逍遥右脑 2013-01-27 18:27
3.3 盐类的水解 第2时 盐类水解反应的利用 学案（人教版选修4）
[学习目标] 1.掌握盐类水解反应的应用。2.能熟练判断和比较与盐类水解有关的离子浓度的大小。
[重点•难点] 离子浓度大小的比较。
1．生产、生活中常通过改变溶液中相关物质的浓度或溶液温度调节盐的水解程度。例如：
(1)用纯碱溶液清洗油污时，________可以增强其去污能力。
(2)配制FeCl3溶液时，可加入少量________抑制水解。
思考：实验室配制FeCl2溶液时，通常将FeCl2固体先溶解在盐酸中，再加水稀释至所需浓度，同时还加入少量铁屑，为什么？
2．盐在水解时生成难溶于水的氢氧化物时：
(1)若氢氧化物呈胶体状态且无毒，可作净水剂，如铝盐、________，写出明矾净水的离子方程式：
________________________________________________________________________
(2)若溶液浓度较低时，可制纳米(氢氧化物可变为氧化物)。
(3)若水解程度很大时，可以制无机化合物。
如制取TiO2：
TiCl4＋(x＋2)H2O(过量)??__________________________________，
TiO2•xH2O=====△TiO2＋xH2O。
3．泡沫灭火器原理
泡沫灭火器中的Al2(SO4)3和NaHCO3发生水解相互促进的反应，反应的离子方程式为______________________________。
4．下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A．明矾、氯化铁晶体常用于净水或消毒
B．实验室通常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．实验室制氢气时加入CuSO4可加快反应速率
5．在25℃时，将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是( )
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－)
一、盐类水解的综合应用
1．判断盐溶液的酸碱性或pH
例如：相同物质的量浓度的下列溶液：NaCl、HSO4、Na3PO4、Na2HPO4、CH3COOH，pH由大到小的顺序为__________________________________________________________。
2．比较盐溶液中离子浓度的大小
例如：NaHCO3溶液中各离子浓度大小顺序为____________________________________。
3．加热蒸发盐溶液析出固体
1不水解不分解的盐NaCl水解生成不挥发性酸的盐[Al2SO43]??→溶液蒸干__
(2)水解生成挥发性酸的盐(AlCl3)??→溶液蒸干______??→灼烧______
(3)较低温度下受热分解的盐[Ca(HCO3)2]??→溶液蒸干盐的分解产物
4．盐溶液的配制
(1)配制FeCl3溶液时，为防止水解，应加入什么物质？
(2)配制Na2S溶液时，为防止水解，应加入什么物质？
规律：①配制强酸弱碱盐溶液，应滴加相应强酸，抑制弱碱阳离子的水解。
②配制强碱弱酸盐溶液，应滴加相应强碱，抑制弱酸根的水解。
5．试剂保存
Na2CO3溶液通常保存在什么样的试剂瓶中？为什么？还有哪些溶液的保存也应注意同样的问题？
6．判断离子能否大量共存
在水溶液中水解相互促进的离子：
(1)若相互促进程度较小，则可以大量共存，如NH＋4和____________、__________等。
(2)若相互促进程度较大，很彻底，则不能大量共存，如Al3＋与________、________、________、________、________等，Fe3＋与________、________、________等。
7．某化肥的施用
草木灰为什么不能与铵态氮肥混用？
8．利用盐的水解去除杂质
如两种盐的水解程度不一样，可利用水解反应将一种盐转化为氢氧化物沉淀而除去。
例如：gCl2溶液中混有少量FeCl3杂质，因Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，Fe3＋的水解程度比g2＋的水解程度大，可加入gO或g(OH)2等，使Fe3＋的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3＋。
9．选择制备物质的途径
(1)如何制备Fe(OH)3胶体？
(2)能否在水溶液中制备Al2S3？为什么？
典例1 已知H2O2、nO4、NaClO、2Cr2O7均具有强氧化性。将溶液中的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O)，为制取纯净的CuCl2•2H2O，首先将其制成水溶液，然后按图示步骤进行提纯：
含杂质的水溶液Ⅰ??→加入氧化剂X溶液Ⅱ??→加入物质Y?→沉淀?→溶液Ⅲ??→一定条纯净的CuCl2•2H2O
请回答下列问题：
(1)本实验最适合的氧化剂X是________(填序号)。
A．2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．nO4
(2)物质Y是________。
(3)本实验用加碱沉淀法能不能达到目的？______，原因是________________________________________________________________________。
