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新高考化学一轮复习考点知识清单巩固练第24讲 盐类的水解(2份,原卷版+解析版)
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考点1 盐类水解的原理
知识点1 盐类水解的定义
1. 定义:在水溶液中,盐电离产生的离子与水电离产生的OH-或H+结合生成弱电解质的反应。水解反应可以看成是酸碱中和的逆反应,所以水解反应是吸热(填“吸热”或“放热”)反应。
2. 分类
(1) 强碱弱酸盐
①CH3COONa溶液,水解的离子方程式:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,
溶液呈碱性。
②Na2CO3溶液,分步水解,水解的离子方程式:COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-(第一步)、
HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-(第二步)。
(2) 强酸弱碱盐
①NH4Cl溶液, 水解的离子方程式:
NHeq \\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,
溶液呈酸性。
②FeCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
③AlCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3) 弱酸弱碱盐:谁强显谁性,如CH3COONH4溶液, CH3COO-和NHeq \\al(+,4)都会水解,但二者水解程度相当,所以该溶液显中性;又如(NH4)2CO3溶液, NHeq \\al(+,4)和COeq \\al(2-,3)都会水解,COeq \\al(2-,3)水解程度大,所以该溶液显碱性。
(4) 强酸强碱盐:不水解,如NaCl溶液,溶液显中性。
3. 规律:有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性。
【名师点拨】一些特殊化合物水解的化学方程式的书写
1. AlP水解的化学方程式:AlP+3H2O===Al(OH)3↓+PH3↑
2. AlN水解的化学方程式:AlN+3H2O===Al(OH)3↓+NH3↑
3. CaC2水解的化学方程式:CaC2+2H2O===Ca(OH)2+CH≡CH↑
4. Al(CH3)3水解的化学方程式:Al(CH3)3+3H2O===Al(OH)3↓+3CH4↑
【知识拓展】常见盐类水解平衡常数与对应弱电解质电离平衡常数的关系
1. CH3COONa
Kh=eq \f(cCH3COOH·cOH-,cCH3COO-)=eq \f(Kw,Ka)。
2. Na2CO3
第一步水解的离子方程式为
COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-,
Kh1=eq \f(cHCO\\al(-,3)·cOH-,cCO\\al(2-,3))=eq \f(Kw,Ka2)。
第二步水解的离子方程式为
HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-,
Kh2=eq \f(cH2CO3·cOH-,cHCO\\al(-,3))=eq \f(Kw,Ka1)。
3. Na3PO4
第一步水解的离子方程式为
POeq \\al(3-,4)+H2OHPOeq \\al(2-,4)+OH-,
Kh1=eq \f(cHPO\\al(2-,4)·cOH-,cPO\\al(3-,4))=eq \f(Kw,Ka3)。
第二步水解的离子方程式为
HPOeq \\al(2-,4)+H2OH2POeq \\al(-,4)+OH-,
Kh2=eq \f(cH2PO\\al(-,4)·cOH-,cHPO\\al(2-,4))=eq \f(Kw,Ka2)。
第三步水解的离子方程式为
H2POeq \\al(-,4)+H2OH3PO4+OH-,
Kh3=eq \f(cH3PO4·cOH-,cH2PO\\al(-,4))=eq \f(Kw,Ka1)。
知识点2 缓冲溶液与分布分数、pH的关系
1. 缓冲溶液定义:弱酸(或弱碱)及其所对应的弱酸(弱碱)盐组成的混合溶液,在一定程度上能抵御外来少量的酸、碱或稀释,而溶液酸碱性基本保持不变的溶液。
2. 缓冲溶液的类型
CH3COOH-CH3COONa混合溶液
NH3·H2O-NH4Cl混合溶液
Na2CO3-NaHCO3混合溶液
3. 缓冲溶液有关公式推导
(1) HA(酸)+NaA(盐)(溶液):
Ka=eq \f(cH+·cA-,cHA)⇒
c(H+)=Ka·eq \f(cHA,cA-)⇒
pH=pKa+peq \f(cHA,cA-)
(2) BOH(碱)+BCl(盐)(溶液):
pOH=pKb+peq \f(cBOH,cB+)
4. 缓冲溶液中粒子浓度变化
25 ℃时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 ml/L的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。
(1) W点,eq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=1,
peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=0,Ka=c(H+)=10-4.75,pH=pKa+peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=4.75。
(2) 变化:
①在W点,加水将混合溶液稀释10倍,eq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)基本不变,peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)≈0,pH=pKa+peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)≈pKa=4.75,pH基本不变。
②在W点,加一定量的HCl,使eq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=eq \f(10,1),
pH=pKa+peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=4.75-1=3.75。
