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文档简介
第3讲盐类的水解
J变化观念与
/哪平衡思想
盐类水解及
.....JL能用化学用语正确表示水溶液中的盐类水解平衡。能从盐z
z/II
其规律、/;类水解平衡的角度分析溶液的酸碱性等
\八..........——--------------------------------------
宏观辨识与
影响盐类水解/\\2.能通过实验证明水溶液中存在的盐类水解平衡,认识影响∖∕χf'微观探析
的主要因素盐类水解的主要因素
,R、\、:证据推理与
∖y
模型认知
盐类水解:•空.结合真实情境中的应用实例,能综合运用离子反应、化学平衡?\
的应用[原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题
科学探究与
创新意识
------••必备知识・整合・•------
一、盐类的水解及其规律
1.盐类水解的定义与实质
定义
2.水解规律
强酸强碱盐不水解呈生性
强酸弱碱盐水解呈酸性
弱酸强碱盐水解呈碱性
弱酸弱碱盐水解可能呈酸性、碱性或中性
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性
3.盐类水解的离子方程式的书写和特点
盐类水解离子方程式的书写特点
二般气体、沉淀不标“T”用——I可逆卜水解反应是可逆反应
或“易分解产物假朴水解反应是酸碱中和反应的逆反应,是吸热反应
(如NH3•玲0等)不写/解产T⅞μ水解反应程度很微弱
i.其分解产物的形式物很少多元弱酸盐水高分步进行,以第-步为主
"水解程度较大时,书写要用“1”等
例:写出下列物质水解(或反应)的离子方程式。
⑴NH1Cl:NHl-+H2O-NH3»H20+H∖
⑵Na2CO3:COΓ+H20-HCO^+OH^o
(3)FeCl3:Fb+3H2θ-Fe(OH)s+3H'。
(4)NaHCO3与AlCL溶液中的反应:
AlFHCOAl(OH)3J+3C(⅛t。
[理解・辨析]
判断正误:正确的画“,错误的画“X”。
(1)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。()
(2)某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应。()
(3)Na2S溶液显碱性的原因:$2-+2乩0=乩5+20出。()
(4)PH相同的盐酸和氯化镀溶液中由水电离出的c(H*)相同。()
解析:(1)也可能是弱酸弱碱盐,如醋酸钱溶液。
(2)也可能是酸式盐电离,如硫酸氢钠溶液。
2
(3)NazS水解分步进行,S^+H2O-HS^+OH,HS+H2O-H2S+0H,第一步为
主。
(4)pH相同的盐酸中由水电离出的c(H')小于氯化筱溶液中由水电离
出的C(H+)0
答案:(I)X(2)X(3)X(4)X
二、盐类的水解的影响因素
1.内因
分析:以反应A+H20^="HA+0H为例
盐的水解常数:Kh=C(HA)∙C(OH)=.」
…C(A)
只与温度有关,升高温度,Kh增大。
C(HA)∙c(OH)∙c(H+)_KW
C(A)∙c(H+)Ka(HA)°
结论:酸或碱越弱,其对应的弱酸酸根离子或弱碱阳离子的水解能力
就越强,溶液的碱性或酸性就越强。
2.外因
水解产
因素水解平衡水解程度生离子
的浓度
温度升高右移增大增大
增大右移减小增大
减小
浓度
(即稀右移增大减小
释)
夕卜加酸弱碱阳离子的水解程度减小
酸碱碱弱酸酸根离子的水解程度减小
水解结
外加其抑制,水解程度减小
果相同
他能水
水解结促进,水解程度增大
解的盐
果相反(甚至彻底水解)
[理解・辨析]
生活中人们常用纯碱溶液清洗炊具的油污。
(1)哪些外界条件的改变能使Na2CO3溶液碱性增强,清洗效果更好?
