


【摘 要】鹽類水解這一知識點對高中理科生來說既熟悉又陌生,因為該知識點在考試中出題涉及面廣,考生難以把握拿高分。為了讓學(xué)生更好地掌握此類知識點,本文通過利用鹽類水解的相關(guān)知識,去解決對水的電離程度的影響和判斷、溶液中pH大小的比較、離子濃度大小的比較、離子共存及鹽溶液蒸干后產(chǎn)物的判斷等問題。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 鹽類水解 pH
【中圖分類號】G【文獻標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)06B-0118-02
隨著新課改不斷深入,在考試過程中的一些知識點考察要求學(xué)生達到“活學(xué)活用”的目的。其中以“鹽類水解”這個知識點為例,考試中經(jīng)常會涉及水解與弱電解質(zhì)電離、酸堿中和反應(yīng)、pH等知識,這些知識是學(xué)習(xí)過程中的易混點。其實不管是什么知識點,學(xué)生在高中三年中都要扎扎實實地打好基礎(chǔ),對同類型的題目進行舉一反三地練習(xí)。只有這樣,才能讓自己做到熟能生巧。
本文根據(jù)鹽類水解的幾個常見高考考點總結(jié)一些解題思路,以便于讓學(xué)生熟悉并掌握高考常見題型的解決方法及技巧。
考點一:鹽類水解對水的電離程度的影響及判斷
水的電離平衡也是化學(xué)平衡的一種類型,所以,水的電離平衡的移動也符合勒夏特列原理。根據(jù)課文知識點可知,任何溶液中不論溫度高低,由水電離出的 H+與 OH― 的濃度始終相等,不管往純水中加入酸或堿,均使水的電離平衡左移,若此時溫度不變,則 Kw不變。若往純水中加入強堿弱酸鹽或者強酸弱堿鹽,那么由于弱酸根或弱堿陽離子能結(jié)合水電離出的 H+ 或 OH―,使水的電離平衡右移,即可知鹽類的水解能促進水的電離。此外,溫度的改變也會影響水的電離平衡。
【例1】常溫時,將 10 mL 0.01 mol/L 硫酸溶液加水稀釋至 2000 mL,所得溶液由水電離出來的 c(H+)水 最接近于( )
A.1×10-11 mol/L
B.1×10-10 mol/L
C.1×10-8 mol/L
D.1×10-4 mol/L
【解析】稀釋后,溶液中 c(H+) = 0.01×2×10/2000 = 10-4 mol/L,根據(jù) Kw 公式,得
c(OH―)水 = 10-14/10-4 = 10-10 mol/L。故 c(H+)水 = c(OH―) = 10-10 mol/L。
【例2】常溫時,某溶液中由水電離出的 c(OH―)水=10-12 mol/L。向該溶液中滴入 2~3 滴甲基橙溶液后,溶液的顏色可能是( )
A.橙色 B.紅色
C.藍色 D.黃色
【解析】c(OH―)水=10-12 mol/L,這隱含著兩層意思:一是酸溶液中,c(H+)= 10-14/10-12=10-2 mol/L,pH=2;二是堿溶液中,pH=12。因此,滴入甲基橙后溶液的顏色可能顯紅色,也可能顯黃色。
考點二:溶液中 pH 大小的比較
我們根據(jù) pH 的定義可知,溶液 pH 計算的關(guān)鍵是確定溶液中 c(H+) 的大小,即酸性溶液必先確定溶液中 c(H+),堿性溶液必先確定 c(OH―),再由 c(H+)· c(OH―)= Kw 換算成 c(H+),然后進行 pH 的計算。同時要懂得分析不同類型的鹽溶液水解過程中的一般性規(guī)律。
【例3】正鹽 NaX,NaY,NaZ 等三種溶液物質(zhì)的量濃度相同,其溶液 pH 值分別為 7,8,9,則 NaX,NaY,NaZ 的酸性強弱的順序是 。
【解析】根據(jù)“越弱越水解”規(guī)律,當(dāng)鹽的濃度相同時,pH 值越大,則對應(yīng)離子的水解程度越大,所以酸性:NaX>NaY>NaZ。
【例4】向三份0.1 mol/L CH3COONa溶液中分別加入少量 NH4Cl,Na2SO4,Na2CO3 固體(忽略溶液體積變化),則溶液中 PH 的變化依次為( )
A.減小、增大、減小
B.增大、不變、減小
C.減小、不變、增大
D.增大、減小、增大
【解析】答案:C。CH3COONa 溶液中因為 CH3COO- 水解而顯堿性,加入 NH4Cl 后,提供 NH4+ 水解顯酸性,使得溶液 PH 減小;因為 Na2SO4 屬于強酸強堿鹽,溶于水后呈中性,不影響溶液的 pH 變化;加入 Na2CO3 后,提供 CO32- 水解顯堿性,使得溶液 PH 增大,故選 C。
考點三:鹽溶液離子濃度大小的比較
