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鲁科版高中化学选择性必修1第3章分层作业18盐类水解的应用习题含答案
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这是一份鲁科版高中化学选择性必修1第3章分层作业18盐类水解的应用习题含答案，共14页。
分层作业18 盐类水解的应用
A级 必备知识基础练
1.下列说法错误的是( )
A.配制FeCl3溶液,为了抑制其水解,常加盐酸
B.加热蒸干CuCl2溶液得到CuCl2固体
C.盐类水解通常都是吸热的
D.水解达到平衡时的AlCl3稀溶液中,无论再加入AlCl3固体还是加水或者加热,其水解平衡均向右移动
2.物质的量浓度相同的下列溶液中,按pH由小到大的顺序排列的是( )
A.Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl
B.Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaCl
C.(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S
D.NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3
3.物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3 ⑤NH4HCO3,其中CO32-的浓度由小到大排列的顺序正确的是( )
A.⑤<④<③<②<①
B.③<⑤<②<④<①
C.③<②<⑤<④<①
D.③<⑤<④<②<①
4.25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )
A.c平(Na+)=c平(CH3COO-)+c平(CH3COOH)
B.c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-)
C.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
D.c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(OH-)
5.下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体 ②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体 ③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体 ④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
6.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是( )
A.c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O4-)+c平(OH-)+c平(C2O42-)
B.c平(HC2O4-)+c平(C2O42-)=0.1 mol·L-1
C.c平(C2O42-)
7.(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3在溶液中易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是__________________________________________。
(2)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用: ________________________________。
(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(3)为了提高生活用水的质量,自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化,以改善水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式: ________________________________________________。
B级 关键能力提升练
8.下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时的pH
8.1
1.7
6.2
完全沉淀时的pH
9.6
3.7
8.0
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
9.下列说法正确的是( )
A.常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)═2Na2SO4(s),能自发进行,则ΔH>0
B.Al2(SO4)3溶液蒸干所得的固体产物为Al(OH)3
C.已知工业上常用NH4Cl溶液给金属除锈,则温度降低会使除锈效果减弱
D.pH相同的盐酸和醋酸溶液与足量锌粒反应,产生相同质量的H2,则盐酸的体积小于醋酸溶液的体积
10.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.3种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
11.室温时,向20 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中不断滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液的pH变化曲线如图所示。在滴定过程中,下列关于溶液中离子浓度关系不正确的是( )
A.a点时:c平(CH3COO-)+2c平(OH-)=c平(CH3COOH)+2c平(H+)
B.b点时:c平(Na+)=c平(CH3COO-)
C.c点时:c平(OH-)=c平(CH3COOH)+c平(H+)
D.d点时:c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
12.已知室温下,不同酸的电离常数如下表所示:
物质
H2CO3
HClO
CH3COOH
H2SO3
电离
常数
Ka1=
4.2×10-7 mol·L-1
Ka2=
5.6×10-11 mol·L-1
Ka=
4.7×10-8 mol·L-1
Ka=
1.7×10-5 mol·L-1
Ka1=
1.4×10-2 mol·L-1
Ka2=
6.0×10-8 mol·L-1
下列说法中正确的是( )
A.少量SO2通入NaClO溶液中发生反应的离子方程式为H2O+SO2+ClO-2H++Cl-+SO42-
B.室温下,稀释CH3COOH或HClO溶液时,溶液中c平(R-)c平(HR)·c平(OH-)不变(HR代表CH3COOH或HClO)
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3、CH3COONa、NaHSO3三种溶液混合,混合溶液中:c平(HSO3-)>c平(CH3COO-)>c平(CO32-)
D.含等物质的量的NaHCO3和CH3COONa的混合液中:c平(OH-)-c平(H+)=c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)
13.室温下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为7.1×10-4 mol·L-1和1.7×10-5 mol·L-1。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度: b点>c点
C.从c点到d点,溶液中c平(HA)·c平(OH-)c平(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
14.等物质的量浓度、等体积的下列溶液中:
①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NH4HCO3
⑤(NH4)2CO3
下列关系或者说法不正确的是( )
A.③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
B.将溶液蒸干灼烧只有②能得到对应的固体物质
C.c平(HCO3-)的大小关系为④>③>②>⑤>①
D.c平(CO32-)的大小关系为②>⑤>③>④>①
15.X、Y、Z均为中学化学常见的物质,且含有同种元素,它们之间有如下转化关系。则下列说法正确的是( )
A.若Y为两性氢氧化物,则a可能是盐酸或氨水
B.若X、Y、Z溶液均显碱性,且Z是发酵粉的主要成分之一,则c(Y)∶c(Z)=1∶1的混合溶液中c平(CO32-)+2c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3)
C.若X为Cl2,且a为用量最大的金属,则将Z溶液蒸干可得到纯净的Z
D.若Z是形成硫酸型酸雨的主要物质,则X与Z反应生成的氧化产物与还原产物质量之比为1∶2
16.25 ℃时,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1。常温下,往25 mL氢氧化钠标准溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,pH变化曲线如图所示,已知混合溶液pH=10时达到滴定终点,回答下列问题:
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
(2)A点对应的横坐标为25 mL,请用离子方程式解释A点溶液显碱性的原因: ________________________________________________。
(3)A点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是________________。
(4)B点溶液中,c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=________________。
(5)C点溶液为等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,请判断该溶液中c平(CH3COOH) ________ (填“>”“<”或“=”)c平(CH3COO-)。
17.Ⅰ.平衡思想是化学研究的一个重要观念,在水溶液中存在多种平衡体系。
(1)实验室在保存FeCl3溶液时,常在溶液中加少量的________________,以抑制其水解;把AlCl3溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体主要产物是________________。
(2)在日常生活中经常用Al2(SO4)3和NaHCO3混合溶液作灭火剂,请用离子方程式表示其灭火原理:_______________________________。
Ⅱ.已知,25 ℃时几种物质的电离常数如下:
化学式
H2CO3
CH3COOH
NH3·H2O
H2SO3
电离平衡常数(mol·L-1)
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=1.7×10-5
Kb=1.7×10-5
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
(3)25 ℃时,CH3COONH4溶液显____________性,(NH4)2CO3溶液的pH____________ (填“大于”或“小于”)7。
(4)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的4种溶液:①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4、④NH3·H2O,按要求从大到小排序。
pH: ____________;
c平(NH4+): ____________。
(5)25 ℃时,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c平(OH-)=____________mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c平(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c平(SO32-)c平(HSO3-)=____________。SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应的离子方程式是________________________________________________。
C级 学科素养拔高练
18.已知室温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式
HF
HClO
H2CO3
NH3·H2O
电离
常数
Ka=
6.8×10-4 mol·L-1
Ka=
4.7×10-8 mol·L-1
Ka1=
4.2×10-7 mol·L-1
Ka2=
5.6×10-11 mol·L-1
Kb=
1.7×10-5 mol·L-1
(1)室温下,pH相同的三种溶液:①NaF溶液
②NaClO溶液 ③Na2CO3溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是____________(填序号)。
(2)室温时,pH=4的NH4Cl溶液与pH=4的HF溶液中由水电离出的c水(H+)之比为____________。
(3)0.1 mol·L-1 NaClO溶液和0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,c平(ClO-) (填“>”“<”或“=”)c平(HCO3-);可使上述两种溶液pH相等的方法是____________(填序号)。
A.向NaClO溶液中加适量水
B.向NaClO溶液中加入适量NaOH固体
C.向NaHCO3溶液中加适量水
D.向NaHCO3溶液中加适量NaOH固体
(4)向NaClO溶液中通入少量CO2,所发生反应的离子方程式为___________。
(5)室温下,0.1 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液等体积混合,通过计算判断混合溶液的酸碱性:____________________________________。
分层作业18 盐类水解的应用
1.B 解析 易水解显酸性的盐,在配制其盐溶液时,为了抑制水解,常加相应的酸,A项正确;易挥发性酸的弱碱盐水溶液,加热蒸干时往往彻底水解生成氢氧化物,B项错误;盐类水解是吸热的,C项正确;AlCl3溶液中存在水解平衡:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,增大Al3+的浓度或加水稀释或加热,水解平衡都向正反应方向移动,D项正确。
2.C 解析 CO32-的水解程度大于HCO3-,则pH:Na2CO3溶液>NaHCO3溶液,故选项A、B不符合要求;NH4+水解使NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液显酸性,物质的量浓度相同时,(NH4)2SO4溶液中NH4+浓度大于NH4Cl溶液中NH4+浓度,则溶液pH:(NH4)2SO4溶液
4.D 解析 pH=11的NaOH溶液中c平(NaOH)=c平(OH-)=10-3 mol·L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c平(H+)=10-3 mol·L-1,c平(CH3COOH)远远大于10-3 mol·L-1。两溶液等体积混合后,形成CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,且c平(CH3COOH)远大于c平(CH3COONa),溶液呈酸性,电荷守恒关系为c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),离子浓度大小顺序为c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(OH-)。