提示:升高温度,增加碳酸钠浓度。
(2)判断加水稀释溶液中碳酸钠水解平衡的移动方向。并通过计算比
较浓度商(Q)和水解平衡常数(Kh)的大小,证明你的结论。
提示:假设加水稀释10倍,
K_c(Heo3)∙C(OFT)
Kh^cδf),
C(HCo3).C(Otr)
1010一Kh
UC(COr)ιθ,
10
Q<Kh,加水稀释水解平衡正向移动。
⑶设计实验证明Na2Cθ3溶于水后溶液呈碱性是由Cor水解引起的。
(可选用的试剂有CaCk溶液、酚献、NaCl溶液等)
提示:取少量Na2CO3溶液于试管中,往其中滴加几滴酚酸,再滴加足量
的氯化钙溶液。开始滴加酚酸后,溶液变红,加入氯化钙溶液之后产生
白色沉淀,溶液变为无色。
三、盐类水解的应用
应用实例
判断
盐溶
液FeCI3溶液显酸性,原因是Fe"+3H20—Fe(0H)3+3H'
的酸
碱性
判断
酸等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的PH分别为8、
性强9、10,则酸性:HX>HY>HZ
弱
解释
某些
士卜
∏TL
溶液
的配
制,配制CUSOI溶液时,加入少量OSO",防止Cu净水解;配制FeCl3
或贮溶液,加入少量盐酸;贮存电⑩溶液、NazSiCh溶液不能用萤
V⅝AAΛAΛAAZW⅛
≡i
磨口玻璃塞的试剂瓶
加入
相应
酸、
碱抑
制水
解
制取制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe"+3H2θ2Fe(OH)3(胶
胶体体)+3H'
比较
溶液
中
如:Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为
离子
C(Na*)>c(CO[)>c(OH)>c(HC0,)>c(H)
浓度
的
大小
判断
离子
能某些离子之间因水解相互促进而不能大量共存。如:Al"与
否大COt>HCOg、S2∖HS∖AIO2
量共
存
判断盐水解生成挥发性酸,蒸干灼烧后一般得氧化物。如MgCl2-
某些MgO
盐酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干得原溶质。如:Na2CO3
溶液♦
基干某些不稳定化合物蒸干得不到原物质,如在溶液中加热
时的时能分解的NaHCO3;易被Oz氧化的,如Na2SO3
产物弱酸的镀盐溶液蒸干后无固体剩余。如NH4HCO3、(NH4)2CO3
解释由MgCl2∙6H20制无水MgCI2要在HCl气流中加热
某些用TiCL制备TiO2:TiCLl+(x+2)IW(过量)一TiO2・xH2OI
无+4HC1
机化
合物
MgCl2溶液中混有少量Fe*杂质时,可加入Mgo或Mg(OH)2等调
的
节溶液PH将其除去
制备、
提纯
解释明矶可作净水剂,原理为AlFHzO-Al(OH)3(胶体)+3H
生活钱态氮肥与草木灰不得混用
中
NH1Cl与ZnCI2溶液可作焊接时的除锈剂
的某
些现
j
泡沫灭火器成分为NaHeo3与Al2(SO1)3,原理为AΓ+3HC0^-
象
AI(OH)3I+3CO2t
或事
实
[理解・辨析]
判断正误:正确的画“,错误的画“X”。
⑴将Fez(SO)3溶液加热蒸干得到Fe2θ30()
(2)将光亮Mg条放入盛有NH1Cl溶液的试管中,产生的气体只有H2o
(3)实验室配制FeCl3溶液时∙,需将FeCL(s)溶解在较浓盐酸中,然后
加水稀释。()
(4)AlCL的物质与Na2S溶液混合会生成AkSs沉淀。()
解析:(1)硫酸不易挥发,加热蒸干得到Fe2(SO4)3o(2)产生的气体为
上和NH3o
(4)A产与S?在溶液中相互促进水解而生成Al(OH)3和皎。
答案:(I)X(2)×(3)√(4)X
?知识建构
(
盐
类
水阳离子水解显酸性
解
)阴离子水解显碱性
1'∙J
考点一盐类的水解及其规律
1.下列式子属于水解反应,且溶液呈酸性的是(B)
b
A.HCO3+H20^H30+Cθf
+
B,Fe"+3H2O一Fe(0H)3+3H
C.HS+H2O^H2S+OH
D.H2CO3+H2O=¾O'+HCO3
解析:A项是HCO3的电离方程式,错误;C项是水解反应,溶液呈碱性,
错误;D项是电离方程式,错误。
2.(2022•河北承德一模)能证明Na2SO3溶液中存在Sθt+⅛0-
HSo3+OH水解平衡的事实是(C)
A.滴入酚配溶液变红,再加入HzSOi溶液后红色褪去
