全国通用版2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡3盐类的水解课时作业含解析

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盐类的水解
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括7小题,每题6分,共42分)
1.《本草纲目》中对利用K2CO3 去油污有如下叙述:“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣。”文中涉及的化学反应属于 (　　)
A.水解反应　　　　 B.置换反应
C.酯化反应 D.加成反应
【解析】选A。碳酸钾水解生成碱(氢氧化钾),属于水解反应。
2.(2018·石家庄模拟)25 ℃时,关于①0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液　②0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列叙述正确的是 (　　)
A.若向①中加适量水,溶液中的值减小
B.若将①和②均稀释100倍,①的pH变化更大
C.若向②中加适量水,水的电离平衡正向移动
D.若将①和②混合,所得溶液的pH=7,则溶液中的c(NH3·H2O)>c(Na+)
【解析】选C。加水促进N水解,n(Cl-)不变,n(N)减小,而=,故随着溶液的稀释,逐渐增大,A项错误;N的水解为可逆反应,而且水解较微弱,而NaOH是强电解质,故①和②均稀释100倍时,②的pH变化大,B项错误;0.1 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释时,溶液中c(OH-)减小,对水电离的抑制程度减小,故水的电离平衡正向移动,C项正确;由溶液中电荷守恒可得:c(Cl-)+
c(OH-)=c(H+)+c(N)+c(Na+),由物料守恒可知c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(N),因pH=7,故c(OH-)=c(H+),三式联立可得c(Na+)=c(NH3·H2O),D项错误。
3.现有①Na2CO3溶液,②CH3COONa溶液,③NaOH溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1。下列说法正确的是
(　　)
A.三种溶液的pH大小顺序是③>②>①
B.将三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是①
C.分别加入25 mL 0.1 mol·L-1的盐酸后,溶液的pH大小顺序是①>③>②
D.三种溶液中,由水电离的c(OH-)大小顺序是③>①>②
【解析】选C。根据“组成盐的弱酸根离子对应的弱酸酸性越弱,盐溶液的碱性越强”可得,三种溶液的碱性:③>①>②,pH:③>①>②,A错误;稀释会促进①、②的水解,因此pH变化最大的是③,B错误;分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,①中溶质为NaHCO3和NaCl,显碱性,②中溶质为CH3COOH和NaCl,显酸性,③中溶质为NaCl,显中性,pH大小顺序为①>③>②,C正确;NaOH溶液抑制水的电离,Na2CO3溶液和CH3COONa溶液促进水的电离,故③中由水电离的c(OH-)最小,D错误。
4.Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时,吸收液pH随n(S)∶n(HS)变化图象如图:

则以下离子浓度关系的判断正确的是 (　　)

A.NaHSO3溶液中c(H+) B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c(S)>c(HS)>c(OH-)>c(H+)
C.当吸收液呈中性时,c(Na+)>c(S)>c(HS)>c(OH-)=c(H+)
D.当吸收液呈中性时,c(Na+)>c(HS)+c(S)
【解析】选D。用Na2SO3溶液吸收SO2时,随着吸收量的增多,溶液由碱性逐渐变为酸性。由图象中信息可知NaHSO3溶液为酸性溶液,c(H+)>c(OH-),A错误;Na2SO3溶液中S的水解存在二级水解,亚硫酸氢根离子水解程度较小,且水电离也产生氢氧根离子,所以c(HS)应小于c(OH-),B错误;由图象中数据,当c(S)
=c(HS)时,pH=7.2,故当吸收液呈中性时,可推出c(S)
c(HS)+c(S),D正确。
5.下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 (　　)
A.等pH的醋酸溶液、盐酸、硫酸中:
c(CH3COO-)=c(Cl-)=c(S)
B.将10 mL 0.1 mol·L-1 K2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol·L-1盐酸中:
c(K+)>c(Cl-)>c(HC)>c(C)
C.向NH4HCO3溶液中滴加KOH溶液至pH=7:c(N)+c(K+)=c(HC)+c(C)
D.0.2 mol·L-1的某一元弱碱BOH溶液和0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液:2c(OH-)+c(BOH)=2c(H+)+c(B+)
【解析】选D。等pH的醋酸溶液、盐酸、硫酸中:c(CH3COO-)=c(Cl-)=2c(S),A错误;将10 mL 0.1 mol·L-1K2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol·L-1盐酸中,开始盐酸过量产生CO2,最终所得溶液是氯化钾和碳酸钾的混合溶液,则溶液中c(K+)>c(Cl-)>c(C)>c(HC),B错误;向NH4HCO3溶液中滴加KOH溶液至pH=7,根据电荷守恒可知c(N)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),则溶液中c(N)+c(K+)=c(HC)+2c(C),C错误;0.2 mol·L-1的某一元弱碱BOH溶液和0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中溶质是由BOH和BCl组成的,且两者的浓度相等,因此根据电荷守恒c(B+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)和物料守恒2c(Cl-)
=c(BOH)+c(B+)可知,溶液中2c(OH-)+c(BOH)=2c(H+)+c(B+),D正确。
