电解原理 1.电解: 使电流通过电解质溶液(或者熔融的电解质)而在两级引起氧化还原反应的过程 2.电解池(也叫电解槽): 把转变为的装置 3.电解池的组成和工作原理(电解氯化铜) 阴极电极材料电极反应反应类型 阳极电极材料电极反应反应类型 电子流向 问题: 电解质溶液通电时,一定会发生化学反应么? 二.电解原理的工业运用 1.氯碱工业 概念,用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取,和,并以他们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业 原理阳极材料阳极反应 阴极材料阴极反应 总反应 2.电镀电镀时,用作为阳极,作为阴极,用含的溶液作电解质溶液,理论上讲,电解质溶液的成分和浓度是不变的 3.铜的精炼粗铜中一般含有ZnFeNiAgAu 阳极材料阳极反应 阴极材料阴极反应 电解质溶液阳极泥 4.点冶金金属冶炼,通式 电解熔融的氯化钠冶炼金属钠 阳极反应阴极反应 总反应 电解熔融的氯化镁冶炼金属镁 阳极反应阴极反应 总反应 电解熔融的氧化铝冶炼金属铝 阳极反应阴极反应 总反应 问题: 为什么粗铜可以通过电解精炼可以提纯? 1.下列关于铜电极的叙述正确的是()。 A.因为金属铜能导电,所以电解水制氢气时可用铜棒作阳极 B.用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C.在镀件上电镀铜时金属铜作阳极 D.电解某种电解质溶液时用铜作阳极质量一定减小,作阴极质量一定不变 2.某同学将两个石墨电极插入一定浓度的CuSO4溶液中进行电解,通电一段时间后,发现两电极均冒出气体。 这位同学对此现象作出如下猜测,其中合理的是( )。 A.电解前后Cu2+浓度不变 B.如果两极均用铜电极,仍会出现此现象 C.此现象说明溶质CuSO4已电解完 D.此现象的原因可能是CuSO4溶液中混有HCl杂质 3.电解下列电解质溶液一段时间后,溶液颜色变浅的是( )。 A.KMnO4B.CuCl2C.FeSO4D.Fe(NO3)2 4.如图,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味气体放出,符合这一情况的是()。 A.Y为直流电源负极,a为电解池阳极 B.X为直流电源负极,b为电解池阳极 C.溶液若为蓝色,溶液有可能是CuCl2溶液 D.b可能为铁棒 5.用石墨作电极,电解0.1mol/L下列物质的溶液,溶液的酸碱性保持不变的是() A.HClB.NaOHC.
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