(人教版)化学选修四:3.3.3.3《盐类水解在化学实验中的典型应用》学案

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第3课时 盐类水解在化学实验中的典型应用 [学习目标定位] 1.能根据电解质的电离、弱离子的水解判断溶液中微粒种类。2.会比较离子浓度的大小。3.能根据盐类的水解判断相应酸(或碱)的强弱。

1.根据盐类水解规律,回答下列问题: (1)实验室配制FeCl3溶液时,常加入少量的盐酸是为了防止Fe3+水解;配制FeCl2

溶液时,常加入少量的铁屑是为了防止Fe2+被氧化。

(2)将Al2(SO4)3溶液加热蒸干,得到的固体物质是Al2(SO4)3;若将AlCl3溶液加热蒸干、灼烧,得到的固体物质是Al2O3。 (3)物质的量浓度相同的醋酸溶液和NaOH溶液等体积混合后,溶液呈碱性;pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈酸性。 2.(1)碳酸的电离方程式是H2CO3HCO-3+H+,HCO-3H++CO2-3。 (2)碳酸溶液中存在的粒子有H2O、H2CO3、H+、HCO-3、CO2-3、OH-。 (3)碳酸是弱酸,第一步电离很微弱,第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO-3)>c(CO2-3)>c(OH-)。

探究点一 溶液中离子浓度的大小比较 1.单一溶液中离子浓度大小的比较 (1)氯化铵溶液 ①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。 电离:NH4Cl===NH+4+Cl-、H2OH++OH-。 水解:NH+4+H2ONH3·H2O+H+。 判断溶液中存在的离子有NH+4、Cl-、H+、OH-。 ②再根据其电离和水解程度的相对大小,比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl-)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)。 (2)碳酸钠溶液 ①电离、水解过程: 电离:Na2CO3===2Na++CO2-3、H2OH++OH-。 水解:CO2-3+H2OHCO-3+OH-、HCO-3+H2OH2CO3+OH-。 溶液中存在的离子有Na+、CO2-3、HCO-3、OH-、H+。 ②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+)。

(3)碳酸氢钠溶液 ①电离、水解过程: 电离:NaHCO3===Na++HCO-3、HCO-3H++CO2-3、H2OH++OH-。 水解:HCO-3+H2OH2CO3+OH-。 溶液中存在的离子有Na+、HCO-3、CO2-3、H+、OH-。 ②溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)>c(CO2-3)。

2.混合溶液中离子浓度大小的比较 (1)物质的量浓度相同的NaOH溶液、CH3COOH溶液等体积混合 反应的化学方程式:NaOH+CH3COOH===CH3COONa+H2O;溶液中存在的离子有Na+、CH3COO-、H+、OH-;其浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。

(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液、NH4Cl溶液等体积混合 反应的化学方程式:NH4Cl+NaOH===NH3·H2O+NaCl;溶液中存在的离子有Na+、Cl-、NH+4、OH-、H+;其浓度由大到小的顺序是c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH+4)>c(H+)。

(3)物质的量浓度相同的NH4Cl溶液、氨水等体积混合 混合后不发生反应,溶液中的溶质为NH4Cl、NH3·H2O,溶液呈碱性;溶液中存在的离子有NH+4、Cl-、OH-、H+;其浓度由大到小的顺序是c(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。

