化学课件：水解反应的应用

第3课时水解反应的应用一、实验探究盐类水解的应用必备知识·素养奠基实验序号实验名称实验用品实验方案现象及结论药品仪器1制备Fe(OH)3胶体_____溶液、蒸馏水胶头滴管、烧杯、________、三脚架、石棉网、_______

滴加FeCl3后继续煮沸至溶液呈透明的________,用激光笔照射烧杯中液体,有一条光亮通路,说明生成液体为___________FeCl3酒精灯激光笔红褐色Fe(OH)3胶体实验序号实验名称实验用品实验方案现象及结论药品仪器2除去略浑浊天然水中的悬浮颗粒物略浑浊的天然水、_________溶液胶头滴管、烧杯

滴加Al2(SO4)3后产生_____沉淀和少量_____,静置一段时间后,待完全沉淀后,浑浊天然水变_____。说明Al3+水解产生的___________吸附杂质,起到净水作用Al2(SO4)3白色气泡澄清Al(OH)3胶体实验序号实验名称实验用品实验方案现象及结论药品仪器3清除厨房的油污______溶液、植物油试管、胶头滴管、酒精灯

开始滴入植物油后,液体分成上下两层,加热后静置一段时间,溶液不再_____。说明

加热水解产生的___促进了油脂的水解Na2CO3分层OH-二、分析复杂液体体系的一般思路三、日常生活中盐类水解的应用总结1.泡沫灭火器(1)试剂:_________溶液和______溶液。(2)原理:Al3+和

的水解相互促进,生成___气体和_______沉淀,产生大量泡沫,隔绝可燃物和空气。反应的离子方程式为________________________________。Al2(SO4)3NaHCO3CO2Al(OH)3Al3++3====Al(OH)3↓+3CO2↑2.盐溶液的配制配制、保存易水解的盐溶液时,加入相应的酸(或碱)抑制水解。如配制SnCl2溶液时,加入适量_____抑制Sn2+的水解,得到澄清的溶液。3.盐类作净水剂硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,反应的离子方程式为________________________________,Al(OH)3胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。盐酸Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+4.热碱水清洗油污纯碱在水中发生水解:_______________________,加热促进水解平衡_____,溶液的碱性增强,去污能力增强。+H2O+OH-右移【想一想】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?提示:AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热,HCl挥发,平衡右移,得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3分解,最终得到Al2O3。蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液得到Al2(SO4)3。关键能力·素养形成知识点盐类水解的应用【重点释疑】应用举例判断溶液的酸碱性FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+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+水解判断盐溶液蒸干灼烧后的产物AlCl3溶液蒸干灼烧后的产物为Al2O3应用举例胶体的制取将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体,离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+物质的提纯除去MgCl2溶液中的Fe3+,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3,使Fe3+沉淀后过滤离子共存的判断Al3+与

、

、

、S2-、HS-等因水解相互促进而不能大量共存应用举例泡沫灭火器原理成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应Al3++3====Al(OH)3↓+3CO2↑净水原理明矾可做净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+化肥的使用铵态氮肥与草木灰不得混用,原因是

与

的水解相互促进降低肥效【思考·讨论】

(1)实验室里配制FeCl3溶液,常将FeCl3固体溶解在稀盐酸中,而不是直接溶解在蒸馏水中,为什么?提示:盐酸能抑制Fe3+的水解。(2)如何除去MgCl2溶液中混有的少量Fe3+?提示:Fe3+水解溶液呈酸性,加入过量MgO搅拌后过滤即可。【拓展深化】1.能水解的盐溶液蒸干灼烧产物的判定:(1)强酸强碱盐溶液和水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后一般得到原物质,如CuSO4溶液蒸干得CuSO4固体,Na2SO4溶液蒸干得Na2SO4固体。(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干后一般得到对应的弱碱,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若灼烧则会生成A12O3、Fe2O3。(3)其他需要考虑的方面。例如,蒸干Na2CO3溶液时,由于

