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摘要:盐的水解导致盐溶液显酸性或碱性,也使得盐溶液中的各种离子浓度发生变化。所以我们在某些盐溶液的配制、贮存、酸碱性判断、离子浓度大小判断、盐溶液蒸干时所得产物的判断等都要考虑盐的水解。本文就有关盐类水解的应用进行分析。
关键词:水解 应用 浓度 酸碱性
盐的水解是指在溶液中盐电离出来的阳离子(或阴离子)与水电离出来的OH—(或H )结合生成弱电解质的反应。它的实质是纯水中存在电离平衡:H2O H OH—,此时C(H ) = C(OH—),溶液显中性。加入强碱弱酸盐或强酸弱碱盐时,弱离子结合H 或OH—,使水的电离平衡向电离方向移动,使得C(H ) ≠ C(OH—),故使得溶液显碱性或酸性;也使得这类盐溶液中存在两个平衡,即盐的水解平衡和水的电离平衡;这也使整个体系处于最稳定状态。那么盐类水解有那些应用呢?下面就简单分析一些盐类水解的应用:
一、溶液的配制或贮存
1、强酸弱碱盐在配制时,因弱碱根离子发生水解,为抑制其水解,通常加入相应的强酸,如配制FeCl3溶液时,由于Fe3 发生水解:Fe3 3H2O Fe(OH)3 3H ,从而导致所配溶液中的Fe3 浓度偏低,为抑制Fe3 的水解,通常将FeCl3固体溶解在相应的浓盐酸中,然后加水稀释至所需浓度,这样增大H 浓度,使Fe3 的水解平衡向
逆方向移动,Fe3 水解程度减小。
2、强碱弱酸盐在配制时,因弱酸根离子发生水解,为抑制其水解,通常加入相应的强碱,如配制Na2CO3溶液时,由于CO 发生水解:CO H2O HCO OH— ,从而导致所配溶液中CO 的浓度偏低,为抑制CO 的水解,通常加入少量NaOH,这样增加了OH—离子的浓度,使CO 的水解平衡向逆方向移动,CO 的水解程度减小。
3、保存强碱弱酸盐溶液时,通常用带有橡胶塞的试剂瓶,而不用玻璃塞,如Na2CO3溶液,由于其水解,导致水溶液显碱性,而碱会腐蚀玻璃。
二、判断盐溶液的酸碱性
一般地,强碱弱酸盐溶液,显碱性,如(2007年全国高考题)0.1mol/L NaHCO3溶液的PH值最接近多少,因为NaHCO3是强碱弱酸盐,HCO 会发生水解:HCO H2O H2CO3 OH—,故溶液显碱性,再根据水解程度很小,就可选出是C项;强酸弱碱盐溶液,如AlCl3溶液,由于Al3 发生水解:Al3 3H2O Al(OH)3 3H ,所以其水溶液显酸性;强酸强碱盐溶液,显中性,如NaCl溶液;多元弱酸的酸式盐溶液,要视弱酸根离子的水解与电离程度的相对大小,如NaHCO3溶液显碱性,因在溶液中,存在水解:HCO H2O H2CO3 OH—,也存在电离:HCO CO H ,且其水解程度大于其电离程度,故显碱性;而NaHSO3溶液显酸性,因在水溶液中,存在水解:HSO H2O H2SO3 OH—,也存在电离:HSO SO H ,且其电离程度大于水解程度,故显酸性。
三、盐溶液中离子浓度的比较
由于强酸弱碱盐或强碱弱酸盐中,弱碱根离子或弱酸根离子的水解,导致各离子的关系与盐电子出的离子比例不相同。
例:(2000年广东卷)在甲酸溶液中加入一定量的NaOH溶液,恰好完全反应。对于生成的溶液,下列判断一定正确的是:
A.C(HCOO-) (Na )
C.C(OH-)> C(HCOO-) D. C(OH-) 解析:甲酸跟氢氧化钠恰好完全反应,即等物质的量起反应,生成等物质的量的甲酸钠和水。由于HCOO-离子的水解:HCOO- H2O HCOOH OH-,因此溶液中HCOO-离子浓度要比Na 离子浓度小,则A项正确,B项不正确。而水解的HCOO-离子只是很小的一部分,所以生成的OH-离子浓度远不及HCOO-离子浓度大,即D项正确,C项不正确。
四、判断盐溶液蒸干时所得产物
1、水解生成挥发性酸的盐溶液,蒸干时得不到原溶质,如AlCl3 Al(OH)3
Al2O3,因AlCl3在蒸干时,Al3 发生水解:AlCl3 3H2O Al(OH)3 3HCl ,然后2Al(OH)3 Al2O3 3H2O,所以产物不是AlCl3;若水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后仍得原溶液溶质,如Al2(SO4)3。
