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在高中化學(xué)的水溶液平衡體系中,鹽類水解與弱電解質(zhì)電離是理解溶液酸堿性、粒子濃度分布的核心內(nèi)容。這兩部分知識既相互關(guān)聯(lián)(水解本質(zhì)是弱離子的電離平衡引發(fā)的水的電離移動),又有各自的規(guī)律。以下從概念、規(guī)律、影響因素及綜合應(yīng)用四個維度,對核心要點進(jìn)行系統(tǒng)梳理。一、弱電解質(zhì)的電離平衡1.電解質(zhì)的分類與電離本質(zhì)電解質(zhì)是在水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物(非電解質(zhì)則二者皆不能,如蔗糖、酒精)。根據(jù)電離程度,電解質(zhì)分為:強電解質(zhì):在水溶液中完全電離(不可逆,用“=”),包括強酸(如HCl、H?SO?)、強堿(如NaOH、Ba(OH)?)、大部分鹽(如NaCl、BaSO?)。弱電解質(zhì):在水溶液中部分電離(可逆,用“?”),包括弱酸(如CH?COOH、H?CO?)、弱堿(如NH?·H?O、Fe(OH)?)、水(極弱電解質(zhì))。2.電離平衡的特征與方程式書寫弱電解質(zhì)的電離是動態(tài)平衡,滿足“逆、等、動、定、變”(與化學(xué)平衡一致)。電離方程式書寫需注意:多元弱酸分步電離(第一步為主,第二步極弱):如H?CO??H?+HCO??(主);HCO???H?+CO?2?(次)。多元弱堿一步電離(高中階段簡化,實際分步但復(fù)雜):如Fe(OH)??Fe3?+3OH?。3.電離平衡的影響因素電離平衡的移動遵循勒夏特列原理,關(guān)鍵因素包括:溫度:電離吸熱,升溫促進(jìn)電離(如醋酸電離度隨溫度升高而增大)。濃度:稀釋促進(jìn)電離(“越稀越電離”,如0.1mol/L醋酸稀釋后,H?濃度先增后減,但電離度持續(xù)增大)。同離子效應(yīng):加入含相同離子的強電解質(zhì),抑制電離(如醋酸中加CH?COONa,c(CH?COO?)增大,電離平衡左移)。外加試劑:加酸/堿影響H?/OH?濃度,進(jìn)而影響弱電解質(zhì)電離(如醋酸中加NaOH,消耗H?,促進(jìn)醋酸電離)。二、鹽類水解的原理與規(guī)律1.水解的定義與實質(zhì)鹽類水解是指鹽電離出的弱離子(弱酸根或弱堿陽離子)與水電離的H?或OH?結(jié)合,生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。其實質(zhì)是破壞水的電離平衡,促進(jìn)水的電離(與弱電解質(zhì)電離抑制水的電離相反)。2.水解的核心規(guī)律(“八字訣”)水解規(guī)律可總結(jié)為:有弱才水解,越弱越水解;誰強顯誰性,同強顯中性。有弱才水解:鹽中含弱酸根(如CO?2?、CH?COO?)或弱堿陽離子(如NH??、Fe3?)時,才會發(fā)生水解;強酸強堿鹽(如NaCl)不水解。越弱越水解:弱酸根對應(yīng)的酸越弱(或弱堿陽離子對應(yīng)的堿越弱),水解程度越大(如酸性:CH?COOH>H?CO?,故水解程度:CO?2?>CH?COO?)。誰強顯誰性:強酸弱堿鹽(如NH?Cl)顯酸性(弱堿陽離子水解:NH??+H?O?NH?·H?O+H?);強堿弱酸鹽(如Na?CO?)顯堿性(弱酸根水解:CO?2?+H?O?HCO??+OH?)。3.水解方程式的書寫規(guī)范單水解(弱離子單獨水解):可逆號,不標(biāo)“↓”“↑”,多元弱酸根分步水解(第一步為主)。例:NH?Cl水解:NH??+H?O?NH?·H?O+H?(一步);Na?CO?水解:CO?2?+H?O?HCO??+OH?(主);HCO??+H?O?H?CO?+OH?(次)。