大单元四 第十二章 第55讲 盐类水解原理的应用、水解常数-备战2025年高考化学大一轮复习课件(人教版)
展开1.能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。2.了解水解常数(Kh) 的含义,并能应用其定量分析盐溶液水解程度的大小。3.掌握溶液中的守恒关系,并能应用其判断盐溶液中的粒子浓度关系。
考点一 盐类水解原理的应用
考点二 水解常数及应用
考点三 电解质溶液中的守恒关系
1.纯碱溶液不能保存在带玻璃塞的试剂瓶中的原因:________________________________________________________________________________________。2.简述明矾的净水原理:___________________________________________________________________________________________________________________________。3.ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂的原因:____________________________________。
一、水解产物性质的应用
Zn2+水解使溶液显酸性,能溶解铁锈
6.泡沫灭火器反应原理:_______________________________________________________________________________________。
4.热的纯碱溶液去油污效果好,原因是______________________________________________________________________________________。
二、促进盐类水解的应用举例
碳酸钠的水解为吸热反应,升高温度水解平衡向右移动,溶液的碱性增强,去污效果增强
5.铵态氮肥与草木灰不得混用的理由:________________________________________________________________________________________。
7.选择最佳试剂,除去下列括号内的杂质(1)Mg2+(Fe3+)加入 ,能除杂的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
MgO或Mg(OH)2
(2)Cu2+(Fe3+)加入 。优点是 。
CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
8.实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下:下列说法正确的是A.过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化 合价为+7价B.氧化除锰后的溶液中存在:Na+、Zn2+、Fe2+、C.调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质D.沉锌时的离子方程式为3Zn2++ ===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O
9.在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量 中,再加蒸馏水 。10.用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2操作方法及理由是______________________________________________________________________________________________________________________________。
三、抑制盐类水解的应用举例
在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,可以得到无水MgCl2,HCl气流能抑制MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O因受热产生的水蒸气
11.在空气中加热蒸干并灼烧下列盐溶液,将所得产物填入表格中。
四、盐溶液蒸干后剩余固体成分的判断
Fe2O3/Al2O3
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
1.水解常数的概念(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。(2)表达式①对于A-+H2O HA+OH-,Kh=________________;②对于B++H2O BOH+H+,Kh=________________。(3)意义和影响因素①Kh越大,表示相应盐的水解程度________;②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh_______。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa溶液为例)CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
因而Ka、Kh与Kw的定量关系:Ka·Kh=Kw
一、判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
1.已知常温下,H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。(1)通过计算判断0.1 ml·L-1的NaHCO3溶液呈酸性还是碱性?(写出必要过程)
多元弱酸酸式盐溶液比较粒子浓度大小时,要分析酸式酸根离子电离与水解程度的相对大小。如:
3.磷酸是三元中强酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是_____________(填序号)。(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH_____(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈______(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:_____________________。
4.(1)试通过计算说明室温下NH4HCO3溶液的酸碱性:______________________。(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
5.已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 ml·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是A.混合溶液的pH<7B.混合溶液中水的电离程度小于纯水的C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)D.若c ml·L-1盐酸与0.6 ml·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
二、判断缓冲溶液的酸碱性及粒子浓度大小
CN-的水解程度大于HCN的电离程度,所以c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),C项错误;
6.常温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5。(1)通过计算解释等浓度等体积的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液显酸性的原因:________________________________________________________________________。
(2)混合溶液中,c(Na+)、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)、c(H+)四种微粒浓度大小关系是____________________________________________。
