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大单元七 电解质溶液中的离子平衡
第24 讲 盐类的水解
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核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 盐类水解的原理 ★★★☆☆
考点2 影响盐类水解的因素及盐类水解的应用 ★★★☆☆
考点3 电解质溶液中粒子浓度比较 ★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
真题挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 盐类水解的原理
知识点1 盐类水解的定义
1. 定义:在水溶液中,盐电离产生的离子与水电离产生的OH-或H+结合生成弱电解质的反应。水解反
应可以看成是酸碱中和的逆反应,所以水解反应是吸热(填“吸热”或“放热”)反应。
2. 分类
(1) 强碱弱酸盐
①CH3COONa 溶液,水解的离子方程式:
CH3COO-+H2OCH3COOH
+
OH
- ,
溶液呈碱性。
②Na2CO3溶液,分步水解,水解的离子方程式:CO
+
H 2O
HCO
+
OH
- (第一步)、
HCO
+
H 2O
H 2CO3+
OH
- (第二步)。
(2) 强酸弱碱盐
①NH4Cl 溶液, 水解的离子方程式:
NH+H2ONH3·H2O +
H + ,
溶液呈酸性。
②FeCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Fe
3 + +
3H
2O
Fe(OH)
3+
3H
+ 。
③AlCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Al
3 + +
3H
2O
Al(OH)
3+
3H
+ 。
(3) 弱酸弱碱盐:谁强显谁性,如CH3COONH4溶液, CH3COO-和NH 都会水解,但二者水解程度相
当,所以该溶液显中性;又如(NH4)2CO3溶液, NH 和CO 都会水解,CO 水解程度大,所以该溶液显碱
性。
(4) 强酸强碱盐:不水解,如NaCl 溶液,溶液显中性。
3. 规律:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性。
【名师点拨】一些特殊化合物水解的化学方程式的书写
1. AlP 水解的化学方程式:AlP+3H2O===Al(OH)3↓+PH3↑
1
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2. AlN 水解的化学方程式:AlN+3H2O===Al(OH)3↓+NH3↑
3. CaC2水解的化学方程式:CaC2+2H2O===Ca(OH)2+CH≡CH↑
4. Al(CH3)3水解的化学方程式:Al(CH3)3+3H2O===Al(OH)3↓+3CH4↑
【知识拓展】常见盐类水解平衡常数与对应弱电解质电离平衡常数的关系
1. CH3COONa
Kh==。
2. Na2CO3
第一步水解的离子方程式为
CO+H2OHCO+OH-,
Kh1==。
第二步水解的离子方程式为
HCO+H2OH2CO3+OH-,
Kh2==。
3. Na3PO4
第一步水解的离子方程式为
PO+H2OHPO+OH-,
Kh1==。
第二步水解的离子方程式为
HPO+H2OH2PO+OH-,
Kh2==。
第三步水解的离子方程式为
H2PO+H2OH3PO4+OH-,
Kh3==。
知识点2 缓冲溶液与分布分数、pH 的关系
1. 缓冲溶液定义:弱酸(或弱碱)及其所对应的弱酸(弱碱)盐组成的混合溶液,在一定程度上能抵御外来少
量的酸、碱或稀释,而溶液酸碱性基本保持不变的溶液。
2. 缓冲溶液的类型
CH3COOH-CH3COONa 混合溶液
NH3·H2O-NH4Cl 混合溶液
Na2CO3-NaHCO3混合溶液
3. 缓冲溶液有关公式推导
(1) HA(酸)+NaA(盐)(溶液):
Ka=⇒
c(H+)=Ka·⇒
pH=pKa+p
(2) BOH(碱)+BCl(盐)(溶液):
2
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pOH=pKb+p
4. 缓冲溶液中粒子浓度变化
25 ℃时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L 的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、