5.B 解析 Al3+和S2-在水溶液中会彻底水解而得不到Al2S3;MgCl2在水溶液中水解,蒸发过程中水解生成的HCl会挥发,最后得到的是Mg(OH)2而不是MgCl2。
6.D 解析 溶液遵循电中性原则,则有c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O4-)+c平(OH-)+2c平(C2O42-),故A错误;草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O42-、HC2O4-,根据物料守恒可知c平(H2C2O4)+c平(C2O42-)+c平(HC2O4-)=0.1 mol·L-1,故B错误;草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,则c平(C2O42-)>c平(H2C2O4),故C错误;在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,存在H2C2O4、C2O42-、HC2O4-和K+等,根据物料守恒可知c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O4-)+c平(C2O42-),故D正确。
7.答案 (1)分解出HCl气体,抑制CeCl3在加热时发生水解
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降),从而消除Cd2+污染
(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而净化水;Cl2+H2OH++Cl-+HClO,生成的HClO具有强氧化性,能杀菌消毒
解析 (1)由“加热条件下CeCl3在溶液中易发生水解”,可知NH4Cl的作用是抑制其水解,CeCl3水解会生成HCl,NH4Cl的作用是受热时分解出HCl气体,抑制CeCl3水解。
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降),从而消除Cd2+污染。
(3)Cl2与Fe2+反应生成Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底,达到净化水的目的;同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO,HClO可杀灭水中的病菌。
8.A 解析 要使Fe2+和Fe3+全部除去,由题给信息可知,需将Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH范围为3.7≤pH<6.2,既可将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,又能保证Zn2+不沉淀。氧化Fe2+时不能引入新的杂质,只能用H2O2,调节pH时也不能引入新的杂质,可用ZnO、ZnCO3等能促进Fe3+发生水解的锌的化合物。
9.C 解析 反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS<0,反应2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)的ΔS<0,则ΔH<0,A错误;硫酸铝水解生成氢氧化铝和硫酸,加热能促进硫酸铝的水解,硫酸是难挥发性酸,当硫酸浓度达到一定程度,硫酸与氢氧化铝反应又生成硫酸铝,所以蒸干得到固体为硫酸铝,B错误;NH4++H2ONH3·H2O+H+,Fe2O3与氢离子反应来除去铁锈,NH4+水解是吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,氢离子浓度减小,除锈效果减弱,C正确;pH相等的醋酸溶液和盐酸,二者c(H+)相等,醋酸是弱电解质,在水溶液里部分电离,HCl是强电解质,在水溶液里完全电离,pH相等的醋酸溶液和盐酸中,醋酸浓度大于盐酸,与足量的Zn反应生成的H2质量相等,则CH3COOH与HCl的物质的量相等,故盐酸的体积大于醋酸溶液的体积,D错误。
10.C 解析 相同物质的量浓度的①②③溶液,pH的大小顺序应为③>①>②,故A项错误;稀释相同倍数时,①②存在水解平衡,③中pH变化最大,故B项错误;若pH相同的三种溶液,物质的量浓度大小顺序应为②>①>③,故D项错误;与25 mL 0.1 mol·L-1盐酸反应后①中为等物质的量浓度的NaHCO3和NaCl溶液,②中为等物质的量浓度的CH3COOH和NaCl溶液,③中为NaCl溶液,pH最大的是①,故C项正确。
11.D 解析 a点时醋酸过量,溶液为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒和物料守恒可得,c平(CH3COO-)+2c平(OH-)=c平(CH3COOH)+2c平(H+),故A正确;溶液中存在电荷守恒c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),b点时溶液的pH=7,呈中性,则c平(H+)=c平(OH-),根据电荷守恒可知c平(Na+)=c平(CH3COO-),故B正确;c点时,氢氧化钠与醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液,醋酸钠溶液中,根据电荷守恒可得:①c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),根据物料守恒可得:②c平(Na+)=c平(CH3COO-)+c平(CH3COOH),将②代入①可得:c平(OH-)=c平(CH3COOH)+c平(H+),故C正确;d点为等物质的量的NaOH和CH3COONa的混合溶液,氢氧化钠过量,溶液呈碱性,由于CH3COO-存在微弱的水解,则c平(Na+)>c平(OH-)>c平(CH3COO-)>c平(H+),故D错误。
12.B 解析 少量SO2通入NaClO溶液中,NaClO过量,反应生成次氯酸、硫酸根离子和氯离子,正确的离子方程式为H2O+SO2+3ClO-2HClO+Cl-+SO42-,故A错误;给c平(R-)c平(HR)·c平(OH-)的分子、分母同时乘以c平(H+)可得:c平(R-)·c平(H+)c平(HR)·c平(OH-)·c平(H+)=KaKW,由于电离平衡常数和水的离子积都不变,所以该比值不变,故B正确;等体积、等物质的量浓度的Na2CO3、CH3COONa、NaHSO3三种物质的溶液混合,Na2CO3、NaHSO3反应生成Na2SO3、NaHCO3,则溶液中的HSO3-、CO32-浓度远远小于CH3COO-,故C错误;等物质的量的NaHCO3和CH3COONa的混合液中,根据电荷守恒可得:①c平(OH-)+c平(HCO3-)+c平(CH3COO-)+2c平(CO32-)=c平(H+)+c平(Na+),根据物料守恒可得:②c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)+c平(HCO3-)+c平(CO32-)+c平(CH3COO-)=c平(Na+),将②代入①可得:c平(OH-)-c平(H+)=c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)-c平(CO32-),故D错误。
13.C 解析 A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点
