王英
[摘? ?要]鹽類水解知識在鹽溶液酸堿性判斷、離子濃度大小、離子種類判斷中有著廣泛的應用,因此有必要針對不同鹽類的水解情況,歸納鹽類水解反應的具體情形以及相關知識,結合實例剖析鹽類水解核心知識的解題應用。
[關鍵詞]鹽類水解;酸堿性;離子濃度;離子種類
[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058(2018)35-0072-02
高中化學的鹽類水解是高考的必考內容,其中涵蓋的知識點眾多,掌握鹽類水解的核心內容,并靈活運用水解知識解決相關題目是高考對該內容的基本要求。下面將對鹽類水解的核心知識進行總結,并結合考題探討鹽類水解知識的解題應用。
一、鹽類水解的核心知識
1.強酸強堿鹽
強酸強堿鹽是指由強酸和強堿經中和反應生成的鹽,由強酸強堿鹽電離出的陰、陽離子均不與水電離出的H+和OH-結合,不會有弱電解質的生成,水的電離平衡也就不會受到影響,因此強酸強堿鹽不水解,溶液呈中性,室溫條件下溶液的pH為7,如NaCl。
2.強酸弱堿鹽
強酸弱堿鹽是指由強酸和弱堿經中和反應生成的鹽,其對應的堿為弱堿,因此強酸弱堿鹽電離出的弱堿陽離子會與水電離出的OH-進行水解,由于OH-的濃度降低會促進水的電離,使得溶液呈酸性。以NH4Cl為例,[NH+4]水解的離子方程式為:[NH+4]+H2O[ ? ]NH3·H2O+H+。
3.弱酸強堿鹽
弱酸強堿鹽是指由弱酸和強堿經中和反應生成的鹽,其對應的酸為弱酸,因此弱酸強堿鹽電離出的弱酸陰離子會與水電離出的H+進行水解,由于H+的濃度降低同樣會促進水的電離,使得溶液呈堿性。以CH3COONa為例,CH3COO-水解的離子方程式為:CH3COO-+ H2O[ ? ]CH3COOH+OH-。對于多元弱酸鹽的水解書寫需要進行分步處理,第一步的水解最為容易,以K2CO3為例,[CO2-3]水解的離子方程式為:[CO2-3+H2O?HCO-3+OH-],[HCO-3+H2O=H2CO3+OH-]。
4.弱酸弱堿鹽
弱酸弱堿鹽是指由弱酸和弱堿經中和反應生成的鹽,其對應的酸和堿分別為弱酸和弱堿,因此弱酸弱堿鹽電離出的弱酸陰離子會與水電離出的H+進行水解,弱堿陽離子會與OH-水解,由于H+和OH-的濃度均降低,因此會促進水的電離,溶液的酸堿性由最弱的離子來決定,即誰弱顯誰性。
5.一般規律
鹽類水解的一般規律為:誰弱誰水解,越弱越水解。據此可以對溶液的酸堿性作出判斷,如同等條件下HCN的酸性弱于CH3COOH,則對應的NaCN溶液的堿性強于CH3COONa溶液的堿性。
二、鹽類水解知識的解題應用
1.分析鹽溶液的酸堿性
【例1】在室溫條件下有濃度為0.10 mol/L的氨水,則下列選項的敘述正確的是()。
A. 氨水與AlCl3溶液進行反應,其離子方程式為Al3++3OH-=Al(OH)3
B. 對氨水進行加水稀釋后,溶液中的[NH+4]和OH-的濃度會增大
C. 用HNO3溶液來中和氨水,結束后溶液不為中性
D. 氨水溶液的pH為13
解析:A選項,由于NH3·H2O為弱堿,因此在書寫與AlCl3溶液反應的離子方程式時不能將其拆開,故錯誤;B選項,向氨水中加水稀釋,由于溶液的體積變大,但溶質變化不大,因此[NH+4]和OH-的濃度會變小,故錯誤;C選項,用HNO3溶液中和氨水,最后會生成NH4NO3溶液,其為強酸弱堿鹽,溶液呈酸性,故正確;D選項,氨水的濃度為0.10 mol/L,但由于其為弱堿,會部分電離,因此pH應略小于13,故錯誤。答案為C。
[評析]利用鹽類水解知識判斷溶液的酸堿性可以依據下述口訣:無弱不水解,有弱才水解,誰弱誰水解,誰弱顯誰性,弱弱具體定。一般強酸弱堿鹽的溶液為酸性,弱酸強堿鹽的溶液為堿性,依據該知識可以快速對溶液的酸堿性做出判斷。
2.比較鹽溶液中的離子濃度大小
【例2】有體積為Va、濃度為0.05 mol/L的CH3COOH溶液和體積為Vb、濃度為0.05 mol/L的KOH溶液,現將CH3COOH加入到KOH溶液中,則下列的濃度關系判斷錯誤的是()。
