A版高考化学总复习专题十一盐类水解沉淀溶解平衡.ppt

,知识清单,方法技巧,栏目索引,专题十一盐类水解沉淀溶解平衡,考点一,盐类水解原理及其应用,知识清单,一,盐类水解的定义和实质,1.盐类水解的定义,强碱弱酸盐和强酸弱碱盐溶于水时,电离产生的阴离子或阳离子可分别,与水电离出来的,H,+,或,OH,-,生成,弱电解质,弱酸,或弱碱。盐与水发生的这种作用叫做盐类的水解。,2.盐类水解的实质,盐类的水解是盐跟水之间的化学反应,水解(反应)的实质是生成弱电解,质,使水的,电离平衡,被破坏而建立起新的平衡。盐的水解促进了,水的电离。,二,盐类水解的影响因素及应用,1.内因:盐本身的性质,(1)弱碱越弱,其阳离子的水解程度就越,大,溶液酸性越,强,。,(2)弱酸越弱,其阴离子的水解程度就越,大,溶液碱性越,强,。,2.外因,(1)温度:升高温度,水解平衡,正向移动,水解程度,增大,。,(2)浓度,a.增大盐溶液的浓度,水解平衡,正向移动,水解程度,减小,但水解产生的离子浓度,增大,;加水稀释,水解平衡,正向移动,水解程度,增大,但水解产生的离子浓度,减小,。,b.增大,c,(H,+,),促进强碱弱酸盐的水解,抑制强酸弱碱盐的水解;增大,c,(OH,-,),促进强酸弱碱盐的水解,抑制强碱弱酸盐的水解。,三,盐类水解的规律,有弱才水解,都弱都水解,越弱越水解,谁强显谁性。,1.组成盐的弱碱阳离子(M,x,+,)能水解,使溶液显,酸,性;组成盐的弱,酸阴离子(A,y,-,)能水解,使溶液显,碱,性。,2.盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,相应盐溶液碱性(或酸性),越强,。,3.多元弱酸根的正酸根离子比酸式酸根离子水解程度大得多,如同浓度,的C,比HC,的水解程度大,含C,溶液的碱性更强。,四,水解方程式的书写,1.一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“,”表示。盐类水,解一般不会产生沉淀和气体,所以一般不用符号“”和“”。如:,Cu,2+,+2H,2,O,Cu(OH),2,+2H,+,N,+H,2,O,NH,3,H,2,O+H,+,2.多元弱酸盐的水解是分步进行的,用分步水解离子方程式表示。如Na,2,CO,3,的水解反应为:,C,+H,2,O,HC,+OH,-,HC,+H,2,O,H,2,CO,3,+OH,-,3.双水解反应方程式的书写步骤,(1)先写出水解的离子及水解后的最终产物,用“,”连接并注明,“”或“”。,(2)运用电荷守恒、原子守恒等将其配平。,一、盐类水解原理的应用,1.判断盐溶液的酸、碱性时要考虑盐的水解。,2.判断盐溶液中离子种类及其浓度大小关系时要考虑盐的水解。,3.判断溶液中离子能否大量共存时,有时要考虑盐的水解,如Al,3+,、Fe,3+,与HC,、C,、Al,等不能大量共存。,4.盐在参加反应时,有时要考虑盐的水解,如Mg加到NH,4,Cl溶液中,AlCl,3,与Na,2,S溶液混合等。,5.加热浓缩某些盐溶液时,要考虑水解,如浓缩FeCl,3,、AlCl,3,溶液,蒸干得,氢氧化物,灼烧得金属氧化物。,6.保存某些盐溶液时,要考虑盐的水解,如FeCl,3,溶液中加少量盐酸来抑,制水解,保存Na,2,CO,3,等碱性盐溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,保存NH,4,F溶,液不能用玻璃瓶。,7.解释生活、生产中的一些化学现象,如明矾净水、化肥施用等。,8.某些胶体的制备利用水解原理,如实验室制备Fe(OH),3,胶体:Fe,3+,+3H,2,O,Fe(OH),3,(胶体)+3H,+,。,9.泡沫灭火器工作原理:,Al,3+,+3HC,Al(OH),3,+3CO,2,。,10.纯碱溶液越热去污能力越强:C,+H,2,O,HC,+OH,-,加热使溶液,中,c,(OH,-,)增大。,二、酸式盐溶液酸碱性的判断,酸式盐的水溶液显什么性,要看该盐的组成微粒的实际表现。,1.强酸的酸式盐只电离,不水解,其溶液一定显酸性。如NaHSO,4,溶液:,NaHSO,4,Na,+,+H,+,+S,。