王英
[摘 要]盐类水解知识在盐溶液酸碱性判断、离子浓度大小、离子种类判断中有着广泛的应用,因此有必要针对不同盐类的水解情况,归纳盐类水解反应的具体情形以及相关知识,结合实例剖析盐类水解核心知识的解题应用。
[关键词]盐类水解;酸碱性;离子浓度;离子种类
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)35-0072-02
高中化学的盐类水解是高考的必考内容,其中涵盖的知识点众多,掌握盐类水解的核心内容,并灵活运用水解知识解决相关题目是高考对该内容的基本要求。下面将对盐类水解的核心知识进行总结,并结合考题探讨盐类水解知识的解题应用。
一、盐类水解的核心知识
1.强酸强碱盐
强酸强碱盐是指由强酸和强碱经中和反应生成的盐,由强酸强碱盐电离出的阴、阳离子均不与水电离出的H+和OH-结合,不会有弱电解质的生成,水的电离平衡也就不会受到影响,因此强酸强碱盐不水解,溶液呈中性,室温条件下溶液的pH为7,如NaCl。
2.强酸弱碱盐
强酸弱碱盐是指由强酸和弱碱经中和反应生成的盐,其对应的碱为弱碱,因此强酸弱碱盐电离出的弱碱阳离子会与水电离出的OH-进行水解,由于OH-的浓度降低会促进水的电离,使得溶液呈酸性。以NH4Cl为例,[NH+4]水解的离子方程式为:[NH+4]+H2O[ ? ]NH3·H2O+H+。
3.弱酸强碱盐
弱酸强碱盐是指由弱酸和强碱经中和反应生成的盐,其对应的酸为弱酸,因此弱酸强碱盐电离出的弱酸阴离子会与水电离出的H+进行水解,由于H+的浓度降低同样会促进水的电离,使得溶液呈碱性。以CH3COONa为例,CH3COO-水解的离子方程式为:CH3COO-+ H2O[ ? ]CH3COOH+OH-。对于多元弱酸盐的水解书写需要进行分步处理,第一步的水解最为容易,以K2CO3为例,[CO2-3]水解的离子方程式为:[CO2-3+H2O?HCO-3+OH-],[HCO-3+H2O=H2CO3+OH-]。
4.弱酸弱碱盐
弱酸弱碱盐是指由弱酸和弱碱经中和反应生成的盐,其对应的酸和碱分别为弱酸和弱碱,因此弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子会与水电离出的H+进行水解,弱碱阳离子会与OH-水解,由于H+和OH-的浓度均降低,因此会促进水的电离,溶液的酸碱性由最弱的离子来决定,即谁弱显谁性。
5.一般规律
盐类水解的一般规律为:谁弱谁水解,越弱越水解。据此可以对溶液的酸碱性作出判断,如同等条件下HCN的酸性弱于CH3COOH,则对应的NaCN溶液的碱性强于CH3COONa溶液的碱性。
二、盐类水解知识的解题应用
1.分析盐溶液的酸碱性
【例1】在室温条件下有浓度为0.10 mol/L的氨水,则下列选项的叙述正确的是()。
A. 氨水与AlCl3溶液进行反应,其离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3
B. 对氨水进行加水稀释后,溶液中的[NH+4]和OH-的浓度会增大
C. 用HNO3溶液来中和氨水,結束后溶液不为中性
D. 氨水溶液的pH为13
解析:A选项,由于NH3·H2O为弱碱,因此在书写与AlCl3溶液反应的离子方程式时不能将其拆开,故错误;B选项,向氨水中加水稀释,由于溶液的体积变大,但溶质变化不大,因此[NH+4]和OH-的浓度会变小,故错误;C选项,用HNO3溶液中和氨水,最后会生成NH4NO3溶液,其为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,故正确;D选项,氨水的浓度为0.10 mol/L,但由于其为弱碱,会部分电离,因此pH应略小于13,故错误。答案为C。
[评析]利用盐类水解知识判断溶液的酸碱性可以依据下述口诀:无弱不水解,有弱才水解,谁弱谁水解,谁弱显谁性,弱弱具体定。一般强酸弱碱盐的溶液为酸性,弱酸强碱盐的溶液为碱性,依据该知识可以快速对溶液的酸碱性做出判断。