遇到該知識點的考查時,要注意運用“一個比較、兩個微弱、三個守恒”理論來解題。“一個比較”即注意比較同濃度的弱酸(或者弱堿)的電離能力與對應(yīng)的強堿弱酸鹽(或者對應(yīng)強酸弱堿鹽)的水解能力大小。“兩個微弱”即要注意若電解質(zhì)的電離是微弱的,且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力;弱酸根或是弱堿陽離子的水解是很微弱的,但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。“三個守恒”即是指利用電荷守恒、物質(zhì)守恒和質(zhì)子守恒來分析解答。
【例5】常溫下,請比較 NH4Cl 溶液中的離子濃度大小關(guān)系:
【解析】 NH4Cl 屬于強電解質(zhì),在溶液中完全電離出等量的 NH4+ 和 Cl-,但 NH4+ 會水解生成 OH- 和 NH3·H2O,又加上水本身能微弱電離出 H+ 和 OH―,所以有 c(Cl-)>c(NH4+) >c(OH-)>c(H+)。
【例6】(2007年高考四川理綜)在 25 ℃時,將 pH = 11 的 NaOH 溶液與 pH = 3 的 CH3COOH 溶液等體積混合后,下列關(guān)系式中正確的是( )
A.c(Na+)= c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c(H+)= c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【解析】答案:D。分析知混合后的溶液為 CH3COONa 和 CH3COOH 的混合液,且 CH3COOH 的電離大于 CH3COO- 的水解,故 c(CH3COO-)>c(Na+),c(H+)>c(OH-),則A和C錯;對于B答案來說,利用質(zhì)子守恒來解釋,正確為 c(H+)+ c(CH3COOH)= c(CH3COO-)+c(OH-)。
考點四:溶液中離子的共存問題
在化學(xué)必修1已經(jīng)學(xué)過離子共存問題,如產(chǎn)生氣體、沉淀、水等而不能大量共存。學(xué)了鹽類水解知識以后,學(xué)生又懂得了某些離子之間在溶液中因發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)而不能大量共存,如 Al3+ 與 CO32-,F(xiàn)e3+ 與 HCO3-,Al3+ 與 AlO2- 等不能共存。
【例7】下列各組離子,能在溶液中大量共存的是( )
A.Br-,AlO2-,Na+,Cu2+
B.H+,F(xiàn)e2+,SO42-,NO3-
C.K+,NH4+,CO32-,OH-
D.Ca2+,Al3+,NO3-,Cl-
【解析】答案:D。A項中 Mg2+ 與 Cu2+ 會發(fā)生雙水解不能共存;B項在酸性條件下的 NO3- 具有強氧化性,能與 Fe2+ 發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存;C項 NH4+ 與 OH- 結(jié)合成弱電解質(zhì) NH3·H2O,不能大量共存。
考點五:鹽類水解的應(yīng)用
比如常見的有鹽溶液蒸干后產(chǎn)物的判斷。在做此類題目時,要注意強酸弱堿鹽的金屬陽離子易水解,若酸根離子對應(yīng)的酸是揮發(fā)性酸,蒸干后得金屬氫氧化物。例如氯化鋁得氫氧化鋁,而硫酸鋁的蒸干還是硫酸鋁。強堿弱酸鹽的酸根陰離子易水解,酸式鹽考慮水解產(chǎn)物或分解,例如碳酸鈉蒸干是碳酸鈉,碳酸氫鈉蒸干分解得碳酸鈉。易氧化的蒸干得氧化產(chǎn)物,如亞硫酸鈉得硫酸鈉。此外,解釋生產(chǎn)、生活中的某些實際應(yīng)用時也要考慮鹽類水解。例如某些鹽可以拿來做凈水劑、熱的純堿溶液的去污能力強等。
【例8】利用鹽類水解知識回答下列問題:
①碳酸鉀溶液蒸干得到固體物質(zhì)是 ,原因是 。
②氯化鋁溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是 ,原因是 。
【解析】① K2CO3,原因是盡管加熱過程中能促進 CO32- 水解,但生成的 KHCO3 和 KOH 沒有揮發(fā)性,在溶液中反應(yīng)后又生成 K2CO3。② Al(OH)3,加熱,Al3+ 水解,生成的 HCl 揮發(fā),促進水解能進行到底。注意溫度過高,會生成 Al2O3。
【例9】下列應(yīng)用與鹽的水解知識無關(guān)的是( )
A.實驗室在配制 FeCl2 溶液時要加入少量鹽酸
B.焊接時一般用 NH4Cl 溶液除銹
C.生活中電解食鹽水制取消毒液
D.利用飽和氯化鐵溶液滴入沸水制備 Fe(OH)3 膠體
【解析】答案:C。A項中為了防止 Fe2+ 水解,所以要加鹽酸;B項中 NH4+ 水解顯酸性,可以溶解鐵銹;C項中利用電解產(chǎn)生的 NaOH 和 Cl2 反應(yīng)制取消毒液,沒有水解過程;D項中利用 Fe3+ 水解得到膠體。
【參考文獻】
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(責(zé)編 盧建龍)