【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容: 鹽類水解、酸堿中和滴定
二. 重點(diǎn)、難點(diǎn): 1. 使學(xué)生理解鹽類水解的實(shí)質(zhì),離子濃度大小的比較。 2. 掌握鹽類水解的離子方程式。 3. 酸堿中和滴定的誤差分析及簡單計(jì)算。
三. 知識(shí)點(diǎn)分析: (一)鹽類的水解 實(shí)驗(yàn):把少量的醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉的晶體分別投入三個(gè)盛有蒸餾水的試管,溶解,然后用pH試紙加以檢驗(yàn)。 現(xiàn)象: CH3COONa pH>7 NH4Cl pH<7 NaCl pH=7 思考:醋酸鈉、氯化銨都是鹽,是強(qiáng)電解質(zhì),他們?nèi)苡谒耆婋x成離子,電離出的離子中既沒有氫離子,也沒有氫氧根離子,OH-與H+毫無疑問都來自于水的電離;也就是說,由水電離出來的H+和OH-的物質(zhì)的量濃度總是相等的,為什么會(huì)出現(xiàn)不相等的情況呢? 分析: 醋酸鈉電離出來的離子跟水發(fā)生了作用。
CH3COO-能與水溶液中的氫離子結(jié)合生成難電離的醋酸分子,從而使水的電離向正反應(yīng)方向移動(dòng),這時(shí),下降,升高、下降, 使得,溶液呈堿性。 化學(xué)方程式為: CH3COONa + H2OCH3COOH +NaOH 同樣,NH4Cl溶液中:
化學(xué)方程式為: NH4Cl + H2ONH3·H2O + HCl 1. 鹽類的水解: 在溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子跟水電離出的氫離子或氫氧根離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)弱酸或弱堿,破壞了水的電離平衡,使其平衡向右移動(dòng),引起氫離子或氫氧根離子濃度的變化。 醋酸鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:醋酸鈉電離出的醋酸根離子和水電離出的氫離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)醋酸的過程。 氯化銨與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:氯化銨電離出的銨離子和水電離出的氫氧根離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)一水合氨的過程。 水解的結(jié)果:生成了酸和堿,因此鹽的水解反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。 酸+堿鹽+水 2. 水解離子方程式的書寫: ① 鹽類水解是可逆反應(yīng),要寫“”符號(hào) ② 一般水解程度很小,水解產(chǎn)物很少,通常不生成沉淀和氣體,不用“↑”“↓”符號(hào)。生成物(如H2CO3、NH3·H2O等)也不寫分解產(chǎn)物。 ③ 多元弱酸鹽分步水解,以第一步為主。 例:K2CO3的水解 第一步: 第二步: 練習(xí):請同學(xué)們自己練習(xí)一下Na2S、K3PO4溶液水解離子方程式的寫法。 對(duì)于多元弱堿的水解也是分步進(jìn)行的,但水解方程式一般不分步寫,如Al2(SO4)3的水解離子方程式為: Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ 我們總結(jié)了強(qiáng)堿弱酸鹽、強(qiáng)酸弱堿鹽和強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽的水解情況,那么弱酸弱堿鹽是否水解呢?其水解程度又如何,請有興趣的同學(xué)課后可以自己查閱有關(guān)資料。 練習(xí):判斷下列鹽溶液的酸堿性,若能水解的寫出水解反應(yīng)的離子方程式: NH4NO3 Na2S FeCl3 NaClO 3. 規(guī)律: 有弱才水解,無弱不水解; 誰弱誰水解,誰強(qiáng)顯誰性。
4. 影響水解的因素: 內(nèi)因:鹽的離子與水中的氫離子或氫氧根離子結(jié)合的能力的大小,組成鹽的酸或堿越弱,鹽的水解程度越大?!盁o弱不水解,有弱即水解,越弱越水解,誰強(qiáng)顯誰性” 外因: ① 溫度:由于水解反應(yīng)是中和反應(yīng)的逆反應(yīng),而中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此,水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。所以,升高溫度會(huì)使鹽的水解程度增大。 ② 濃度:溶液濃度越小,實(shí)際上是增加了水的量,可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),使鹽的水解程度增大。(最好用勒沙特例原理中濃度同時(shí)減小的原理來解釋)。