B.滴入酚儆溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚醐溶液变红,再加入BaCI2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚献溶液变红,再加入NaHSo4溶液后红色褪去
解析:滴入酚醐溶液变红,说明溶液中C(OH)大于C(H);再加入BaCl2
溶液后,Ba'和Sor反应而不和HSO3反应,Ba?'和SOE反应生成亚硫酸
领沉淀,且溶液红色褪去,说明存在水解平衡,故C正确。
3.碳酸氢钠在分析化学、无机合成、工业生产、农牧业生产等方面有
较为广泛的应用。
⑴NaHCo3是强碱弱酸的酸式盐,溶液中存在三种平衡(写出相应的离
子方程式):
①水的电离平衡:
②HCO3的电离平衡:
③HCO3的水解平衡:
(2)常温下,0.1mol・I?NaHCO3溶液的pH为8.4,说明Heog的电离程
度和水解程度中相对较强的是O
⑶常温下,0.1mol・LNaHC2O4溶液中,c(C2Of)>c(H2C2O1),则溶液显
性。
(4)FeCk溶液与NaHCO3溶液混合产生大量泡沫的原因—
(用离子方程式解释)。
答案:(1)①HzO-H'+OH②HCO3-H'+C0r③Heo3+H2O-
H2CO3+OH
3+
⑵HCo3的水解程度(3)酸(4)Fe+3HCO3-Fe(OH)3I+3C02↑
[归纳拓展]酸式盐溶液的酸碱性
(1)强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性,如:NaHS0,一
NaW+S0o
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和
水解程度的相对大小。
酸碱性举例解释
NaHCO3、KHS>
pH>7酸式盐电离常数小于10^7,水解大于电离
Na2HPO.,
NaHSO3>
7
pH<7KHC2Ot>酸式盐电离常数大于IO,电离大于水解
NaH2PO1
考点二盐类水解的影响因素及应用
考向一盐类水解的影响因素分析
1.(2023•广东广州模拟)关于下列实验的说法不正确的是(B)
,水
加热
--------►PH减小
^-CH3COONa
国溶液
I-CH3COONa
1V溶液
A.CHEOO的水解程度增大B.溶液的pH减小是CH3CO(Γ水解平衡移动
的结果
NH4ClCH3COOH
Z[固体厂溶液
0
-CHCOONaCHCOONa
3_______________3___冒溶液________________________
I溶液
D.混合液中
C.NH1Cl可促进CHsCOO的
c(CH3COO)和
水解
+
c(CH3COOH)之和大于c(Na)
解析:CHsCOONa溶液中加适量水,溶液浓度减小,促进CECOCT的水解,
故A正确;加热CH3COONa溶液促进CEOXy的水解,使溶液的碱性增
强,PH增大,故B错误;NHCl水解显酸性,在(MiCOONa溶液中加入阳Cl
固体,两者水解相互促进,故C正确;根据物料守恒,原溶液中
+
c(CH3COO)+c(CH3COOH)=C(Na),再加入一定量CH3COOH溶液后,混合液
+
中c(CH3COO)和c(CH3COOH)之和大于C(Na),故D正确。
2.(2022•河北衡水中学检测)某同学探究溶液的酸碱性对FeCL水解
平衡的影响,实验方案如下:配制50InL0.001mol/LFeCL溶液、50mL
对照组溶液X,向两种溶液中分别滴加1滴1mol/LHCl溶液、1滴1
mol/LNaoH溶液,测得溶液PH随时间变化的曲线如图所示。下列说
法不正确的是(B)
A.依据M点对应的pH,说明Fe"发生了水解反应
B.对照组溶液X的组成可能是0.003mol/LKCl
C.依据曲线b和C说明Fe*水解平衡发生了移动
D.通过仪器检测体系浑浊度的变化,可表征水解平衡移动的方向
3++
解析:FeCk溶液中存在水解平衡Fe+3H20-Fe(OH)3+3H,FeCh溶液
的PH小于7,溶液显酸性,原因是氯化铁是强酸弱碱盐,Fe"在溶液中
发生了水解,A正确;对照组溶液X加碱后溶液的PH的变化程度比加
酸后的PH的变化程度大,而若对照组溶液X的组成是0.003mol/LKCl,
由于KCI与酸和碱都不能反应,则加酸和加碱后溶液的PH的变化幅度
相同,应呈现轴对称的关系,B错误;在FeCL溶液中加碱、加酸后,溶
液的pH的变化均比对照组溶液X的变化小,因为加酸或加碱均引起了
Fe*水解平衡的移动,故溶液pH的变化比较缓和,C正确;FeCk溶液水
解生成氢氧化铁,故溶液的浑浊程度变大,则水解被促进,否则被抑制,
故D正确。
考向二盐类水解的应用