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)
电解质溶液中的守恒关系
1.电荷守恒电解质溶液必须保持电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如Na2S与NaHS两溶液的电荷守恒式相同:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)。2.元素守恒变化前后某种元素的质量守恒。如常温下,在1 ml·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)]=2 ml·L-1。
3.质子守恒电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。质子守恒的书写方法:
①方法一:分析质子转移情况(适合正盐)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如右:由图可得Na2S水溶液中质子守恒:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)
②方法二:通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。如Na2S溶液元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]…(ⅰ)电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)…(ⅱ)将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),与方法一结果相同。
一、单一溶液的守恒关系
1.25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系(1)0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液①元素守恒:_____________________________________。②电荷守恒:_______________________________________。③质子守恒:_______________________________。
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)
(2)0.1 ml·L-1Na2CO3溶液①元素守恒:___________________________________________。②电荷守恒:_______________________________________________。③质子守恒:________________________________________。(3)0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液①元素守恒:________________________________________。②电荷守恒:______________________________________________。③质子守恒:_____________________________________。
二、混合溶液的守恒关系
2.25 ℃时,写出下列几种溶液中的守恒关系(1)浓度均为0.1 ml·L-1的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合①电荷守恒:_________________________________。②元素守恒:_____________________________。
(2)0.1 ml·L-1盐酸与0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液等体积混合①电荷守恒:_______________________________________________。②元素守恒:_____________________________________________。(3)浓度均为0.1 ml·L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液等体积混合①电荷守恒:______________________________________________。②元素守恒:__________________________________________。
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Cl-)
混合溶液中粒子浓度大小比较
1.(2023·北京,3)下列过程与水解反应无关的是A.热的纯碱溶液去除油脂B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意; Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意。
2.(2021·广东,8)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是 ml·L-1 GHCl水溶液的pH= ml·L-1 GHCl水溶液加水稀释,pH升高C.GHCl在水中的电离方程式为GHCl===G+HClD.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
GHCl为强酸弱碱盐,电离出的GH+会发生水解,但水解较为微弱,因此0.001 ml·L-1 GHCl水溶液的pH>3,故A错误;稀释GHCl溶液时,GH+的水解程度将增大,溶液中c(H+)将减小,溶液pH将升高,故B正确;GHCl为强酸弱碱盐,在水中的电离方程式为GHCl===GH++Cl-,故C错误;根据电荷守恒可知,GHCl溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故D错误。
4.(2022·重庆,11)某小组模拟成垢—除垢过程如图。
忽略体积变化,且步骤②中反应完全。下列说法正确的是A.经过步骤①,溶液中c(Ca2+)+c(Na+)=c(Cl-)
D.经过步骤③,溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-)
步骤③中,CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,反应后的溶液中含有0.02 ml NaCl、0.01 ml (CH3COO)2Ca,则c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-),故D正确。
5.(1)[2019·天津,7(4)]氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,写出该反应的化学方程式______________________________________________________,因此,配制SbCl3溶液应注意__________________。
(3)25 ℃时,CH3COONH4溶液呈中性,溶液中离子浓度大小关系为_________________________________________。
1.生活中处处有化学,下列有关说法正确的是A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
A项,Mg2+水解呈酸性,Ca2+不发生水解反应,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐, 水解使溶液显酸性,因此能溶解铁锈,错误;C项,惰性电极电解食盐水的生成物是氢气、氢氧化钠与氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备消毒液,与水解无关,错误;
2.下列说法不正确的是A.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的 水解B.TiO2化学性质稳定,制备时用TiCl4加入大量水,同时加热,生成物再经焙烧可得C.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可制备Fe(OH)3胶体,利用的是盐类水解原理D.实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞,而不用玻璃塞
