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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第三節 鹽類的水解
第二課時 影響鹽類水解的因素、鹽類水解的應用
課前導入
用純堿溶液清洗油污時，加熱可以增強其去污力，這是為什么？
【思考1】為什么用純堿溶液去油污而不用小蘇打呢？
【思考2】為什么熱純堿溶液的去污效果比冷純堿溶液的去污效果更好？
影響鹽類水解的主要因素
鹽的水解常數Kh
在一定溫度下，能水解的鹽在水溶液中達到水解平衡時，生成的弱酸（或弱堿）濃度和氫氧根離子（或氫離子）濃度之積與溶液中未水解的弱酸根陰離子（或弱堿的陽離子）的濃度之比是一個常數，該常數稱為水解平衡常數。
水解平衡常數是描述能水解的鹽水解平衡的主要參數。
它只受溫度影響，因水解過程是吸熱過程，故它隨溫度的升高而增大。
影響鹽類水解的主要因素
CO3 2– + H2O HCO3 – + OH –
HCO3 – + H2O H2CO3 + OH –
生成鹽的弱酸酸性越弱，即越難電離，水解程度越大。
水解程度：
酸性：
H2CO3> NaHCO3
NaHCO3 < Na2CO3
Kh只受溫度影響，其數值越大，水解趨勢越大
所以Kh由于Ka1>Ka2，
，即Na2CO3水解程度更大
影響鹽類水解的主要因素
1.內因
H2O H+ + OH-
+
MA = A- + M+
HA
對于強堿弱酸鹽來說，生成鹽的弱酸酸性越弱，即越 電離（電離常數越?。擕}的水解程度越 。同理，對于強酸弱堿鹽來說，生成鹽的弱堿堿性越弱，該鹽的水解程度越 。
鹽類水解程度的大小，主要是由 所決定的。例如，對于強堿弱酸鹽（MA）的水解：
難
大
大
鹽的性質
影響鹽類水解的主要因素
Mg(OH)2 > Al(OH)3
堿性：
水解程度：
MgCl2< AlCl3
Mg 2+ + 2H2O Mg(OH)2 + 2H +
Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H +
比較等濃度MgCl2溶液和AlCl3溶液酸性大小。
影響鹽類水解的主要因素
（1） FeCl3溶液呈酸性還是堿性？寫出FeCl3發生水解的離子方程式。
（2）從反應條件考慮，影響FeCl3水解平衡的因素可能有哪些？
呈酸性
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3+3H+
溫度、濃度（反應物/生成物）
請根據所提供的實驗用品，參照下表設計實驗，完成實驗并記錄現象。應用平衡移動原理對實驗現象進行解釋。
【實驗探究】反應條件對FeCl3水解平衡的影響
影響鹽類水解的主要因素
影響鹽類水解的主要因素
影響因素 實驗步驟 實驗現象 解釋
溫度
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
向甲、乙兩支試管中分別加入5 mL 0.01mol/L FeCl3溶液，加熱甲試管一段時間，測定兩試管中溶液的pH，對比觀察溶液顏色的變化。
甲試管中溶液的顏色明顯加深，溶液的pH減小。
水解過程是吸熱的，加熱使水解平衡向正反應方向移動，生成更多的Fe(OH)3，顏色加深，c(H+)增大，pH減小。
越熱越水解
影響鹽類水解的主要因素
影響鹽類水解的主要因素
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
影響因素 實驗步驟 實驗現象 解釋
反應物濃度
向甲、乙兩支試管中分別加入10 mL 0.01mol/L FeCl3溶液，向甲試管加入少量FeCl3晶體，振蕩、靜置，對比觀察溶液顏色的變化。
甲試管中溶液的顏色加深
增大氯化鐵濃度，水解平衡向正反應方向移動，溶液的顏色加深
影響鹽類水解的主要因素
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
影響因素 實驗步驟 實驗現象 解釋
生成物濃度
向甲、乙兩支試管中分別加入10 mL 0.01mol/L FeCl3溶液，向甲試管加入少量濃鹽酸
甲試管中溶液顏色變淺
增大鹽酸的濃度，水解平衡向逆反應方向移動，溶液的顏色變淺
越稀越水解
向乙試管中加入等體積的蒸餾水，振蕩、靜置，對比觀察溶液顏色的變化。
影響鹽類水解的主要因素