A. 當Va>Vb時,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)>c(K+)
B. 當Va=Vb時,c(CH3COOH)+c(H+)>c(OH-)
C. 當Va<Vb時,c(CH3COOH)>c(K+)>c(OH-)>c(H+)
D. 當Va和Vb為任意比例時,都有c(K+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)
解析:CH3COOH為弱酸,其對應的鹽溶液會發生水解,分析離子濃度需結合鹽類水解知識進行判斷。A選項,當Va>Vb時,CH3COOH是相對過量的,由物料守恒可得n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.05Va mol,而n(K+)=0.05Vb mol,故正確;B選項,Va=Vb時,恰好生成CH3COOK,由于CH3COO-會發生水解,溶液為堿性,則有c(OH-)> c(H+),再根據質子守恒可判斷B正確;C選項,當Va<Vb時KOH相對過量,而當KOH滴加足夠多時,可能有c(K+)> c(CH3COOH),故錯誤;D選項的關系式由電荷守恒可得,和溶液滴加的體積無關,故正確。答案為C。
[評析]利用鹽類水解知識分析溶液中離子的相對濃度時,除了需要利用水解規律,還需要利用物質的電離、電荷守恒、質子守恒和物料守恒等。解題時首先判斷溶液中是否存在弱離子,然后依據水解理論準確寫出其水解方程式,最后根據上述三個守恒定律來寫出離子濃度關系式,并判斷離子濃度大小。而對于酸堿中和滴定中離子濃度的判斷,則需要充分考慮酸、堿溶液的體積大小,再從是否過量的角度來加以分析。
3.判斷溶液中的離子種類
【例3】H2C2O4為二元弱酸,現在溫度為20℃的條件下配制了一組微粒濃度關系為c(H2C2O4)+ c([HC2O-4])+ c(HC2[O-4])=0.100 mol/L的二元弱酸H2C2O4和NaOH的混合液,右圖為混合溶液中的部分離子隨pH變化的曲線圖,則下列選項的特定溶液中的微粒種類及濃度關系一定正確的是(? ?)。
A.在pH為2.5的溶液中,c(H2C2O4)+c(C2[O2-4])>c(HC2[O-4])
B.在c(Na+)= 0.100 mol/L的溶液中,c(H+)+c(H2C2O4)= c(OH-)+c([C2O2-4])
C. 在c([HC2O-4])=c([C2O2-4])的溶液中,c(Na+)>0.100 mol/L+ c([HC2O-4])
D.在pH為7的溶液中,c (Na+)>2 c([C2O2-4])
解析:A選項,溶液的pH為2.5,由圖像可知溶液中含有微粒H2C2O4、[HC2O-4]和[C2O2-4],且它們之間的關系為c(H2C2O4)+c([C2O2-4])<c([HC2O-4]),故錯誤;B選項,c(Na+)= 0.100 mol/L的溶液中,根據微粒的守恒定律可得c(H+)+c(H2C2O4)= c(OH-)+c([C2O2-4]),故正確;C選項,在c([HC2O-4])= c([C2O2-4])的溶液中,即曲線的交點處,此時c([HC2O-4])和c([C2O2-4])均為0.05 mol/L,則c(Na+)為0.15 mol/L,但由于水解的原因,c(Na+)<0.100 mol/L+ c([HC2O-4]),故錯誤;D選項,溶液pH為7時,溶液為Na2C2O4溶液,溶液中的微粒有[C2O2-4]、H+、Na+、OH-,由于[C2O2-4]會發生水解,則c(Na+)>2c([C2O2-4]),故正確。答案為B、D。
[評析]對于鹽溶液中離子種類的判斷,首先需要確定溶液的具體情況,如溶液的酸堿性以及相關濃度,然后明確溶液中哪些離子為弱離子會發生水解,然后結合鹽類水解的影響因素來分析判斷;對于其中的溶液關系分析,同樣可以結合鹽類水解常用的守恒定律。
(責任編輯 羅 艷)