三、盐类水解
注意:
(1) 强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液显酸性。如NaHSO 4在水溶液中:NaHSO 4=Na++H ++SO 42-。
(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。
①若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。如NaHCO3溶液中:HCO 3-⇌H++CO 32-(次要),HCO3-+H 2O⇌H2CO3+OH -(主要)。
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSO 3-⇌H++SO 32-(主要),HSO3-+H 2O⇌H2SO3+OH -(次要)。
(3) 相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如CO 32->HCO 3-。
(4) 相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH 4+的水解:(NH 4)2CO3>(NH 4)2SO4>(NH 4)2Fe(SO4)2。
1 、盐溶液酸、碱性的四种判断方法:
(1)强酸与弱碱生成的盐水解,溶液呈酸性。
(2)强碱与弱酸生成的盐水解,溶液呈碱性。
(3)强酸强碱盐不水解,溶液呈中性。
(4)强酸弱碱盐,其水解程度大于(1)(2) 两类,有的甚至水解完全。具体有三种情况:
①生成的弱酸电离程度大于生成的弱碱的电离程度,溶液呈酸性,如NH4F ;
②生成的弱酸电离程度小于生成的弱碱的电离程度,溶液呈碱性,如NH4HCO3;
③生成的弱酸和弱碱的电离程度相同,溶液呈中性,如CH3COONH4。
2 、蒸干盐溶液所得物质的判断方法:
(1)先考虑分解。如NaHCO 3溶液、Ca(HCO 3)2溶液蒸干灼烧得Na 2CO3、CaCO 3;KMnO 4溶液蒸干灼烧得K 2MnO4和MnO 2。
(2)考虑氧化还原反应。如加热蒸干Na 2SO3溶液,所得固体为Na 2SO4。
(3)强酸弱碱盐水解生成挥发性酸的,蒸干后得到弱碱,水解生成不挥发性酸的,得到原物质。如AlCl 3溶液蒸干得氢氧化铝,再灼烧得Al 2O3;Al 2(SO4)3溶液蒸干得本身。
(4)弱酸强碱正盐溶液蒸干得到原物质,Na 2CO3溶液蒸干得本身。
(5)NH 4Cl 溶液、(NH 4)2S 溶液蒸干、灼烧,无残留物。
(6) 某些金属氯化物的结晶水合物,如MgCl 2·6H2O和FeCl3·6H2O,在空气中加热时易发生水解,为得到其无水盐,通常将其结晶水合物在氯化氢气流中加热,以防止其水解。如MgCl2·6H2OHCl气流 MgCl2+6H 2O。
3、 溶液中微粒浓度大小的比较:
(1) 微粒浓度大小比较的理论依据和守恒关系:
① 两个理论依据:弱电解质电离理论:电离微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。例如,H 2CO3溶液中:c(H2CO3) >c(HCO3-)≫c(CO32-)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。
②水解理论:水解离子的浓度大于水解生成微粒的浓度。例如,Na2CO3溶液中:c(CO32-) >c(HCO3-)≫c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。
(2) 三个守恒关系:
①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。例如,NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)===c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。
②物料守恒:物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。例如,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1 。
③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H +守恒。例如,纯碱溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
(3) 四种情况分析:
① 多元弱酸溶液:根据多步电离分析,如:在H 3PO3溶液中,c(H+) >c(H2PO4-) >c(HPO42-) >c(PO43-)。
② 多元弱酸的正盐溶液:根据弱酸根的分步水解分析,如:Na 2CO3溶液中:c(Na+) >c(CO32-) >c(OH-) >c(HCO3-)。
③ 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产生的影响。例如,在相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH 4NO3溶液,②CH 3COONH4溶液,③NH 4HSO4溶液,c(NH4+)由大到小的顺序是③ >① >②。
④混合溶液中各离子浓度的比较:要进行综合分析,如电离因素、水解因素等。即:
(4)离子浓度大小比较的解题思路:
(5)平衡移动原理解释问题的思维模板:
①解答此类题的思维过程:找出存在的平衡体系( 即可逆反应或可逆过程) ;找出影响平衡的条件;判断平衡移动的方向;分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。
②答题模板:…… 存在…… 平衡,……( 条件)……( 变化) ,使平衡向……( 方向) 移动,……( 结论) 。例如:把AlCl 3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?( 用化学方程式表示并配以必要的文字说明) 。在AlCl 3溶液中存在着如下平衡:AlCl 3+3H 2OAl(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,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) 3,在灼烧时发生反应2Al(OH) 3=△=Al2O3+3H 2O,因此最后得到的固体是Al2O3。
四、溶解平衡:
注意:
1、利用生成沉淀的方法不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,沉淀已经完全。
2 、沉淀的转化过程中一般是溶解度大的易转化为溶解度小的,但在溶解度相差不大的情况下,溶解度小的也可以转化为溶解度大的,如BaSO 4沉淀在饱和Na 2CO3沉淀中可以转化为BaCO 3沉淀。
1、 溶度积与离子积的使用方法:以A mBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
需要强调的是,若离子来源于不同溶液,则代入Q、Ksp中进行计算的离子浓度是指溶液混合后、反应前时的浓度,绝不是混合前的浓度。
2、三个强调:
(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒· 夏特列原理。
(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
(3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行,若生成难溶电解质,则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
3、电解质在水中的溶解度分类区间:20 ℃时,电解质在水中的溶解度大小的分类区间可形象的表示为:
4、Ksp的有关计算及其图像分析:
(1) 溶度积的计算:
① 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中 c(Ag+)=mol/L。
② 已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的 Ksp=a,在0.1 mol·L -1 的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后 c(Ag+)=10amol·L-1 。
(2)图像分析:
①曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。
②可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态,一定会有沉淀析出,处于曲线下方的点,则表明溶液处于未饱和状态,不会有沉淀析出。
③从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
④比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。
⑤涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。