[归纳总结] 1.溶液中离子浓度大小比较的方法思路 (1)先确定溶液中的溶质成分及各自物质的量浓度大小; (2)写出电离方程式、水解方程式,找出溶液中存在的离子; (3)依据电离和水解程度的相对大小,比较离子浓度大小。 2.特别注意的问题 (1)多元弱酸的正盐溶液(如Na2CO3溶液),要分清主次关系。即盐完全电离,多元弱酸根的第一步水解大于第二步水解,第二步水解大于水的电离。 (2)多元弱酸的酸式盐溶液,要注意考虑酸式根水解程度和电离程度的相对大小。若酸式根的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;若水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。 (3)当两种溶液混合或两种物质发生反应时,要根据反应原理准确地判断溶质的成分,然后判断离子种类,再根据规律比较其大小。 [活学活用] 1.将pH=4的盐酸与pH=10的氨水等体积混合 (1)混合后溶液中的溶质是________,呈________性。 (2)溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________________________________。 答案 (1)NH4Cl、NH3·H2O 碱 (2)c(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) 解析 (1)混合后发生反应HCl+NH3·H2O===NH4Cl+H2O,弱碱氨水中c(NH3·H2O)>c(OH-)=10-4 mol·L-1,反应后,氨水过量,溶质为NH4Cl和NH3·H2O,溶液呈碱性。 (2)NH4Cl===NH+4+Cl- NH3·H2ONH+4+OH- NH+4+H2ONH3·H2O+H+ NH3·H2O的电离程度远大于NH+4的水解程度,溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(NH+4)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。 探究点二 一元酸相对强弱的判断 下列实验事实能够说明一元酸HA的酸性比HB强的是①③⑤。 ①同质量同形状的锌片分别与同浓度、同体积的HA、HB反应,产生氢气的速率前者大于后者。 ②物质的量浓度相同的HA、HB溶液,前者的pH大于后者。 ③pH相同的HA、HB溶液加水稀释相同倍数,前者pH变化大于后者。 ④中和等体积、pH相同的HA、HB溶液,所需相同浓度NaOH溶液的体积前者大于后者。 ⑤物质的量浓度相同的NaA、NaB盐溶液的pH,前者等于7,后者大于7。 [归纳总结] 一元酸相对强弱的判断方法: (1)弱酸电离程度越小,溶液中c(H+)越小,酸性越弱。 (2)弱酸强碱盐水解程度越大,溶液pH越大,相应弱酸的酸性越弱。 [活学活用] 2.100 ℃有pH分别为7、9、10的三种相同物质的量浓度的盐溶液NaX、NaY、NaZ,以下说法中不正确的是( ) A.在三种酸HX、HY、HZ中以HX酸性相对最强 B.HX、HY、HZ三者中有一种为强酸 C.在X-、Y-、Z-三者中,以Z-最易发生水解 D.中和1 mol HY酸后溶液为中性,需要的NaOH稍小于1 mol 答案 B 解析 根据越弱越水解,水解程度X-HY>HZ;100 ℃时中性溶液的pH<7,因此三种酸均为弱酸。 3.温度相同 、浓度均为0.2 mol·L-1的下列溶液: ①(NH4)2SO4、②NaNO3、③NH4HSO4、④NH4NO3、 ⑤Na2CO3、⑥CH3COONa,pH由小到大的排列顺序是( ) A.③①④②⑥⑤ B.①③⑥④②⑤ C.③②①⑥④⑤ D.⑤⑥②④①③ 答案 A 解析 先比较①③④,它们都呈酸性。NH4HSO4因电离出H+而呈强酸性,pH最小;①④因NH+4水解而呈弱酸性,①中c(NH+4)是④的2倍,①中水解产生的c(H+)大于④中水解产生的c(H+),pH:①<④。再比较⑤和⑥,均水解呈碱性,由于酸性CH3COOH>H2CO3,所以碱性Na2CO3>CH3COONa,pH:⑤>⑥。②呈中性。故pH由小到大的顺序为③①④②⑥⑤。 探究点三 水解平衡中的三个守衡关系 醋酸钠溶液中存在的平衡有CH3COONa + H2OCH3COOH + NaOH,H2OH++OH-,存在的离子有Na+、H+_、CH3COO-、OH-。 1.电荷守恒:溶液呈电中性,所以溶液中n(正电荷)=n(负电荷) 即:n(Na+)+n(H+)=n(CH3COO-)+n(OH-)(两边同时除以体积) 即:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。 2.物料守恒:CH3COONa固体中,n(Na+)=n(CH3COO-),但在CH3COONa溶液中,因为CH3COO-水解,所以n(Na+)>n(CH3COO-),即c(Na+)>c(CH3COO-);根据CH3COONa固体中,n(Na+)=n(CH3COO-),所以该溶液中n(Na+)=

n(CH3COO-)+n(CH3COOH),(两边同时除以体积)即:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)。 3.质子守恒:将上述两式相加得到以下关系:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。根据水电离出的c(OH-)=c(H+),溶液中的H+或OH-虽与其他离子结合而以不同的形式存在,但其总量相同。 [归纳总结] 水解平衡中的三个守衡关系 (1) 电荷守恒:溶液呈电中性,溶液中n(正电荷)=n(负电荷)。 (2) 物料守恒:电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但某些关键性的原子总是守恒的。 (3)质子守恒:水电离出的c(OH-)=c(H+)。 [活学活用] 4.写出硫化钾的三个守恒: 电荷守恒:______________________________________________________________________ 物料守恒:_______________________________________________________________________ 质子守恒:_______________________________________________________________________