3.(2022・山东省实验中学二诊)化学与生产、生活、科技、环境等密
切相关。下列说法错误的是(D)
A.明矶净水是因为Al*的水解与天然水中HCo3的水解相互促进生成
了Al(OH)3胶体
B.天然水煮沸时碳酸镁电离出的C0,水解产生的OH浓度增大,产生
了Mg(OH)2沉淀
C.珊瑚虫可以从海水中获取Ca"和HeO3,经反应形成珊瑚
D.泡沫灭火器中硫酸铝溶液放到铁桶中,碳酸氢钠溶液放到玻璃容器
中
解析:泡沫灭火器中硫酸铝溶液呈酸性,故放到玻璃容器中,碳酸氢钠
溶液显碱性,故放到铁桶中,两者发生相互促进的水解反应而产生大
量的Al(OH)3沉淀和C02,D错误。
4.(2022•山东济宁一模)以黄铁矿的烧渣(主要成分为FezOs、FeO>
SiOz等)为原料制取新型高效的无机高分子絮凝剂一一聚合硫酸铁
[Fe2(OH)11(SO4)3_n]m(其中n<2)的工艺流程如图:
2
滤渣1
2+
已知:为防止Fe?’水解,必须先将原料中的Fb还原为Feo
下列有关说法错误的是(B)
A.“取样分析”目的是确定氧化Fe?'所需NaCl(b的量
B.为促进水解反应,应在高温条件下进行
C.氧化反应的离子方程式为Q0g+6H'+6Fe2'_6Fe"+Cl+3H2O
D.水解时溶液的pH偏小或偏大都会影响聚合硫酸铁的产率
解析:为防止Fe?’水解,防止生成氢氧化铁沉淀,必须先将原料中的
Fe"还原为Fet氧化过程中将Fe?’氧化为Fet所以“取样分析”需要
确定氧化Fe?'所需NaClO3的量,A正确;该流程中要得到
[FeZ(OH)11(SOD若温度过高,会有Fe(OH)3沉淀生成,使得产物
2
不纯,B错误;从流程中可知,进入氧化反应的是Fe",即NaClo3将Fe2+
2
氧化为Fe:故氧化反应的离子方程式为C103+6HWe-
3+
6Fe+Cl+3H20,C正确;水解时溶液的PH偏小将使大部分Fe"不能水解
仍然以Fe"存在,而PH偏大将生成Fe(OH)3沉淀,故都会影响聚合硫
酸铁的产率,D正确。
考点三水解常数(Kh)与Ka(Kb)>Kw的关系及应用
1.(2022・广东实验中学月考)某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数
随PH的变化如图所示。下列说法错误的是(B)
A.-IgKa≈4.4
B.NaA的水解平衡常数Kh=;
C.当该溶液pH=7.O时,C(HA)<c(A)
D.某c(HA):c(A)=4:1的缓冲溶液,pH≈3.8
解析:由题图可知,当C(HA)=C(A)时,溶液中PHQ4.4,则
K0=C(A)fH+)=c®),-Igκ≈4.4,故A正确;NaA的水解平衡常数
c(HA)a
)
C(HA)∙C(OPr)_c(HA)∙C(C)H-∙c(H+).Kvv故B错误;由K=也守可
+
c(A)c(A^)∙c(H)Ka
知,c(HA):c(A)=4:1的缓冲溶液中c(H')=4KaQ4X10'4∏ιol・L,则
溶液pH≈4.4-lg4≈3.8,故D正确。
2.(2022•天津河西区期末)某实验测得0.1mol∙L1NaHCo溶液在升
温过程中(不考虑水挥发)的pH变化曲线如图所示。下列说法正确的
是(A)
A.a点溶液中,
B.b点溶液中,c(Na*)=c(Heog)+c(COf)
C.a点与c点溶液中的C(OH)相等
D.ab段,升温pH减小,说明抑制了HCOg的水解
解析:NaHCO3溶液显碱性,则HCOg的水解程度大于电离程度,即K11>Kfl2,
即K产警>K必所以a点时,-ʌ->Ka2(H2CO3),A正确;b点溶液显碱
性,则C(H+)<c(OH),根据溶液中电荷守恒
c(Na)+c(H+)=c(HCOg)+2c(COf)+c(OH),所以
c(Na)>c(HCO3)+2c(CoQ,B错误;随着温度升高,KW增大,a点溶液的
PH与c点溶液的pH相同,即Can相同,由于C点溶液中的KW大,则a
点溶液的c(OIr)比C点溶液的小,C错误;升高温度,促进HCo3的水
解,D错误。
5l0
3.(1)常温下,NH3∙H2OzKb=I.8×IO-,HCN:Ka=4.9×10,则NH1CN溶液
显性;等浓度的NL・昂0与NHO混合溶液Kh(填“>”
“<”或“=",下同)人,溶液pH7o等浓度的HCN与NaCN混
合溶液PH7o
(2)已知25℃时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=L8X1(Λ等浓度的
CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,溶液PH7;将CH3COONa溶液
