文档内容
知识清单 23 盐类的水解
知识点01盐类的水解原理 知识点02影响盐类水解的因素
知识点03盐类水解的应用 知识点04水解常数及应用
知识点05 溶液中的“粒子”浓度关系知识点 01 盐类的水解原理
1.盐类的水解原理
(1)定义:在水溶液中盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
(2)条件:可溶性盐中必须存在弱碱阳离子或弱酸根离子。
(3)实质:盐电离产生的弱碱阳离子或弱酸根离子结合水电离产生的OH-或H+生成弱电解质,破坏了
水的电离平衡,水的电离程度增大。
2.盐类水解的特点
(1)可逆:盐类的水解是可逆反应。
(2)吸热:盐类的水解可看作是酸碱中和反应的逆反应。
(3)微弱:多数水解反应程度很微弱。
3.盐类水解的规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型 实例 是否水解 水解的离子 溶液的酸碱性
强酸强碱盐 NaCl、NaNO 否 中性
3
强酸弱碱盐 NH Cl、Cu(NO ) 是 NH、Cu2+ 酸性
4 3 2
强碱弱酸盐 CHCOONa、NaCO 是 CHCOO-、CO 碱性
3 2 3 3
【特别提醒】
(1)温度越高,盐的水解程度越大。
(2)强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液显酸性。如NaHSO 在水溶液中:NaHSO===Na++H++
4 4
SO。
(3)判断盐溶液的酸碱性,需先判断盐的类型,因此需熟练记忆常见的强酸、强碱和弱酸、弱碱。
(4)盐溶液呈中性,无法判断该盐是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因为NaCl是强酸强碱盐,
不水解。又如CHCOONH 溶液呈中性,是因为CHCOO-和NH的水解程度相当。
3 4 3
4.水解反应的离子方程式的书写
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进的水解程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。(1)盐类加入水中,水的电离平衡一定被促进。( × )
错因 强酸强碱盐对水的电离平衡无影响。
(2)显酸性的盐溶液,一定是该盐的阳离子发生了水解。( × )
错因 NaHSO 溶液因盐电离出H+而显酸性。
4
(3)Na S水解的离子方程式为S2-+2HOHS+2OH-。( × )
2 2 2
错因 多元弱酸的酸根应分步水解。
(4)盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱。( √ )
(5)Na CO 溶液呈碱性的原因:CO+2HOHCO+2OH-。( × )
2 3 2 2 3
(6)Al3+发生水解反应的离子方程式:Al3++3HOAl(OH) ↓+3H+。( × )
2 3
(7)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。( × )
错因 发生水解的盐溶液不一定呈酸性或碱性,也可能呈中性,如CHCOONH。
3 4
(8)常温下,pH=10的CHCOONa溶液与pH=4的NH Cl溶液,水的电离程度相同。( √ )
3 4
(9)熔融的NaCO 和NaCO 溶液中,c(Na+)都是c(CO)的两倍。( × )
2 3 2 3
错因 碳酸钠溶液中,碳酸根离子水解,钠离子不水解,所以Na+的浓度大于CO浓度的2倍。
(10)由0.1 mol·L-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A-+HOHA+OH-。( √ )
2
一、盐类水解的实质及规律
1.根据相关物质的电离常数(25 ℃),回答下列问题:
CHCOOH K=1.8×10-5,HCN K=4.9×10-10,HCO K =4.3×10-7 K =5.6×10-11
3 a a 2 3 a1 a2
(1)相同物质的量浓度的①CHCOONa、②NaCO 、③NaHCO 、④NaCN溶液,pH由大到小的顺
3 2 3 3
序:②>④>③>①,水的电离程度由大到小的顺序:②>④>③>①。
(2)相同pH的①CHCOONa,②NaCO ,③NaHCO ,④NaCN溶液,物质的量浓度由大到小的顺
3 2 3 3
序:①>③>④>②。
(3)NaCN溶液中,c(Na+)、c(CN-)、c(HCN)由大到小的顺序:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)。
2.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。
(1)NaHCO 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):