15.B 解析 若Y为两性氢氧化物,则Y为Al(OH)3,若a是盐酸,则X为四羟基合铝酸盐、Z为AlCl3,Al(OH)3不能与氨水反应,a不可能为氨水,故A错误;Z是发酵粉的主要成分之一,则Z是NaHCO3,X、Y、Z溶液均显碱性,X为NaOH,a为CO2,Y为Na2CO3,则c(Na2CO3)∶c(NaHCO3)=1∶1的混合溶液中存在物料守恒:2c平(Na+)=3[c平(CO32-)+c平(HCO3-)+c平(H2CO3)]①,根据电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=2c平(CO32-)+c平(HCO3-)+c平(OH-)②,将①②两式联立可得:c平(CO32-)+2c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3),故B正确;若X为Cl2,且a为用量最大的金属,则a为Fe,Y为FeCl3,Z为FeCl2,将FeCl2溶液蒸干,由于亚铁离子发生水解反应,反应产物HCl具有挥发性,加热促进平衡正向进行,会生成Fe(OH)2沉淀,且+2价的Fe会被氧化成+3价,得不到纯净的FeCl2,故C错误;若Z是形成硫酸型酸雨的主要物质,则Z为SO2,Y为S,a为O2,X为H2S,H2S与SO2反应的化学方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O,H2S为还原剂,SO2为氧化剂,则生成的氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1,质量之比为2∶1,故D错误。
16.答案 (1)0.1 mol·L-1
(2)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3)c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
(4)17 (5)<
解析 (1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度c(NaOH)=c酸V酸V碱=0.1mol·L-1×25 mL25 mL=0.1 mol·L-1。
(2)A点为NaOH和醋酸恰好完全反应的点,此时溶液中溶质为醋酸钠,因为醋酸根离子会水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,故溶液显碱性。
(3)A点存在电荷守恒c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),因为溶液显碱性,则c平(H+)c平(CH3COO-),因为溶液中醋酸钠是大量的,氢离子和氢氧根离子为少量的,故c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)。
(4)B点所示溶液中,c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=Kac平(H+)=1.7×10-5mol·L-11.0×10-6mol·L-1=17。
(5)C点所示溶液为等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,pH<7,溶液显酸性,说明醋酸分子的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,所以溶液中c平(CH3COOH)
(2)Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)中 大于
(4)④③①② ②①③④
(5)5.8×10-3 0.6 SO2+2HCO3-SO32-+H2O+2CO2
解析 (1)FeCl3是强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,保存FeCl3溶液时应加入盐酸抑制其水解。AlCl3也属于强酸弱碱盐,Al3+水解生成Al(OH)3和HCl,在溶液蒸干时,HCl易挥发,生成的氢氧化铝在灼烧时分解成氧化铝和水,所以最后得到的固体是氧化铝。
(2)Al2(SO4)3和NaHCO3溶液混合,Al3+和HCO3-会相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)从题表格中的几种物质的电离常数可知,CH3COOH的Ka和NH3·H2O的Kb是相等的,则相同浓度时NH4+和CH3COO-的水解程度是一样的,故CH3COONH4溶液显中性。H2CO3的Ka2=5.6×10-11 mol·L-1,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5 mol·L-1,Kb>Ka2,即CO32-的水解程度大于NH4+的,故(NH4)2CO3溶液的pH大于7。
(4)①NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液显酸性;②NH4HSO4也是强酸弱碱盐,溶液也显酸性,由于HSO4-电离,故酸性比①强;③CH3COONH4属弱酸弱碱盐,由于CH3COOH的Ka和NH3·H2O的Kb是相等的,故溶液显中性;④NH3·H2O是弱碱,溶液显碱性,所以它们的pH从大到小顺序是④③①②。①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4、④NH3·H2O溶液物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,其中①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4是强电解质,是完全电离的,④NH3·H2O是弱碱,是部分电离的,且①NH4Cl溶液中的NH4+部分水解,②NH4HSO4溶液的酸性会抑制NH4+的水解,③CH3COONH4是弱酸弱碱盐,NH4+和CH3COO-相互促进水解,④NH3·H2O是弱碱,电离出的NH4+浓度最小,故四种溶液中NH4+的浓度由大到小的顺序为②①③④。
(5)25 ℃时,氨水的Kb=1.7×10-5 mol·L-1,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,则可得c平(OH-)·c平(NH4+)2.0mol·L-1=1.7×10-5 mol·L-1,因为氨水中c平(OH-)=c平(NH4+),所以c平(OH-)≈5.8×10-3 mol·L-1。25 ℃时,KW=c平(H+)·c平(OH-)=1.0×10-14 mol2·L-2,若c平(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,则c平(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,已知H2SO3的Ka2=6.0×10-8 mol·L-1,Ka2=c平(H+)·c平(SO32-)c平(HSO3-)=6.0×10-8 mol·L-1,则c平(SO32-)c平(HSO3-)=Ka2c平(H+)=
6.0×10-8mol·L-11.0×10-7mol·L-1=0.6。SO2与足量小苏打反应的化学方程式是SO2+2NaHCO3Na2SO3+H2O+2CO2,则离子方程式为SO2+2HCO3-SO32-+H2O+2CO2。
18.答案 (1)①>②>③ (2)106∶1 (3)< AD
(4)ClO-+CO2+H2OHClO+HCO3-
(5)NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5 mol·L-1,则NH4+的水解常数为Kh=KWKb=1×10-141.7×10-5 mol·L-1≈5.9×10-10 mol·L-1,则有Kb>Kh,据此可知NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,故混合溶液显碱性
解析 (1)由于电离常数:HF>HClO>HCO3-,根据盐类“越弱越水解”的规律,对应弱酸根离子的水解程度:CO32->ClO->F-,故pH相同的三种溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaF)>c(NaClO)>c(Na2CO3)。