从20C升温至30C溶液中啜落°。;(填“增大”
“减小”或“不变”)。
2-8
(3)已知常温下H2SO3的电离常数Kal=1.0×10^,Ka2=6.0×IO,贝”0至
的水解常数Khl=,Kh2=o常温下,pH=9的NazSG溶液
中C(SoQ_
TC(HSo3)-----------------°
解析:⑵CLCOONa水解常数小于CH3COOH的电离常数,CH3COOH电离程
度大,溶液显酸性,pH<7;温度升高,CH3COONa的水解程度增大,水解常
C(CHCOOH)∙c(OH^)C(CHCOO)
数Ki=3增大,则3•减小。
C(CH3COO)C(CH3COOH)∙C(OH-)
(3)SOr+40-HSO/OH;HSO3+H20^≡H2S03+0H。
.c(HSO3)♦C(OH-)KwIor4〜
Kh=8
c(S0f)Ka26.0X10
C(HSO)∙c(OH)Kc(SO∣)K6.0x108
1.67×107,K=-23W•=1X1012a2∙=60o
h2+9
C(HSO3)C(HSO3)c(H)10
答案:(1)碱<>>(2)<减小
⑶1.67X10"1X101260
[归纳总结]水解常数的应用
⑴计算盐溶液中Car)或C(OH)。
如:NaA溶液中Kh=C(HA);:一展曰出2,C(OH)=历Tz
C-C(HA)cv
(2)判断盐溶液的酸碱性和微粒浓度的大小。
①单一溶液。
a.比较酸式盐电离与水解的大小:
,C(A2^)∙c(H+)
2t卢>κ,,溶
(HA^A^+HK=---、a2l
t2
c(HA)
电离使溶液显酸性液显酸性
∖HA+H2O-^=c(H2A)∙c(0H-)=K,尸
H--Kh>K∙2,溶
H2A+OH-=F
I水解使溶液显碱性1〔液显碱性
b.判断弱酸弱碱盐酸碱性:如BA,弱酸根A水解常数KG弱碱阳离子
B’水解常数Kh2,呈碱性,反之呈酸性。
②混合溶液。
如等浓度的HA与NaA溶液:KQKh呈酸性;反之呈碱性。
答题规范(6)利用平衡移动原理解释问题
[答题模板]
……存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移
动,...(结论)。
[思维过程]
①找出存在的平衡体系(即可逆反应或可逆过程);
②找出影响平衡的条件;
③判断平衡移动的方向;
④分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题之间的联系。
尸典型例题
(2022•河北卷)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐
的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水;锥形瓶中加入125
mL水、1mL淀粉溶液,并预加0.30mL0.01000mol-LT的碘标准
溶液,搅拌。
②以0.2L-minI流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同
时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得S02的平均回收率
为95%。
2
已知:Kal(H3PO1)=7.1×lθɜ,Kal(H2SO3)=I.3X10
解释加入H3POb能够生成SO2的原因:o
答案:加入MPOi后,溶液中存在化学平衡H2SO3BSO2+H2O,SOz的溶解度
随着温度升高而减小,S02逸出后,促进了化学平衡H2SO3-SO2+H2O向
右移动
丁针对训练
1.NH」AI(SO)2可作净水剂,其理由是
(用必要的化学用语和相关文字说明)。
3+
答案:Al*水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al+3H20-→
+
Al(OH)3(胶体)+3H,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水
2.把AICI3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是,原
因是_。
如何操作溶质不变?—(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)。
答案:AICI3在AlCk溶液中存在着平衡AICI3+3乩0-AI(OH)3+3HC1,
加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时一HCl挥发,使平衡进一步
