高考化学一轮复习讲练 第8章 第27讲 盐类水解 (含解析)
展开第27讲 盐类水解
考纲要求 1.了解盐类水解的原理。2.了解影响盐类水解程度的主要因素。3.了解盐类水解的应用。4.能利用水解常数(Kh)进行相关计算。
1.盐类的水解
2.盐类水解规律
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的
类型
实例
是否
水解
水解的
离子
溶液的
酸碱性
溶液
的pH
强酸
强碱盐
NaCl、KNO3
否
中性
pH=7
强酸
弱碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
是
NH、Cu2+
酸性
pH<7
弱酸
强碱盐
CH3COONa、
Na2CO3
是
CH3COO-、
CO
碱性
pH>7
3.盐类水解离子方程式的书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。
理解应用
1.怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、氯化铵溶液和碳酸钠溶液?
答案 三种溶液各取少许分别滴入紫色石蕊溶液,不变色的为NaCl溶液,变红色的为氯化铵溶液,变蓝色的为碳酸钠溶液。
2.写出下列物质常温下溶于水发生反应的离子方程式,判断指定溶液的酸碱性。
(1)明矾____________________,pH_______7。
(2)纯碱____________________,pH________7。
(3)NaHS____________________,pH________7。
(4)CH3COONH4____________________,pH________7。
(5)Al2S3______________________。
答案 (1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ <
(2)CO+H2OHCO+OH-、
HCO+H2OH2CO3+OH- >
(3)HS-+H2OH2S+OH- >
(4)CH3COO-+NH+H2OCH3COOH+NH3·H2O =
(5)Al2S3+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
3.常温下,同浓度的①Na2CO3,②CH3COONa,③NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序是________。
答案 ①>③>②
(1)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐(×)
(2)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性(√)
(3)某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应(×)
(4)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同(√)
(5)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(×)
(6)NaHCO3、NaHSO4都能促进水的电离(×)
(7)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成(×)
(8)FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合:Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑(√)
题组一 盐类水解的实质及规律
1.(2019·怀化高三期末)常温下,某NH4Cl溶液的pH=4,下列说法中正确的是( )
①溶液中c(H+)>c(OH-)
②由水电离产生的c(H+)约为10-10 mol·L-1
③溶液中离子浓度关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
④在纯水中加入该NH4Cl溶液,水的电离被抑制
A.①② B.①③ C.①④ D.①②③④
答案 B
2.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号
①
②
③
④
溶液
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
下列说法正确的是( )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO
D.Na2CO3溶液中,c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
答案 B
解析 这几种盐都是强碱弱酸盐,弱酸根离子发生水解反应使溶液显碱性,当盐的浓度相同时,酸的酸性越弱,酸根离子水解的程度就越大,水的电离程度就越大,溶液的碱性就越强。根据表格数据可知四种溶液中,水的电离程度:①<②<④<③,A错误;在Na2CO3和NaHCO3溶液中,存在的粒子有Na+、HCO、CO、H2CO3、H2O、H+、OH-,所以粒子种类相同,B正确;根据盐的水解程度大小可知,等浓度的CH3COOH和HClO溶液的酸性:CH3COOH>HClO,所以pH小的是CH3COOH,C错误;在Na2CO3溶液中,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),D错误。
3.25 ℃时浓度都是1 mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX的溶液pH=7且溶液中c(X-)=1 mol·L-1,BX的溶液pH=4,BY的溶液pH=6。下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数K(BOH)小于K(HY)
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,溶液pH变化BX等于BY
D.将浓度均为1 mol·L-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY
答案 A