(2)NH4Cl发生水解,促进水的电离,而HF抑制水的电离,故pH=4的NH4Cl溶液中由水电离的c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4的HF溶液中由水电离的c(H+)=10-10 mol·L-1,二者之比为(10-4 mol·L-1)∶(10-10 mol·L-1)=106∶1。
(3)由表中数据可知K(HClO)
分层作业18 盐类水解的应用
A级 必备知识基础练
1.下列说法错误的是( )
A.配制FeCl3溶液,为了抑制其水解,常加盐酸
B.加热蒸干CuCl2溶液得到CuCl2固体
C.盐类水解通常都是吸热的
D.水解达到平衡时的AlCl3稀溶液中,无论再加入AlCl3固体还是加水或者加热,其水解平衡均向右移动
2.物质的量浓度相同的下列溶液中,按pH由小到大的顺序排列的是( )
A.Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl
B.Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaCl
C.(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S
D.NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3
3.物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③H2CO3 ④(NH4)2CO3 ⑤NH4HCO3,其中CO32-的浓度由小到大排列的顺序正确的是( )
A.⑤<④<③<②<①
B.③<⑤<②<④<①
C.③<②<⑤<④<①
D.③<⑤<④<②<①
4.25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )
A.c平(Na+)=c平(CH3COO-)+c平(CH3COOH)
B.c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-)
C.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
D.c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(OH-)
5.下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体 ②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体 ③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体 ④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
6.草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是( )
A.c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O4-)+c平(OH-)+c平(C2O42-)
B.c平(HC2O4-)+c平(C2O42-)=0.1 mol·L-1
C.c平(C2O42-)
7.(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3在溶液中易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是__________________________________________。
(2)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用: ________________________________。
(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(3)为了提高生活用水的质量,自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化,以改善水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式: ________________________________________________。
B级 关键能力提升练
8.下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时的pH
8.1
1.7
6.2
完全沉淀时的pH
9.6
3.7
8.0
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
9.下列说法正确的是( )
A.常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)═2Na2SO4(s),能自发进行,则ΔH>0
B.Al2(SO4)3溶液蒸干所得的固体产物为Al(OH)3
C.已知工业上常用NH4Cl溶液给金属除锈,则温度降低会使除锈效果减弱
D.pH相同的盐酸和醋酸溶液与足量锌粒反应,产生相同质量的H2,则盐酸的体积小于醋酸溶液的体积
10.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.3种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
11.室温时,向20 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中不断滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液的pH变化曲线如图所示。在滴定过程中,下列关于溶液中离子浓度关系不正确的是( )
A.a点时:c平(CH3COO-)+2c平(OH-)=c平(CH3COOH)+2c平(H+)
B.b点时:c平(Na+)=c平(CH3COO-)
C.c点时:c平(OH-)=c平(CH3COOH)+c平(H+)
D.d点时:c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
12.已知室温下,不同酸的电离常数如下表所示:
物质
H2CO3
HClO
CH3COOH
H2SO3
电离
常数
Ka1=
4.2×10-7 mol·L-1
Ka2=
5.6×10-11 mol·L-1
Ka=
4.7×10-8 mol·L-1
Ka=
1.7×10-5 mol·L-1
Ka1=
1.4×10-2 mol·L-1
Ka2=
6.0×10-8 mol·L-1
下列说法中正确的是( )
A.少量SO2通入NaClO溶液中发生反应的离子方程式为H2O+SO2+ClO-2H++Cl-+SO42-
B.室温下,稀释CH3COOH或HClO溶液时,溶液中c平(R-)c平(HR)·c平(OH-)不变(HR代表CH3COOH或HClO)
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3、CH3COONa、NaHSO3三种溶液混合,混合溶液中:c平(HSO3-)>c平(CH3COO-)>c平(CO32-)
D.含等物质的量的NaHCO3和CH3COONa的混合液中:c平(OH-)-c平(H+)=c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)
13.室温下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为7.1×10-4 mol·L-1和1.7×10-5 mol·L-1。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度: b点>c点
C.从c点到d点,溶液中c平(HA)·c平(OH-)c平(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