向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2A1(OH)3qAl2O3+3H2O,因
此最后得到的固体是Al2O3在HCl气流中加热蒸发溶质不变
微专题21电解质溶液中“粒子”浓度关系
1.理解“两大理论”
(1)电离理论。
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的粒子都非常少,同时还要考
虑水的电离。
如氨水中:阳3・乩0、NH1、OH、K浓度的大小关系是
+
c(NH3∙H2O)>c(OH)>c(NHt)>c(H)o
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离
程度远大于第二步电离)。
如在4S溶液中:睦、HS∖S2、H♦的浓度大小关系是
+2
c(H2S)>c(H)>c(HS^)>C(S^)O
(2)水解理论。
①弱电解质离子的水解是微弱的(水解相互促进的除外),同时还要考
虑水的电离。
如NHO溶液中:NH「Cl、NH3∙H2OʌH'的浓度大小关系是
c(Cl)>c(NH∣)>c(H)>c(NH3・H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。
如在Na2CO3溶液中:C0^、HCo3、H2CO3的浓度大小关系应是
c(COf)>c(HCO3)>c(H2CO3)o
2.巧用“三个守恒”
(1)电荷守恒。
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都呈电中性,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NaHC溶液中存在着
Na∖H'、HCo3、C0至、OH,存在如下关
系:c(Na)+c(H)=C(HCO3)+c(OH)+2c(COf)ɑ
(2)物料守恒。
变化前后某种元素的原子个数守恒或两种原子(除H、0元素外)的数
目比固定。
①单一元素守恒,如1molN⅛通入水中形成氨水,就有
n(NH3)+n(NH3∙H2O)+n(NHi)=
1mol,即氮元素守恒。
②两元素守恒,如NaHCO3溶液中,c(Na')=c(H2CO3)+c(Heo3)+C(COr),
即钠元素与碳元素守恒。
⑶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Na2S水溶液中的质子转移情况如图所示:
(得质于)(基准态物质)佚质子)
HS-—
U-2H+S2'
Hɪɔ
Hθ+・+H+——HO-H+…
ɪɪɜv√2---------∙*OH
+
质子守恒式:c(H3O)+2c(H2S)+c(HS)=C(OH)或
cOn+2c(H2S)+c(HS)=c(OH)0质子守恒的关系式也可以由电荷守恒
式与物料守恒式推导得到。
尸典型例题
(2021•湖南卷)常温下,用0.1000mol・LT的盐酸分别滴定20.00mL
浓度均为0.1000mol∙LT的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)
溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是(C)
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X)>c(OH)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X)=c(Y^)=c(Z)
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混
合:c(X^)+c(Y^)+c(Z)=c(H+)-c(0H)
思路点拨
列守恒定溶质分量级比大小
rNaX=NaZX-
A:单一溶质NaX大量微总Na,、X-c(Na÷)>c(χ-)>c(OH-)>c(H÷)
H2O+χ-^=iHX+Ol∏c(χ-)减小]
i+
IH2O^=OH'+H
微量旋粒:HX、OH,H*
C:pH=71多种溶质:HA、NaA
酸过量恰好完全反应点碱过量C(X-)Kc(Y^)*c(Z^)
--------•—NaA-------------
电荷守恒中性碱性
D:
c(Na+)+c(H>>c(χ∙)+c(Y^)
一滴加20.00mL盐酸后混合
一-反应X
NaX、NaY、NaZ[
+c(Z^)+c(CΓ)+c(OH^)-不反应V