解析 A项,根据BY溶液的pH=6,B+比Y-更易水解,则BOH比HY更难电离,因此电离平衡常数K(BOH)小于K(HY);B项,根据AX、BX、BY溶液的pH,则AX为强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,则AY为弱酸强碱盐,溶液的pH>7,故AY溶液的pH大于BY溶液的pH;C项,稀释相同倍数,BX、BY溶液的pH均增大,且BX溶液的pH变化大于BY溶液;D项,HX为强酸,HY为弱酸,浓度相同时,稀释10倍后,HY的电离程度增大,但仍不可能全部电离,故HX溶液的酸性强,pH小。
题组二 水解实质的拓展延伸
4.广义的水解观认为:无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是反应中各物质和水分别离解成两部分,然后两两重新组合成新的物质。根据上述观点,下列说法不正确的是( )
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2
B.PCl3的水解产物是HClO和H3PO4
C.Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4
D.CH3COCl的水解产物是两种酸
答案 B
解析 BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2,该反应中没有元素化合价升降,符合水解原理,故A项正确;该反应中Cl元素的化合价由-1变为+1,有电子转移,不符合水解原理,故B项错误;Al4C3水解得到氢氧化铝和甲烷,符合水解原理,故C项正确;CH3COCl的水解产物是两种酸,为CH3COOH和HCl,符合水解原理,故D项正确。
5.解答下列问题
(1)NaHS溶液呈碱性的原因
________________________________________________________________________。
(2)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,已知只有一种离子可能水解,若pH>7,其原因是________________________________________________________________________
(用离子方程式说明,下同);若pH<7,其原因是______________________________
____________________。
答案 (1)NaHS溶液中存在:
水解HS-+H2OH2S+OH-和电离HS-H++S2-两个平衡,其水解程度大于电离程度,因而溶液呈碱性
(2)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH-
Mm++mH2OM(OH)m+mH+
解析 pH大于7是由于酸根离子水解呈碱性,pH小于7是由于弱碱阳离子水解呈酸性。
1.影响盐类水解平衡的因素
(1)内因:形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
(2)外因
应用体验
(1)以FeCl3水解为例[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+],填写外界条件对水解平衡的影响。
条件
移动
方向
H+数
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
通HCl
向左
增多
减小
颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
颜色变浅
加
NaHCO3
向右
减小
增大
生成红褐色沉淀,
放出气体
(2)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO引起的,请你设计一个简单的实验方案:
________________________________________________________________________。
(3)为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (2)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去。则可以说明纯碱溶液呈碱性是由CO引起的
(3)取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解吸热
2.盐类水解的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:HX>HY>HZ
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:
Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
比较溶液中离子浓度的大小
如:Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
(1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)。
答案 在AlCl3溶液中存在着如下平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固体是Al2O3。
(2)直接蒸发CuCl2溶液,能不能得到CuCl2·2H2O晶体,应如何操作?
答案 不能,应在HCl气流中加热蒸发。
(3)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。
答案 在NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg与H+反应放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解。
(4)MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是________________________________
________________________________________________________________________。
答案 Fe3++H2OFe(OH)3+3H+,加入MgO,MgO和H+反应,使c(H+)减小,平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去