14.等物质的量浓度、等体积的下列溶液中:
①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NH4HCO3
⑤(NH4)2CO3
下列关系或者说法不正确的是( )
A.③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
B.将溶液蒸干灼烧只有②能得到对应的固体物质
C.c平(HCO3-)的大小关系为④>③>②>⑤>①
D.c平(CO32-)的大小关系为②>⑤>③>④>①
15.X、Y、Z均为中学化学常见的物质,且含有同种元素,它们之间有如下转化关系。则下列说法正确的是( )
A.若Y为两性氢氧化物,则a可能是盐酸或氨水
B.若X、Y、Z溶液均显碱性,且Z是发酵粉的主要成分之一,则c(Y)∶c(Z)=1∶1的混合溶液中c平(CO32-)+2c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3)
C.若X为Cl2,且a为用量最大的金属,则将Z溶液蒸干可得到纯净的Z
D.若Z是形成硫酸型酸雨的主要物质,则X与Z反应生成的氧化产物与还原产物质量之比为1∶2
16.25 ℃时,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1。常温下,往25 mL氢氧化钠标准溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,pH变化曲线如图所示,已知混合溶液pH=10时达到滴定终点,回答下列问题:
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
(2)A点对应的横坐标为25 mL,请用离子方程式解释A点溶液显碱性的原因: ________________________________________________。
(3)A点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是________________。
(4)B点溶液中,c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=________________。
(5)C点溶液为等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,请判断该溶液中c平(CH3COOH) ________ (填“>”“<”或“=”)c平(CH3COO-)。
17.Ⅰ.平衡思想是化学研究的一个重要观念,在水溶液中存在多种平衡体系。
(1)实验室在保存FeCl3溶液时,常在溶液中加少量的________________,以抑制其水解;把AlCl3溶液蒸干并灼烧,最后得到的固体主要产物是________________。
(2)在日常生活中经常用Al2(SO4)3和NaHCO3混合溶液作灭火剂,请用离子方程式表示其灭火原理:_______________________________。
Ⅱ.已知,25 ℃时几种物质的电离常数如下:
化学式
H2CO3
CH3COOH
NH3·H2O
H2SO3
电离平衡常数(mol·L-1)
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=1.7×10-5
Kb=1.7×10-5
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
(3)25 ℃时,CH3COONH4溶液显____________性,(NH4)2CO3溶液的pH____________ (填“大于”或“小于”)7。
(4)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的4种溶液:①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4、④NH3·H2O,按要求从大到小排序。
pH: ____________;
c平(NH4+): ____________。
(5)25 ℃时,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c平(OH-)=____________mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c平(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的c平(SO32-)c平(HSO3-)=____________。SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应的离子方程式是________________________________________________。
C级 学科素养拔高练
18.已知室温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式
HF
HClO
H2CO3
NH3·H2O
电离
常数
Ka=
6.8×10-4 mol·L-1
Ka=
4.7×10-8 mol·L-1
Ka1=
4.2×10-7 mol·L-1
Ka2=
5.6×10-11 mol·L-1
Kb=
1.7×10-5 mol·L-1
(1)室温下,pH相同的三种溶液:①NaF溶液
②NaClO溶液 ③Na2CO3溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是____________(填序号)。
(2)室温时,pH=4的NH4Cl溶液与pH=4的HF溶液中由水电离出的c水(H+)之比为____________。
(3)0.1 mol·L-1 NaClO溶液和0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,c平(ClO-) (填“>”“<”或“=”)c平(HCO3-);可使上述两种溶液pH相等的方法是____________(填序号)。
A.向NaClO溶液中加适量水
B.向NaClO溶液中加入适量NaOH固体
C.向NaHCO3溶液中加适量水
D.向NaHCO3溶液中加适量NaOH固体
(4)向NaClO溶液中通入少量CO2,所发生反应的离子方程式为___________。
(5)室温下,0.1 mol·L-1氨水与0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液等体积混合,通过计算判断混合溶液的酸碱性:____________________________________。
分层作业18 盐类水解的应用
1.B 解析 易水解显酸性的盐,在配制其盐溶液时,为了抑制水解,常加相应的酸,A项正确;易挥发性酸的弱碱盐水溶液,加热蒸干时往往彻底水解生成氢氧化物,B项错误;盐类水解是吸热的,C项正确;AlCl3溶液中存在水解平衡:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,增大Al3+的浓度或加水稀释或加热,水解平衡都向正反应方向移动,D项正确。
2.C 解析 CO32-的水解程度大于HCO3-,则pH:Na2CO3溶液>NaHCO3溶液,故选项A、B不符合要求;NH4+水解使NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液显酸性,物质的量浓度相同时,(NH4)2SO4溶液中NH4+浓度大于NH4Cl溶液中NH4+浓度,则溶液pH:(NH4)2SO4溶液
