盐类水解的应用

2019-09-19穆玉鹏

数理化解题研究 2019年25期

关键词：强酸弱酸蒸干

穆玉鹏

(山东省博兴县第一中学 256500)

一、判断盐溶液的酸碱性, 比较盐溶液pH的大小

1.强酸弱碱盐溶液显酸性，强碱弱酸盐溶液显碱性.

2.相同物质的量浓度的强酸弱碱盐溶液(或强碱弱酸盐溶液)，其对应的弱碱(或弱酸)的碱性(或酸性)越强，其酸性(或碱性)越弱.如下列物质的溶液按pH由大到小排列的顺序是：Na2SiO3>Na2CO3>NaHCO3

例1(2001广东)若pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性，其原因可能( ).

A.生成一种强酸弱碱盐

B.弱酸溶液和强碱溶液

C.弱酸与弱碱溶液反应

D.一元强酸溶液与一元强碱溶液反应

解析若酸、碱均是强酸、强碱，则由pH知“酸溶液的c(H+)=碱溶液的c(OH-)”，故等体积混合时恰好中和生成强酸强碱盐，该盐不水解，溶液呈中性，与题意不符，故D选项错误；若酸是弱酸，碱是强碱，则等体积混合后，酸明显剩余，其物质的量远大于所生成的弱酸强碱盐，因此，盐水解导致的碱性远小于酸电离产生的酸性，所以B项正确 .A项具有极强的干扰性，很多学生错选了A，原因是只注意到了A项中明显的“强酸弱碱盐”水解产生的酸性，而忽视了该条件时弱碱过量对溶液性质的决定性影响.

答案：B

例2浓度为0.1 mol/L的8种溶液：

①HNO3②H2SO4③HCOOH ④Ba(OH)2⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4Cl溶液，pH由小到大的顺序是(填写编号)____.

解析相同的物质的量浓度的各种电解溶液的pH大小比较有以下一般规律：

(1)同物质的量浓度的酸及水解呈酸性的盐溶液，其pH的关系一般是：二元强酸<一元强酸<弱酸<水解显酸性的盐溶液.

(2)同物质的量浓度的碱及水解呈碱性的盐溶液，其pH的关系一般是：二元强碱>一元强碱>弱碱>水解呈碱性的盐溶液.

(3)强酸弱碱盐，碱越弱，水溶液酸性越强；弱酸强碱盐，酸越弱，溶液碱性越强.

(4)同物质的量浓度的多元弱酸及其盐水溶液的pH关系是：以H2PO4为例：H3PO4

答案：②①③⑧⑦⑥⑤④.

二、依据盐溶液pH的不同,判断相应酸(碱)的酸性(碱性)强弱

如已知物质的量浓度相同的三种盐溶液:NaX、NaY、NaZ,它们的pH依次为:8、9、10,则可知对应酸的酸性强弱顺序为:HX>HY>HZ.

三、依据盐溶液的pH,可求出溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-),反之亦然

例125℃时某KCN溶液的pH=12,则可知该溶液中水电离出的c(OH-)=1×10-2mol/L.这是因为水解呈碱性的溶液中:c(OH-)水=c(OH-)碱.

例2 已知NH4I溶液中的c(H+)水=1×10-4mol/L,则可知该溶液的pH为4.这是因为水解呈酸性的溶液中:c(H+)水=c(H+)酸.

四、对水电离度的影响,与盐的水解有关

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

答案：AD

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

由于某些弱酸弱碱盐在水中强烈水解，因此这些弱酸弱碱盐的制取不能通过溶液之间的反应而得到.如Al2S3的制取，若用含Al3+的物质与含S2-的物质在溶液中进行反应，则由于它们相互促进水解而生成Al(OH)3和H2S，得不到Al2S3.

再如MgCl2晶体的制备，MgCl2溶液在加热蒸发时，HCl同时挥发，这样最终只能得到Mg(OH)2.所以，在进行以上操作时，须通以HCl气流，以抑制Mg2+的水解.

例4既可以通过单质与单质化合，也可以通过溶液中的复分解反应来制得的化合物是( ).

A.FeCl3B.Al2S3C.CuS D.Fe2S3

提示A：FeCl3可由Fe与Cl2或用盐酸与Fe(OH)3反应制得.B：Al2S3不能通过溶液中的反应得到.C：Cu与S反应得Cu2S.D：Fe与S反应得FeS.选A.

六、某些盐溶液的配制、保存

对于水解程度比较大的某些盐溶液的配制，可事先在水中加入相应的酸或碱.

1.强酸弱碱盐溶液的配制，如FeCl3溶液的配制，由于FeCl3溶于水后发生水解反应：

可先在水中加入稀盐酸，抑制Fe3+水解，避免溶液变浑，然后再用水冲稀至所需浓度.CuSO4等溶液的配制亦是如此.

2.强碱弱酸盐溶液的配制，如配制Na2S溶液时，应先在水中滴入几滴NaOH溶液，再用水冲稀至所需浓度即可.在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解，常先将盐溶于少量相应的酸中，再加蒸馏水稀释到所需浓度.