c(CH3COO-)与pH 的关系如图所示。
(1) W 点,=1,
p=0,Ka=c(H+)=10-4.75,pH=pKa+p=4.75。
(2) 变化:
①在W 点,加水将混合溶液稀释10 倍,基本不变,p≈0,pH=pKa+p≈pKa=4.75,pH 基本不变。
②在W 点,加一定量的HCl,使=,
pH=pKa+p=4.75-1=3.75。
③在W 点,加一定量的NaOH,使=,
pH=pKa+p=4.75+1=5.75。
【考法归纳】如何判断弱酸的酸式盐(NaHA)溶液的酸碱性
1. 酸式盐不能简单按分类来判断溶液的酸碱性。如:
(1) 碳酸氢钠溶液,HCO 的水解程度大于电离程度,所以溶液显碱性。
(2) 草酸氢钠溶液,HC2O 的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性。
2. 判断方法
已知:常温下,H2A 的电离平衡常数为Ka1、Ka2。
考点2 影响盐类水解的因素及盐类水解的应用
3
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知识点1 盐类水解的影响因素
1. 内因:
①酸、碱电离程度;②一、二级电离程度。
2. 外因:
①浓度;②温度;③加入酸(或碱);④加入性质相同的盐;⑤加入性质相反的盐。
知识点2 盐类水解的实际应用
1. 促进盐类水解
(1) 热的纯碱溶液的去油污效果较好,原因是CO
+
H 2O
HCO
+
OH
- ,温度升高能促进
CO
的水解,
溶液中
c (OH
- ) 增加,去污效果增强
。
(2) 除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入MgCO3[ 或
MgO
或
Mg(OH)
2]后过滤。原理是
Fe
3 + +
3H
2O
Fe(OH)
3+
3H
+ ,加入
MgCO
3[ 或
MgO
或
Mg(OH)
2] 消耗氢离子,促进
Fe
3 + 水解,最终生成
Fe(OH)3 沉淀,同时又不引入新杂质
。
(3) 除去CuCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入CuCO3[ 或
CuO
或
Cu(OH)
2 或
Cu
2(OH)2CO3]后
过滤。原理是Fe
3 + +
3H
2O
Fe(OH)
3+
3H
+ ,加入
CuCO
3[ 或
CuO
或
Cu(OH)
2 或
Cu
2(OH)2CO3] 消耗氢离
子,促进
Fe
3 + 水解,最终生成
Fe(OH)
3 沉淀,同时又不引入新杂质
。
(4) 泡沫灭火器的应用,水解的离子方程式为Al
3 + +
3HCO
==
=Al(OH)
3↓
+
3CO
2↑。
2. 抑制盐类水解
(1) 在配制FeCl3、FeCl2、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量盐酸中,再加蒸
馏水稀释到所需浓度。在配制FeSO4溶液时,在加入铁粉防止Fe2+被氧化的同时,还经常加入一些硫酸
抑制水解。
(2) 用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O 的方法:蒸发结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干。
(3) 用MgCl2·6H2O(或FeCl3·6H2O)晶体制备无水MgCl2(或FeCl3)的方法:在干燥的
HCl
气流中加热脱
水。
(4) K2FeO4净水的原理:K2FeO4 具有强氧化性,能杀菌消毒,产物
Fe
3 + 能水解产生
Fe(OH)
3胶体,从而
净水。
知识点3 盐溶液蒸干后所得物质的判断
考虑的因素
举例
产物(不考虑产物分解)
是否分解
有物质剩余
NaHCO3
Na2CO3
无物质剩余
NH4Cl
—
是否发生氧化
还原反应
发生
Na2SO3
Na2SO4
不发生
Na2CO3
Na2CO3
水解生成酸
挥发性酸
AlCl3
Al(OH)3
不挥发性酸
Al2(SO4)3、
Fe2(SO4)3、CuSO4
Al2(SO4)3、
Fe
2(SO4)3、
CuSO
4
考点3 电解质溶液中粒子浓度比较
知识点1 电解质溶液中的“三守恒”
4
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1. Na2CO3稀溶液
电荷守恒:c (Na
+ ) +
c (H
+ ) =
c (OH
- ) +