(4)除去Fe3＋的有关离子方程式是________________________________________________________________________。
(5)加氧化剂的目的是________________________________________________________________________。
(6)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2•2H2O晶体？________，应如何操作？________________________________________________________________________。
听记录：
变式训练1 (1)普通泡沫灭火器内的玻璃筒里盛硫酸铝溶液，铁筒中盛碳酸氢钠溶液，其化学反应的原理是________________________________________________________________________。
不能把硫酸铝溶液盛在铁筒中的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
不用溶解度较大的碳酸钠代替碳酸氢钠的原因是
________________________________________________________________________。
(2)①欲使Na2S(aq)中N(Na＋)：N(S2－)接近2∶1，应加入适量________。
②配制FeSO4(aq)时，常加少量Fe粉，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
常加入少量H2SO4，目的是________________________________________________________________________。
二、离子浓度大小的比较规律
1．多元弱酸溶液
根据多步电离分析。例如：在H2CO3的溶液中：
__________>______________>______________。
2．多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根的分步水解分析，例如：Na2CO3溶液中：________>________>c(OH－)>________。
3．多元弱酸的酸式盐溶液
要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小，如HCO－3以水解为主，NaHCO3溶液中：__________>________>________>________；而HSO－3以电离为主，NaHSO3溶液中：________>________>________>________。
4．不同溶液中同一离子浓度的比较
要看溶液中其他离子对其影响的程度。例如：在相同物质的量浓度的下列溶液中：a.NH4Cl b．CH3COONH4 c．NH4HSO4，c(NH＋4)由大到小的顺序是________。
5．混合溶液中各离子浓度的大小比较
根据电离程度、水解程度的相对大小分析。
(1)分子的电离程度大于相应离子的水解程度
例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3•H2O混合溶液中：______>________>________>________。
(2)分子的电离程度小于相应离子的水解程度
例如：在0.1 mol•L－1的NaCN和0.1 mol•L－1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为________>________>________>________。
6．利用守恒规律
典例2 下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A．pH＝2的HA溶液与pH＝12的OH溶液以任意比混合：c(H＋)＋c(＋)<c(OH－)＋c(A－)
B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液：c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C．物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝2c(H＋)＋c(CH3COOH)
D．0.1 mol•L－1的NaHA溶液，其pH＝4：c(HA－)>c(H＋)>c(H2A)>c(A2－)
听记录：
变式训练2 把0.02 mol•L－1 CH3COOH溶液和0.01 mol•L－1 NaOH溶液以等体积混合，混合溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A．c(CH3COO－)>c(Na＋)
B．c(CH3COOH)>c(CH3COO－)
C．2c(H＋)＝c(CH3COO－)－c(CH3COOH)
D．c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.02 mol•L－1
参考答案
前准备区
1．(1)加热 (2)盐酸
思考：溶解在盐酸中的目的是为了抑制Fe2＋的水解，而加入铁屑的作用是为了防止Fe2＋被氧化。
2．(1)铁盐 Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋ (3)TiO2•xH2O↓＋4HCl