3
①水的电离平衡: HOH++OH- ;
2
HCO的电离平衡: HCOH++CO ;
HCO的水解平衡: HCO+HOHCO+OH- 。
② 2 2 3
(2)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO 溶液的pH为8.4,说明HCO的电离程度和水解程度中相对较强的
③ 3
是 HCO的水解程度。
(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHC O 溶液中,c(C O)>c(H C O),则溶液显酸性。
2 4 2 2 2 4
二、水解产物判断与方程式的书写
1.写出下列盐溶液中水解的离子方程式。
(1)NH Cl:NH+HONH ·H O+H+。
4 2 3 2
(2)Na CO:CO+HOHCO+OH-、HCO+HOHCO+OH-。
2 3 2 2 2 3(3)FeCl :Fe3++3HOFe(OH) +3H+。
3 2 3
(4)CH COONH:CHCOO-+NH+HOCHCOOH+NH ·H O。
3 4 3 2 3 3 2
(5)AlS:2Al3++3S2-+6HO===2Al(OH) ↓+3HS↑。
2 3 2 3 2
(6)AlCl 溶液和NaHCO 溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH) ↓+3CO↑。
3 3 3 2
2.下列离子方程式不正确的是( )
A.明矾用于净水:Al3++3HOAl(OH) (胶体)+3H+
2 3
B.泡沫灭火器灭火:Al3++3HCO===Al(OH) ↓+3CO↑
3 2
C.用纯碱清洗油污:CO+HOHCO+OH-
2
D.浓硫化钠溶液具有臭味:S2-+2HO===H S↑+2OH-
2 2
答案 D
解析 硫化钠分步水解,生成的硫化氢具有臭味,离子方程式必须分步书写、没有气体符号、应使用可
逆符号,D项错误。
3.(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液pH如下:
溶质 NaClO NaCO NaHCO NaSiO NaSO NaHSO
2 3 3 2 3 2 3 3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是________(填字母) 。
a.HCO b.HSO c.HSiO
2 3 2 3 2 3
六种溶液中,水的电离程度最小的是__________(填化学式)。
(2)用离子方程式说明NaCO 溶液pH>7的原因:_______________________________________。
2 3
(3)欲增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入上表中的物质是________(填化学式),用化学平衡
移动的原理解释其原因:_______________________________________________。
答案 (1)bac NaHSO
3
(2)CO+HOHCO+OH-、HCO+HOHCO+OH-
2 2 2 3
(3)NaHCO (或NaClO) 因为Cl +HOH++Cl-+HClO,加入NaHCO (或NaClO)可消耗H+,平衡向
3 2 2 3
正反应方向移动,从而使溶液中次氯酸的浓度增大
解析 (1)NaHCO 溶液显碱性,则HCO的水解程度大于其电离程度,NaHSO 溶液显酸性,则HSO的电
3 3
离程度大于其水解程度,故HSO 酸性比HCO 的酸性强,等浓度的NaSiO 溶液的碱性比NaHCO 的碱
2 3 2 3 2 3 3
性强,弱酸越弱,其对应的酸根离子水解程度越大,其对应的强碱弱酸盐碱性越强,故碳酸的酸性比硅
酸的酸性强,故常温下,相同物质的量浓度的稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是 bac。六种溶液中,
NaClO、NaCO 、NaHCO 、NaSiO 、NaSO 的溶液显碱性,均发生水解,促进水的电离,而 NaHSO
2 3 3 2 3 2 3 3
溶液显酸性,HSO的电离程度大于其水解程度,抑制水的电离,则水的电离程度最小的是NaHSO 溶液。
3
知识点 02 影响盐类水解的因素
1.影响盐类水解的因素
(1)内因:形成盐的弱酸或弱碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱
性或酸性越强。如水解程度:NaCO>NaSO ,NaCO>NaHCO 。
2 3 2 3 2 3 3
(2)外因:盐类水解平衡同电离平衡一样,当温度、浓度等条件改变时,会引起水解平衡的移动,从
而影响盐类水解的程度。其中浓度的影响通常包括:加水稀释、加入适量的酸或碱及能与酸或碱反应的
盐等。
应用举例