利用平衡移动原理解释问题的思维模板
(1)解答此类题的思维过程
①找出存在的平衡体系(即可逆反应或可逆过程)
②找出影响平衡的条件
③判断平衡移动的方向
④分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系
(2)答题模板
……存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移动,……(结论)。
(1)外界条件对盐水解程度的大小起决定作用(×)
(2)影响盐类水解的因素有温度、浓度、压强等(×)
(3)能水解的盐的浓度越低,水解程度越大,溶液的酸碱性越强(×)
(4)盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的(×)
(5)水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大(×)
(6)NaHCO3和NaHSO4都能促进水的电离(×)
(7)Na2CO3溶液加水稀释,促进水的电离,溶液的碱性增强(×)
(8)稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强(×)
题组一 水解平衡移动及结果分析
1.在25 ℃时,在浓度为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其c(NH)分别为a、b、c(单位为mol·L-1),下列判断正确的是( )
A.a=b=c B.a>b>c
C.a>c D.c>a>b
答案 D
解析 溶液中CO的水解促进NH的水解,Fe2+的水解抑制NH的水解,则等浓度时,c(NH)大小顺序应为c>a>b。
2.下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B.将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C.向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
答案 D
解析 Na2CO3溶液中存在平衡CO+H2OHCO+OH-,通入NH3,NH3溶于水生成NH3·H2O,存在电离NH3·H2ONH+OH-,抑制了CO的水解,c(CO)增大,又因为c(Na+)不变,所以减小,故A正确;K2C2O4溶液中存在C2O水解,水解吸热,若从25 ℃升温至35 ℃,促进了C2O的水解,c(C2O)减小,又因为c(K+)不变,所以增大,故B正确;向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(F-),即=1,故C正确;CH3COOH的电离常数Ka=,所以=,电离常数只受温度影响,温度不变则Ka不变,故D错误。
3.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度,减小
D.加入Na2O固体,溶液pH减小
答案 B
解析 水解平衡常数只受温度的影响,A项错误;通入的CO2与OH-反应,使平衡向正反应方向移动,B项正确;温度升高,CO的水解程度增大,c(HCO)增大,c(CO)减小,C项错误;加入Na2O固体,与水反应生成NaOH,溶液的pH增大,D项错误。
题组二 平衡移动与实验探究
4.已知:[FeCl4(H2O)2]-为黄色,溶液中可以存在可逆反应:Fe3++4Cl-+2H2O[FeCl4(H2O)2]-,下列实验所得结论不正确的是( )
①
②
③
④
加热前溶液为浅黄色,加热后颜色变深
加热前溶液接近无色,加热后溶液颜色无明显变化
加入NaCl后,溶液立即变为黄色,加热后溶液颜色变深
加热前溶液为黄色,加热后溶液颜色变深
注:加热为微热,忽略体积变化。
A.实验①中,Fe2(SO4)3溶液显浅黄色原因是Fe3+水解产生了少量Fe(OH)3
B.实验②中,酸化对Fe3+水解的影响程度大于温度的影响
C.实验③中,加热,可逆反应:
Fe3++4Cl-+2H2O[FeCl4(H2O)2]-正向移动
D.实验④,可证明升高温度,颜色变深一定是因为Fe3+水解平衡正向移动
答案 D
解析 加热促进水解,铁离子水解生成氢氧化铁,则实验①中,Fe2(SO4)3溶液显浅黄色原因是Fe3+水解产生了少量Fe(OH)3,故A项正确;由Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+可知,酸化后加热溶液颜色无明显变化,氢离子抑制水解,则实验②中酸化对Fe3+水解的影响程度大于温度的影响,故B项正确;加入NaCl后,溶液立即变为黄色,发生Fe3++4Cl-+2H2O[FeCl4(H2O)2]-,[FeCl4(H2O)2]-为黄色,加热时平衡正向移动,溶液颜色变深,故C项正确;实验④中存在Fe3++4Cl-+2H2O[FeCl4(H2O)2]-,升高温度平衡正向移动,溶液颜色变深,不能证明对Fe3+水解平衡的影响,故D项错误。
5.某同学在实验室探究NaHCO3的性质:常温下,配制0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液,测得其pH为9.7;取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH=7,滴加过程中产生白色沉淀,但无气体放出。下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于电离程度
B.加入CaCl2促进了HCO的水解
C.反应的离子方程式是
2HCO+Ca2+===CaCO3↓+H2CO3
D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)
答案 B
解析 NaHCO3既能电离又能水解,水解出OH-,电离出H+,NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于其电离程度,A项正确;溶液中存在HCOCO+H+,加入CaCl2消耗CO,促进HCO的电离,B项错误;HCO与Ca2+生成CaCO3和H+,H+结合HCO生成H2CO3,则反应的离子方程式为2HCO+Ca2+===CaCO3↓+H2CO3,C项正确;溶液中存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)+c(OH-),溶液的pH=7,c(H+)=c(OH-),c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),D项正确。