【方法规律】酸式盐中粒子浓度大小比较方法
第一步:判断酸式盐溶液的酸碱性
若酸式酸根离子的水解能力大于电离能力,则溶液呈碱性,如NaHCO3溶液呈碱性。
若酸式酸根离子的电离能力大于水解能力,则溶液呈酸性,如NaHSO3溶液呈酸性。
第二步:写出水解和电离方程式,确定溶液中“粒子”
如:NaHCO3溶液中存在水解平衡:HC+H2OH2CO3+OH-
电离平衡:HCH++C
故NaHCO3溶液中存在“粒子”有Na+、HC、OH-、H+、C、H2CO3
第三步:依据溶液的酸碱性,判断“粒子”浓度大小
NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HC)>>
NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HS)>>
6.在0.1 mol·L-1的醋酸钠溶液中加入等体积的下列物质,溶液中离子浓度大小关系正确的是 (　　)
A.水;c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1 mol·L-1盐酸;c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1醋酸;c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1氢氧化钠;c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】选B。A项,正确的离子浓度顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);B项,加入0.1 mol·L-1盐酸后,生成等浓度的NaCl和醋酸混合液,故有c(Na+)=
c(Cl-),考虑水的电离,故有c(H+)>c(CH3COO-),B正确;C项,电离大于水解,正确的离子浓度顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);D项,正确的离子浓度顺序为c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)。
【加固训练】
　　现有0.4 mol·L-1HA溶液和0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合组成的混合溶液。下列有关推断正确的是 (　　)
A.若该溶液中HA的电离能力大于A-的水解能力,则有c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
B.若该溶液中A-的水解能力大于HA的电离能力,则有c(A-)>c(HA)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.无论该溶液呈酸性还是碱性,都有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.无论该溶液呈酸性还是碱性,都有c(Na+)=c(A-)+c(HA)
【解析】选C。依题意知,混合溶液中c(HA)=0.1 mol·L-1,c(NaA)=0.1 mol·L-1。若HA的电离能力大于A-的水解能力:HAH++A-(主要),A-+H2OHA+OH-(次要),则溶液呈酸性:c(H+)>c(OH-)。由电荷守恒知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),
c(Na+)c(Na+)>c(HA)>c(H+)
>c(OH-),A项错误;若水解能力大于电离能力,则溶液呈碱性:c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒知,c(Na+)>c(A-),由于弱酸根离子的水解程度一般都很小,所以,有c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;由溶液组成知,溶液中只存在H+、Na+、A-、OH-四种离子,由电荷守恒知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),C项正确;D项,
根据物料守恒:c(HA)+c(A-)=2c(Na+),D项错误。
7.(能力挑战题)25 ℃时,二元弱酸H2R的pKa1=1.85,pKa2=7.45(已知pKa=-lgKa),在此温度下向20 mL 0.1 mol·L-1H2R溶液中滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。下列有关说法正确的是 (　　)

A.a点所示溶液中:c(H2R)+c(HR-)+c()=0.1 mol·L-1
B.b点所示溶液中:c(Na+)>c(HR-)>c(H2R)>c()
C.c点所示溶液中:c(Na+)<3c()
D.d点所示溶液中:c(Na+)>c()>c(HR-)
【解析】选D。A.a点溶液体积是原来的1.5倍,则含有R元素的微粒浓度是原来的,根据物料守恒得c(H2R)+c(HR-)+c(R2-)= mol·L-1,A错误;B.b点二者恰好完全反应生成NaHR,溶液呈酸性,说明HR-的电离程度大于水解程度,但其水解和电离程度都较小,钠离子不水解,所以离子微粒浓度大小顺序是c(Na+)>c(HR-)
>c(R2-)>c(H2R),B错误;C.c点溶液溶质为等物质的量的Na2R、NaHR,如果Na2R、NaHR不水解且NaHR也不电离,则存在c(Na+)=3c(R2-),实际上R2-水解且HR-的电离程度大于水解程度,钠离子不水解,所以存在c(Na+)>3c(R2-),C错误;D.d点溶液中溶质为Na2R,R2-水解但程度较小,所以存在c(Na+)>c(R2-)>c(HR-),D正确。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(12分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表所示:
实验
编号
HA的物质的量
浓度(mol·L-1)
NaOH的物质的量
浓度(mol·L-1)
混合溶
液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.1
pH<7
请回答下列有关问题。
(1)从实验①分析,HA是强酸还是弱酸?________。 
(2)实验②表明,c________0.2(填“>”“<”或“=”)。 
(3)从实验③分析,HA的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)NaA的水解程度,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__  __。 
