我们知道,酸溶液呈酸性,碱溶液呈碱性,那么,盐溶解于水后,所形成的水溶液是否呈中性?
一、盐类的水解
【实验4-1】把少量CH3COONa、Na2CO3、NH4Cl、Al2(SO4)3、NaCl、KNO3的固体分别加入6个盛有蒸馏水的试管中。振荡试管使之溶解,然后分别用pH试纸加以检验。
实验结果表明,CH3COONa、Na2CO3的水溶液呈碱性,NH4Cl、Al2(SO4)3的水溶液呈酸性,NaCl、KNO3的水溶液呈中性。
讨论
由上述实验结果分析,盐溶液的酸碱性与生成该盐的酸和碱的强弱间有什么关系?
通过讨论可以得出以下结论:强碱弱酸所生成盐的水溶液呈碱性,强酸弱碱所生成盐的水溶液呈酸性,强酸强碱所生成盐的水溶液呈中性。这是为什么呢?我们来分类进行研究。
1.强碱弱酸所生成盐的水解
我们知道,水是很弱的电解质,能微弱地电离出H+和OH-,二者的浓度相等,并处于动态平衡状态。
CH3COONa是强碱NaOH与弱酸CH3COOH中和所生成的盐,它是强电解质,在它的水溶液里并存着下列几种电离:
由于CH3COO-与水电离的H+结合而生成了弱电解质CH3COOH,消耗了溶液中的H+,从而破坏了水的电离平衡。随着溶液里c(H+)的减小,水的电离平衡向右移动,于是c(OH-)随着增大,直到建立新的平衡。结果,溶液里c(OH-)>c(H+),从而使溶液呈碱性,如图4-10所示。上述反应可以表示如下:
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
或CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
这种在溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
由上式可见,盐类水解后生成酸和碱,即盐类的水解反应可看作是酸碱中和反应的逆反应。
Na2CO3的水解情况同CH3COONa相类似,但由于H2CO3是二元酸,所以Na2CO3的水解反应复杂一些,是分两步进行的。
离子方程式是:
但是,Na2CO3第二步水解的程度很小,平衡时溶液中H2CO3的浓度很小,不会放出CO2气体。
其他的强碱弱酸盐如K2CO3、Na2S、Na3PO4等的水解也属于这种类型。
2.强酸和弱碱所生成盐的水解
NH4Cl是强酸弱碱盐,它是强电解质,在水溶液里的水解过程可表示如下:
NH3·H2O,破坏了水的电离平衡。随着溶液中c(OH-)的减小,水的电离平衡向右移动,于是c(H+)随着增大,直至建立新的平衡。结果,溶液中c(H+)大于c(OH-),从而使溶液呈酸性,如图4-12所示。这一反应也可用离子方程式表示如下:
其他的强酸弱碱盐如Cu(NO3)2、Al2(SO4)3、(NH4)2SO4等的水解也都属于这种类型。
强酸和强碱所生成的盐如NaCl等,由于它们电离生成的阴、阳离子都不与溶液中的H+或OH-结合生成弱电解质,所以水中H+浓度和
OH-浓度保持不变,没有破坏水的电离平衡,因此,这种由强酸和强碱中和所生成的盐不发生水解,溶液呈中性。
其他的强酸强碱盐如KCl、NaNO3等都不发生水解。
弱酸和弱碱所生成盐的水解比较复杂,这里就不介绍了。
二、盐类水解的利用
盐类水解程度的大小,主要由盐的本性所决定,但当水解达到平衡时,跟其他平衡一样,也受温度、浓度等条件的影响。
例如,在盐溶液中加入适量酸或碱后,由于增大了盐溶液中H+或OH-的浓度,使平衡向左或向右移动,这样,就可以抑制或促进水解反应的进行。例如在实验室里配制FeCl3溶液时,由于FeCl3是强酸弱碱所生成的盐,容易水解生成难溶的Fe(OH)3:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
致使溶液浑浊,得不到澄清的FeCl3溶液。因此,在配制FeCl3溶液时,如果加入一定量的盐酸,就可使上述平衡向逆反应方向移动,从而抑制了FeCl3的水解。通常在配制FeCl3、SnCl2等溶液时,常将它们溶于较浓的盐酸中,然后再用水稀释到所需的浓度,以抑制它们的水解。
盐类水解是中和反应的逆反应。中和反应是放热反应,水解就必然是吸热反应。因此,升高温度能促进盐类的水解。在实践中,常应用这一原理,采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解,使生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中某些金属离子。
讨论
不纯的KNO3中常含有杂质Fe3+,可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3+,试说明理由,并写出有关反应的离子方程式。
习题
一、填空题
1.盐类水解反应的实质是______,它可以看作是______反应的逆反应。
2.强酸弱碱所生成的盐,其水溶液呈______;强碱弱酸所生成的盐,其水溶液呈______;强酸强碱所生成的盐,其水溶液呈______。
3.在配制Al2(SO4)3溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的______;在配制Na2S溶液时,为了防止水解,可以加入少量的______。
二、选择题
1.下列各反应的化学方程式中,属于水解反应的是[]
A.H2O+H2OH3O++OH-
2.在Na2S溶液中,c(Na+)与c(S2-)的关系是[]
A.c(Na+)=c(S2-)
B.c(Na+)∶c(S2-)=2∶1
C.c(Na+)∶c(S2-)>2∶1
D.c(Na+)∶c(S2-)<2∶1
三、写出下列盐发生水解反应的化学方程式和离子方程式,并说明其溶液的酸碱性。
1.NH4NO3
2.CH3COOK
3.Fe2(SO4)3
四、回答下列问题
1.用热水配制CuSO4溶液时,为什么会产生浑浊?怎样才能用热水配制出澄清的CuSO4溶液?
2.草木灰是农村常用的钾肥,它含有K2CO3。试说明为什么草木灰不宜与用作氮肥的铵盐混合使用。
盐类的水解
2019-11-07 17:11:14
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