,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,则溶液显碱性,例如NaHCO,3,溶液中HC,H,+,+C,(次要)、HC,+H,2,O,H,2,CO,3,+OH,-,(主要),使溶液中,c,(OH,-,),c,(H,+,),溶液呈碱性;NaHS溶液、Na,2,HPO,4,溶液亦显碱性。,(2)若电离程度大于水解程度,则溶液显酸性,例如NaHSO,3,溶液中HS,H,+,+S,(主要)、HS,+H,2,O,H,2,SO,3,+OH,-,(次要),使溶液中,c,(H,+,),c,(OH,-,),溶液显酸性;NaH,2,PO,4,溶液亦显酸性。,考点二,沉淀溶解平衡及其应用,1.溶解平衡,溶质溶解的过程是一个可逆过程:,固体溶质,溶液中的溶质,溶解平衡的特点:逆、等、动、定、变(适用平衡移动原理)。,2.溶度积,(1)溶度积常数:一定温度下难溶电解质的饱和溶液中,各组分离子浓度,幂的乘积为一常数。对于溶解平衡A,m,B,n,(s),m,A,n,+,(aq)+,n,B,m,-,(aq),K,sp,=,c,(A,n,+,),m,c,(B,m,-,),n,。,与其他平衡常数一样,K,sp,的大小只受温度的影响。,(2)溶度积规则,某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积为,Q,c,(离子,积)。,当,Q,c,K,sp,时,有沉淀析出,直至达到平衡。,方法,1,离子浓度大小的比较及电解质溶液中离子之间的定量关系,1.离子浓度大小比较的方法,(1)考虑水解因素:如Na,2,CO,3,溶液。,C,+H,2,O,HC,+OH,-,HC,+H,2,O,H,2,CO,3,+OH,-,所以,c,(Na,+,),c,(C,),c,(OH,-,),c,(HC,)。,(2)不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对它的影响。,如相同浓度的a.NH,4,Cl、b.CH,3,COONH,4,、c.NH,4,HSO,4,三种溶液中,c,(N,),由大到小的顺序是cab。,(3)混合液中各离子浓度的比较要综合分析水解因素、电离因素,如相,方法技巧,同浓度的NH,4,Cl和氨水混合液中,因NH,3,H,2,O的电离N,的水解,故离子,浓度顺序为,c,(N,),c,(Cl,-,),c,(OH,-,),c,(H,+,)。,2.电解质溶液中的离子之间存在着三种定量关系,(1)微粒数守恒关系(即物料守恒),如纯碱溶液中,c,(Na,+,)=2,c,(C,),变化前,=2,c,(C,)+2,c,(HC,)+2,c,(H,2,CO,3,)。,NaH,2,PO,4,溶液中,c,(Na,+,)=,c,(H,2,P,),变化前,=,c,(H,2,P,)+,c,(HP,)+,c,(P,)+,c,(H,3,PO,4,)。,(2)电荷数守恒关系(即电荷守恒),如小苏打溶液中,c,(Na,+,)+,c,(H,+,)=,c,(HC,)+2,c,(C,)+,c,(OH,-,)。,Na,2,HPO,4,溶液中,c,(Na,+,)+,c,(H,+,)=,c,(H,2,P,)+2,c,(HP,)+3,c,(P,)+,c,(OH,-,)。,注意,1 mol C,带有2 mol 负电荷,所以电荷浓度应等于2,c,(C,),同,理P,的电荷浓度等于3,c,(P,)。,(3)水电离的离子数守恒关系(即质子守恒),如纯碱溶液中,c,(H,+,),水,=,c,(OH,-,),水,c,(H,+,),水,=,c,(HC,)+2,c,(H,2,CO,3,)+,c,(H,+,),所以,c,(OH,-,),水,=,c,(HC,)+2,c,(H,2,CO,3,)+,c,(H,+,)。,现以Na,2,CO,3,和NaHCO,3,溶液为例,用以下图示帮助我们来理解质子守恒:,所以,c,(OH,-,)=,c,(HC,)+2,c,(H,2,CO,3,)+,c,(H,3,O,+,),即,c,(OH,-,)=,c,(HC,)+2,c,(H,2,CO,3,),+,c,(H,+,);,所以,c,(OH,-,)+,c,(C,)=,c,(H,2,CO,3,)+,c,(H,+,)。