鹽類水解的應(yīng)用

穆玉鵬

(山東省博興縣第一中學(xué) 256500)

一、判斷鹽溶液的酸堿性, 比較鹽溶液pH的大小

1.強(qiáng)酸弱堿鹽溶液顯酸性，強(qiáng)堿弱酸鹽溶液顯堿性.

2.相同物質(zhì)的量濃度的強(qiáng)酸弱堿鹽溶液(或強(qiáng)堿弱酸鹽溶液)，其對應(yīng)的弱堿(或弱酸)的堿性(或酸性)越強(qiáng)，其酸性(或堿性)越弱.如下列物質(zhì)的溶液按pH由大到小排列的順序是：Na2SiO3>Na2CO3>NaHCO3

例1(2001廣東)若pH=3的酸溶液和pH=11的堿溶液等體積混合后溶液呈酸性，其原因可能( ).

A.生成一種強(qiáng)酸弱堿鹽

B.弱酸溶液和強(qiáng)堿溶液

C.弱酸與弱堿溶液反應(yīng)

D.一元強(qiáng)酸溶液與一元強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

解析若酸、堿均是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，則由pH知“酸溶液的c(H+)=堿溶液的c(OH-)”，故等體積混合時恰好中和生成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，該鹽不水解，溶液呈中性，與題意不符，故D選項(xiàng)錯誤；若酸是弱酸，堿是強(qiáng)堿，則等體積混合后，酸明顯剩余，其物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于所生成的弱酸強(qiáng)堿鹽，因此，鹽水解導(dǎo)致的堿性遠(yuǎn)小于酸電離產(chǎn)生的酸性，所以B項(xiàng)正確 .A項(xiàng)具有極強(qiáng)的干擾性，很多學(xué)生錯選了A，原因是只注意到了A項(xiàng)中明顯的“強(qiáng)酸弱堿鹽”水解產(chǎn)生的酸性，而忽視了該條件時弱堿過量對溶液性質(zhì)的決定性影響.

答案：B

例2濃度為0.1 mol/L的8種溶液：

①HNO3②H2SO4③HCOOH ④Ba(OH)2⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4Cl溶液，pH由小到大的順序是(填寫編號)____.

解析相同的物質(zhì)的量濃度的各種電解溶液的pH大小比較有以下一般規(guī)律：

(1)同物質(zhì)的量濃度的酸及水解呈酸性的鹽溶液，其pH的關(guān)系一般是：二元強(qiáng)酸<一元強(qiáng)酸<弱酸<水解顯酸性的鹽溶液.

(2)同物質(zhì)的量濃度的堿及水解呈堿性的鹽溶液，其pH的關(guān)系一般是：二元強(qiáng)堿>一元強(qiáng)堿>弱堿>水解呈堿性的鹽溶液.

(3)強(qiáng)酸弱堿鹽，堿越弱，水溶液酸性越強(qiáng)；弱酸強(qiáng)堿鹽，酸越弱，溶液堿性越強(qiáng).

(4)同物質(zhì)的量濃度的多元弱酸及其鹽水溶液的pH關(guān)系是：以H2PO4為例：H3PO4

答案：②①③⑧⑦⑥⑤④.

二、依據(jù)鹽溶液pH的不同,判斷相應(yīng)酸(堿)的酸性(堿性)強(qiáng)弱

如已知物質(zhì)的量濃度相同的三種鹽溶液:NaX、NaY、NaZ,它們的pH依次為:8、9、10,則可知對應(yīng)酸的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?HX>HY>HZ.

三、依據(jù)鹽溶液的pH,可求出溶液中水電離出的c(H+)或c(OH-),反之亦然

例125℃時某KCN溶液的pH=12,則可知該溶液中水電離出的c(OH-)=1×10-2mol/L.這是因?yàn)樗獬蕢A性的溶液中:c(OH-)水=c(OH-)堿.