分两步水解,第二步水解非常微弱,所以蒸干Na2CO3溶液所得固体仍为Na2CO3。蒸干NaHCO3溶液时,析出NaHCO3固体,继续灼烧,NaHCO3分解为Na2CO3固体。2.弱酸、弱碱盐溶液酸碱性的判断方法:弱酸弱碱盐的阴、阳离子都水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸和弱碱的相对强弱,即比较两者电离常数的大小,电离常数大的相对要强一些,溶液就显相对强的物质的性质。当K酸=K碱时,溶液显中性,如CH3COONH4;当K酸>K碱时,溶液显酸性,如HCOONH4;当K酸<K碱时,溶液显碱性,如NH4CN。【案例示范】【典例】下列问题与盐类水解有关的是 (

)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实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体A.①②③

B.②③④C.①④⑤ D.①②③④⑤【解析】选D。①中NH4Cl与ZnCl2溶液水解均显酸性,可除去金属表面的锈;②

与Al3+发生水解相互促进反应,产生二氧化碳和Al(OH)3沉淀,可作灭火剂;③草木灰的主要成分碳酸钾水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而不能混合施用;④碳酸钠溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成硅酸钠将瓶塞与瓶口黏结而不易打开,因此盛放碳酸钠的试剂瓶应用橡胶塞;⑤AlCl3溶液中存在水解平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Al(OH)3固体。【迁移·应用】1.(2020·杭州高二检测)下列事实不属于盐类水解应用的是(

)A.明矾净水B.使用热的纯碱溶液去除油污C.实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸D.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀【解析】选D。A中明矾净水应用了Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,吸附水中的杂质,正确;B中使用热的纯碱溶液去除油污,利用了加热促进

水解,使碱性增强,正确;C实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸,为了抑制Fe3+的水解,正确;D中发生反应Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓,与盐类水解无关,错误。2.(2020·连云港高二检测)在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(<400℃)下列物质的溶液,可以得到该物质的固体的是(

)A.AlCl3

B.NaHCO3

C.MgSO4

D.KMnO4【解析】选C。AlCl3发生水解,AlCl3+3H2OAl(OH)3↓+3HCl,加热时生成的HCl不断挥发,使上述平衡向右移动,致使不断生成Al(OH)3沉淀,最终经灼烧得到Al2O3固体;NaHCO3、KMnO4溶液蒸干后所得的NaHCO3、KMnO4固体受热分解得到Na2CO3、K2MnO4、MnO2固体;MgSO4溶液蒸干并灼烧后能得到MgSO4固体。【课堂回眸】课堂检测·素养达标1.(2020·济南高二检测)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【解析】选D。碳酸钠水解呈碱性,可与二氧化硅反应生成硅酸钠而导致玻璃瓶打不开,A不选;碳酸氢钠溶液和硫酸铝发生相互促进的水解反应而生成二氧化碳气体,可用于灭火,B不选;碳酸钠水解呈碱性,可使油污水解而达到清洗的目的,C不选;醋酸酸性比碳酸强,可用碳酸钠与醋酸制取少量二氧化碳,与盐类水解无关,D选。2.(2020·三明高二检测)常温下,在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-浓度分别为amol·L-1和bmol·L-1,则a与b的关系正确的是 (

)世纪金榜导学号A.a>b

B.a=10-4bC.b=10-4a

D.a=b【解析】选B。水的电离方程式:H2OH++OH-,在pH=9的NaOH溶液中,c平(H+)=10-9mol·L-1,且这些H+全部来自于水的电离;又因为水电离时c平(H+)水=c平(OH-)水,所以由水电离产生的c平(OH-)=amol·L-1=10-9mol·L-1。在CH3COONa溶液里,由于CH3COO-结合了溶液中水电离出的H+,生成弱酸CH3COOH,会使水的电离平衡被破坏,并向右移动,即促进了水的电离,这样c平(OH-)增大,在pH=9的CH3COONa溶液中,c平(H+)=10-9mol·L-1,而水电离出来的c平(OH-)=mol·L-1=10-5mol·L-1=bmol·L-1。综合上述分析,a与b的关系正确的是

