盐类的水解是高中化学中的重要知识点,它涉及到溶液中的离子平衡问题。水解反应是当盐在水中溶解时,其离子与水分子发生反应,生成酸或碱的过程。这个过程可以理解为离子与水电离出的H+或OH-结合,形成弱酸或弱碱,通常反应程度较弱,不会完全反应。
1. 盐类水解的概念:
盐类的水解是指在溶液中,盐电离出的离子与水分子反应,生成弱酸或弱碱的反应。例如,强酸强碱盐如NaCl在水中不会发生水解,因为Na+和Cl-都不会与水分子反应。
2. 盐类水解的实质:
盐类水解的实质是离子的配位反应,即离子与水分子形成配合物,从而改变了溶液的酸碱性。
3. 盐类水解的特点:
(1)水解反应是可逆反应,因为它与水的电离反应方向相反。
(2)水解反应是酸碱中和反应的逆过程,是动态平衡的一部分。
(3)大多数盐类的水解程度很微弱,因此溶液通常接近中性。
4. 盐类水解的类型:
(1)强酸强碱盐,如NaCl,KNO3,它们在水中不发生水解,溶液保持中性。
(2)强酸弱碱盐,如NH4Cl,Cu(NO3)2,它们的阳离子会与水中的OH-结合,生成弱酸和水,使溶液呈酸性。
(3)弱酸强碱盐,如CH3COONa,Na2CO3,它们的阴离子会与水中的H+结合,生成弱碱和水,使溶液呈碱性。
5. 水解方程式的书写:
(1)多元弱酸盐如Na2CO3,水解分步进行,主要写第一步,如CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-。
(2)多元弱碱盐如FeCl3,水解一步完成,如Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+。
(3)相互促进水解的离子,如Na2S与AlCl3混合,水解程度较大,可以表示为S2- + 2Al3+ + 6H2O ⇌ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑。
思考题:
(1)水的电离程度由大到小的顺序是:(NH4)2SO4 > NaCl > NaOH > H2SO4,因为(NH4)2SO4能促进水的电离,NaCl不影响,NaOH和H2SO4抑制水的电离。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液,水的电离程度相同,因为两者都是强电解质,完全电离,对水的电离起抑制作用。而在pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度前者大,因为弱离子能促进水的电离。
判断题:
(1)错误,酸式盐溶液不一定呈酸性,如NaHCO3溶液呈碱性。
(2)错误,如CH3COONH4,尽管醋酸根和铵根都水解,但最终溶液可能呈中性。
(3)错误,Na2CO3溶液显碱性的原因是CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH-,而HCO3-进一步水解生成OH-。
(4)错误,NaAlO2与NaHCO3反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,没有水解。
(5)错误,加入Ca(OH)2会生成CaCO3沉淀,降低CO32-浓度,水解程度降低,但由于OH-浓度增大,pH增大。
(6)错误,pH=11的CH3COONa溶液水解促进水的电离,而pH=3的CH3COOH抑制水的电离,所以水的电离程度前者大。
总结盐类水解的规律:
有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。这意味着只有含有弱酸或弱碱离子的盐才会水解,且水解程度与弱酸/弱碱的强度有关,强酸弱碱盐溶液呈酸性,强碱弱酸盐溶液呈碱性,强酸强碱盐溶液呈中性。
通过以上的解析,我们可以更好地理解盐类水解的基本概念、特点和不同类型的盐水解的情况,以及如何正确书写水解方程式。在解决实际问题时,需要考虑盐的种类、离子的水解程度和溶液的整体酸碱性。