例2 已知NH4I溶液中的c(H+)水=1×10-4mol/L,則可知該溶液的pH為4.這是因?yàn)樗獬仕嵝缘娜芤褐?c(H+)水=c(H+)酸.

四、對水電離度的影響,與鹽的水解有關(guān)

A.NaHSO4B.KAl(SO4)2C.NaHCO3D.NaAc

答案：AD

五、一些鹽[如Al2S3、Al2 (CO3)3、Al2(SO3)3、Al(HCO3)3等]的制取

由于某些弱酸弱堿鹽在水中強(qiáng)烈水解，因此這些弱酸弱堿鹽的制取不能通過溶液之間的反應(yīng)而得到.如Al2S3的制取，若用含Al3+的物質(zhì)與含S2-的物質(zhì)在溶液中進(jìn)行反應(yīng)，則由于它們相互促進(jìn)水解而生成Al(OH)3和H2S，得不到Al2S3.

再如MgCl2晶體的制備，MgCl2溶液在加熱蒸發(fā)時，HCl同時揮發(fā)，這樣最終只能得到Mg(OH)2.所以，在進(jìn)行以上操作時，須通以HCl氣流，以抑制Mg2+的水解.

例4既可以通過單質(zhì)與單質(zhì)化合，也可以通過溶液中的復(fù)分解反應(yīng)來制得的化合物是( ).

A.FeCl3B.Al2S3C.CuS D.Fe2S3

提示A：FeCl3可由Fe與Cl2或用鹽酸與Fe(OH)3反應(yīng)制得.B：Al2S3不能通過溶液中的反應(yīng)得到.C：Cu與S反應(yīng)得Cu2S.D：Fe與S反應(yīng)得FeS.選A.

六、某些鹽溶液的配制、保存

對于水解程度比較大的某些鹽溶液的配制，可事先在水中加入相應(yīng)的酸或堿.

1.強(qiáng)酸弱堿鹽溶液的配制，如FeCl3溶液的配制，由于FeCl3溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)：

可先在水中加入稀鹽酸，抑制Fe3+水解，避免溶液變渾，然后再用水沖稀至所需濃度.CuSO4等溶液的配制亦是如此.

2.強(qiáng)堿弱酸鹽溶液的配制，如配制Na2S溶液時，應(yīng)先在水中滴入幾滴NaOH溶液，再用水沖稀至所需濃度即可.在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液時為防止水解，常先將鹽溶于少量相應(yīng)的酸中，再加蒸餾水稀釋到所需濃度.

例5下列溶液不能用玻璃試劑瓶貯存的是( ).

A.NaCl B.NH4F C.FeCl3D.溴水

提示NH4F水解可產(chǎn)生HF，氫氟酸可與玻璃中的SiO2反應(yīng).選B.

例6如何配制澄清透明的SnCl2溶液？

提示若把SnCl2晶體溶于蒸餾水中，溶液會出現(xiàn)白色渾濁，這是水解的緣故.

若加酸(H+)則可抑制水解.將適量SnCl2晶體溶于少量濃鹽酸中，再慢慢加入蒸餾水稀釋，即可得澄清透明的SnCl2溶液

七、有些離子分離、除雜，應(yīng)用水解知識

如MgCl2溶液中含有雜質(zhì)FeCl3時，可利用Mg2+、Fe3+水解程度的不同(MgCl2溶液的pH為5時還能穩(wěn)定存在，而FeCl3溶液在pH大約為3.6時開始沉淀)，加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3來調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+變成Fe(OH)3沉淀下來.

例7已知pH=5的MgCl2溶液中含有雜質(zhì)FeCl3,為除去雜質(zhì)可加入的試劑是( ).

A.MgO B.MgCO3C.NaOH D.NaHCO3

答案：AB

例8 在氯化銅(CuCl2·2H2O)中含有FeCl2雜質(zhì)，為制得純凈氯化銅晶體，首先將其制成水溶液，然后按下圖所示的操作步驟進(jìn)行提純.