以FeCl 水解为例:Fe3++3HOFe(OH) +3H+,分析外界条件对水解平衡的影响。
3 2 3
条件 平衡移动方向 H+数 pH 现象
升温 向右 增多 减小 颜色变深
通HCl 向左 增多 减小 颜色变浅
加HO 向右 增多 增大 颜色变浅
2
生成红褐色沉淀,
加NaHCO 向右 减少 增大
3
放出气体
(1)加热0.1 mol·L-1 Na CO 溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大。( √ )
2 3
提示 水解是吸热反应,升温平衡正移,水解程度和pH均增大。
(2)氯化铵溶液加水稀释时,的值减小。( √ )
提示 加水稀释时n(NH)减小,n(Cl-)不变,所以的值减小。
(3)在CHCOONa溶液中加入适量CHCOOH,可使c(Na+)=c(CHCOO-)。( √ )
3 2 3
提示 根据电荷守恒,当溶液显中性时,c(Na+)=c(CHCOO-)。
3
(4)水解平衡右移,盐离子的水解程度可能增大,也可能减小。( √ )
提示 若是加入能水解的该盐固体,平衡右移,盐离子的水解程度会减小,若是加水稀释,平衡右移,
水解程度是增大的。
(5)稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强。( × )
错因 溶液越稀,水解程度越大,水解产生的H+或OH-的物质的量越大,但稀释后H+或OH-的浓度越
小,所以溶液酸性(或碱性)会越弱。
(6)向AlCl 溶液中滴加NaHCO 溶液,有沉淀和气体生成。( √ )
3 3
提示 Al3+与HCO的水解相互促进,彻底双水解,有Al(OH) 和CO 生成。
3 2
(7)向NaAlO 溶液中滴加NaHCO 溶液,发生相互促进的水解反应,产生沉淀和气体。( × )
2 3
(8)CHCOONa 溶液和 NH Cl 溶液混合后,CHCOO-和 NH 相互促进水解,溶液中将不存在大量的
3 4 3
CHCOO-和NH。( × )
3
(9)向NaCO 溶液中加入少量Ca(OH) 固体,CO水解程度减小,pH减小。( × )
2 3 2
(10)通入适量的HCl气体使FeCl 溶液中增大。( × )
3
错因 通入HCl抑制了Fe3+的水解,Fe3+浓度增大的很少,Cl-浓度增大的多,故减小。
(11)向0.1 mol·L-1的CHCOONa溶液中加入少量水,增大。( × )
3
错因 CHCOOH的电离常数K=,所以=,电离常数只受温度影响,温度不变则K 不变。
3 a a
(12)改变条件,盐的水解平衡向右移动,其水解程度不一定增大。( √ )1.为探究盐类水解是一个吸热过程,请用NaCO 溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:
2 3
______________________________________________________________________。
答案 取NaCO 溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解
2 3
吸热
2.常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO 溶液的 pH 大于 8,则溶液中 c(H CO)>(填“>”“=”或
3 2 3
“<”)c(CO),原因是HCOCO+H+,HCO+HOHCO +OH-,pH大于8则HCO的水解程度大
2 2 3
于电离程度(用离子方程式和必要的文字说明)。
2.下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1CHCOONa溶液,并分别放置在盛有水的烧
3
杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH NO 晶体,烧杯②中不加任何物质。
4 3
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1CHCOONa溶液显浅红色的原因为 CHCOO-+HOCHCOOH+OH-,
3 3 2 3
使溶液显碱性 。
(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是 BD 。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH NO 晶体溶于水时放出热量
4 3
D.NH NO 晶体溶于水时吸收热量
4 3
(3)分别向浓度均为0.01 mol·L-1CHCOONa溶液中分别加入NaOH固体、NaCO 固体、FeSO 固体,
3 2 3 4
使CHCOO-水解平衡移动的方向分别为 向左 、 向左 、 向右 (填“向左”“向右”或“不移动”)
3
知识点 03 盐类水解的应用
1.在化学实验中的应用
应用 举例
判断溶液的酸碱性 FeCl 溶液显酸性,原因是Fe3++3HOFe(OH) +3H+