(二)與鹽類水解利用 1. 比較鹽溶液的pH大小 2. 酸式鹽溶液酸堿性的判斷 3. 判斷溶液中離子種類、濃度大小 4. 判斷離子是否共存 5. 配制易水解的鹽的溶液 6. 金屬與鹽溶液反應(yīng) 7. 加熱鹽溶液 8. 在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用:如泡沫滅火器的反應(yīng)原理、焊接時(shí)可用氯化鋅、氯化銨溶液除銹、某些肥料不宜混合使用(如:草木灰、碳酸銨、重鈣等)、明礬的凈水作用。
(三)中和滴定的基礎(chǔ)知識(shí): ① 原理:用一種已知濃度的酸(或堿)溶液跟未知濃度的堿(或酸)溶液完全中和,測出二者的體積,根據(jù)化學(xué)方程式中物質(zhì)的量之比,計(jì)算出堿(或酸)的濃度。 ② 儀器: 酸、堿式滴定管,滴定管夾,鐵架臺(tái),錐形瓶,小燒杯等。 ③ 指示劑的選擇: 要求:變色明顯,變色范圍接近恰好中和的PH . 不選用石蕊試液,可選用甲基橙(3.1—4.4)酚酞(8—10) . 強(qiáng)酸強(qiáng)堿相互滴定,生成的鹽不水解,溶液呈中性,可選擇酚酞或甲基橙作指示劑。 酚酞:酸滴定堿—由紅剛好褪色。 堿滴定酸—由無色變?yōu)闇\紅色。 甲基橙:酸滴定堿—由黃色變?yōu)槌壬?/span> 堿滴定酸—由紅色變?yōu)槌壬?/span> 注:中學(xué)階段不研究有弱酸或弱堿滴定的指示劑的選擇。 ④ 步驟: . 準(zhǔn)備:洗滌→查漏→潤洗→注(標(biāo)準(zhǔn))液→調(diào)液→讀數(shù)。 . 滴定:移(待測)液→加指示劑→滴定→讀數(shù)→重復(fù)一次→計(jì)算(取平均值)。 ⑤ 注意: . 為取得準(zhǔn)確結(jié)果,在操作中應(yīng)注意: (1)滴定前,必須用滴定液多次潤洗滴定管,以確保溶液的濃度不被剩余在滴定管中的水稀釋變小。 (2)加入指示劑的量控制在2—3滴,以避免指示劑消耗酸或堿。 (3)臨近終點(diǎn)時(shí),滴液要慢,至指示劑變色“不立即”褪色或變?yōu)樵礊榻K點(diǎn),避免過量。 . 重視測定結(jié)果的復(fù)核。如在中和滴定時(shí),要求把同一樣品滴定兩次,取兩次測定數(shù)值的平均值求算結(jié)果。
【典型例題】 [例1] 下列說法正確的是( ) A. 酸式鹽的水溶液一定顯堿性。 B. 只要酸和堿的物質(zhì)的量濃度和體積分別相等,它們反應(yīng)后的溶液就呈中性。 C. 純水呈中性是因?yàn)樗袣潆x子的物質(zhì)的量濃度和氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度相等。 D. 碳酸溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度是碳酸根離子的物質(zhì)的量濃度的2倍。 答案:C 解析:選項(xiàng)A不正確。像NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等水解水溶液呈堿性;像NaHSO4、NaH2PO4等因電離水溶液呈酸性。 選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。只有等元的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液,在物質(zhì)的量濃度和體積相等的情況下,反應(yīng)后溶液呈中性。若是其他情況溶液不一定呈中性。 選項(xiàng)C正確。H2OH++OH-,只要溶液中就呈中性,水也是如此。 選項(xiàng)D錯(cuò)誤。H2CO3是二元弱酸,其電離情況如下:
[例2] 和溶液等體積混合后,離子濃度大小正確的次序是( ) A. B. C. D. 解析:混合后發(fā)生的反應(yīng)為:,溶液剩余成分為、、等。由于與未發(fā)生反應(yīng),其物質(zhì)的量不變, ;由于的電離程度很小 但溶液中由于弱堿的存在,仍呈堿性,即 答案:B 點(diǎn)評(píng):溶液中粒子濃度的排序類考題是高考熱點(diǎn),其方法思路是: 1. 首先確定電解質(zhì)溶液的成分: 單一液?混合液?混合后有無反應(yīng)?所得溶液中成分? 2. 依據(jù)電解質(zhì)的電離程度,水解程度,溶液酸堿性等知識(shí)排序。 . 可溶性鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的電離是完全的,離子濃度往往很大很大。 . 弱酸弱堿及鹽電離出的弱根水解是極其微弱的。由它們產(chǎn)生的粒子濃度往往很小很?。赡芘c中的粒子差幾個(gè)數(shù)量級(jí)) . 弱酸的酸式酸根有兩種傾向:電離和水解。
3. 溶液中粒子的等量關(guān)系:—2個(gè)等恒。 . 電荷守恒:電解質(zhì)溶液中,不論存在多少種離子,但溶液總是呈電中性。即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。如溶液: . 物料守恒:
如溶液中: 溶質(zhì)守恒: 水守恒:
[例3] 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液測定某溶液的濃度,用酚酞作指示劑,下列操作可能使測定結(jié)果偏低的是( ) A. 酸式滴定管在裝液前未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗2—3次 B. 開始實(shí)驗(yàn)時(shí),酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,在滴定過程中,氣泡消失。 C. 滴定過程中,錐形瓶內(nèi)溶液立即褪成無色且顏色不再變紅。 D. 達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),俯視溶液凹面最低點(diǎn)讀數(shù)。 E. 盛溶液的錐形瓶滴定前用溶液潤洗。 解析:根據(jù)中和反應(yīng)原理,可得:
由上式可知:,,的任一數(shù)值不準(zhǔn)確都能產(chǎn)生誤差,但因是已知的標(biāo)準(zhǔn)溶液,是人為規(guī)定取好的體積,都是不變量,顯然,隨的變化而變化,中和滴定中,由于操作不當(dāng)產(chǎn)生的誤差都要?dú)w結(jié)為的偏大或偏小,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液多,則待測液濃度偏高,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液少,則結(jié)果偏低。 有些操作并不影響測定結(jié)果,如滴定前用蒸餾水將盛入錐形瓶里的一定容積的待測液稀釋,雖然待測液的濃度小了,但其溶質(zhì)的物質(zhì)的量沒變,因而中和時(shí)所消耗的酸的體積不變,則值沒有變化。 A. 會(huì)使酸的濃度下降,造成增大,偏高 B. 氣泡的體積被上面留下的酸液所填充,這部分酸液并未用于中和堿,造成偏大,偏高 C. 正確操作,無影響 D. ,使得偏小,偏低 E. 會(huì)使增大,造成偏大,偏高。 答案:D
【模擬試題】 一. 選擇題: 1. (1996年上海高考試題) 物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中,含微粒種類最多的是( ) A. B. C. D. 2. (1995年全國高考試題) 與 溶液混合,在所得溶液中( ) A. B. C. D. 3. (1996年全國高考試題) 將PH=3的鹽酸溶液和PH=11的氨水等體積混合后,溶液中離子濃度關(guān)系正確的是( ) A. B. C. D. 4. (2000年廣州測試題)25℃時(shí),在濃度為的、、的溶液中,測得其分別為、、(單位為)。下列判斷正確的是( ) A. B. C. D. 5. (1994年上海高考試題) 為了配制的濃度與的濃度比為的溶液,可在溶液中加入( ) ① 適量的 ② 適量的 ③ 適量的氨水 ④ 適量的 A. ①② B. ③ C. ③④ D. ④ 6. (1999年上海高考試題) 把溶液和溶液以等體積混合,則混合液中微粒濃度關(guān)系正確的是( ) A. B. C. D. 7. 物質(zhì)的量濃度相同的弱酸與溶液等體積混合后,溶液中微粒濃度關(guān)系錯(cuò)誤的是( ) A. B. C. 若混合液呈酸性,則 D. 若混合液呈堿性,則 8. 用滴定溶液,中和后加水至。若滴定時(shí)終點(diǎn)判斷有誤差:① 多加1滴;② 少加一滴(設(shè)1滴為)。則①②中之比值是( )(高考科研題) A. B. C. D. 9. 等物質(zhì)的量苛性鈉的溶液分別用PH為2和3的醋酸溶液中和,設(shè)消耗醋酸溶液的體積依次為、,則兩者的關(guān)系正確的是( ) A. B. C. D. 10. 把一種堿加入到一種強(qiáng)酸HA溶液中,反應(yīng)后溶液呈中性。下列判斷一定正確的是( )。(重慶市診斷題) A. 加入的堿過量 B. 生成的鹽不水解 C. 酸與堿等物質(zhì)的量混合 D. 反應(yīng)后溶液中 11. 下面是關(guān)于中和滴定的實(shí)驗(yàn)敘述:取未知濃度的溶液。 . 放入錐形瓶中,此瓶需事先用蒸餾水洗凈。. 并將該瓶用待測液潤洗過。 . 加入幾滴酚酞做指示劑。 . 取一支酸式滴定管,經(jīng)蒸餾水洗凈。 . 直接往其中注入標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液,進(jìn)行滴定。 . 一旦發(fā)現(xiàn)溶液由無色變成粉紅色,即停止滴定,記下數(shù)據(jù)。 在橫線標(biāo)明的操作中,有錯(cuò)誤的是( )(北京市宣武區(qū)測試題) A. 、、 B. 、、、 C. 、、 D. 、、、 12. 用已知濃度的鹽酸來測定某溶液的濃度時(shí),若配制溶液時(shí)所用中分別含有:① 、② 、③ 、④ 雜質(zhì),所測結(jié)果偏低的是( )(浙江省聯(lián)考題) A. 僅① B. 僅② C. 僅②③ D. ②③④