c (HCO
) +
2 c (CO
)
元素守恒:c (Na
+ ) =
2 c (H
2CO3) +
2 c (HCO
) +
2 c (CO
)
质子守恒:c (OH
- ) =
c (H
+ ) +
c (HCO
) +
2 c (H
2CO3)
2. NaHCO3稀溶液
电荷守恒:c (Na
+ ) +
c (H
+ ) =
c (OH
- ) +
c (HCO
) +
2 c (CO
)
元素守恒:c (Na
+ ) =
c (H
2CO3) +
c (HCO
) +
c (CO
)
质子守恒:c (H
2CO3) +
c (H
+ ) =
c (OH
- ) +
c (CO
)
知识点2 粒子浓度比较——单一电解质溶液粒子浓度关系比较及等式关系
粒子浓度大小关系要点:左边粒子浓度>右边粒子浓度
1. 一元弱酸(或弱碱)
(1) 0.100 0 mol/L CH3COOH 溶液
电离平衡:CH3COOH
CH
3COO
- +
H +
(H2O 的电离平衡不写,下同)
粒子种类:CH3COOH
、
CH
3COO
- 、
H + 、
OH
-
(除H2O,下同)
元素守恒:c (CH
3COOH)
+
c (CH
3COO
- ) =
0.100 0 mol/L
电荷守恒:c (CH
3COO
- ) +
c (OH
- ) =
c (H
+ )
粒子浓度比较:c (CH
3COOH)>
c (H
+ )>
c (CH
3COO
- )>
c (OH
- )
(2) 0.100 0 mol/L NH3·H2O 溶液
电离平衡:NH3·H2O
NH
+
OH
-
粒子种类:NH3·H2O 、
NH
、
OH
- 、
H +
元素守恒:c (NH
3·H2O)
+
c (NH
) =
0.100 0 mol/L
电荷守恒:c (NH
) +
c (H
+ ) =
c (OH
- )
粒子浓度比较:c (NH
3·H2O)>
c (OH
- )>
c (NH
)>
c (H
+ )
2. 二元弱酸(一级电离程度≫二级电离程度)
0.100 0 mol/L H2C2O4溶液
电离平衡:H2C2O4
H + +
HC
2O 、
HC2O
H + +
C 2O
粒子种类:H2C2O4、
H + 、
HC
2O 、
C 2O 、
OH
-
元素守恒:c (H
2C2O4) +
c (HC
2O ) +
c (C
2O ) =
0.100 0 mol/L
电荷守恒:2 c (C
2O ) +
c (HC
2O ) +
c (OH
- ) =
c (H
+ )
粒子浓度比较:c (H
2C2O4)>
c (H
+ )>
c (HC
2O )>
c (C
2O )[ 或
c (OH
- )]
3. 强酸弱碱盐(或强碱弱酸盐)
(1) NH4Cl 稀溶液
电荷守恒:c (NH
) +
c (H
+ ) =
c (Cl
- ) +
c (OH
- )
元素守恒:c (NH
) +
c (NH
3·H2O)
=
c (Cl
- )
5
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质子守恒:c (H
+ ) =
c (OH
- ) +
c (NH
3·H2O)
粒子浓度比较:c (Cl
- )>
c (NH
)>
c (H
+ )>
c (NH
3·H2O)>
c (OH
- )
(2) CH3COONa 稀溶液
电荷守恒:c (CH
3COO
- ) +
c (OH
- ) =
c (Na
+ ) +
c (H
+ )
元素守恒:c (CH
3COO
- ) +
c (CH
3COOH)
=
c (Na
+ )
质子守恒:c (OH
- ) =
c (H
+ ) +
c (CH
3COOH)
粒子浓度比较:c (Na
+ )>
c (CH
3COO
- )>
c (OH
- )>
c (CH
3COOH)>
c (H
+ )
知识点3 粒子浓度比较——有关电离程度与水解程度大小判断的类型与方法
1. 等浓度、等体积的弱酸(或弱碱)与对应盐
如等浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa 混合溶液[已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5]:
(1) 等式关系
元素守恒:2 c (Na
+ ) =
c (CH
3COO
- ) +
c (CH
3COOH)
电荷守恒:c (CH
3COO
- ) +
c (OH
- ) =
c (Na
+ ) +
c (H
+ )
(2) 大小关系
①电离生成了H+:
CH3COOHCH3COO-+H+(Ka)