3 2 3
相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分别为8、9、10,则
判断酸性强弱
酸性:HX>HY>HZ
配制或贮存易水解的 配制CuSO 溶液时,加入少量HSO ,抑制Cu2+水解;贮存
4 2 4
盐溶液 NaCO 溶液不能用磨口玻璃塞
2 3制取Fe(OH) 胶体的离子方程式:Fe3++3HO=====Fe(OH) (胶
3 2 3
胶体的制取
体)+3H+
将挥发性酸的弱碱盐如AlCl 、FeCl 溶液蒸干时,在通HCl的
3 3
制备无水盐
气流中加热蒸干
Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO;Fe3+与HCO、CO、
判断离子是否共存 AlO;NH与AlO、SiO因相互促进水解程度强烈而不能大量共
存
判断中和反应至中性 如NH ·H O与HCl反应至中性,NH ·H O过量,CHCOOH与
3 2 3 2 3
的试剂用量 NaOH反应至中性时CHCOOH过量
3
如用TiCl 制备TiO,其反应的化学方程式为TiCl +(x+
4 2 4
制备无机化合物 2)H O===TiO ·xHO↓+4HCl,加入大量的水,同时加热,促使
2 2 2
水解趋于完全,所得TiO·xHO经焙烧得到TiO
2 2 2
2.在生产生活中的应用
泡沫灭火器 泡沫灭火器中的成分为NaHCO 与Al (SO ),发生的反应为Al3++
3 2 4 3
原理 3HCO===Al(OH) ↓+3CO↑
3 2
作净水剂 明矾可作净水剂,原理为Al3++3HOAl(OH) (胶体)+3H+
2 3
化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不得混合施用
NH Cl溶液与ZnCl 溶液可作焊接时的除锈剂,原理为NH+
4 2
除锈剂
HONH ·H O+H+、Zn2++2HOZn(OH) +2H+
2 3 2 2 2
热纯碱去污
加热,促进NaCO 的水解,使c(OH-)增大,去污能力增强
2 3
能力强
【归纳小结】盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
(1)弱碱金属阳离子对应盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如
CuSO (aq)――→CuSO (s);盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如
4 4
AlCl (aq)――→Al(OH) ――→Al O。
3 3 2 3
(2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如NaCO 溶液等蒸干后可得到原物质。
2 3
(3)考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO ) 、 NaHCO 、 KMnO 、 NH Cl 固 体 受 热 易 分 解 , 因 此 蒸 干 灼 烧 后 分 别 为
3 2 3 4 4
Ca(HCO )―→CaCO (CaO);NaHCO ―→NaCO ;KMnO ―→KMnO +MnO ;NH Cl―→NH ↑+
3 2 3 3 2 3 4 2 4 2 4 3
HCl↑。
(4)还原性盐在蒸干时会被O 氧化
2
例如,NaSO (aq)――→NaSO (s)。
2 3 2 4
(5)弱酸的铵盐蒸干并灼烧后发生分解,无固体剩余,如NH HCO 、(NH )CO。
4 3 4 2 3
(1)生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理。( × )
错因 NaCl为强酸强碱盐,不水解,电解食盐水的方法制取消毒液是运用的电解原理。(2)CH COO-与NH水解相互促进,所以两者不能大量共存。( ×)
3
错因 CHCOO-与NH水解相互促进,但没有沉淀和气体生成且总的水解程度很小,两者可以大量共存。
3
(3)将FeCl 、Fe (SO ) 溶液分别加热蒸干并灼烧,最后均可得到Fe O(s)。( × )
3 2 4 3 2 3
(4)实验室配制FeCl 溶液时,常将FeCl (s)溶解在浓盐酸中,再加水稀释。( √ )
3 3
(5)明矾作为净水剂,可以杀菌、消毒。( × )
错因 明矾溶于水后,Al3+的水解产物Al(OH) 胶体具有吸附作用,可以净水,但不能杀菌消毒。
3
(6)实验室储存NaF溶液时可以选用玻璃瓶。( × )
错因 NaF水解产生HF腐蚀玻璃,不能用玻璃瓶储存。
(7)配制FeSO 溶液时,应加入铁粉防止Fe2+被氧化,并加入盐酸抑制Fe2+水解。( × )
4
错因 应加入硫酸抑制Fe2+水解。
1.简答题
(1)实验室中如何用固体FeCl 配制FeCl 溶液?为什么?