思考：加水稀釋10倍， FeCl3水解平衡如何移動呢？
【總結】
在其他條件相同時，升高溫度或增大反應物FeCl3濃度或加水稀釋，FeCl3的水解平衡向正反應方向移動；在其他條件相同時，增大生成物c(H+) ， FeCl3的水解平衡向逆反應方向移動。
水解平衡移動符合勒夏特列原理：改變條件，水解反應向減弱這種改變的方向移動
影響鹽類水解的主要因素
影響因素 實驗操作 平衡移動方向 H+數 pH Fe3+的水解程度
濃度 加水
加FeCl3
溶液的 酸堿度 加HCl
NaOH
溫度 溫度升高
鹽 NaHCO3
正向
增大
增大
增大
正向
增大
減小
減小
逆向
增大
減小
減小
正向
減小
增大
增大
正向
增大
減小
增大
Fe 3+ + 3H2O Fe (OH)3 + 3H +
ΔH >0
2．外因
正向
減小
增大
增大
影響鹽類水解的主要因素
當二者混合時， 相互促進對方的水解， Al(OH)3形成沉淀， H2CO3 分解為CO2。
這種離子之間互相促進水解程度非常大的，也可以認為完全進行的水解反應稱為雙水解反應。
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
+ H2O H2CO3 + OH-
總反應為： Al3+ + 3 === Al(OH)3 ↓+3CO2↑
泡沫滅火器是如何產生二氧化碳的？
鹽類水解的應用
混施化肥
泡沫
滅火劑
制備膠體
明礬凈水
判斷溶液
酸堿性
離子濃度
比較
試劑貯存
鹽溶液
的蒸發
溶液配制
鹽類水解
的應用
鹽類水解的應用
鹽類水解的應用
在實驗室里配制FeCl3溶液時，若將氯化鐵晶體直接溶于水，溶液出現渾濁，為什么呢？配制FeCl3溶液需要注意什么問題？
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
操作：先將FeCl3晶體溶解在較濃鹽酸中，再加水稀釋到所需濃度。
應用一、溶液的配制
鹽類水解的應用
Na2SiO3、Na2CO3、NaAlO2等溶液不能貯存在 的試劑瓶中。
NH4F不能存放在 試劑瓶中 ，保存在塑料瓶中。
【思考】請從鹽類水解的角度解釋下列溶液保存的方法：
玻璃塞
玻璃
CO32- + H2O HCO3- + OH-
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
【原因】F- + H2O HF + OH-，HF會腐蝕玻璃 。
（水解呈堿性，與玻璃成分之一SiO2反應生成有黏性的Na2SiO3，導致瓶塞無法打開）
【注意】實驗室貯存堿性溶液的試劑瓶一律使用橡膠塞
鹽類水解的應用
應用二、除油污
CO32-＋H2O HCO3- + OH-（吸熱）
HCO3-＋H2O H2CO3 + OH-（吸熱）
＋ 3C17H35COONa
C17H35COOCH2
C17H35COOCH2
C17H35COOCH
＋3NaOH →
CH2OH
CH2OH
CHOH
硬脂酸甘油酯
甘油
硬脂酸
（提示：油脂在堿性條件下可以發生水解反應生成甘油和高級脂肪酸鹽而溶于水）
加熱：能促進CO32-水解，產生更多OH-，使油脂水解更完全。
鹽類水解的應用
應用三、凈水劑
Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 (膠體) + 3H +
Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 (膠體) + 3H +
【問題】為什么明礬[KAl(SO4)2·12H2O] 、 FeCl3 等鹽可用做凈水劑？
可溶性的鋁鹽、鐵鹽本身無毒，水解生成膠體,膠體表面積大，有較強的吸附性，可以使水中細小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒而沉淀，常用作凈水劑。
KAl(SO4)2＝ K+ + Al3+ + 2SO42-
（1）明礬[KAl(SO4) 2·12H2O]
（2）鐵鹽（ FeCl3）
鹽類水解的應用
【課外拓展】高鐵酸鉀已成為新型的綠色環保水處理材料
高鐵酸鹽的消毒和除污效果，全面優于含氯消毒劑和高錳酸鹽，不會產生任何對人體有害的物質，因此高鐵酸鹽被科學家們公認為綠色消毒劑。
高鐵酸鹽(鈉、鉀)是六價鐵鹽,可用于水的消毒和凈化。
①高鐵酸鹽能夠消毒的原因是什么