题组三 水解原理的应用
6.下列有关问题与盐的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
答案 D
解析 ①NH4Cl和ZnCl2均为强酸弱碱盐,溶液中NH与Zn2+均发生水解反应,溶液显酸性,可以除去金属表面的锈;②HCO与Al3+发生相互促进的水解反应,产生CO2,可作灭火剂;③草木灰的主要成分为K2CO3,水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而二者不能混合施用;④Na2CO3溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成Na2SiO3,将瓶塞与瓶口黏合在一起,因此实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞;⑤CuCl2溶液中存在水解平衡,CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Cu(OH)2固体;⑥Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,且没有引入杂质,与盐的水解无关。
7.(1)K2CO3的水溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是__________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是______________________
___________________________________________________________________________
_______________________________________________。
(3)FeCl2溶液蒸干灼烧得到的固体物质是__________,原因是_____________________
__________________________________________________________________________
_________________________________________________。
(4)亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________,原因是____________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________。
(5)将0.5 mol·L-1的NaClO溶液加热蒸干灼烧最后所得的固体是________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)将KMnO4溶液加热蒸干、灼烧最后所得的固体是________,原因是___________
_________________________________________________________________________
____________________________________________________________。
答案 (1)K2CO3 尽管加热过程促进水解,但生成的KHCO3和KOH反应后又生成K2CO3
(2)KAl(SO4)2·12H2O 尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发性酸,最后仍然为结晶水合物。注意温度过高,会脱去结晶水
(3)Fe2O3 Fe2+水解生成Fe(OH)2和HCl,在加热蒸干过程中HCl挥发,Fe(OH)2逐渐被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3灼烧分解生成Fe2O3
(4)Na2SO4 Na2SO3被空气中的O2氧化,发生反应:2Na2SO3+O2===2Na2SO4
(5)NaCl NaClO水解的化学方程式为NaClO+H2ONaOH+HClO,2HClO2HCl+O2↑,HCl+NaOH===NaCl+H2O,故最终得到NaCl
(6)K2MnO4、MnO2 KMnO4加热时发生反应:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
分析盐类水解问题的基本思路
(1)找出存在的水解平衡体系(即可逆反应或可逆过程),并写出水解反应方程式,使抽象问题具体化。
(2)然后依据水解平衡方程式找出影响水解平衡的条件,并判断水解平衡移动的方向。
(3)分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小( × )
(2018·天津,3A)
(2)1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH的数量为0.1 NA( × )(2017·全国卷Ⅱ,8A)
(3)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式为2Al3++3CO===Al2(CO3)3↓( × )
(2017·海南,6C)
(4)配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释( √ )
(2016·全国卷Ⅰ,10C)
(5)泡沫灭火器灭火利用了Al2(SO4)3和小苏打反应( √ )(2016·全国卷Ⅲ,7A)
(6)0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小( × )(2016·江苏,7B)
(7)常温下,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH>7,证明乙酸是弱酸( √ )
(2016·上海,6B)
(8)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈( √ )(2015·天津理综,1B)
(9)Na2CO3溶液中CO的水解:CO+H2O===HCO+OH-( × )(2015·江苏,9B)