③在W点,加一定量的NaOH,使eq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=eq \f(1,10),
pH=pKa+peq \f(cCH3COOH,cCH3COO-)=4.75+1=5.75。
【考法归纳】如何判断弱酸的酸式盐(NaHA)溶液的酸碱性
1. 酸式盐不能简单按分类来判断溶液的酸碱性。如:
(1) 碳酸氢钠溶液,HCOeq \\al(-,3)的水解程度大于电离程度,所以溶液显碱性。
(2) 草酸氢钠溶液,HC2Oeq \\al(-,4)的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性。
2. 判断方法
已知:常温下,H2A的电离平衡常数为Ka1、Ka2。
考点2 影响盐类水解的因素及盐类水解的应用
知识点1 盐类水解的影响因素
1. 内因:
①酸、碱电离程度;②一、二级电离程度。
2. 外因:
①浓度;②温度;③加入酸(或碱);④加入性质相同的盐;⑤加入性质相反的盐。
知识点2 盐类水解的实际应用
1. 促进盐类水解
(1) 热的纯碱溶液的去油污效果较好,原因是COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-,温度升高能促进COeq \\al(2-,3)的水解,溶液中c(OH-)增加,去污效果增强。
(2) 除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入MgCO3[或MgO或Mg(OH)2]后过滤。原理是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入MgCO3[或MgO或Mg(OH)2]消耗氢离子,促进Fe3+水解,最终生成Fe(OH)3 沉淀,同时又不引入新杂质。
(3) 除去CuCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入CuCO3[或CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]后过滤。原理是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuCO3[或CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]消耗氢离子,促进Fe3+水解,最终生成Fe(OH)3 沉淀,同时又不引入新杂质。
(4) 泡沫灭火器的应用,水解的离子方程式为Al3++3HCOeq \\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑。
2. 抑制盐类水解
(1) 在配制FeCl3、FeCl2、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量盐酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。在配制FeSO4溶液时,在加入铁粉防止Fe2+被氧化的同时,还经常加入一些硫酸抑制水解。
(2) 用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O的方法:蒸发结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干。
(3) 用MgCl2·6H2O(或FeCl3·6H2O)晶体制备无水MgCl2(或FeCl3)的方法:在干燥的HCl气流中加热脱水。
(4) K2FeO4净水的原理:K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,产物Fe3+能水解产生Fe(OH)3胶体,从而净水。
知识点3 盐溶液蒸干后所得物质的判断
考点3 电解质溶液中粒子浓度比较
知识点1 电解质溶液中的“三守恒”
1. Na2CO3稀溶液
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))
元素守恒:c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)
2. NaHCO3稀溶液
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))
元素守恒:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))
质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(COeq \\al(2-,3))
知识点2 粒子浓度比较——单一电解质溶液粒子浓度关系比较及等式关系
粒子浓度大小关系要点:左边粒子浓度>右边粒子浓度
1. 一元弱酸(或弱碱)
(1) 0.100 0 ml/L CH3COOH溶液
电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+
(H2O的电离平衡不写,下同)
粒子种类:CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-
(除H2O,下同)
元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 0 ml/L
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)
粒子浓度比较:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
(2) 0.100 0 ml/L NH3·H2O溶液
电离平衡:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-
粒子种类:NH3·H2O、NHeq \\al(+,4)、OH-、H+
元素守恒:c(NH3·H2O)+c(NHeq \\al(+,4))=0.100 0 ml/L
电荷守恒:c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)
粒子浓度比较:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)
2. 二元弱酸(一级电离程度≫二级电离程度)
0.100 0 ml/L H2C2O4溶液
电离平衡:H2C2O4H++HC2Oeq \\al(-,4)、
HC2Oeq \\al(-,4)H++C2Oeq \\al(2-,4)