,另外,还可将盐溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运,算推出质子守恒式。,例1,(2017江苏单科,14,4分)常温下,K,a,(HCOOH)=1.77,10,-4,K,a,(CH,3,COOH)=1.75,10,-5,K,b,(NH,3,H,2,O)=1.76,10,-5,下列说法正确的是(双选),(),A.浓度均为0.1 molL,-1,的HCOONa和NH,4,Cl溶液中阳离子的物质的量浓,度之和:前者大于后者,B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH,3,COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等,C.0.2 molL,-1,HCOOH与0.1 molL,-1,NaOH等体积混合后的溶液中:,c,(HCOO,-,)+,c,(OH,-,)=,c,(HCOOH)+,c,(H,+,),D.0.2 molL,-1,CH,3,COONa与0.1 molL,-1,盐酸等体积混合后的溶液中(pH,c,(Cl,-,),c,(CH,3,COOH),c,(H,+,),解题导引,1.先确定溶液成分(两溶液混合时能发生反应者优先考虑,反应);,2.再确定溶液酸碱性(考虑电离程度、水解程度的相对大小);,3.若选项中包含等式,要考虑两个守恒(两个守恒指物料守恒和电荷守,恒);若选项中包含不等式,要考虑两个守恒且结合等量代换。,解析,A项,HCOONa溶液中,c,(Na,+,)+,c,(H,+,)=0.1 molL,-1,+,c,(H,+,),NH,4,Cl溶,液中,c,(N,)+,c,(H,+,)=,c,(Cl,-,)+,c,(OH,-,)=0.1 molL,-1,+,c,(OH,-,);已知:,K,a,(HCOOH)=,1.77,10,-4,K,b,(,NH,3,H,2,O,)=1.76,10,-5,即同浓度时电离程度HCOOHNH,3,H,2,O,则水解程度HCOO,-,K,a,(CH,3,COOH),所以,n,(HCOOH),n,(CH,3,COOH),消耗NaOH,溶液的体积前者小于后者,故B项错误。C项,混合后得HCOOH与,HCOONa物质的量之比为11的溶液,物料守恒:2,c,(Na,+,)=,c,(HCOOH)+,c,(HCOO,-,),电荷守恒:,c,(Na,+,)+,c,(H,+,)=,c,(HCOO,-,)+,c,(OH,-,),2-得,c,(HCOOH)+2,c,(H,+,)=,c,(HCOO,-,)+2,c,(OH,-,),故C项错误。D项,混合后得,CH,3,COONa、NaCl和CH,3,COOH物质的量之比为111的混合液,且pH,c,(CH,3,COO,-,),c,(Cl,-,),c,(CH,3,COOH),c,(H,+,),c,(OH,-,),故D项正确。,答案,AD,方法,2,沉淀溶解平衡的应用,1.沉淀的生成与溶解,(1)在难溶电解质的溶液中,当,Q,c,K,sp,时,就会生成沉淀。据此,加入沉淀,剂析出沉淀,是分离、除杂常用的方法。如以Na,2,S、H,2,S等作沉淀剂,使,某些金属离子(如Cu,2+,、Hg,2+,等)生成极难溶的硫化物(CuS、HgS等)沉,淀,从而达到分离或除杂的目的。,注意,利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先,要使生成沉淀的反,应能够发生;其次,沉淀生成的反应进行得越完全越好。如要除去溶液,中的Mg,2+,可使用NaOH等使之转化为溶解度较小的Mg(OH),2,。,不可能使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,-5,molL,-1,时,沉淀就达完全。由,K,sp,的表达式可知,使,除去的离子在溶液中残留的浓度尽可能小,需要加入过量的沉淀剂。,(2)当,Q,c,K,sp,时,沉淀就会溶解。