2.(2019·上海选考,20)常温下0.1 mol·L-1①CH3COOH、②NaOH、③CH3COONa,下列叙述正确的是( )
A.①中c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.①②等体积混合后,醋酸根离子浓度小于③的二分之一
C.①③等体积混合以后,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.①②等体积混合以后,水的电离程度比①③等体积混合后水的电离程度小
答案 B
解析 A项,0.1 mol·L-1 CH3COOH发生部分电离产生CH3COO-和H+,水发生微弱电离产生H+和OH-,故①中c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),错误;B项,①②等体积混合后恰好反应生成CH3COONa,且c(CH3COONa)=0.05 mol·L-1,由于①②混合后c(CH3COONa)小于③,则混合液中CH3COO-的水解程度比③大,故混合液中c(CH3COO-)小于③中c(CH3COO-),正确;C项,①③等体积混合后为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液显酸性说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+),错误;D项,①②等体积混合后恰好生成CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,①③等体积混合后,由于CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度,水的电离被抑制,故①②等体积混合后的水的电离程度比①③等体积混合后水的电离程度大,错误。
3.(2016·全国卷Ⅲ,13)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
答案 D
解析 A项,=,加水稀释,c(CH3COO―)减小,Ka不变,所以比值增大,错误;B项,=(Kh为水解常数),温度升高水解常数Kh增大,比值减小,错误;C项,向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl―)+c(OH―),此时c(H+)=c(OH―),故c(NH)=c(Cl-),所以=1,错误;D项,在饱和溶液中=,温度不变,溶度积Ksp不变,则溶液中不变,正确。
4.(2019·北京,12)实验测得0.5 mol·L-1CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
答案 C
解析 任何温度时,纯水中H+浓度与OH-浓度始终相等,A项错误;随温度升高,CH3COONa水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,且温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)也增大,B项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,又CuSO4水解使溶液显酸性,温度升高,水解平衡正向移动,故c(H+)增大,C项正确;温度升高,能使电离平衡和水解平衡均正向移动,而CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大得多,而CuSO4溶液随温度升高pH降低的原因是Cu2+水解程度增大得多,D项错误。
5.(2018·北京,11)测定0.1 mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
答案 C
解析 ①→③的过程中,pH变小,说明SO水解产生的c(OH-)减小;升高温度,SO的水解平衡正向移动,溶液中SO水解产生的c(OH-)增大,pH应增大,而实际上溶液的pH减小,其主要原因是实验过程中部分SO被空气中的O2氧化生成SO,溶液中c(SO)减小,水解平衡逆向移动,则溶液中c(OH-)减小,pH减小;①→③的过程中,温度升高,SO的水解平衡正向移动,而c(SO)减小,水解平衡逆向移动,二者对水解平衡移动方向的影响不一致,C错误;Na2SO3是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-,A对;实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明④中的SO数目大于①中的,④中的SO数目小于①中的,所以④中OH-数目小于①中的,pH不同,B对;Kw只与温度有关,D对。
1.下列事实与盐类水解无关的是( )
A.MgCO3可以除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+
B.氯化铁溶液常用作铜印刷电路板的腐蚀剂
C.常用热的纯碱溶液除去油污
D.长期施用硫酸铵易使土壤酸化
答案 B
解析 MgCO3调节pH,使Fe3+的水解反应正向进行,使Fe3+沉淀完全,转化成Fe(OH)3,MgCO3难溶于水,不引入新杂质,A项与盐类水解有关;氯化铁具有强氧化性,可与铜发生氧化还原反应,可用于腐蚀铜印刷电路板,B项与盐类水解无关;盐类的水解是吸热反应,故升高温度,溶液碱性增强,去油污能力增强,C项和盐类的水解有关;铵态氮肥中铵根离子水解显酸性,长期施用硫酸铵易使土壤酸化,D项与盐类水解有关。
2.向三份0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.增大、减小、增大
答案 A
解析 CH3COONa溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入的NH4NO3和FeCl2水解显酸性,故促进其平衡正向移动,则CH3COO-浓度减小;加入的Na2SO3水解显碱性,对水解有抑制作用,故CH3COO-浓度增大。
3.25 ℃时,下列各组数据中比值为2∶1的是( )
A.0.2 mol·L-1的CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中c(CH3COO-)之比
B.pH=7的氨水与(NH4)2SO4的混合溶液中c(NH)与c(SO)之比