(4)实验①所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果:c(Na+)-c(A-)=____________________mol·L-1;
c(OH-)-c(HA)=________mol·L-1。 
【解析】(1)从实验①分析,等体积、等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后,溶液显碱性,说明生成强碱弱酸盐,即HA是弱酸。(2)实验②中NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1,混合后溶液显中性,说明HA稍过量,HA的物质的量浓度应大于0.2 mol·L-1。(3)实验③相当于等体积、等物质的量浓度的HA和NaA溶液混合,pH<7说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。(4)实验①所得混合溶液的pH=9,则c(OH-)=
10-5 mol·L-1,水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-5 mol·L-1。由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)
=c(A-)+c(OH-),则c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-5-10-9) mol·L-1。由A-+H2OHA+OH-可得c(OH-)=c(HA)+c(H+),所以c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-9 mol·L-1。
答案:(1)弱酸　(2)>　(3)大于　c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)　(4)10-5　(10-5-10-9)　10-9
【加固训练】
　　常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1 MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题:

(1)由图中信息可知HA为________酸(填“强”或“弱”),理由是________。 
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=a,则a________7(填“>”“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:________________,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=________。 
(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系:________。 
(4)K点对应的溶液中,c(M+)+c(MOH)________2c(A-)(填“>”“<”或“=”);若此时溶液的pH=10,则c(MOH)+c(OH-)≈________mol·L-1。 
【解析】(1)由题目信息可知0.01 mol·L-1 HA溶液的pH=2,说明其完全电离,故为强电解质。(2)由题目图象可知向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中滴加51 mL 0.02 mol·L-1 MOH溶液,pH=7,说明MOH是弱碱,故其所对应的MA是弱碱强酸盐,水解显酸性,溶液中的H+全部是水电离出来的,故水电离出的c(OH-)=1×
mol·L-1。
(3)K点是由100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液与100 mL 0.02 mol·L-1 MOH溶液混合而成的,反应后的溶液为等物质的量浓度的MA和MOH溶液,故c(M+)>c(A-)>
c(OH-)>c(H+)。(4)由物料守恒得c(M+)+c(MOH)=2c(A-),由电荷守恒得c(M+)+
c(H+)=c(A-)+c(OH-),故c(MOH)+c(OH-)=c(A-)+c(H+)≈0.005 mol·L-1。
答案:(1)强　0.01 mol·L-1 HA溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1
(2)<　M++H2OMOH+H+
1× mol·L-1
(3)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)=　0.005
9.(16分)根据所学电解质溶液的知识,完成下列问题:
(1)AlCl3溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),原因是____________
________(用离子方程式表示)。把AlCl3溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是__________________(写化学式)。实验室在保存AlCl3溶液时,常在溶液中加少量的________,以________(填“促进”或“抑制”)其水解。 
(2)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。 
(3)25 ℃时,pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),溶液中,c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“=”
或“<”)。 
(4)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),醋酸体积________氢氧化钠溶液体积(填“>”“=”或“<”)。 
(5)已知0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液pH=9,则溶液中c(C)________c(H2CO3)(填“>”“=”或“<”),其溶液显电中性的原因是______________________(用离子浓度关系式表示)。 
【解析】(1)AlCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,水解方程式是Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+。水解是吸热的,加热促进水解,且生成的HCl挥发,最终生成的是Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3。实验室在保存AlCl3溶液时,常在溶液中加少量的HCl,以抑制AlCl3水解。