常用的方法有:,酸碱溶解法。加入酸或碱与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应,降,低相应离子的浓度,使平衡向沉淀溶解的方向移动。如难溶于水的BaCO,3,可溶于盐酸中。,发生氧化还原反应使沉淀溶解。,某些金属硫化物(如CuS、HgS等),其溶度积特别小,在其饱和溶液中,c,(S,2-,),特别小。这些金属硫化物只能溶于氧化性酸(如硝酸、王水等),S,2-,被氧化,其浓度减小,从而达到沉淀溶解的目的。,此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。,生成配合物使沉淀溶解。,向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配位剂,使溶液中某种离子生成稳定,的配合物,以减小其离子浓度,从而使沉淀溶解。,如溶解AgCl可加入氨水以生成Ag(NH,3,),2,+,。,(3)实例探究,利用沉淀溶解平衡移动原理解释作“钡餐”用BaSO,4,而不用BaCO,3,的原因。,误服可溶性钡盐引起中毒,应尽快服用5.0%的Na,2,SO,4,溶液洗胃,使S,与Ba,2+,结合成沉淀而排出。,从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成。,2.沉淀的转化,(1)沉淀转化的实质,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通常,一种沉淀可以转化为更,难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。,(2)实例探究,往ZnS的沉淀溶解平衡体系中加入CuSO,4,溶液可将其转化为更难溶,的CuS沉淀。,ZnS(s)+Cu,2+,(aq),CuS(s)+Zn,2+,(aq),依据沉淀转化的原理,可用FeS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的某,些金属离子。,FeS(s)+Hg,2+,(aq),HgS(s)+Fe,2+,(aq),硬水中的Mg(HCO,3,),2,煮沸时分解为MgCO,3,继续煮沸,MgCO,3,转化为更,难溶的Mg(OH),2,。,AgNO,3,溶液,AgCl(白色沉淀),AgBr(淡黄色沉淀),AgI,(黄色沉淀),Ag,2,S(黑色沉淀)。,例2,(2017湖北襄阳调研,12)为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行,如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是,(),A.中浊液中存在平衡:Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+Cr,(aq),B.中溶液变澄清原因:AgOH+2NH,3,H,2,O,Ag(NH,3,),2,OH+2H,2,O,C.中颜色变化说明有AgCl生成,D.该实验可以证明AgCl比Ag,2,CrO,4,更难溶,解题导引,按照实验顺序,根据实验现象分析各步发生的反应以及第,一步反应后上层清液和余下浊液的成分,再和选项对照,分析判断正误。,解析,中产生的红色沉淀是Ag,2,CrO,4,则中浊液中存在溶解平衡,Ag,2,CrO,4,(s),2Ag,+,(aq)+Cr,(aq),A项正确;中AgNO,3,过量,得到的上,层清液中含有一定量的Ag,+,加入2 mol/L氨水时先发生反应Ag,+,+NH,3,H,2,O,AgOH+N,产生沉淀,后又发生反应AgOH+2NH,3,H,2,O,Ag,(NH,3,),2,OH+2H,2,O生成可溶于水的配合物而得到澄清溶液,故B项正确;,余下浊液中含有Ag,+,加入KCl溶液后生成的白色沉淀一定是AgCl,C项,正确;由于AgNO,3,过量,余下浊液中过量的Ag,+,可与Cl,-,结合成AgCl沉淀,而不是发生沉淀的转化,所以不能证明AgCl比Ag,2,CrO,4,更难溶,D项错误。,答案,D,