C.等质量的碳酸钠固体和碳酸氢钠固体分别与足量盐酸反应,消耗盐酸的物质的量之比
D.pH均为2的H2SO4溶液与盐酸中c(H+)之比
答案 B
解析 前者c(CH3COO-)和后者c(CH3COO-)比值大于2∶1,A项错误;根据电荷守恒得,c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(NH)=2c(SO),比值为2∶1,B项正确;根据反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O和NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O可知,等质量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应,消耗盐酸物质的量之比不等于2∶1,C项错误;因为两溶液pH均为2,因此两酸中c(H+)相等,D项错误。
4.漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2OHClO+OH-,下列措施能提高其漂白效率的是( )
A.加H2O B.通入CO2
C.通入SO2 D.加少量NaOH
答案 B
解析 A项,加水稀释,HClO浓度下降;C项,SO2与HClO发生氧化还原反应,D项,加入少量NaOH,使平衡左移,HClO浓度下降;B项,通入CO2,使平衡右移,HClO浓度增大,漂白效率增加。
5.(2019·长沙一模)在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
答案 B
解析 水解常数只与温度有关,A错误;Cu2++S2-===CuS↓,平衡左移,HS-浓度减小,B正确;水解为吸热反应,升高温度平衡右移,因而比值增大,C错误;加入NaOH固体pH增大,D错误。
6.下列溶液中,操作和现象对应正确的是( )
选项
溶液
操作
现象
A
滴有酚酞的
明矾溶液
加热
颜色变深
B
滴有酚酞的氨水
加入少量
NH4Cl固体
颜色变浅
C
滴有酚酞的
CH3COONa溶液
加入少量的
CH3COONa固体
颜色变浅
D
氯化铁溶液
加热
颜色变浅
答案 B
解析 明矾溶液中Al3+水解使溶液呈酸性,加热,Al3+的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化,A项错误;加入NH4Cl固体,氨水的电离程度减小,碱性减弱,溶液颜色变浅,B项正确;加入少量CH3COONa固体会使CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-平衡向右移动,c(OH-)增大,颜色变深,C项错误;加热氯化铁溶液时促进FeCl3水解为红褐色的Fe(OH)3,颜色加深,D项错误。
7.已知常温下浓度均为0.1 mol·L-1的溶液的pH如下表所示:
溶液
NaF
NaClO
Na2CO3
pH
7.5
9.7
11.6
下列有关说法正确的是( )
A.根据上表得出三种酸的电离平衡常数:HF>HClO>H2CO3(一级电离平衡常数)
B.加热0.1 mol·L-1 NaClO溶液,其pH将小于9.7
C.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以等体积混合,则有c(Na+)=c(F-)>c(H+)=c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3)
答案 D
解析 相同温度下,相同浓度的钠盐溶液中,弱酸根离子水解程度越大其溶液pH越大。根据表中数据可知,离子水解程度:F-<ClO-<CO,则酸的电离平衡常数HF>HClO>H2CO3,A项错误;盐类水解是吸热反应,升高温度促进盐类水解,故加热NaClO溶液,ClO-水解程度增大,溶液的碱性增强,pH增大,B项错误;常温下,NaF溶液的pH=7.5>7,说明NaF是强碱弱酸盐,则HF是弱酸,pH=2的HF浓度大于pH=12的NaOH溶液浓度,二者等体积混合,HF有剩余,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒得c(Na+)<c(F-),酸的电离程度较小,则溶液中离子浓度c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C项错误;根据物料守恒得2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]=c(Na+),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),故c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3),D项正确。
8.(2020·淮安模拟)已知NaHSO3溶液常温时显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO+H2OH2SO3+OH- ①
HSOH++SO ②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+c(OH-)+c(SO)
C.加入少量NaOH溶液,、的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO)>c(H+)=c(OH-)
答案 C
解析 NaHSO3溶液显酸性,则HSO的电离程度>HSO的水解程度,加入钠后平衡①左移、平衡②右移,c(HSO)减小,A项错误;根据电荷守恒可知B项错误,应为c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+c(OH-)+2c(SO);加入少量NaOH,平衡②右移,、的值均增大,C项正确;D项,c(Na+)>c(HSO)>c(SO),错误。
9.(2019·山东青岛调研)已知常温下三种酸的电离平衡常数如下表所示:
HCN
H2CO3
HF
4.9×10-10
Ka1=4.3×10-7,
Ka2=5.6×10-11
6.7×10-4
下列说法不正确的是( )
A.相同物质的量浓度的HCN和HF溶液中,HF溶液中水的电离程度较小
B.相同物质的量浓度的NaCN、Na2CO3和NaF溶液,Na2CO3溶液pH最大
C.相同物质的量浓度的NaCN和NaF溶液中,c(F-)+c(OH-)>c(CN-)+c(OH-)