例5下列溶液不能用玻璃试剂瓶贮存的是( ).

A.NaCl B.NH4F C.FeCl3D.溴水

提示NH4F水解可产生HF，氢氟酸可与玻璃中的SiO2反应.选B.

例6如何配制澄清透明的SnCl2溶液？

提示若把SnCl2晶体溶于蒸馏水中，溶液会出现白色浑浊，这是水解的缘故.

若加酸(H+)则可抑制水解.将适量SnCl2晶体溶于少量浓盐酸中，再慢慢加入蒸馏水稀释，即可得澄清透明的SnCl2溶液

七、有些离子分离、除杂，应用水解知识

如MgCl2溶液中含有杂质FeCl3时，可利用Mg2+、Fe3+水解程度的不同(MgCl2溶液的pH为5时还能稳定存在，而FeCl3溶液在pH大约为3.6时开始沉淀)，加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3来调节溶液的pH，使Fe3+变成Fe(OH)3沉淀下来.

例7已知pH=5的MgCl2溶液中含有杂质FeCl3,为除去杂质可加入的试剂是( ).

A.MgO B.MgCO3C.NaOH D.NaHCO3

答案：AB

例8 在氯化铜(CuCl2·2H2O)中含有FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯.

(1)为什么加入氧化剂X？

提示不能用加碱分离，因加碱Cu2+也得到沉淀.只有加入氧化剂，把Fe2+氧化为Fe3+，再利用Fe3+水解，并设法(如加CuO)使水解进行到底分离.

(2)下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合于本实验的是( ).

A.H2O2B.KMnO4C.NaClO D.K2Cr2O7

提示依据分离的原则之一，不得引入杂质，故选A.

(3)物质Y是CuO；沉淀E是Fe(OH)3.

八、在溶液中离子能否大量共存

例9下列各种情况下能大量共存的离子组为( ).

A. pH=7的溶液中：Fe3+、Cl-、Na+、NO3-

本题揭示了对有能水解的离子共存问题不仅要考虑离子间是否发生反应，更要注意水解离子所引起的溶液的酸碱性变化.

九、分析盐与盐反应时要考虑水解

两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑:

(1)能否发生氧化还原反应;

(2)能否发生双水解互促反应;

(3)以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应.

例10 现有Al2(SO4)3、HAc、NaCl、BaCl2四种溶液,可以将它们区别开的一种试剂是( ).

A.H2SO4B.AgNO3C.Na2CO3D.NaHCO3

答案：C

十、判断物质的成分

如水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,基本上不含MgCO3,这是因为MgCO3微溶于水,长时间加热,水解生成了更难溶的Mg(OH)2.

十一、中和滴定中确定终点时对指示剂的选择

若用强碱滴定弱酸，反应达到终点时，因生成强碱弱酸盐，溶液显碱性，所以应选用在碱性变色的指示剂——酚酞.

若用强酸滴定弱碱，反应达到终点时，因生成强酸弱碱盐，溶液显酸性，所以应选用在酸性变色的指示剂——甲基橙.

十二、判断加热蒸干某盐溶液得到什么产物

1.加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质.

2.加热浓缩Na2CO3型的盐溶液一般得原物质.

3.加热浓缩FeCl3型的盐溶液.最后得到FeCl3和Fe(OH)3的混合物,灼烧得Fe2O3.

4.加热蒸干(NH4)2CO3或NH4HCO3型的盐溶液时,得不到固体.

5.加热蒸干Ca(HCO3)2型的盐溶液时,最后得相应的正盐.

6.加热Mg(HCO3)2、MgCO3溶液最后得到Mg(OH)2固体.

例11(1996年全国高考题)把三氯化铁溶液蒸干灼烧，最后得到的固体产物是( ).

A.无水三氯化铁 B.氢氧化铁

C.氧化亚铁 D.三氧化二铁

但值得注意的是，并不是所有能水解的盐,加热溶液时都会出现这种情况，如加热蒸干Fe2(SO4)3溶液,最终所得固体产物仍为Fe2(SO4)3.这是因为水解产物H2SO4在加热时不能挥发,所以当蒸发至一定程度时,平衡会因中和反应起主导作用向左移动，最后得原溶质Fe2(SO4)3.

例12 ①碳酸钾与水溶液蒸干得到固体物质是____原因是____.②KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是____，原因是____.③碳酸氢钡溶液蒸干得到的固体物质是____，原因是____.④亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是____，原因是____.⑤氯化铝溶液蒸干得到的固体物质是____，原因是____.⑥盐酸与硫酸各1 mol/L的混合酸10 mL，加热浓缩至1 mL，最后的溶液为____，原因是____.

解析本题涉及的知识范围较广，除了盐的水解外，还应考虑到盐的热稳定性，还原性等.

①K2CO3，原因是尽管加热过程促进水解，但生成的KHCO3和KOH反应后又生成K2CO3.

②KAl(SO4)2·2H2O，原因是尽管Al3+水解，但由于H2SO4为难挥发酸，最后仍然为结晶水合物.注意温度过高，会脱去结晶水.