(1)為什么加入氧化劑X？

提示不能用加堿分離，因加堿Cu2+也得到沉淀.只有加入氧化劑，把Fe2+氧化為Fe3+，再利用Fe3+水解，并設(shè)法(如加CuO)使水解進(jìn)行到底分離.

(2)下列物質(zhì)都可以作為氧化劑，其中最適合于本實(shí)驗(yàn)的是( ).

A.H2O2B.KMnO4C.NaClO D.K2Cr2O7

提示依據(jù)分離的原則之一，不得引入雜質(zhì)，故選A.

(3)物質(zhì)Y是CuO；沉淀E是Fe(OH)3.

八、在溶液中離子能否大量共存

例9下列各種情況下能大量共存的離子組為( ).

A. pH=7的溶液中：Fe3+、Cl-、Na+、NO3-

本題揭示了對有能水解的離子共存問題不僅要考慮離子間是否發(fā)生反應(yīng)，更要注意水解離子所引起的溶液的酸堿性變化.

九、分析鹽與鹽反應(yīng)時要考慮水解

兩種鹽溶液反應(yīng)時應(yīng)分三個步驟分析考慮:

(1)能否發(fā)生氧化還原反應(yīng);

(2)能否發(fā)生雙水解互促反應(yīng);

(3)以上兩反應(yīng)均不發(fā)生,則考慮能否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng).

例10 現(xiàn)有Al2(SO4)3、HAc、NaCl、BaCl2四種溶液,可以將它們區(qū)別開的一種試劑是( ).

A.H2SO4B.AgNO3C.Na2CO3D.NaHCO3

答案：C

十、判斷物質(zhì)的成分

如水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,基本上不含MgCO3,這是因?yàn)镸gCO3微溶于水,長時間加熱,水解生成了更難溶的Mg(OH)2.

十一、中和滴定中確定終點(diǎn)時對指示劑的選擇

若用強(qiáng)堿滴定弱酸，反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時，因生成強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，所以應(yīng)選用在堿性變色的指示劑——酚酞.

若用強(qiáng)酸滴定弱堿，反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時，因生成強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液顯酸性，所以應(yīng)選用在酸性變色的指示劑——甲基橙.

十二、判斷加熱蒸干某鹽溶液得到什么產(chǎn)物

1.加熱濃縮不水解的鹽溶液時一般得原物質(zhì).

2.加熱濃縮Na2CO3型的鹽溶液一般得原物質(zhì).

3.加熱濃縮FeCl3型的鹽溶液.最后得到FeCl3和Fe(OH)3的混合物,灼燒得Fe2O3.

4.加熱蒸干(NH4)2CO3或NH4HCO3型的鹽溶液時,得不到固體.

5.加熱蒸干Ca(HCO3)2型的鹽溶液時,最后得相應(yīng)的正鹽.

6.加熱Mg(HCO3)2、MgCO3溶液最后得到Mg(OH)2固體.

例11(1996年全國高考題)把三氯化鐵溶液蒸干灼燒，最后得到的固體產(chǎn)物是( ).

A.無水三氯化鐵 B.氫氧化鐵

C.氧化亞鐵 D.三氧化二鐵

但值得注意的是，并不是所有能水解的鹽,加熱溶液時都會出現(xiàn)這種情況，如加熱蒸干Fe2(SO4)3溶液,最終所得固體產(chǎn)物仍為Fe2(SO4)3.這是因?yàn)樗猱a(chǎn)物H2SO4在加熱時不能揮發(fā),所以當(dāng)蒸發(fā)至一定程度時,平衡會因中和反應(yīng)起主導(dǎo)作用向左移動，最后得原溶質(zhì)Fe2(SO4)3.

例12 ①碳酸鉀與水溶液蒸干得到固體物質(zhì)是____原因是____.②KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是____，原因是____.③碳酸氫鋇溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是____，原因是____.④亞硫酸鈉溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是____，原因是____.⑤氯化鋁溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是____，原因是____.⑥鹽酸與硫酸各1 mol/L的混合酸10 mL，加熱濃縮至1 mL，最后的溶液為____，原因是____.