D.在NaCN溶液中通入少量CO2,离子方程式为2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
答案 D
解析 根据电离平衡常数可知电离能力:HF>H2CO3>HCN>HCO。相同物质的量浓度的HCN和HF溶液,HF溶液中的H+浓度较大,则对水的电离抑制程度大,A项正确;根据电离平衡常数可知,CO的水解能力最大,故Na2CO3溶液的碱性最强,pH最大,B项正确;根据电荷守恒可知,阴离子的浓度之和等于c(Na+)+c(H+),等浓度的NaCN、NaF溶液中,水解程度较大的是CN-,则NaCN溶液的碱性较强,H+浓度较小,所以c(F-)+c(OH-)>c(CN-)+c(OH-),C项正确;由于HCN比HCO的电离能力强,故NaCN溶液通入少量的CO2生成NaHCO3,正确的离子方程式为CN-+H2O+CO2===HCN+HCO,D项错误。
10.(2019·山东青岛一模)已知 pOH=-lgc(OH-)。向20 mL 0.1 mol·L-1 的氨水中滴加未知浓度的稀硫酸,测得混合溶液的温度、pOH随加入稀硫酸体积的变化如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.稀硫酸的物质的量浓度为0.05 mol·L-1
B.当溶液中pH=pOH时,水的电离程度最大
C.a点时溶液中存在c(NH3·H2O)+2c(OH-)=c(NH)+2c(H+)
D.a、b、c 三点对应 NH的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c)
答案 B
解析 向20 mL 0.1 mol·L-1 的氨水中滴加未知浓度的稀硫酸,反应放热,溶液的温度升高,当二者恰好完全反应,放热最多,溶液的温度最高,所以硫酸的体积为20 mL时,恰好完全反应。20 mL 0.1 mol·L-1 的氨水中含有一水合氨的物质的量为0.1 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,硫酸的体积为20 mL时,恰好完全反应,则消耗硫酸的物质的量为0.001 mol,该硫酸的物质的量浓度为=0.05 mol·L-1,故A正确;当溶液中的pH=pOH时,溶液为中性,此时溶质为硫酸铵和氨水,铵根离子的水解程度与氨水的电离程度相等,水的电离几乎没有影响,当氨水与硫酸恰好反应生成硫酸铵时,即b点时,铵根离子水解,促进了水的电离,此时水的电离程度最大,故B错误;a点加入10 mL 0.05 mol·L-1稀H2SO4,反应后溶质为一水合氨和硫酸铵,且一水合氨为硫酸铵浓度的2倍,根据电荷守恒可得:c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),根据物料守恒可得:c(NH3·H2O)+c(NH)=4c(SO),二者结合可得:c(NH3·H2O)+2c(OH-)=c(NH)+2c(H+),故C正确;升高温度促进NH的水解,水解平衡常数增大,由图可知,温度:b>a>c,则a、b、c三点NH的水解平衡常数Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),故D正确。
11.(2020·邯郸一中一模)若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg。室温下实验室中用0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L-1醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.室温下,醋酸的电离常数约为10-5
B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C.若B点为40 mL,所得溶液中:
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.从A到B,水的电离程度逐渐变大
答案 A
解析 室温下,醋酸的AG=lg=7,即=107,而水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,两式联立可知:c(H+)=10-3.5 mol·L-1,而在醋酸溶液中,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.5 mol·
L-1,故电离平衡常数Ka=≈=10-5,故A正确;A点的AG=lg=0,即=1,则c(H+)=c(OH-),溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液20.00 mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,溶液显碱性,故B错误;当B点加入NaOH溶液40 mL时,所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,根据物料守恒可知,c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)],故C错误;A点之后,当V(NaOH)>20 mL后,水的电离受到抑制,电离程度又会逐渐变小,D项错误。
12.常温下,HF的电离常数Ka=6.61×10-4,NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5。下列说法正确的是( )
A.NH4F溶液中lg>0
B.NH4F溶液中水的电离程度小于纯水的电离程度
C.NH4F溶液中F-的水解平衡常数Kh(F-)≈1.51×10-11
D.NH4F与NH4Cl的混合溶液中有下列关系:c(NH)>c(F-)+c(Cl-)
答案 C
解析 HF的电离平衡常数大于NH3·H2O的电离平衡常数,所以氟离子的水解程度小于铵根离子水解程度,溶液显酸性,氢氧根离子与氢离子的比值的对数应小于0,故A项错误;铵根离子和氟离子的水解促进水的电离,所以NH4F溶液中水的电离程度大于纯水的电离程度,故B项错误;NH4F溶液中F-的水解平衡常数=≈1.51×10-11,故C项正确;NH4F与NH4Cl的混合溶液中有下列关系:c(NH)<c(F-)+c(Cl-),故D项错误。