提示:高鐵酸鹽是六價鐵鹽,有效成分是高鐵酸根,具有很強的氧化性,因此能通過氧化作用進行消毒。
②高鐵酸鹽為何又能起到凈水的作用
寫出有關離子方程式。
提示:消毒時高鐵酸鹽的還原產物是Fe3+，在溶液中發生水解Fe3++3H2O Fe(OH)3(膠體)+3H+，膠體能夠將水中的懸浮物聚集形成沉淀，能高效凈水。
鹽類水解的應用
應用四、物質制備
工業上用TiCl4制備TiO2時，常加入大量的水，同時加熱，為什么？
TiCl4 +（x+2）H2O TiO2·xH2O + 4HCl
加水稀釋，有利于水解平衡向正反應方向移動；水解反應為吸熱反應，加熱，水解平衡向正反應方向移動；所以制備時加入大量水，同時加熱，使水解反應正向移動，促使水解趨于完全，所得TiO2·xH2O經焙燒可得TiO2。
類似的方法也可用來制備SnO 、SnO2、 Sn2O3、Sb2O3等。
鹽類水解的應用
應用五、化肥施用防水解
如：銨態氮肥和草木灰不能混合施用
農業諺語:
“灰混糞，糞混灰， 灰糞相混損肥分?！睘槭裁磿p肥分
草木灰的成分—— K2CO3，水解呈堿性
銨態氮肥——銨鹽，水解呈酸性
CO32-＋H2O HCO3- +OH-
HCO3-＋H2O H2CO3 +OH-
NH4+＋H2O NH3·H2O+ H+
混施后，OH-與H+中和成水，使兩種鹽的水解平衡向右移動（發生雙水解），以至生成較多的NH3·H2O，光照下NH3·H2O分解成NH3逸出了，從而降低了肥效。
鹽類水解的應用
應用六、泡沫滅火器原理（雙水解）
當二者混合時， 相互促進對方的水解， Al(OH)3形成沉淀， H2CO3 分解為CO2。
這種離子之間互相促進水解程度非常大的，也可以認為完全進行的水解反應稱為雙水解反應。
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
總反應為： Al3+ + 3 === Al(OH)3 ↓+3CO2↑
泡沫滅火器是如何產生二氧化碳的？
內筒(玻璃或塑料)裝有Al2(SO4)3溶液
外筒(鋼質)裝有NaHCO3溶液
鹽類水解的應用
應用七、泡沫滅火器原理（雙水解）
工業上常用NH4Cl、ZnCl2等溶液做焊接時的除銹劑，原理是什么？
、Zn2+水解使溶液顯酸性，金屬表面的氧化膜可與H+反應。
用NH4Cl、ZnCl2等溶液做除銹劑比用鹽酸等強酸有哪些優點？
鹽類水解的應用
應用八、鹽溶液蒸干灼燒的產物判斷
大多數鹽溶液蒸干灼燒后可以得到相應的鹽，以下常見的三類鹽溶液蒸干得不到相應的鹽
(1) 鹽溶液水解生成易揮發性酸時，蒸干后一般得到對應的弱堿，如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3，若灼燒則會生成Al2O3、Fe2O3。
(2) 考慮鹽受熱時是否分解。因為Ca(HCO3)2、NaHCO3、NH4Cl固體受熱易分解，因此蒸干灼燒后分別為Ca(HCO3)2→CaO；NaHCO3→Na2CO3；NH4Cl→NH3＋HCl。
(3) 還原性鹽在蒸干時會被O2氧化，如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4；FeSO4溶液蒸干得到Fe2(SO4)3。
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
1. 電離理論
強電解質——完全電離
弱電解質——不完全電離（ 一般很微弱）
發生電離的微粒 > 電離產生的微粒
例：H2S溶液中：
c(H2S) c(H+) c(HS–) c(S2–)
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
發生水解的微粒 > 水解產生的微粒
2. 水解理論
弱離子的水解也是微弱的（完全雙水解除外），因此水解生成的弱電解質及產生H+的（或OH-）也是微量的，同時一定要注意考慮水的電離的存在。
例1：Na2CO3溶液中： 、 、H2CO3
濃度大小關系應是c( )>c( )>c(H2CO3)。
c(Cl–) c( ) c(H+) c(NH3·H2O) c(OH–)
例2： NH4 Cl 溶液中：
>
>
>
>
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
電解質溶液中的守恒關系
1.電荷守恒