pH由4.68变为4.28,主要是雨水中溶解的二氧化硫生成亚硫酸,亚硫酸被氧化为硫酸,酸性增强,故 A错误。
A.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClOB.CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClOC.CO2+H2O+C6H5ONa===NaHCO3+C6H5OHD.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
3.已知在常温下测得浓度均为0.1 ml·L-1的6种溶液的pH如表所示。下列反应不能成立的是
酸性:CH3COOH>HCN,CH3COOH与CN-发生反应生成HCN,D正确。
4.(2021·广东1月适应性测试,9)叠氮酸(HN3)与NaOH溶液反应生成NaN3。已知NaN3溶液呈碱性,下列叙述正确的是 ml·L-1 HN3溶液的pH=2B.HN3溶液的pH随温度升高而减小
5.下列实验操作不能达到实验目的的是
将MgCl2溶液加热蒸干时,镁离子的水解正向移动,加热可使HCl挥发,蒸干、灼烧得到MgO,B项符合题意。
6.化学用语是学习化学最好的工具,下列化学用语能用于解释相应实验且书写正确的是
7.25 ℃时,二元弱酸H2A的Ka1=5.6×10-2,Ka2=1.5×10-4,下列说法正确的是A.NaHA溶液中c(A2-)
H2A为二元弱酸,将等浓度的H2A溶液和硫酸溶液稀释10倍后,前者溶液中H+浓度小于后者,即前者pH较大,B错误;
8.25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 ml·L-1 的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 ml·L-1的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)B.加入10 mL盐酸时:c( )+c(H+)=c(OH-)C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c( )+c(Na+)
9.(2021·河北,6)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:下列说法错误的是A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
10.50 ℃时,下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是A.pH=4的CH3COOH溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)=1.0×10-4 ml·L-1B.CH3COOH和CH3COONa的酸性混合溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)
D.pH=12的NaOH溶液中:c(OH-)=1.0×10-2 ml·L-1
A项,pH=4的CH3COOH溶液中,c(H+)=1.0×10-4 ml·L-1,根据电荷守恒可得c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(H+)>c(CH3COO-),错误;B项,CH3COOH和CH3COONa的酸性混合溶液中,c(OH-)
11.Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液可以将溶液pH控制在9.16~10.83范围内,25 ℃时,Ka1(H2CO3)=4×10-7、Ka2(H2CO3)=5×10-11,下列说法不正确的是A.0.5 ml·L-1的Na2CO3溶液pH约为12B.pH=8的NaHCO3溶液中,水电离产生的c(OH-)=10-6 ml·L-1
B项,NaHCO3溶液中碳酸氢根离子的水解促进水的电离,pH=8的NaHCO3溶液中c(H+)=10-8 ml·L-1,所以水电离产生的c(OH-)=10-6 ml·L-1,正确;
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 ml·L-1 NaClO溶液,其pH将小于=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 ml·L-1 Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c( )+2c(H2CO3)
12.已知常温下浓度均为0.1 ml·L-1的溶液的pH如下表所示:
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;
13.(2023·福建南平统考模拟)常温下,向0.1 ml·L-1的H3PO4溶液中滴入NaOH溶液,随着pH变化溶液中浓度最大的含磷微粒如图所示。下列说法正确的是
平衡常数只受温度的影响,故pKa1不移动,D错误。
14.醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠是其常见的盐[已知:25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.69×10-5]。请回答下列问题:(1)下列对于醋酸溶液和醋酸钠溶液的说法正确的是_____(填字母,下同)。A.加水稀释,醋酸的电离程度增大,醋酸钠的水解程度减小B.升高温度,可以促进醋酸的电离,抑制醋酸钠的水解C.醋酸和醋酸钠混合液中,醋酸抑制醋酸钠的水解,醋酸钠抑制醋酸的电离
加水稀释或升高温度,醋酸的电离平衡和醋酸钠的水解平衡均正向移动,则醋酸的电离程度、醋酸钠的水解程度均增大,A、B错误。
(2)物质的量浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(混合前后体积变化忽略不计),混合液中的下列关系式正确的是_____。A.c(CH3COOH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)B.c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 ml·L-1
据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据元素守恒有2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),联立两式可得2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),A错误、B正确;据元素守恒可得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=0.1 ml·L-1,C正确。
(3)常温时,pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(Na+)______(填“>”“<”或“=”)c(CH3COO-),该溶液中电荷守恒表达式为______________________________________。
常温时,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,发生中和反应后,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-);据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),从而推知:c(Na+)
常温时,将m ml·L-1醋酸溶液和n ml·L-1 NaOH溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,此时溶液呈中性;若二者恰好完全反应生成CH3COONa,溶液显碱性,欲使溶液呈中性,醋酸要稍过量,则有m>n。由于醋酸是弱电解质,部分电离,NaOH是强电解质,完全电离,若醋酸中c(H+)等于NaOH溶液中c(OH-),混合后醋酸远远过量,故醋酸溶液中c(H+)小于NaOH溶液中c(OH-)。
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