3 3
提示:氯化铁晶体溶于较浓盐酸中,然后加水稀释到所需的浓度;抑制FeCl 水解。
3
(2)实验室中如何用固体FeSO 配制FeSO 溶液?为什么?
4 4
提示:FeSO 溶液配制加少量稀硫酸和Fe粉;抑制FeSO 水解,防止FeSO 氧化。
4 4 4
(3)NH F溶液能否保存在玻璃试剂瓶中?为什么?
4
提示:不能;NH F水解生成的氢氟酸腐蚀玻璃。
4
(4)工业上通常在干燥的HCl气流中加热MgCl · 6H O获得无水MgCl ,干燥的HCl气流的作用是什
2 2 2
么?
提示:①干燥的HCl气流带走水,②HCl抑制MgCl 水解。
2
(5)利用水解反应来制备纳米材料,如用 TiCl 制备TiO :TiCl +(x+2)H O===TiO ·xHO↓+4HCl。
4 2 4 2 2 2
制备时加入大量的水,同时加热。试利用平衡移动原理说明这两项操作的作用。
提示:加水是增加反应物,与加热两项操作的作用都是使化学平衡向水解反应的方向移动。
(6)把AlCl 溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?如何操作溶质不变?(用化学方程
3
式表示并配以必要的文字说明)。
提示:Al O;在AlCl 溶液中存在着如下平衡:AlCl +3HOAl(OH) +3HCl,加热时水解平衡右
2 3 3 3 2 3
移,HCl浓度增大,蒸干时 HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到 Al(OH) ,在灼烧时发生反应:
3
2Al(OH) =====Al O+3HO,因此最后得到的固体是Al O;在HCl气流中加热蒸发溶质不变。
3 2 3 2 2 3
(7)Mg粉可溶解在NH Cl溶液中,分析其原因。
4
提示:在NH Cl溶液中存在水解平衡:NH+HONH·H O+H+,加入Mg,Mg与H+反应放出
4 2 3 2
H,使溶液中c(H+)降低,平衡向右移动,使Mg粉不断溶解。
2
2.在空气中加热蒸干并灼烧下列盐溶液,将所得产物填入表格中。
盐溶液 产物
Ca(HCO )/NaHCO
3 2 3NH Cl
4
NaSO
2 3
FeCl /AlCl
2 3
Al (SO )/Fe (SO )/CuSO
2 4 3 2 4 3 4
NaAlO /Na CO
2 2 3
答案 CaO/Na CO 无 NaSO Fe O/Al O Al (SO )/Fe (SO )/CuSO NaAlO /Na CO
2 3 2 4 2 3 2 3 2 4 3 2 4 3 4 2 2 3
3.下列应用与盐类水解有关的是( )
①用FeCl 作净水剂
3
②为保存FeCl 溶液,要在溶液中加少量盐酸
3
③实验室配制AlCl 溶液时,应先把AlCl 固体溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释
3 3
NH Cl与ZnCl 溶液可用作焊接中的除锈剂
4 2
⑤实验室盛放NaCO 溶液的试剂瓶应用橡胶塞,而不用玻璃塞
④ 2 3
⑥长期施用(NH )SO ,土壤酸性增强
4 2 4
A.①④⑥ B.②⑤⑥ C.③⑤⑥ D.全有关
答案 D
解析 ①FeCl 能水解,生成的Fe(OH) 胶体可吸附水中的杂质;②在FeCl 溶液中加入少量盐酸,能抑
3 3 3
制Fe3+的水解;③AlCl 水解生成Al(OH) 和HCl,先将AlCl 固体溶解在较浓的盐酸中可以抑制Al3+的
3 3 3
水解;④NH Cl、ZnCl 水解使溶液呈酸性,能溶解金属氧化物,可用作除锈剂;⑤NaCO 水解使溶液
4 2 2 3
呈碱性,会与玻璃中的主要成分SiO 发生反应;⑥(NH )SO 水解使溶液呈酸性,长期施用(NH )SO ,
2 4 2 4 4 2 4
可使土壤酸性增强。
知识点 04 水解常数及应用
1.盐的水解常数
以CHCOONa为例:CHCOO-+HOCHCOOH+OH-
3 3 2 3
K =,只与温度有关。
h
2.与对应弱酸电离常数的关系
K=
a
所以,K ·K=K 或K =。
h a w h
由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小,其生成的盐水解程度就越大。
3.K 与K 、K 、K 之间的关系
h w a b
(1)盐的水解平衡常数与对应的一元弱酸(或弱碱)的电离平衡常数的乘积等于K ,则K =或K =。
w h h
(2)二元弱酸HCO 的电离常数为K 、K ,则NaCO 的水解常数K 为,NaHCO 的水解常数为。
2 3 a1 a2 2 3 h 3
(3)一元弱酸一元弱碱盐,如醋酸铵:K =。
h
【特别提醒】
(1)K 只受温度影响。它随温度的升高而增大。
h
(2)K 越大,表示水解程度越大。
h1.已知常温下,HCO 的电离常数K =4.2×10-7,K =5.6×10-11,通过计算判断0.1 mol·L-1的NaHCO