2、水解生成强碱的盐溶液,蒸干后一般能得到原溶质,如Na2CO3。
3、受热易分解的盐溶液,因其分解而得不到原溶质,如NaHCO3,此因其在蒸发过程中,发生反应:2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O ,故最后得到的不是原溶质,而是Na2CO3。
4、在空气中易氧化的盐溶液,一般因氧化而得不到原溶质,如Na2SO3,蒸发过程中,发生反应:2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4,故最终产物是Na2SO4。
5、浓缩时易结合结晶水的盐溶液,浓缩时也得不到原溶质,如CuSO4溶液,蒸发浓缩时并不能得到CuSO4,而是得到结晶水合物CuSO4? 5 H2O。
五、利用盐溶液来制取H2
某些活泼金属与强酸弱碱盐溶液反应而产生气体。如:少量Zn投入到浓的NH4Cl溶液中,因NH 发生水解:NH H2O NH3?H2O H ,导致溶液显酸性,故能产生H2,又由于反应消耗H ,使水解平衡向正向移动,故产生NH3。
六、在生产、生活中的应用
1、泡沫灭火器原理:用Al2(SO4)3与作用,Al2(SO4)3是强酸弱碱盐,NaHCO3是强碱弱酸盐,混合后发生双水解,反应离子方程式为:Al3 3HCO = Al(OH)3 3CO2 。
2、制取净水剂:通常用铁盐、铝盐来制取净水剂,如用明矾(KAlSO4?12H2O)作净水剂,发生水解:Al3 3H2O Al(OH)3 3H ,A l(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质,起到净水作用。
3、制取胶体:用饱和盐溶液水解来制取胶体Fe (OH)3,如用FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体:Fe3 3H2O Fe(OH)3(胶体) 3H 。
4、化肥合理使用:铵态氮肥不能与草木灰混用,因为NH 与CO 在水溶液中发生双水解:2NH CO = 2NH3 CO2 ,而造成氮的损失。
5、加强洗涤效果:热的纯碱溶液去污效果更好,因为在纯碱溶液中存在:CO H2O HCO OH—,HCO H2O H2CO3 OH—,升温,使上述两个平衡向右移动,水解程度增大,碱性增强,进而使油酯水解更彻底。
参考文献:
[1] 1992年5月第三版《无机化学》
关键词:水解 应用 浓度 酸碱性
盐的水解是指在溶液中盐电离出来的阳离子(或阴离子)与水电离出来的OH—(或H )结合生成弱电解质的反应。它的实质是纯水中存在电离平衡:H2O H OH—,此时C(H ) = C(OH—),溶液显中性。加入强碱弱酸盐或强酸弱碱盐时,弱离子结合H 或OH—,使水的电离平衡向电离方向移动,使得C(H ) ≠ C(OH—),故使得溶液显碱性或酸性;也使得这类盐溶液中存在两个平衡,即盐的水解平衡和水的电离平衡;这也使整个体系处于最稳定状态。那么盐类水解有那些应用呢?下面就简单分析一些盐类水解的应用:
一、溶液的配制或贮存
1、强酸弱碱盐在配制时,因弱碱根离子发生水解,为抑制其水解,通常加入相应的强酸,如配制FeCl3溶液时,由于Fe3 发生水解:Fe3 3H2O Fe(OH)3 3H ,从而导致所配溶液中的Fe3 浓度偏低,为抑制Fe3 的水解,通常将FeCl3固体溶解在相应的浓盐酸中,然后加水稀释至所需浓度,这样增大H 浓度,使Fe3 的水解平衡向
逆方向移动,Fe3 水解程度减小。
2、强碱弱酸盐在配制时,因弱酸根离子发生水解,为抑制其水解,通常加入相应的强碱,如配制Na2CO3溶液时,由于CO 发生水解:CO H2O HCO OH— ,从而导致所配溶液中CO 的浓度偏低,为抑制CO 的水解,通常加入少量NaOH,这样增加了OH—离子的浓度,使CO 的水解平衡向逆方向移动,CO 的水解程度减小。
3、保存强碱弱酸盐溶液时,通常用带有橡胶塞的试剂瓶,而不用玻璃塞,如Na2CO3溶液,由于其水解,导致水溶液显碱性,而碱会腐蚀玻璃。
二、判断盐溶液的酸碱性