4.D 解析 pH=11的NaOH溶液中c平(NaOH)=c平(OH-)=10-3 mol·L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c平(H+)=10-3 mol·L-1,c平(CH3COOH)远远大于10-3 mol·L-1。两溶液等体积混合后,形成CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,且c平(CH3COOH)远大于c平(CH3COONa),溶液呈酸性,电荷守恒关系为c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),离子浓度大小顺序为c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(OH-)。
5.B 解析 Al3+和S2-在水溶液中会彻底水解而得不到Al2S3;MgCl2在水溶液中水解,蒸发过程中水解生成的HCl会挥发,最后得到的是Mg(OH)2而不是MgCl2。
6.D 解析 溶液遵循电中性原则,则有c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O4-)+c平(OH-)+2c平(C2O42-),故A错误;草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O42-、HC2O4-,根据物料守恒可知c平(H2C2O4)+c平(C2O42-)+c平(HC2O4-)=0.1 mol·L-1,故B错误;草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,则c平(C2O42-)>c平(H2C2O4),故C错误;在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,存在H2C2O4、C2O42-、HC2O4-和K+等,根据物料守恒可知c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O4-)+c平(C2O42-),故D正确。
7.答案 (1)分解出HCl气体,抑制CeCl3在加热时发生水解
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降),从而消除Cd2+污染
(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而净化水;Cl2+H2OH++Cl-+HClO,生成的HClO具有强氧化性,能杀菌消毒
解析 (1)由“加热条件下CeCl3在溶液中易发生水解”,可知NH4Cl的作用是抑制其水解,CeCl3水解会生成HCl,NH4Cl的作用是受热时分解出HCl气体,抑制CeCl3水解。
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降),从而消除Cd2+污染。
(3)Cl2与Fe2+反应生成Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底,达到净化水的目的;同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO,HClO可杀灭水中的病菌。
8.A 解析 要使Fe2+和Fe3+全部除去,由题给信息可知,需将Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH范围为3.7≤pH<6.2,既可将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,又能保证Zn2+不沉淀。氧化Fe2+时不能引入新的杂质,只能用H2O2,调节pH时也不能引入新的杂质,可用ZnO、ZnCO3等能促进Fe3+发生水解的锌的化合物。
9.C 解析 反应自发进行的判断依据是ΔH-TΔS<0,反应2Na2SO3(s)+O2(g)2Na2SO4(s)的ΔS<0,则ΔH<0,A错误;硫酸铝水解生成氢氧化铝和硫酸,加热能促进硫酸铝的水解,硫酸是难挥发性酸,当硫酸浓度达到一定程度,硫酸与氢氧化铝反应又生成硫酸铝,所以蒸干得到固体为硫酸铝,B错误;NH4++H2ONH3·H2O+H+,Fe2O3与氢离子反应来除去铁锈,NH4+水解是吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,氢离子浓度减小,除锈效果减弱,C正确;pH相等的醋酸溶液和盐酸,二者c(H+)相等,醋酸是弱电解质,在水溶液里部分电离,HCl是强电解质,在水溶液里完全电离,pH相等的醋酸溶液和盐酸中,醋酸浓度大于盐酸,与足量的Zn反应生成的H2质量相等,则CH3COOH与HCl的物质的量相等,故盐酸的体积大于醋酸溶液的体积,D错误。
10.C 解析 相同物质的量浓度的①②③溶液,pH的大小顺序应为③>①>②,故A项错误;稀释相同倍数时,①②存在水解平衡,③中pH变化最大,故B项错误;若pH相同的三种溶液,物质的量浓度大小顺序应为②>①>③,故D项错误;与25 mL 0.1 mol·L-1盐酸反应后①中为等物质的量浓度的NaHCO3和NaCl溶液,②中为等物质的量浓度的CH3COOH和NaCl溶液,③中为NaCl溶液,pH最大的是①,故C项正确。
11.D 解析 a点时醋酸过量,溶液为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒和物料守恒可得,c平(CH3COO-)+2c平(OH-)=c平(CH3COOH)+2c平(H+),故A正确;溶液中存在电荷守恒c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),b点时溶液的pH=7,呈中性,则c平(H+)=c平(OH-),根据电荷守恒可知c平(Na+)=c平(CH3COO-),故B正确;c点时,氢氧化钠与醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液,醋酸钠溶液中,根据电荷守恒可得:①c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),根据物料守恒可得:②c平(Na+)=c平(CH3COO-)+c平(CH3COOH),将②代入①可得:c平(OH-)=c平(CH3COOH)+c平(H+),故C正确;d点为等物质的量的NaOH和CH3COONa的混合溶液,氢氧化钠过量,溶液呈碱性,由于CH3COO-存在微弱的水解,则c平(Na+)>c平(OH-)>c平(CH3COO-)>c平(H+),故D错误。
12.B 解析 少量SO2通入NaClO溶液中,NaClO过量,反应生成次氯酸、硫酸根离子和氯离子,正确的离子方程式为H2O+SO2+3ClO-2HClO+Cl-+SO42-,故A错误;给c平(R-)c平(HR)·c平(OH-)的分子、分母同时乘以c平(H+)可得:c平(R-)·c平(H+)c平(HR)·c平(OH-)·c平(H+)=KaKW,由于电离平衡常数和水的离子积都不变,所以该比值不变,故B正确;等体积、等物质的量浓度的Na2CO3、CH3COONa、NaHSO3三种物质的溶液混合,Na2CO3、NaHSO3反应生成Na2SO3、NaHCO3,则溶液中的HSO3-、CO32-浓度远远小于CH3COO-,故C错误;等物质的量的NaHCO3和CH3COONa的混合液中,根据电荷守恒可得:①c平(OH-)+c平(HCO3-)+c平(CH3COO-)+2c平(CO32-)=c平(H+)+c平(Na+),根据物料守恒可得:②c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)+c平(HCO3-)+c平(CO32-)+c平(CH3COO-)=c平(Na+),将②代入①可得:c平(OH-)-c平(H+)=c平(H2CO3)+c平(CH3COOH)-c平(CO32-),故D错误。
13.C 解析 A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点