二. 填空題: 1. (4分)甲學(xué)生向自制的少量氫氧化鎂沉淀中加入濃的溶液,結(jié)果沉淀完全溶解;乙學(xué)生向自制的少量氫氧化鎂沉淀中加入濃溶液,結(jié)果沉淀也完全溶解。試用有關(guān)理論解釋這些事實(shí): 。 2. 某燒堿樣品中含有少量不與酸作用的可溶性雜質(zhì),為了測定其純度,進(jìn)行以下滴定操作: A. 在的容量瓶中定容成燒堿溶液; B. 用移液管移取燒堿溶液于錐形瓶中并滴加幾滴甲基橙指示劑; C. 在天平上準(zhǔn)確稱取燒堿樣品,在燒杯中加蒸餾水溶解; D. 將物質(zhì)的量濃度為的標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入酸式滴定管,調(diào)整液面,記下開始刻度數(shù)為; E. 在錐形瓶下墊一張白紙,滴定到終點(diǎn),記錄終點(diǎn)耗酸體積。 回答下列問題: (1)正確的操作步驟的順序是(用字母填寫) ,→ ,→ ,→ D ,→ 。 (2)滴定管讀數(shù)應(yīng)注意 。 (3)操作E中在錐形瓶下墊一張白紙的作用是 。 (4)操作D中液面應(yīng)調(diào)整到 ,尖嘴部分應(yīng) 。 (5)滴定終點(diǎn)時(shí)錐形瓶內(nèi)溶液的PH約為 ,終點(diǎn)時(shí)指示劑顏色變化是 。 (6)若酸式滴定管沒有用標(biāo)準(zhǔn)潤洗,會(huì)對(duì)測定結(jié)果有何影響? (填“偏高”、“偏低”或“無影響”)(其他操作均正確)。 (7)該燒堿樣品的純度計(jì)算式為 。(濟(jì)南市測試題) 3. (6分)已知25℃時(shí)醋酸溶液的PH約為3,向其中加入少量醋酸鈉晶體,待晶體溶解后發(fā)現(xiàn)溶液的PH增大。對(duì)上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋:甲同學(xué)認(rèn)為醋酸鈉水解呈堿性,增大了,因而溶液的PH增大;乙同學(xué)認(rèn)為醋酸鈉溶于水電離出大量醋酸根離子,抑制了醋酸的電離,使減小,因此溶液的PH增大。你認(rèn)為上述兩種解釋中 (填“甲”或“乙”)正確。 (1)為了驗(yàn)證上述哪種解釋正確,繼續(xù)做如下實(shí)驗(yàn):向的醋酸溶液中加入少量下列物質(zhì)中的 (填寫編號(hào)),然后測定溶液的PH。 A. 固體 B. 固體 C. 氣體 D. 固體 (2)若 (填“甲”或“乙”)的解釋正確,溶液的PH應(yīng) (填“增大”、“減小”或“不變”)。 (已知25℃時(shí),的,的) 4. 在溶液中存在的平衡有(用離子方程式表示):
設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)說明的電離程度比水解程度大: 。 5. (2000年天津測試題) (代號(hào)為AC)和(代號(hào)為BAC),都可以做水的澄清劑,其凈水的原理是 。它們對(duì)水的PH改變的影響是否一樣大?原因是 。 6. (2000年西安模擬試題) 當(dāng)溶液中時(shí),就有析出;當(dāng)時(shí),則固體繼續(xù)溶解。現(xiàn)將粉末放入水中充分?jǐn)嚢?,?dāng)達(dá)到溶解平衡時(shí),測得溶液中,其原因是 。
【試題答案】 一. 選擇題: 1. D 2. A 3. B 4. D 5. B 6. AD 7. D 8. B 9. D 10. D 11. C 12. D
二. 填空題: 1. 飽和溶液存在溶解平衡:,加入銨鹽后,,溶液中減小,溶解平衡向右移動(dòng),沉淀完全溶解。 2.(1)C→A→B→D→E (2)滴定管應(yīng)直立;裝液和放液后需等一會(huì),待液面穩(wěn)定后再讀數(shù);讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)平齊;讀數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確到,估計(jì)到。 (3)便于準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變化情況。 (4)零刻度或零稍下的某一刻度;充滿溶液,無氣泡。 (5)~;由黃色變?yōu)槌壬?/span> (6)偏高(因標(biāo)準(zhǔn)酸濃度變小,用量變大) (7) 3. 乙 (1)B (2)乙; 增大 4. ;測,說明電離>水解 5.,是膠體,可吸附水中的懸浮物; 可以看作是級(jí)水解后的產(chǎn)物,多元弱堿陽離子是分步水解,且水解逐級(jí)變小。BAC比AC水解程度小,產(chǎn)生要小。 6. ,溶解電離出的部分水解使得
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