=10-4,即a=10-4b。3.(2020·泰安高二检测)如图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01mol·L-1CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。(1)含酚酞的0.01mol·L-1CH3COONa溶液显红色的原因是什么?(2)实验过程中发现烧杯①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则可以说明哪些问题?(3)向0.01mol·L-1CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别是什么?(填“左”“右”或“不移动”)。【解析】(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,碱性溶液使酚酞显红色。(2)生石灰与水反应放出大量的热,根据烧瓶①中溶液的红色变深,判断水解平衡向右移动,说明水解反应是吸热的,同时烧瓶③中溶液红色变浅,则NH4NO3溶于水时吸收热量。(3)酸促进CH3COO-的水解;碱抑制CH3COO-的水解;与CH3COO-水解相互抑制;Fe2+与CH3COO-水解相互促进。答案:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液显碱性(2)水解反应为吸热反应,NH4NO3溶于水时吸收热量(3)右左左右【核心整合】1.盐类水解的规律知识关联·素养应用2.用盐类水解原理分析解答实际应用问题的方法思路(1)认真审题,找出题目给定的盐类,确定能水解的离子。(2)写出水解平衡方程式,分析题给条件对水解的影响及结果。(3)联系题目要求,写出合理答案。3.电解质溶液中的三个守恒关系(1)电荷守恒关系电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2CO3溶液中存在着Na+、

、H+、OH-、

,n(正电荷)=n(负电荷),即:n(Na+)+n(H+)=2n()+n()+n(OH-),两边同时除以体积,有c平(Na+)+c平(H+)=2c平()+c平()+c平(OH-)。(2)物料守恒关系电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2CO3溶液中n(Na+)与n(C)的比为2∶1,水解后碳元素以

、

、H2CO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为c平(Na+)=2c平()+2c平(H2CO3)+2c平()。(3)质子守恒关系质子守恒是根据水电离出的c平(OH-)=c平(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。如在Na2CO3溶液中有关系式:c平(OH-)=c平(H+)+c平()+2c平(H2CO3)。【素养迁移】1.侯氏制碱法的副产物之一就是NH4Cl。氯化铵,简称氯铵,含氮24%～26%,呈白色或略带黄色的方形或八面体小结晶,有粉状和粒状两种剂型,粒状氯化铵不易吸湿,易储存,而粉状氯化铵较多用作生产复肥的基础肥料。氯化铵用于稻田肥效较高而且稳定,因为Cl既可抑制稻田硝化作用,又有利于水稻茎秆纤维形成,增加韧性,减少水稻倒伏和病虫侵袭。已知,把NH4Cl晶体溶入水中,得到饱和NH4Cl溶液。(1)若在该溶液中加入镁条,观察到有气泡产生,点燃气体有爆鸣声,此气体是什么?产生该气体的原因是什么?(用离子方程式表示)提示:H2。+H2ONH3·H2O+H+、Mg+2H+====Mg2++H2↑(2)微热后,能放出有刺激性气味的气体,它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体是什么?产生该气体的原因是什么?提示:NH3。因为c平(H+)减小,使水解平衡右移,产生的NH3·H2O增多,加热使NH3·H2O分解放出NH3。(3)总反应的离子方程式为什么?提示:Mg+2Mg2++H2↑+2NH3↑2.判断下列电解质溶液中的守恒关系哪些正确,哪些错误?(已知H2C2O4为二元弱酸)。(1)0.1mol·L-1Na2SO3溶液中,c平(Na+)=2c平()+c平()+c平(H2SO3)。(2)0.1mol·L-1Na2S溶液中,c平(H+)=c平(OH-)-2c平(H2S)-c平(HS-)。(3)0.1mol·L-1Na2C2O4溶液与0.1mol·L-1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为弱酸),2c平()+c平()+c平(OH-)=c平(Na+)+c平(H+)。(4)pH=1的NaHSO4溶液中,c平(H+)=c平()+c平(OH-)。(5)0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中,c平(Na+)=c平(

)+c平(

)。(6)0.1mol·L-1Na2CO3溶液与0.1mol·L-1NaHCO