②水解生成了OH-:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(Kh)
结果:若不考虑CH3COOH 电离和CH3COO-水解,则c(Na+)=c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
③思路1:实验角度
实验测得,常温下,等浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa 混合溶液的pH<7,说明CH3COOH 的电
离程度>(填“>”或“<”)CH3COO-的水解程度,则粒子浓度关系:
>>
思路2:电离平衡常数角度
Ka=1.75×10-5,Kh==≈5.7×10-10,Kh<Ka,说明CH3COOH 的电离程度>(填“>”或“<”)CH3COO-的水
解程度,则粒子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
[及时巩固]
(1) 常温下,已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,等浓度、等体积的NH3·H2O 和NH4Cl 混合溶液中粒子浓度
比较:c (NH
)>
c (Cl
- )>
c (NH
3·H2O)>
c (OH
- )>
c (H
+ ) 。
(2) 常温下,已知Ka(HCN)=6.2×10-10等浓度、等体积的NaCN 和HCN 混合溶液(pH>7)中粒子浓度比
较:
c (HCN)>
c (Na
+ )>
c (CN
- )>
c (OH
- )>
c (H
+ ) 。
2. 等浓度的酸式盐和正盐的混合溶液
常温下,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。写出浓度均为0.100 0 mol/L NaHCO3和Na2CO3的混
合溶液中的粒子浓度比较:
[分析]
①HCO 电离生成了H+:
HCOH++CO(Ka2)
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②CO 水解生成了OH-:
CO
+
H 2O
HCO
+
OH
- (Kh1)
③HCO 水解生成了OH-:
HCO
+
H 2O
H 2CO3+
OH
- (Kh2)
结果:Kh1==≈2.1×10-4,
Kh2 ==≈2.2×10 -8 ,Kh1≫Kh2≫Ka2 ,以CO 的水解为主,溶液中离子浓度比较:c (Na
+ )>
c (HCO
)>
c (CO
)>
c (OH
- )>
c (H
+ ) 。
知识点4 强酸(或强碱)滴定弱碱(或弱酸)过程中粒子浓度的大小关系
常温下,用0.100 0 mol/L 盐酸滴
定20.00 mL 0.100 0 mol/L 氨水
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
点①:V(HCl)=10
溶质成分是等物质的量的
NH
4Cl
和
NH3·H2O
粒子浓度大小关系:c (NH
)>
c (Cl
- )>
c (NH
3·H2O)>
c (OH
- )>
c (H
+ )
点②:pH=7
粒子浓度大小关系:c (NH
) =
c (Cl
- )>
c (OH
- ) =
c (H
+ )
点③:V(HCl)=20
溶质成分是NH4Cl
粒子浓度大小关系:c (Cl
- )>
c (NH
)>
c (H
+ )>
c (NH
3·H2O)>
c (OH
- )
【真题挑战】
一、单选题
1.(2025·湖南·高考真题)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性
质:
实验1:向
溶液中滴入一定量
溶液。混合溶液的
与
的关系如图所示。
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实验2:向
溶液中加入
溶液。
已知:
时,
。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.实验1,当溶液中
时,
B.实验1,当溶液呈中性时:
C.实验2,溶液中有沉淀生成
D.实验2,溶液中存在:
2.(2025·湖北·高考真题)铜(I)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)
为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为
。下列描述正确的是
A.
