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yangyide7109的博客

 
 
 

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【转载】高中化学选修4的辅导十三  

2014-01-23 11:03:10|  分类: 化学辅导 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关于盐类的水解

l      水解:大部分的水解可以理解成与水进行的复分解反应,反应前后,各种元素的化合价不发生改变,属于非氧化还原反应。中学阶段可能遇到的大概有:

1、盐的水解;

【如 CH3COONa+H2O 可逆符号 CH3COOH+NaOH】

2、离子性氢化物、碳化物、氮化物等的水解;

【如 NaH+H2O=NaOH+H2 这类水解是氧化还原反应】

【如 CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2 】

【如 Mg3N2+6H2O=Mg(OH)2+2NH3】

3、卤代烃、酯的水解;

【如 CH3CH2Br+H2O箭头CH3CH2OH+HBr】

【如 CH3COOCH2CH3+H2O 可逆符号 CH3COOH+CH3CH2OH】

4、二糖、多糖的水解;

【如 C12H22O11+H2O箭头 2C6H12O6】

【如 (C6H10O5)n+ nH2O 箭头 nC6H12O6】

5、多肽、蛋白质的水解等。

l      盐水解的实质:某些盐在溶于水时,电离出的阳离子(或阴离子)与水电离出的氢氧根离子(或氢离子)结合成弱碱(或弱酸),从而导致水的电离平衡右移,使得溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度(或氢氧根离子浓度大于氢离子浓度),而呈现酸性(或碱性)的过程。

l      水解一般是微弱的,不会生成沉淀或气体(不能够加向上或向下的箭头,中间必须是可逆符号。上述第2类除外。)

l      以 CH3COONa为例,介绍水解平衡:

在醋酸钠的水溶液中,存在如下平衡:

CH3COO-+H2O 可逆符号 CH3COOH+OH-

   一定温度下,醋酸钠水溶液的平衡体系中,仿照化学平衡常数表达式,可以写出水解常数表达式:

 Kh=[C(CH3COOH)C(OH-)]/C(CH3COO-)

 与所有化学平衡常数相同,水解常数也是只受温度影响;水解常数越大,该离子的水解性越强。

将水解常数表达式的分子、分母都乘以该条件下溶液中的氢离子浓度,得[ C(CH3COOH) C(OH-)C(H+)]/

[C(CH3COO-)C(H+)]

你看,红色部分是醋酸的电离常数的倒数;蓝色部分是水的离子积常数。所以有:Kh=Kw / Ka  可以看出,对应酸(水解的阴离子增加一个氢离子!!!)的酸性越弱(Ka越小),酸根离子的水解性就越强(Kh越大)。

与化学平衡中的转化率、电离平衡中的电离度一样,水解平衡也有个水解度,不常用。

影响水解平衡的因素几乎和影响电离平衡的因素完全相同:1、升高温度,水解平衡右移;【加热促进水解】

2、同离子效应,左移;【离子浓度增大】【水解生成什么酸,就可以加什么酸抑制水解。】

3、稀释效应,右移。【离子浓度减小】

l  所谓“强酸强碱盐,溶液显中性;强酸弱碱盐,溶液显酸性;弱酸强碱盐,溶液显碱性。”只能够用来判断正盐溶液。酸式盐溶液见下文。

l  诸如比较“醋酸钠溶液和碳酸钠溶液”“碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液”的pH值这类题,一般用对应酸的酸性强弱来判断,但必须是同样温度,相同浓度的前提下。

l  酸式盐溶液的酸碱性:

1、NaHSO4 因为硫酸是强酸,我们认为它的二级电离也是完全的,所以硫酸氢根只发生电离(不发生水解),所以NaHSO4溶液显酸性。【记住:NaHSO4在参加反应时,可以当做强酸!!!】

2、NaHCO3 碳酸氢根离子既可以发生电离,也可以发生水解,在碳酸氢钠溶液中,它们都发生,但程度不相等。怎样能够比较出它们的程度大小呢?可以比较平衡常数的大小(同一溶液中,一定是同温度、同浓度。)。据课本p43表3-1:HCO3-的电离常数是K2=4.7×10-11