解析本題涉及的知識范圍較廣，除了鹽的水解外，還應(yīng)考慮到鹽的熱穩(wěn)定性，還原性等.

①K2CO3，原因是盡管加熱過程促進(jìn)水解，但生成的KHCO3和KOH反應(yīng)后又生成K2CO3.

②KAl(SO4)2·2H2O，原因是盡管Al3+水解，但由于H2SO4為難揮發(fā)酸，最后仍然為結(jié)晶水合物.注意溫度過高，會脫去結(jié)晶水.

⑤Al(OH)3，加熱，使HCl揮發(fā)，促進(jìn)水解進(jìn)行到底.

⑥H2SO4溶液，HCl揮發(fā).

十三、某些鹽溶液(強(qiáng)酸弱堿鹽，如CuSO4、NH4Cl等)與某些活潑金屬(如鎂)作用會產(chǎn)生氫氣

如在NH4Cl溶液中加入Mg粉：

例13(1995年全國高考題)下列物質(zhì)跟鎂反應(yīng)并生成氫氣的是( ).

A.甲酸溶液 B.氫氧化鈉溶液

C.氯化銨溶液 D.碳酸鈉溶液

答案：選A、C.

十四、NH4Cl除銹

十五、FeCl3溶液止血

十六、泡沫滅火器內(nèi)反應(yīng)原理

例14普通泡沫滅火器的鐵筒里裝著一只小玻璃筒，玻璃筒內(nèi)盛裝硫酸鋁溶液，鐵筒里盛裝碳酸氫鈉飽和溶液.使用時，倒置滅火器，兩種藥液相混合就會噴出含二氧化碳的白色泡沫.

(1)產(chǎn)生此現(xiàn)象的離子方程式是____.

(2)不能把硫酸鋁溶液裝在鐵筒里的主要原因是____.

(3)一般不用碳酸鈉代替碳酸氫鈉，是因?yàn)開___.

(3)與酸反應(yīng)速率NaHCO3>Na2CO3；產(chǎn)生等量CO2時，消耗Al3+量：Na2CO3>NaHCO3；等質(zhì)量的NaCO3、Na2HCO3分別與足量Al3+反應(yīng)，生成CO2量NaHCO3>Na2CO3.

十七、制備膠體

十八、化學(xué)肥料使用

2.草木灰不能與銨態(tài)氮肥混用.

例15同時對農(nóng)作物施用含氮、磷、鉀的三種化肥，對給定的下列化肥：①K2CO3，②KCl，③Ca(H2PO4)2，④(NH4)2CO3，⑤氨水.最適當(dāng)?shù)慕M合是( ).

A.①③④ B.②③④ C.①③⑤ D.②③⑤

提示磷酸二氫鈣是可溶性酸式鹽，以電離為主，溶液呈酸性；K2CO3水解呈堿性；銨鹽水解顯酸性.選B.

十九、熱的純堿液去油污效果好

二十、某些鹽(如FeCl3、明礬等)作凈水劑的原理

原因：Fe3+、Al3+水解產(chǎn)生少量膠狀的Fe(OH)3、Al(OH)3，結(jié)構(gòu)疏松、表面積大、吸附能力強(qiáng)，故它們能吸附水中懸浮的小顆粒而沉降，從而起到凈水的作用.

例16(1997年上海高考題)鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀更強(qiáng)，本身在反應(yīng)中被還原為Fe3+.

(1) 配平制取鐵酸鈉的化學(xué)方程式：

Fe(NO3)3+NaOH+Cl2——Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O

反應(yīng)中____元素被氧化，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為____.

(2)鐵酸鈉之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是____.

提示(1)用化合價升降法即可配平.

(2)Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體：

答案： (1)2，16，3，2，6，6，8；Fe(或鐵)；6e-.

(2)還原產(chǎn)物Fe3+發(fā)生水解生成Fe(OH)3膠體，能吸附雜質(zhì).