2 3 a1 a2 3
溶液呈酸性还是呈碱性?(写出必要过程)。
答案 HCO发生水解反应:HCO+HOHCO +OH-,水解常数K ==≈2.38×10-8;HCO的电离常
2 2 3 h
数K =5.6×10-11,因K >K ,HCO的水解程度大于电离程度,故NaHCO 溶液呈碱性。
a2 h a2 3
2.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是K =7.1×10-3,K =6.2×10-8,K =4.5×10-13,解答
a1 a2 a3
下列问题:
(1)常温下同浓度①NaPO 、②NaHPO 、③NaH PO 的pH由小到大的顺序是________(填序号)。
3 4 2 4 2 4
(2)常温下,NaH PO 的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
2 4
(3)常温下,NaHPO 的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用K 与K 的相对大小说明
2 4 a h
判断理由:_________________________________________________________。
答案 (1) <②<① (2)< (3)碱 NaHPO 的水解常数K ===≈1.6×10-7,K >K ,即HPO的水
2 4 h h a3
解程度大于其电离程度,因而NaHPO 溶液显碱性
③ 2 4
解析 (2)NaH PO 的水解常数K ===≈1.4×10-12,K >K ,即HPO的电离程度大于其水解程度,因
2 4 h a2 h 2
而pH<7。
知识点 05 溶液中的“粒子”浓度关系
1.溶液中的守恒关系
(1)电荷守恒规律
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。
实例分析:NaCO 溶液中
2 3
①Na+、H+、CO、HCO、OH-。
②1×c(Na+)+1×c(H+)=2×c(CO)+1×c(HCO)+1×c(OH-)。
化简得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)。
(2)物料守恒规律
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。
实例分析:NaCO 溶液中
2 3
①=,即n(Na+)=2n(CO),CO在水中部分会水解成HCO、HCO,共三种含碳元素的存在形式。
2 3
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H CO)]。
2 3
(3)质子守恒规律
质子守恒是依据水的电离平衡:HO H++OH-得到的,水电离产生的H+和OH-的物质的量总
2
是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。方法一:可以由电荷守恒与元素质量守恒推导出来。
如NaCO 中将电荷守恒和物料守恒中的金属阳离子消去得c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H CO)。
2 3 2 3
方法二:质子守恒是依据水的电离平衡:HOH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总
2
是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
实例分析:NaCO 溶液中
2 3
即c(OH-)=2c(H CO)+c(HCO)+c(H O+)或c(OH-)=2c(H CO)+c(HCO)+c(H+)。
2 3 3 2 3
2.常见溶液的守恒关系式
(1)CH COONa溶液:
3
物料守恒:c(Na+)= c(CHCOO-)+c(CHCOOH)
3 3
电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=c(CHCOO-)+c(OH-)
3
质子守恒:c(OH-)= c(H+)+c(CHCOOH)
3
(2)NH Cl溶液:
4
物料守恒:c(Cl-)=c(NH +)+c(NH ·H O)
4 3 2
电荷守恒:c(Cl-)+ c(OH-)=c(NH +)+c(H+)
4
质子守恒:c(H+)= c(NH ·H O)+c(OH-)
3 2
(3)Na CO 溶液:
2 3
物料守恒:c(Na+)=2[c(CO2-)+c(HCO -)+c(H CO)]
3 3 2 3
电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=2c(CO2-)+c(OH-)+c(HCO -)
3 3
质子守恒:c(OH-)= c(HCO -)+2c(H CO)+ c(H+)