雙水解(弱酸根+弱堿陽離子同時水解):若生成沉淀/氣體,水解徹底(用“=”,標(biāo)“↓”“↑”);否則可逆。例:AlCl?與NaHCO?混合:Al3?+3HCO??=Al(OH)?↓+3CO?↑(徹底,因生成沉淀和氣體);CH?COONH?水解:CH?COO?+NH??+H?O?CH?COOH+NH?·H?O(可逆,無沉淀/氣體)。4.水解平衡的影響因素水解反應(yīng)吸熱(可看作中和反應(yīng)的逆過程),影響因素與電離類似但方向一致:溫度:升溫促進(jìn)水解(如FeCl?溶液加熱,顏色變深,水解程度增大)。濃度:稀釋促進(jìn)水解(“越稀越水解”,但水解產(chǎn)生的離子濃度需結(jié)合體積變化分析,如稀釋FeCl?溶液,c(Fe3?)減小)。酸堿性:加酸抑制弱堿陽離子水解(如FeCl?中加HCl,抑制Fe3?水解),促進(jìn)弱酸根水解(如Na?CO?中加HCl,促進(jìn)CO?2?水解);加堿則相反。外加鹽:含相同離子的鹽抑制水解(如CH?COONa中加CH?COOH,抑制CH?COO?水解);含促進(jìn)水解的離子(如Fe3?與HCO??)則相互促進(jìn)。三、電離與水解的綜合應(yīng)用1.溶液中粒子濃度比較(以典型體系為例)強堿弱酸鹽(如Na?CO?):CO?2?分步水解,離子濃度:c(Na?)>c(CO?2?)>c(OH?)>c(HCO??)>c(H?)(H?來自水的電離,濃度最?。?。弱酸與強堿鹽混合(如CH?COOH與CH?COONa混合,顯酸性):CH?COOH電離(CH?COOH?CH?COO?+H?)強于CH?COO?水解(CH?COO?+H?O?CH?COOH+OH?),故粒子濃度:c(CH?COO?)>c(Na?)>c(CH?COOH)>c(H?)>c(OH?)。2.三大守恒關(guān)系(電荷、物料、質(zhì)子)電荷守恒:溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)=陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)(與溶液酸堿性無關(guān))。例:Na?CO?溶液:c(Na?)+c(H?)=2c(CO?2?)+c(HCO??)+c(OH?)。物料守恒:某元素的原子總數(shù)守恒(考慮水解/電離后的存在形式)。例:Na?CO?溶液(Na與C原子比為2:1):c(Na?)=2[c(CO?2?)+c(HCO??)+c(H?CO?)]。質(zhì)子守恒:水電離的H?與OH?濃度相等(需結(jié)合水解/電離對H?的消耗)。例:Na?CO?溶液:c(OH?)=c(H?)+c(HCO??)+2c(H?CO?)(CO?2?結(jié)合H?生成HCO??、H?CO?,每結(jié)合1個H?產(chǎn)生1個OH?,結(jié)合2個H?則產(chǎn)生2倍的OH?)。四、易錯點與辨析1.電離與水解的“競爭”關(guān)系如NaHCO?溶液,HCO??既電離(HCO???H?+CO?2?)又水解(HCO??+H?O?H?CO?+OH?),溶液顯堿性(水解程度>電離程度)。2.水解程度與濃度的“矛盾”“越稀越水解”指水解程度(水解的離子占總離子的比例)隨濃度減小而增大,但水解產(chǎn)生的離子濃度不一定減?。ㄈ缦♂孎eCl?溶液,c(H?)因體積增大而減小,盡管水解程度增大)。3.雙水解的“徹底性”判斷并非所有弱酸根與弱堿陽離子都徹底雙水解:如NH??與CH?COO?,水解相互促進(jìn)但不徹底(生成的NH?·H?O和CH?COOH均非沉淀/氣體),溶液可穩(wěn)定存在(如CH?COONH?溶液顯中性)??偨Y(jié)與建議鹽類水解與電離的核心是平衡移動原理的應(yīng)用:電離是弱電解質(zhì)自身的平衡,
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