電解質溶液中 所帶的電荷總數與 所帶的電荷總數 。即電荷守恒，溶液呈 。
(1)解題方法
①分析溶液中所有的陰、陽離子。
②陰、陽離子濃度乘以自身所帶的電荷數建立等式。
陽離子
陰離子
相等
電中性
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
(2)舉例
陽離子： NH4+ H+
陰離子： Cl– OH–
n ( NH4+ ) + n ( H+ ) == n ( Cl– ) + n ( OH– )
c ( NH4+ ) + c ( H+ ) == c ( Cl– ) + c ( OH– )
如：NH4Cl 溶液中
陽離子： Na+ 、H+
陰離子： OH– 、 S2– 、 HS–
又如：Na2S 溶液
Na2S == 2Na+ + S2– H2O H+ + OH–
S2– + H2O HS– + OH–
HS– + H2O H2S + OH–
c (Na+ ) + c ( H+ ) == c ( OH– ) + 2c ( S2–) + c ( HS– )
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
2.元素質量守恒（物料守恒）
在電解質溶液中，由于某些離子發生水解或電離，離子的存在形式發生了變化，就該離子所含的某種元素來說，其質量在反應前后是守恒的，即元素質量守恒。
(1)解題方法
①分析溶質中的特定元素的原子或原子團間的定量關系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
(2)舉例
如：Na2S 溶液
Na2S == 2 Na+ + S2– H2O H+ + OH–
S2– + H2O HS– + OH–
HS– + H2O H2S + OH–
∴ c (Na+ ) == 2 [ c ( S2–) + c (HS–) + c (H2S) ]
∵ c (Na+) : c (S) ＝2 : 1
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
Na2CO3溶液
電離
水解
Na2CO3＝2Na＋＋CO32-
n鹽(Na+)＝2n鹽(CO32－)
2n溶液(CO32- )
2n(HCO3-)
2n(H2CO3)
2n鹽(CO32－)
物料守恒：
同除體積V：
CO32- + H2O HCO3-+ OH-
HCO3- + H2O H2CO3+ OH-
n鹽(Na＋)＝2[n溶液(CO32-)＋n(HCO3- )＋n(H2CO3)]
c鹽(Na＋)＝2[c溶液(CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
c(Na＋)＝2[c(CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
NaHCO3溶液
NaHCO3 = Na+ + HCO3–
HCO3– + H2O H2CO3 + OH–
H2O H+ + OH－ （極弱）
HCO3– H+ + CO32–
∵ c (Na+) : c (C) ＝ 1 : 1
∴ c (Na+)＝c (HCO3–) + c (CO32–) + c (H2CO3)
注意：①準確的判斷溶液中中心元素存在的微粒形式；
②弄清中心元素之間的角標關系。
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
等物質的量的Na2CO3、NaHCO3混合溶液
電離
Na2CO3＝2Na＋＋CO32-
NaHCO3＝Na＋＋HCO3-
n鹽(Na+) ＝3 mol
n鹽(CO32-) ＝1 mol
n鹽(HCO3－) ＝1 mol
2n鹽(Na+) ＝3[n鹽(CO32-)+n鹽(HCO3－)]
n溶液(CO32- )
n(HCO3-)
n(H2CO3)
n鹽(CO32－)
n溶液(HCO3- )
n(H2CO3)
n(CO32-)
n鹽(HCO3－)
分別取Na2CO3和NaHCO3為1 mol為研究對象
研究方法：
2c(Na+) ＝3[c (CO32-)＋c(HCO3- )＋c(H2CO3)]
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
等物質的量的CH3COOH、CH3COONa混合溶液