据Kh=Kw / Ka 可以求出HCO3-的水解常数是

Kh=Kw / K1=1.0×10-14/ 4.4×10-7=2.27×10-8

因为2.27×10-8>4.7×10-11 所以HCO3-的水解强于电离,溶液显碱性。【记住这个结论!!!】

*已知常温下,H2SO3的K1=1.5×10-2  K2=1.0×10-7

试仿上法,自己确定NaHSO3溶液的酸碱性。

【结论:NaHSO3溶液显酸性。】

【其它结论:NaH2PO4 溶液显酸性;Na2HPO4溶液显碱性。草酸氢钾溶液显酸性;NaHS溶液显碱性。】

l  弱酸弱碱盐(正盐)溶液的酸碱性:实际上判断方法与前面对于强酸弱碱盐,溶液显酸性;弱酸强碱盐,溶液显碱性的判断是一致的,就是比较它们究竟谁比较强一些,这可以从电离常数的大小比较出来。例如:

   1、NH4NO2 已知NH3·H2O Kb=1.8×10-5      HNO2   Ka=4.6×10-4

   所以,亚硝酸铵溶液显酸性。

2、CH3COONH4  已知NH3·H2O Kb=1.8×10-5       CH3COOH Ka=1.8×10-5

   所以,醋酸铵溶液显中性。

3、(NH4)2S  已知NH3·H2O Kb=1.8×10-5       H2S  K1=1.3×10-7       K2=7.1×10-15

      S2-对应的酸是HS-,所以应该用K2比较,

      所以,硫化铵溶液显碱性。

l  双水解:(尽管此说法并未在化学界得到公认,但在中学化学教师中间已经是一种认可的说法。)是指在同一溶液中,同时存在一种水解的阳离子和一种水解的阴离子,它们的水解互相促进,导致双方的水解程度都变大(有的甚至于达到水解彻底)的情形。不管是两种离子本来就是在同一种溶质中(如NH4HCO3),还是分别在两种溶质中进入同一种溶液里(如NH4Cl溶液和NaHCO3溶液混合),其实质都是相同的。需要知道的是,哪些离子之间的双水解是彻底的(可以生成沉淀、气体,不能大量共存。方程式中间是等于号。)可以记住下面的知识:

 

         Fe3+            CO32-

                               HCO3-

                               S2-

         Al3+              AlO2-

 

  除铁离子和硫离子发生氧化还原反应以外, 以上7对离子的双水解是彻底的。

l  关于AlCl3 、Al2(SO4)3溶液蒸干的问题:

1、将AlCl3溶液蒸干,得到的是Al(OH)3 。

   在AlCl3溶液中,存在如下平衡:

      Al3++3H2O可逆符号 Al(OH)3+3H+

   在加热过程中,温度升高使得上述平衡右移,在水挥发的同时,水解生成物之一的氯化氢也同时挥发,也使得上述平衡右移,一直到蒸干时,只剩下水解产物氢氧化铝。

(如果再灼烧,氢氧化铝就又会分解,生成氧化铝。)

【蒸干氯化铁溶液,同样也是得到氢氧化铁,灼烧也分解为氧化铁。】

在氯化氢的气氛(或气流)中蒸干,可以阻止氯化氢的挥发,就能够得到氯化铝(或氯化铁)晶体。

2、将Al2(SO4)3溶液蒸干,得到的是Al2(SO4)3 。

   在Al2(SO4)3溶液中,存在如下平衡:

      Al3++3H2O可逆符号Al(OH)3+3H+

   在加热过程中,温度升高使得上述平衡右移,在水挥发的同时,水解生成物之一的硫酸不会同时挥发,只会浓度越来越大。水的不断减少,使得上述平衡右移到一定程度后,就逆转向左移动,并一直到全部变为硫酸铝晶体。

【蒸干硫酸铁溶液,同样得到的是硫酸铁晶体。】

l  利用氯化铁水解来制备氢氧化铁胶体:(这是利用凝聚法制备胶体。)将深黄色的饱和氯化铁溶液,倒入沸水中,立即变为深棕红色的液体----氢氧化铁胶体。可以再稍微煮沸一会儿。(煮沸时间不能太长,否则,胶体被破坏,形成氢氧化铁红棕色沉淀。)【参见相关部分】

 

 

 

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