13.常温下,在20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入40 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸,溶液中含碳元素各种微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a表示H2CO3的变化曲线
B.H2CO3、HCO、CO可大量共存于同一溶液中
C.pH=11时,c(HCO)>c(Cl-)
D.碳酸钠溶液的水解平衡常数为1.0×10-11
答案 C
解析 曲线a显示,pH越大,该微粒的含量越低,不符合H2CO3的性质,曲线a表示的是CO,故A错误;根据碳酸钠的性质可知,b表示HCO的变化,c表示H2CO3的变化,由图像可知,H2CO3、HCO、CO不可大量共存于同一溶液中,故B错误;由图像可知,当pH=11时,溶液显碱性,溶液中以CO的水解为主,CO水解产生HCO,当c(HCO)=c(CO),说明碳酸钠与所加盐酸的物质的量之比要大于1∶1,则c(HCO)>c(Cl-),故C正确;根据pH=11可求得碳酸钠的水解平衡常数,碳酸钠溶液的水解平衡常数Kh==1.0×10-3,故D错误。
14.(2019·长沙模拟)含SO2的烟气会形成酸雨,工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液脱除烟气中的SO2,随着SO2的吸收,吸收液的pH不断变化。下列粒子浓度关系一定正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在:c(Na+)>c(SO)>c(H2SO3)>c(HSO)
B.已知NaHSO3溶液pH<7,该溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
C.当吸收液呈酸性时:c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)
答案 D
解析 Na2SO3溶液呈碱性,溶液中粒子浓度关系为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)>c(H2SO3),A项错误;NaHSO3溶液pH<7,则该溶液中HSO的电离程度大于水解程度,溶液中粒子浓度大小关系为c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3),B项错误;当吸收液呈酸性时可以是NaHSO3溶液,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(H2SO3)+c(SO)+c(HSO),也可以是NaHSO3和亚硫酸钠的混合溶液,则选项中的物料守恒关系式不再适用,C项错误;当吸收液呈中性时,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO)+c(HSO),故c(Na+)=2c(SO)+c(HSO),D项正确。
15.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是______________________________________
________________________________________________________________________
(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH)________(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(3)如图1所示是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是________(填字母),导致pH随温度变化的原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②20 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________。
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,所得溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水
(2)小于
(3)①Ⅰ NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小
②10-3 mol·L-1
(4)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
解析 (2)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH均发生水解,NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性抑制NH水解,HSO电离出H+同样抑制NH水解,但HSO电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4中NH水解程度比NH4Al(SO4)2中的小。(3)①NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ。②根据电荷守恒,可以求出2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)≈10-3 mol·L-1 [c(OH-)太小,可忽略]。(4)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完电离出的H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,a点水的电离程度最大,b点溶液呈中性,即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三种成分,a点时c(Na+)=c(SO),b点时c(Na+)>c(SO),根据N元素与S元素的关系,可以得出c(SO)>c(NH),故c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)。
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