的
B.当
时,
C.n 从0 增加到2,
结合L 的能力随之减小
D.若
,则
3.(2025·广东·高考真题)对铁钉进行预处理,并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的
的是
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A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.铁钉镀铜
A.A
B.B
C.C
D.D
4.(2025·云南·高考真题)甲醛法测定
的反应原理为
。
取含
的废水浓缩至原体积的
后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应后,用
的
NaOH 标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数与pH 关系如图2[比如:
]。下列说法正确的是
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A.废水中
的含量为
B.c 点:
C.a 点:
D.
的平衡常数
5.(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含
等的氧化物)用过量的较浓
溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:
。下列说法正确的是
A.较浓
溶液中:
B.
溶液中:
的平衡常数
C.
溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
6.(2025·河南·高考真题)对于下列过程中发生的化学反应。相应离子方程式正确的是
A.磷酸二氢钠水解:
B.用稀盐酸浸泡氧化银:
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
7.(2025·甘肃·高考真题)氨基乙酸
是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存
10
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在如下平衡:
在25℃时,其分布分数[如
=
]
与溶液pH 关系如图1 所示。在
溶液中逐滴滴入0.1mol/LNaOH 溶液,
溶液pH 与NaOH 溶液滴入体积的变化关系如图2 所示。下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ对应的离子是
B.a 点处对应的pH 为9.6
C.b 点处
D.c 点处
8.(2025·甘肃·高考真题)下列实验操作能够达到目的的是
选
项
实验操作
目的
A
测定0.01mol/L 某酸溶液的pH 是否为2
判断该酸是否为强酸
B
向稀
溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化
探究
对
水解的影
响
C
向
溶液先滴入几滴NaCl 溶液,再滴入几滴NaI 溶液,观察沉
淀颜色变化
比较AgCl 和AgI 的Ksp
大小
D
将氯气通入
溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
验证氯气的氧化性
A.A
B.B
C.C
D.D
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9.(2025·安徽·高考真题)
是二元弱酸,
不发生水解。
时,向足量的难溶盐
粉末中加
入稀盐酸,平衡时溶液中
与
的关系如下图所示。
已知
时,
。下列说法正确的是
A.
时,
的溶度积常数
B.
时,溶液中
C.
时,溶液中
D.
时,溶液中
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)室温下,将
置于
溶液中,保持溶液体
积和N 元素总物质的量不变,pX-pH 曲线如图,
和
的平衡常数分别为
和
:
的水解常数
。下列说法
错误的是
12
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A.Ⅲ为
的变化曲线
B.D 点:
C.
D.C 点:
二、多选题
11.(2025·山东·高考真题)常温下,假设
水溶液中
和
初始物质的量浓度均为
。
平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随
的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:
体系中含钴物种的存在形式为
和
;
,
。下列说法正确的是
A.甲线所示物种为
B.
的电离平衡常数
C.
时,
物质的量浓度为
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D.
时,物质的量浓度:
三、解答题
12.(2025·广东·高考真题)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL 甲苯的试管中,加入几滴酸性
溶液,振荡,观察到体系
颜色 。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:加热溶
解、 (填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度
和苯甲酸的
,实验如下:取50.00mL 苯甲酸饱和溶液,
用
溶液滴定,用pH 计测得体系的pH 随滴入溶液体积V 变化的曲线如图。据图可得:
①
。
②苯甲酸的
(列出算式,水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用
衡量。下列羧酸
的变化顺序为:
。随着卤原子电负性 ,羧基中的羟基
增大,酸性增强。
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②提出假设 甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为:
③验证假设 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH 大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同
学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH 直接判断
大小顺序,因为 。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的
,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO 的
。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为
。
②小组讨论后,选用0.100mol/LNaClO 溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO 的
。简述该方案
(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
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