2.比较盐溶液中的离子浓度大小
【例2】有体积为Va、浓度为0.05 mol/L的CH3COOH溶液和体积为Vb、浓度为0.05 mol/L的KOH溶液,现将CH3COOH加入到KOH溶液中,则下列的浓度关系判断错误的是()。
A. 当Va>Vb时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)>c(K+)
B. 当Va=Vb时,c(CH3COOH)+c(H+)>c(OH-)
C. 当Va<Vb时,c(CH3COOH)>c(K+)>c(OH-)>c(H+)
D. 当Va和Vb为任意比例时,都有c(K+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)
解析:CH3COOH为弱酸,其对应的盐溶液会发生水解,分析离子浓度需结合盐类水解知识进行判断。A选项,当Va>Vb时,CH3COOH是相对过量的,由物料守恒可得n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.05Va mol,而n(K+)=0.05Vb mol,故正确;B选项,Va=Vb时,恰好生成CH3COOK,由于CH3COO-会发生水解,溶液为碱性,则有c(OH-)> c(H+),再根据质子守恒可判断B正确;C选项,当Va<Vb时KOH相对过量,而当KOH滴加足够多时,可能有c(K+)> c(CH3COOH),故错误;D选项的关系式由电荷守恒可得,和溶液滴加的体积无关,故正确。答案为C。
[评析]利用盐类水解知识分析溶液中离子的相对浓度时,除了需要利用水解规律,还需要利用物质的电离、电荷守恒、质子守恒和物料守恒等。解题时首先判断溶液中是否存在弱离子,然后依据水解理论准确写出其水解方程式,最后根据上述三个守恒定律来写出离子浓度关系式,并判断离子浓度大小。而对于酸碱中和滴定中离子浓度的判断,则需要充分考虑酸、碱溶液的体积大小,再从是否过量的角度来加以分析。
3.判断溶液中的离子种类
【例3】H2C2O4为二元弱酸,现在温度为20℃的条件下配制了一组微粒浓度关系为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,右图为混合溶液中的部分离子随pH变化的曲线图,则下列选项的特定溶液中的微粒种类及浓度关系一定正确的是( )。
A.在pH为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为7的溶液中,c (Na+)>2 c([C2O2-4])
解析:A选项,溶液的pH为2.5,由图像可知溶液中含有微粒H2C2O4、[HC2O-4]和[C2O2-4],且它们之间的关系为c(H2C2O4)+c([C2O2-4])<c([HC2O-4]),故错误;B选项,c(Na+)= 0.100 mol/L的溶液中,根据微粒的守恒定律可得c(H+)+c(H2C2O4)= c(OH-)+c([C2O2-4]),故正确;C选项,在c([HC2O-4])= c([C2O2-4])的溶液中,即曲线的交点处,此时c([HC2O-4])和c([C2O2-4])均为0.05 mol/L,则c(Na+)为0.15 mol/L,但由于水解的原因,c(Na+)<0.100 mol/L+ c([HC2O-4]),故错误;D选项,溶液pH为7时,溶液为Na2C2O4溶液,溶液中的微粒有[C2O2-4]、H+、Na+、OH-,由于[C2O2-4]会发生水解,则c(Na+)>2c([C2O2-4]),故正确。答案为B、D。
[评析]对于盐溶液中离子种类的判断,首先需要确定溶液的具体情况,如溶液的酸碱性以及相关浓度,然后明确溶液中哪些离子为弱离子会发生水解,然后结合盐类水解的影響因素来分析判断;对于其中的溶液关系分析,同样可以结合盐类水解常用的守恒定律。
(责任编辑 罗 艳)