15.B 解析 若Y为两性氢氧化物,则Y为Al(OH)3,若a是盐酸,则X为四羟基合铝酸盐、Z为AlCl3,Al(OH)3不能与氨水反应,a不可能为氨水,故A错误;Z是发酵粉的主要成分之一,则Z是NaHCO3,X、Y、Z溶液均显碱性,X为NaOH,a为CO2,Y为Na2CO3,则c(Na2CO3)∶c(NaHCO3)=1∶1的混合溶液中存在物料守恒:2c平(Na+)=3[c平(CO32-)+c平(HCO3-)+c平(H2CO3)]①,根据电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=2c平(CO32-)+c平(HCO3-)+c平(OH-)②,将①②两式联立可得:c平(CO32-)+2c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3),故B正确;若X为Cl2,且a为用量最大的金属,则a为Fe,Y为FeCl3,Z为FeCl2,将FeCl2溶液蒸干,由于亚铁离子发生水解反应,反应产物HCl具有挥发性,加热促进平衡正向进行,会生成Fe(OH)2沉淀,且+2价的Fe会被氧化成+3价,得不到纯净的FeCl2,故C错误;若Z是形成硫酸型酸雨的主要物质,则Z为SO2,Y为S,a为O2,X为H2S,H2S与SO2反应的化学方程式为2H2S+SO23S↓+2H2O,H2S为还原剂,SO2为氧化剂,则生成的氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1,质量之比为2∶1,故D错误。
16.答案 (1)0.1 mol·L-1
(2)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3)c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
(4)17 (5)<
解析 (1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度c(NaOH)=c酸V酸V碱=0.1mol·L-1×25 mL25 mL=0.1 mol·L-1。
(2)A点为NaOH和醋酸恰好完全反应的点,此时溶液中溶质为醋酸钠,因为醋酸根离子会水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,故溶液显碱性。
(3)A点存在电荷守恒c平(Na+)+c平(H+)=c平(CH3COO-)+c平(OH-),因为溶液显碱性,则c平(H+)
(4)B点所示溶液中,c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=Kac平(H+)=1.7×10-5mol·L-11.0×10-6mol·L-1=17。
(5)C点所示溶液为等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,pH<7,溶液显酸性,说明醋酸分子的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,所以溶液中c平(CH3COOH)
(2)Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)中 大于
(4)④③①② ②①③④
(5)5.8×10-3 0.6 SO2+2HCO3-SO32-+H2O+2CO2
解析 (1)FeCl3是强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,保存FeCl3溶液时应加入盐酸抑制其水解。AlCl3也属于强酸弱碱盐,Al3+水解生成Al(OH)3和HCl,在溶液蒸干时,HCl易挥发,生成的氢氧化铝在灼烧时分解成氧化铝和水,所以最后得到的固体是氧化铝。
(2)Al2(SO4)3和NaHCO3溶液混合,Al3+和HCO3-会相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)从题表格中的几种物质的电离常数可知,CH3COOH的Ka和NH3·H2O的Kb是相等的,则相同浓度时NH4+和CH3COO-的水解程度是一样的,故CH3COONH4溶液显中性。H2CO3的Ka2=5.6×10-11 mol·L-1,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5 mol·L-1,Kb>Ka2,即CO32-的水解程度大于NH4+的,故(NH4)2CO3溶液的pH大于7。
(4)①NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液显酸性;②NH4HSO4也是强酸弱碱盐,溶液也显酸性,由于HSO4-电离,故酸性比①强;③CH3COONH4属弱酸弱碱盐,由于CH3COOH的Ka和NH3·H2O的Kb是相等的,故溶液显中性;④NH3·H2O是弱碱,溶液显碱性,所以它们的pH从大到小顺序是④③①②。①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4、④NH3·H2O溶液物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,其中①NH4Cl、②NH4HSO4、③CH3COONH4是强电解质,是完全电离的,④NH3·H2O是弱碱,是部分电离的,且①NH4Cl溶液中的NH4+部分水解,②NH4HSO4溶液的酸性会抑制NH4+的水解,③CH3COONH4是弱酸弱碱盐,NH4+和CH3COO-相互促进水解,④NH3·H2O是弱碱,电离出的NH4+浓度最小,故四种溶液中NH4+的浓度由大到小的顺序为②①③④。
(5)25 ℃时,氨水的Kb=1.7×10-5 mol·L-1,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,则可得c平(OH-)·c平(NH4+)2.0mol·L-1=1.7×10-5 mol·L-1,因为氨水中c平(OH-)=c平(NH4+),所以c平(OH-)≈5.8×10-3 mol·L-1。25 ℃时,KW=c平(H+)·c平(OH-)=1.0×10-14 mol2·L-2,若c平(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,则c平(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,已知H2SO3的Ka2=6.0×10-8 mol·L-1,Ka2=c平(H+)·c平(SO32-)c平(HSO3-)=6.0×10-8 mol·L-1,则c平(SO32-)c平(HSO3-)=Ka2c平(H+)=
6.0×10-8mol·L-11.0×10-7mol·L-1=0.6。SO2与足量小苏打反应的化学方程式是SO2+2NaHCO3Na2SO3+H2O+2CO2,则离子方程式为SO2+2HCO3-SO32-+H2O+2CO2。
18.答案 (1)①>②>③ (2)106∶1 (3)< AD
(4)ClO-+CO2+H2OHClO+HCO3-
(5)NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5 mol·L-1,则NH4+的水解常数为Kh=KWKb=1×10-141.7×10-5 mol·L-1≈5.9×10-10 mol·L-1,则有Kb>Kh,据此可知NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,故混合溶液显碱性
解析 (1)由于电离常数:HF>HClO>HCO3-,根据盐类“越弱越水解”的规律,对应弱酸根离子的水解程度:CO32->ClO->F-,故pH相同的三种溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaF)>c(NaClO)>c(Na2CO3)。
(2)NH4Cl发生水解,促进水的电离,而HF抑制水的电离,故pH=4的NH4Cl溶液中由水电离的c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4的HF溶液中由水电离的c(H+)=10-10 mol·L-1,二者之比为(10-4 mol·L-1)∶(10-10 mol·L-1)=106∶1。
(3)由表中数据可知K(HClO)
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