一般地,强碱弱酸盐溶液,显碱性,如(2007年全国高考题)0.1mol/L NaHCO3溶液的PH值最接近多少,因为NaHCO3是强碱弱酸盐,HCO 会发生水解:HCO H2O H2CO3 OH—,故溶液显碱性,再根据水解程度很小,就可选出是C项;强酸弱碱盐溶液,如AlCl3溶液,由于Al3 发生水解:Al3 3H2O Al(OH)3 3H ,所以其水溶液显酸性;强酸强碱盐溶液,显中性,如NaCl溶液;多元弱酸的酸式盐溶液,要视弱酸根离子的水解与电离程度的相对大小,如NaHCO3溶液显碱性,因在溶液中,存在水解:HCO H2O H2CO3 OH—,也存在电离:HCO CO H ,且其水解程度大于其电离程度,故显碱性;而NaHSO3溶液显酸性,因在水溶液中,存在水解:HSO H2O H2SO3 OH—,也存在电离:HSO SO H ,且其电离程度大于水解程度,故显酸性。
三、盐溶液中离子浓度的比较
由于强酸弱碱盐或强碱弱酸盐中,弱碱根离子或弱酸根离子的水解,导致各离子的关系与盐电子出的离子比例不相同。
例:(2000年广东卷)在甲酸溶液中加入一定量的NaOH溶液,恰好完全反应。对于生成的溶液,下列判断一定正确的是:
A.C(HCOO-)
C.C(OH-)> C(HCOO-) D. C(OH-)
四、判断盐溶液蒸干时所得产物
1、水解生成挥发性酸的盐溶液,蒸干时得不到原溶质,如AlCl3 Al(OH)3
Al2O3,因AlCl3在蒸干时,Al3 发生水解:AlCl3 3H2O Al(OH)3 3HCl ,然后2Al(OH)3 Al2O3 3H2O,所以产物不是AlCl3;若水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后仍得原溶液溶质,如Al2(SO4)3。
2、水解生成强碱的盐溶液,蒸干后一般能得到原溶质,如Na2CO3。
3、受热易分解的盐溶液,因其分解而得不到原溶质,如NaHCO3,此因其在蒸发过程中,发生反应:2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O ,故最后得到的不是原溶质,而是Na2CO3。
4、在空气中易氧化的盐溶液,一般因氧化而得不到原溶质,如Na2SO3,蒸发过程中,发生反应:2Na2SO3 O2 = 2Na2SO4,故最终产物是Na2SO4。
5、浓缩时易结合结晶水的盐溶液,浓缩时也得不到原溶质,如CuSO4溶液,蒸发浓缩时并不能得到CuSO4,而是得到结晶水合物CuSO4? 5 H2O。
五、利用盐溶液来制取H2
某些活泼金属与强酸弱碱盐溶液反应而产生气体。如:少量Zn投入到浓的NH4Cl溶液中,因NH 发生水解:NH H2O NH3?H2O H ,导致溶液显酸性,故能产生H2,又由于反应消耗H ,使水解平衡向正向移动,故产生NH3。
六、在生产、生活中的应用
1、泡沫灭火器原理:用Al2(SO4)3与作用,Al2(SO4)3是强酸弱碱盐,NaHCO3是强碱弱酸盐,混合后发生双水解,反应离子方程式为:Al3 3HCO = Al(OH)3 3CO2 。
2、制取净水剂:通常用铁盐、铝盐来制取净水剂,如用明矾(KAlSO4?12H2O)作净水剂,发生水解:Al3 3H2O Al(OH)3 3H ,A l(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质,起到净水作用。
3、制取胶体:用饱和盐溶液水解来制取胶体Fe (OH)3,如用FeCl3饱和溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体:Fe3 3H2O Fe(OH)3(胶体) 3H 。
4、化肥合理使用:铵态氮肥不能与草木灰混用,因为NH 与CO 在水溶液中发生双水解:2NH CO = 2NH3 CO2 ,而造成氮的损失。
5、加强洗涤效果:热的纯碱溶液去污效果更好,因为在纯碱溶液中存在:CO H2O HCO OH—,HCO H2O H2CO3 OH—,升温,使上述两个平衡向右移动,水解程度增大,碱性增强,进而使油酯水解更彻底。
参考文献:
[1] 1992年5月第三版《无机化学》