3 2 3
(4)NaHCO 溶液:
3
物料守恒:c(Na+)=c(CO2-)+c(HCO -)+c(H CO)
3 3 2 3
电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=2c(CO2-)+c(OH-)+c(HCO -)
3 3
质子守恒:c(OH-)= c(H CO)+ c(H+)- c(CO2-)
2 3 3
3.溶液中粒子浓度比较
(1)不同溶液中同一离子浓度的大小比较
相同物质的量浓度的a.NH Cl溶液,b.CH COONH 溶液,c.NH HSO 溶液,c中H+对NH水解有抑
4 3 4 4 4
制作用,b 中 CHCOO-的水解对 NH 水解有促进作用,所以三种溶液中 c(NH)由大到小的顺序是
3
c>a>b。
(2)弱酸溶液中离子浓度的大小比较
①CHCOOH溶液微粒浓度由大到小的顺序(H O除外)是c(CHCOOH)>c(H+)>c(CHCOO-)>c(OH
3 2 3 3
-)。
②碳酸溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子和CO 分子除外)是c(H CO)>c(H+)> c(HCO) >
2 2 3
c(CO) > c(OH-)。(3)单一溶液中离子浓度大小的比较
①NH Cl溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
4
②CHCOONa溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH-)>c(H+)。
3 3
(4)混合溶液中离子浓度大小的比较
①物质的量浓度相同的CHCOOH溶液、CHCOONa溶液等体积混合
3 3
离子浓度由大到小的顺序是c(CHCOO-) > c(Na+)>c(H+) >c(OH-)。
3
②物质的量浓度相同的NH Cl溶液、氨水等体积混合
4
离子浓度由大到小的顺序是c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
一、单一溶液中粒子浓度的关系
判断正误,错误的写出正确的关系式。
(1)0.1 mol·L-1 Na CO 溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
2 3
(2)在NaSO 溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
2 3
(3)0.1 mol·L-1 NH HS溶液中:c(NH)<c(HS-)+c(H S)+c(S2-)
4 2
(4)0.2 mol·L-1 NH HCO 溶液(pH>7):c(NH)>c(H CO)>c(HCO)>c(NH ·H O)
4 3 2 3 3 2
(5)室温下,0.1 mol·L-1 NH Fe(SO ) 溶液中存在:c(NH)+3c(Fe3+)>2c(SO)
4 4 2
答案 (1)× c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
(2)× c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(3)√
(4)× c(NH)>c(HCO)>c(H CO)>c(NH ·H O)
2 3 3 2
(5)× c(NH)+3c(Fe3+)<2c(SO)
二、混合溶液中粒子浓度的关系判断
1.浓度均为0.1 mol·L-1的NaHCO 和NaCO 混合溶液
3 2 3
(1)电荷守恒:____________________________________________。
(2)物料守恒:__________________________________________________。
(3)离子浓度由大到小的顺序:_____________________________________________。
答案 (1)c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO)
(2)2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H CO)
2 3
(3)c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
2.常温下,NaOH和CHCOOH等浓度按1 2体积比混合后pH<7
3
(1)溶液中粒子浓度的大小关系:_________________________________(水分子除外)。
∶
(2)电荷守恒:_____________________________________________。
(3)物料守恒:___________________________________________________。