c(Na+)=c(C13多种溶质
解析:在NaX溶液中,X一发生水解反应X+H20-HX+OH,溶液中存在
山脂+)>(:(1)>(:(010次(丁)"判断正确;等浓度的岫乂、NaY、NaZ三
种溶液的PH大小关系为NaZ>NaY>NaX,根据“越弱越水解”可知,酸
性HX>HY>HZ,则电离常数Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),B判断正确;pH=7时,
根据电荷守恒,三种溶液滴定后分别存在C(Cr)+c(X)=c(Na,)、
c(CF)+c(Y)=c(Na+).C(Cr)+c(Z)=C(Na+),由于三种一元酸的酸性强
弱不同,向其盐溶液中加入HCI的物质的量不同,c(X.)、C(Y一)、c(Z)
三者不相等,C判断错误;分别加入20.00mL盐酸后,均恰好完全反应,
三种溶液的溶质分别为HX与NaC1、HY与Nae1、HZ与NaC1,三种溶
液混合后的溶液中存在电荷守恒
c(Na)+c(H+)=c(X)+c(Y)+c(Z)+c(Cl)+c(OH),由C(Na+)=c(Cl)可
得c(X)+c(Y^)+c(Z)=c(H+)-c(0H),D判断正确。
①变式发散
20.00mL浓度均为0.100Omol・L的①NaX溶液②NaY溶液③
NaZ溶液
(1)分别写出滴加10.00mL和20.00mL盐酸后,①溶液中可能的离子
浓度的大小顺序。
提示:滴加10.00mL盐酸后,若溶液显酸性
c(Na)>c(X)>c(Cl)>c(H+)>c(OH);
若溶液显碱性c(Na)>c(Cl)>c(X)>c(OH)>c(H);
滴加20.00mL盐酸后,c(Na+)=c(Cl)>c(Ht)>c(X)>c(0H)。
⑵写出滴加10.00mL盐酸后,②溶液中电荷守恒、物料(原子)守恒、
质子守恒关系式。
提示:电荷守恒c(Na)+c(H,)=c(Y)+c(Cl)+c(0H);
物料(原子)守恒c(Na+)=c(Y)+c(HY)=2c(Cl);
质子守恒c(H)+c(HY)=C(Cl)+c(0H)。
⑶写出滴加20.00mL盐酸后,③溶液中电荷守恒、物料(原子)守恒
关系式。
提示:电荷守恒c(Na+)+c(H)=c(Z)+c(Cl)+c(0H);
物料(原子)守恒c(Na')=c(Z)+c(HZ)=c(CT)=O.05000mol∕L□
於针对训练
1.(2021•天津卷)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是
(A)
1
A.在0.1mol∙LH3PO1溶液中c(H3P0,)>c(H2PO4)>c(HPOf)>c(PO,)
B.在0.1mol∙L∣Na2C2O4溶液中
c(Na)+c(H^)=c(OH)+c(HC2O4)+c(C2θJ")
1
C.在O.1mol・I√NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO3)=O.1mol∙L
D.氨水和NH1Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中
c(Cl)>c(NHt)>c(OH)>c(H)
解析:由于磷酸为多元酸,Kal>Ka2>Ka3,所以在0.1mol∙LHPOi溶液中,
离子浓度大小为C(H3PO1)>c(H2PO;)>c(HPof)>c(PO『),故A正确;在
0.1mol-LTNa2C2O∣溶液中,根据电荷守恒得到
c(Na')+c(H')=c(0H)+c(HC2θ4)+2c(C2θf),故B错误;在0.1mol∙L1
NaHCO3溶液中,根据物料守恒得到c(H2CO3)+c(HCO3)+c(CθQ=O∙1
mol∙I?,故C错误;氨水和NH1Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则
c(0H)>c(H+),根据电荷守恒c(CI)+c(OH)=c(NHi)+ɑ(H+),则
c(Cl)<c(NH4),故D错误。
2.常温下,用0.1mol∙LI氨水滴定10mL浓度均为0.1mol・I?的
HCI和OLCOOH的混合液,下列说法不正确的是(C)
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中C(Cl)>c(CH3COO)
B.当滴入氨水10mL时,c(NHt)+ɑ(NH3∙H2O)=C(CH3COO)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20mL时,c(CH3COOH)+c(H)=c(NHi)+ɑ(OH)