電離
CH3COONa＝CH3COO-＋Na＋
n鹽(Na+)＝n鹽(CH3COO-)
分別取CH3COOH和 CH3COONa為1 mol為研究對象
研究方法：
CH3COOH不電離
CH3COO - 不水解
假設
n(CH3COOH)＝n鹽(CH3COO-)=1 mol
n鹽(Na+)＝n鹽(CH3COO-)＝n(CH3COOH)
2n鹽(Na+)＝n鹽(CH3COO-)+n(CH3COOH)
2c(Na+)＝c(CH3COO-)+n(CH3COOH)
物料守恒：
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
3.質子守恒
方法一：可以由電荷守恒與元素質量守恒推導出來。
如Na2CO3中將電荷守恒和元素質量守恒中的金屬陽離子消去得
c(OH－)＝c(H＋)＋c( HCO3- )＋2c(H2CO3)。
方法二：質子守恒是依據水的電離平衡：H2O H＋＋OH－，水電離產生的H＋和OH－的物質的量總是相等的，無論在溶液中由水電離出的H＋和OH－以什么形式存在。
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
NH4Cl溶液
H2O H+ + OH-
n水(H+)＝n水(OH－)
NH4++H2O NH3·H2O + H+
電離
水解
n溶液(OH-)
n(NH3·H2O)
n水(OH-)
n水(H+)＝n溶液(OH-)＋n(NH3·H2O)
質子守恒：
同除體積V：
c水(H+)＝c溶液(OH-)＋c(NH3·H2O)
c(H+)＝c(OH-)＋c(NH3·H2O)
離子濃度大小比較——兩個理論三個守恒
判斷酸堿混合溶液中離子濃度大小的一般思路
(1)判斷反應產物，確定溶液組成。
(2)明確溶液中存在的所有平衡(電離平衡，水解平衡)。
(3)根據題給信息，確定程度大小(是電離為主還是水解為主)。
(4)比較離子大小，在比較中，要充分運用電荷守恒、物料守恒關系
隨堂訓練
1.物質的量濃度相同的三種鹽NaX、NaY和NaZ的溶液，其pH分別為8、9、10，則HX、HY、HZ的酸性由強到弱的順序是( )
A. HX、HZ、HY B. HX、HY、HZ
C. HZ、HY、HX D. HY、HZ、HX
B
隨堂訓練
2.下列關于FeCl3水解的說法錯誤的是( )
A.在FeCl3稀溶液中，水解達到平衡時，無論加FeCl3飽和溶液還是加水稀釋，平衡均向右移動
B.濃度為5mol·L－1和0.5mol·L－1的兩種FeCl3溶液，其他條件相同時，
Fe3＋的水解程度前者小于后者
C.其他條件相同時，同濃度的FeCl3溶液在50℃和20℃時發生水解，50℃
時Fe3＋的水解程度比20℃時的小
D.為抑制Fe3＋的水解，更好地保存FeCl3溶液，應加少量鹽酸
C
隨堂訓練
(1) 步驟②中發生反應的離子方程式為____________________________________。
(2) 步驟④中調節pH＝6.0～6.5的目的是___________________________________。
(3)步驟⑤的操作為_____________________。
MgO+2 === Mg2++2NH3↑+H2O
抑制Mg2+水解，以便得到較純的產品
蒸發濃縮冷卻結晶
3．硫酸鎂在醫療上具有鎮靜、抗攣等功效。以菱鎂礦(主要成分是MgCO3)為主要原料制備硫酸鎂的方法如下：
隨堂訓練
4．常溫時將0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液與pH＝13的NaOH溶液等體積混合后(若混合后兩者的體積可以相加)，恰好完全反應，則下列有關所得混合液的說法正確的是(　　)
A．所得混合液中c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)
B．混合后溶液pH＝7
C．所得混合液中存在c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.05 mol·L－1
D．混合后溶液中存在c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
C
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