答案 (1)c(CHCOO-)>c(Na+)>c(CHCOOH)>c(H+)>c(OH-)
3 3
(2)c(CHCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
3
(3)2c(Na+)=c(CHCOO-)+c(CHCOOH)
3 3解析 中和反应后,溶质为等量的 CHCOONa、CHCOOH,且CHCOOH的电离程度大于CHCOONa
3 3 3 3
的水解程度,c(CHCOO-)与c(CHCOOH)之和等于c(Na+)的2倍。
3 3
3.(1)物质的量浓度相同的NaOH溶液、NH Cl溶液等体积混合,溶液中粒子(水分子除外)浓度由大
4
到小的顺序为_____________________________________。
(2)0.1 mol·L-1 CHCOONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合,溶液中粒子(水分子除外)浓度由大到小的
3
顺序为_________________________________。
答案:(1)c(Na+)=c(Cl-)>c(NH·H O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
3 2
(2)c(Na+)=c(Cl-)>c(CHCOOH)>c(H+)>c(CHCOO-)>c(OH-)
3 3
4.判断正误,错误的写出正确的关系式。
(1)0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1 CHCOOH溶液等体积混合后:c(Na+)>c(CHCOO-)>c(OH
3 3
-)>c(H+)
(2)pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
(3)室温下,将浓度均为 0.1 mol·L-1的氨水和NH Cl溶液等体积混合(pH=9.25):c(NH)+c(H+)=
4
c(NH ·H O)+c(OH-)
3 2
(4)室温下,将浓度均为0.10 mol·L-1的HC O 和NaHC O 溶液等体积混合(pH=1.68,HC O 为二
2 2 4 2 4 2 2 4
元弱酸):c(H+)+c(H C O)=c(Na+)+c(C O)+c(OH-)
2 2 4 2
(5)0.1 mol·L-1NaC O 溶液与 0.1 mol·L-1HCl 溶液等体积混合(H C O 为二元弱酸):2c(C O)+
2 2 4 2 2 4 2
c(HC O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
2
(6)向NH HSO 溶液中滴加NaOH溶液到恰好呈中性:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
4 4
答案 (1)√ (2)× c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) (3)× c(NH)+2c(H+)=c(NH ·H O)+2c(OH-) (4)√
3 2
(5)× 2c(C O)+c(HC O)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+)
2 2
(6)√
三、不同溶液中同一离子浓度的大小比较
1.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
NH Cl、②CHCOONH 、③NH HSO 、④(NH )SO 、⑤(NH )Fe(SO ) ,c(NH)由大到小的顺序
4 3 4 4 4 4 2 4 4 2 4 2
为________________。
①
答案 ⑤> > > >
解析 分析流程为
④ ③ ① ②
分组――――――→
2.比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(1)浓度均为0.1 mol·L-1的①HS、②NaHS、③NaS、④HS和NaHS混合液,溶液pH从大到小的
2 2 2
顺序是______________。
(2)相同浓度的下列溶液中:①CHCOONH 、②CHCOONa、③CHCOOH,c(CHCOO-)由大到小
3 4 3 3 3
的顺序是________________________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH )SO 溶液、②NH HSO 溶液、③(NH )CO 溶液、④NH Cl溶液,其物质的
4 2 4 4 4 4 2 3 4
量浓度由大到小的顺序为_________________________________________。
答案 (1) > > > (2) > >
③ ② ④ ① ② ① ③(3) > > >
④ ② ③ ①