3．Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑
4．D [A项，Al3＋、Fe3＋均能发生水解；B项，热碱液碱性强，容易使油脂水解；C项，加入HCl可抑制FeCl3的水解；D项，Zn与置换出的Cu在电解质溶液中构成原电池。]
5．D
堂活动区
一、
1．Na3PO4>Na2HPO4>NaCl>CH3COOH>HSO4
2．c(Na＋)>c(HCO－3)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO2－3)
3．(1)盐 (2)氢氧化物 氧化物
4．(1)配制FeCl3溶液时，为防止Fe3＋的水解，通常将FeCl3溶于稀盐酸中。
(2)配制Na2S溶液时，为防止S2－水解，应先滴入几滴NaOH溶液。
5．Na2CO3溶液通常保存在带橡胶塞的试剂瓶中。由于Na2CO3溶液水解显碱性，OH－与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸盐，使试剂瓶与瓶塞粘结，因而不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶贮存，而用带橡胶塞的试剂瓶保存。其他水解显碱性的溶液如NaHCO3、Na2SiO3、Na2S、CH3COONa等溶液也应保存在带橡胶塞的试剂瓶中。
6．(1)CH3COO－ CO2－3 (2)CO2－3 HCO－3 AlO－2 S2－ HS－ CO2－3 HCO－3 AlO－2
7．草木灰的主要成分为2CO3，溶于水时CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－，生成的OH－与NH＋4发生反应：NH＋4＋OH－ NH3↑＋H2O，使氮肥肥效损失，因而二者不能混用。
9．(1)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，在加热条下，促进Fe3＋的水解而生成Fe(OH)3胶体。
(2)不能。因为Al3＋与S2－在水溶液中水解相互促进，故不能在水溶液中制取Al2S3，只能在固态无水条下制取。
典例1 (1)C
(2)CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3
(3)不能 因加碱的同时也会使Cu2＋生成Cu(OH)2沉淀
(4)Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等]
(5)将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于生成沉淀而与Cu2＋分离
(6)不能 应在HCl的气流中加热蒸发
解析 (1)能把Fe2＋氧化为Fe3＋，同时又不能引入新的杂质，符合要求的只有H2O2。(2)当CuCl2溶液中混有Fe3＋时，可以利用Fe3＋的水解：Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3与溶液中的H＋作用，从而使水解平衡右移，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(3)若用加碱法使Fe3＋沉淀，同时也必将使Cu2＋沉淀。(6)为了抑制CuCl2水解，应在HCl气流中加热蒸发。
变式训练1 (1)Al2(SO4)3＋6NaHCO3===3Na2SO4＋2Al(OH)3↓＋6CO2↑
Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性会腐蚀铁筒 与等物质的量的Al2(SO4)3反应，Na2CO3产生的CO2较少且生成CO2速率较慢
(2)①OH(s)[或浓OH溶液]
②使氧化生成的Fe3＋转化为Fe2＋
抑制Fe2＋的水解
二、
1．c(H＋) c(HCO－3) c(CO2－3)
2．c(Na＋) c(CO2－3) c(HCO－3)
3．c(Na＋) c(HCO－3) c(OH－)
c(H＋) c(Na＋) c(HSO－3) c(H＋)
c(OH－)
4．c>a>b
5．(1)c(NH＋4) c(Cl－) c(OH－)
c(H＋) (2)c(Na＋) c(CN－)
c(OH－) c(H＋)
6．c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(H2CO3)
c(HCO－3)＋c(OH－)＋2c(CO2－3)
c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)
典例2 C [因为任何溶液都是电中性的，即电荷守恒，故A项不正确；因酸性CH3COOH>H2CO3，所以等物质的量的Na2CO3、CH3COONa溶液其碱性应是Na2CO3>CH3COONa，但pH相同的两溶液，其物质的量浓度应是CH3COONa>Na2CO3，故B不正确；由电荷守恒得c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，由物料守恒得等物质的量浓度的两溶液混合后2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，二者联立，即得C项正确；NaHA溶液pH＝4说明HA－电离程度大于水解程度或HA－只电离，则其离子浓度大小关系为c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(H2A)，故D不正确。]
变式训练2 A