D.当溶液呈中性时,c(NH1)>c(Cl)
解析:未滴定时,溶液中溶质为HCl和CH3COOH,且浓度均为0.1
mol∙L',HCl为强电解质,完全电离,CH3COOH为弱电解质,不完全电离,
故C(CI)>c(CH3COO),A正确;当滴入氨水10mL
时一,n(N⅛∙H2O)=n(CH3COOH),则在同一溶液中
c(NH↑)+c(NH3・H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO),B正确;当滴入氨水20
mL时,溶液中溶质为NH1Cl和CH3COONHb质子守恒为
c(CH3COOH)+c(H)=C(NH3∙H2O)+c(OH),C不正确;当溶液为中性时,电
荷守恒为c(NH9+c(H)=C(CH3COO)+c(Cl)+c(0H),因为溶液为中
性,c(Ht)=c(0H),则C(NHi)>c(CI),D正确。
3.室温下,通过实验探究亚硫酸盐的性质。
7
已知:Kal(H2SO3)=I.54×10々、Ka2(H2SO3)=I.02X10o
实验实验操作和现象
1向10mL1.0mol・LNaOH溶液通入112mL(标准状况)S(⅛
2向10mL1.0mol∙LlNaOH溶液通入S(λ至溶液pH=7
3向10mL1.0mol・LTNaOH溶液通入224mL(标准状况)S(λ
4向实验3所得溶液中加入少量的1.0mol-LTBa(OH)2溶液
下列说法正确的是(C)
A.实验1得到的溶液中有C(SOQ+c(0H)=C(H2SO3)+c(FT)
B.实验2得到的溶液中有c(HSOg)>c(SOf)
C.实验3得到的溶液中有c(Na+)<c(H-)+c(HSOg)+2c(H2S03)
2
D.实验4中反应的离子方程式为HSO3+OH+Ba-BaSO3;+H2O
解析:实验1Φ,n(SO2)=O.005mol,n(NaOH)=O.01mol,两物质反应恰
好生成Na2SO3,根据质子守恒,c(0H)=2c(H2SO3)+c(FT)+c(HS0。,A错
7
误;已知Ka2(H2SO3)=I.02×IO,贝IJpH=7时,由L(H2SO3)=C吗*+),
C(HSO3)
可得嚅F叱鬻°3)=;02,实验2得到的溶液中有
C(HSo3)c(H+)1.0x107
c(HSO3)<c(SOf),B错误;实验3中,n(SO2)=O.Olmol,n(NaOH)=O.01
mol,两物质反应恰好生成NaHSO3,根据电荷守恒及物料守恒可得
c(Na')+c(OH)=c(H')+c(HSO3)+2c(H2SO3),则
c(Na)<c(H)+c(HSO3)+2c(H2SO3),C正确;实验4中,氢氧化钢少量,则
2
反应的离子方程式为2HSO3+2OH+Ba-BaSO3I+S0∣^+2H20,D错误。
[归纳拓展]电解质溶液中“粒子”浓度比较的类型和方法
酸
溶H+的浓度最大I]
液
考
一其他离了的浓度根据电离程度比我一]
虑
一A
碱
单电
溶OH-的浓度最大I
离
液
溶一其他离子的浓度根据电离程度比我"^L
液
•I考虑水解I综
合
一
L先判断酸式酸根离子是以电离为运
电l酸式盐一
-用
不
解主,还是以水解为主A
三
同
质
个
溶
溶比较同一离子看不同溶液中,其他离子对该离
液
液
浓度的大小子的影响守
-一
恒
一一|相互不反应I~~T同时考虑电离和水解I
混
合
♦m生成盐-H考虑水解
溶T不过量
液叱I生成酸、碱^H考虑电离
相互
-
反应
T过量H⅞过量情况考虑电离或水解
微专题22水溶液中离子平衡图像
1.酸碱滴定图像
室温下,向20mL0.1mol∙L^,HA溶液中逐滴加入0.1mol∙L1NaOH
溶液,溶液pH的变化如图所示
PH
0□102040V(NaOH)ZmL
关键点分析溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
反应的“起始”点,即A溶质为HA,0.1mol-L1HA溶液的pH>l,
点,判断酸、碱的相对强弱故HA为弱酸
(多条曲线时起点越低者粒子浓度大小关
酸性越强)系:c(HA)〉C(Fr)>c(A)>c(OH)
反应的“半量”点,即B溶质是等物质的量的HA和NaA,且pH<7
点,判断是哪种溶质的等粒子浓度大小关
量混合系:c(A)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH)
溶
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