(2)醋酸和氢氧化钠的物质的量相等,恰好反应,生成醋酸钠。醋酸钠水解,溶液显碱性,根据电荷守恒可知,c(Na+)>c(CH3COO-)。
(3)由于醋酸是弱酸,所以pH=3的醋酸的浓度大于0.001 mol·L-1,和氢氧化钠溶液反应时,醋酸是过量的,所以溶液显酸性,根据电荷守恒可知,c(Na+)<
c(CH3COO-)。
(4)根据电荷守恒可知,当溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等时,H+浓度等于OH-浓度,溶液显中性,这说明醋酸是过量的,所以醋酸的体积大于氢氧化钠溶液的体积。
(5)0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液pH=9,说明HC的水解程度大于HC的电离程度,所以溶液中c(C) 2c(C)+c(OH-)+c(HC)=c(Na+)+c(H+)。
答案:(1)酸　Al3++3H2OAl(OH)3+3H+　Al2O3　HCl　抑制　(2)碱　>
(3)酸　<　(4)中　>　(5)<
2c(C)+c(OH-)+c(HC)=c(Na+)+c(H+)
10.(12分)(2018·武汉模拟)某研究性学习小组的同学对NaHCO3饱和溶液进行加热并测量溶液在不同温度下的pH,所得的结果如下(忽略溶液体积的变化及可能蒸发的溶剂)。
温度/℃
10
20
30
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
(1)甲同学认为:该溶液pH升高的原因是HC随着温度的升高其水解程度增大,故碱性增强,该水解反应的离子方程式为______________。 
(2)乙同学认为:该溶液pH升高是因为NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3的水解程度。 
(3)丙同学认为甲、乙两位同学的判断都不准确,丙认为:
①只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是________(填字母)。 
A.Ba(OH)2溶液
B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液
D.澄清的石灰水
②将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH________(填“高于”“低于”或“等于”)8.3,则________(填“甲”或“乙”)同学判断正确。 
【解析】(1)阴离子水解,溶液显碱性,水解离子方程式为HC+H2O
H2CO3+OH-;(2)因溶液pH升高,故溶液中c(OH-)增大,即C结合H+的能力强于HC,故C的水解能力强于HC。(3)①若乙同学的观点正确,则溶液中C的浓度较大,遇到钡盐或钙盐就可形成沉淀。若甲同学的观点正确,则加入钡盐或钙盐后不会产生沉淀。但因HC可与OH-作用生成C,故所加的试剂不能为碱。②若加热的过程中NaHCO3不分解,则恢复到10 ℃时溶液的性质与加热前相同,若加热过程中NaHCO3发生了分解,则因生成了水解能力较强的C,溶液的pH>8.3。
答案:(1)HC+H2OH2CO3+OH-
(2)大于　 (3)①乙　B　②等于(或高于)　甲(或乙)
11.(18分)(能力挑战题)在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中________(填“增大”“不变”或“减小”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式___________。 
(2)土壤的pH一般在4～9。土壤中Na2CO3含量较高时,pH可高达10.5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因__________________________________。 
加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为_____
_________________________。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl溶液
40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。

回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HC、C  (填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为______________________,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为___________________________; 
③已知在25 ℃时,C水解反应的平衡常数即水解常数Kh= =2.0×10-4 mol·L-1,当溶液中c(HC)∶c(C)=2∶1时,溶液的pH=________。 
【解析】(1)K=,K仅受温度影响,温度不变,K值不变。若写电荷守恒的等式则为c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),若写物料守恒的等式则为c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.2 mol·L-1。
(2)土壤呈碱性,是因C水解显碱性所致。利用沉淀的转化与生成规律,CaSO4转化为更难溶的物质CaCO3,相应的化学方程式为Na2CO3+CaSO4·2H2O
CaCO3+Na2SO4+2H2O。
(3)①通过观察图象可知H2CO3和C不可以共存,会发生反应生成HC。②通过观察图象可知当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为HC、H2CO3。③中c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,pH=10。
答案:(1)不变　c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)(合理即可)
(2)C+H2OHC+OH-
Na2CO3+CaSO4·2H2OCaCO3+Na2SO4+2H2O
(3)①不能　②HC、H2CO3　c(Na+)>c(Cl-)>c(HC)>c(H+)=c(OH-)　③10