粒子种类:H2C2O4、H+、HC2Oeq \\al(-,4)、C2Oeq \\al(2-,4)、OH-
元素守恒:c(H2C2O4)+c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(C2Oeq \\al(2-,4))=0.100 0 ml/L
电荷守恒:2c(C2Oeq \\al(2-,4))+c(HC2Oeq \\al(-,4))+c(OH-)=c(H+)
粒子浓度比较:c(H2C2O4)>c(H+)>c(HC2Oeq \\al(-,4))>c(C2Oeq \\al(2-,4))[或c(OH-)]
3. 强酸弱碱盐(或强碱弱酸盐)
(1) NH4Cl稀溶液
电荷守恒:c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
元素守恒:c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
粒子浓度比较:c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(2) CH3COONa稀溶液
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
元素守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
粒子浓度比较:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
知识点3 粒子浓度比较——有关电离程度与水解程度大小判断的类型与方法
1. 等浓度、等体积的弱酸(或弱碱)与对应盐
如等浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液[已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5]:
(1) 等式关系
元素守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
(2) 大小关系
①电离生成了H+:
CH3COOHCH3COO-+H+(Ka)
②水解生成了OH-:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(Kh)
结果:若不考虑CH3COOH电离和CH3COO-水解,则c(Na+)=c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
③思路1:实验角度
实验测得,常温下,等浓度、等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液的pH(填“>”或“cNa+>cCH3COOH,溶质粒子)>eq \f(cH+,主要平衡)>eq \f(cOH-,次要平衡)
思路2:电离平衡常数角度
Ka=1.75×10-5,Kh=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(10-14,1.75×10-5)≈5.7×10-10,Kh(填“>”或“c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
[及时巩固]
(1) 常温下,已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,等浓度、等体积的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液中粒子浓度比较:c(NHeq \\al(+,4))>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
(2) 常温下,已知Ka(HCN)=6.2×10-10等浓度、等体积的NaCN和HCN混合溶液(pH>7)中粒子浓度比较:
c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
2. 等浓度的酸式盐和正盐的混合溶液
常温下,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。写出浓度均为0.100 0 ml/L NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中的粒子浓度比较:
[分析]
①HCOeq \\al(-,3)电离生成了H+:
HCOeq \\al(-,3)H++COeq \\al(2-,3)(Ka2)
②COeq \\al(2-,3)水解生成了OH-:
COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-(Kh1)
③HCOeq \\al(-,3)水解生成了OH-:
HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-(Kh2)
结果:Kh1=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(10-14,4.7×10-11)≈2.1×10-4,
Kh2=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(10-14,4.5×10-7)≈2.2×10-8,Kh1≫Kh2≫Ka2,以COeq \\al(2-,3)的水解为主,溶液中离子浓度比较:c(Na+)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(COeq \\al(2-,3))>c(OH-)>c(H+)。
知识点4 强酸(或强碱)滴定弱碱(或弱酸)过程中粒子浓度的大小关系
【真题挑战】
一、单选题
1.(2025·湖南·高考真题)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:
实验1:向溶液中滴入一定量溶液。混合溶液的与的关系如图所示。
实验2:向溶液中加入溶液。
已知:时,。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是
A.实验1,当溶液中时,
B.实验1,当溶液呈中性时:
C.实验2,溶液中有沉淀生成
D.实验2,溶液中存在:
【答案】D
【分析】、,根据可知,当时,对应的大,pH数值小,因此,,以此解题。
【详解】A.,当溶液中时,,pH=2.5,A正确;
B.当溶液呈中性时,,由两步电离平衡常数可知,,,同理:,,B正确;
C.实验2的离子方程式:,平衡常数:,平衡常数较大,该反应进行的程度较大,判断可产生沉淀;或进行定量计算,两步电离平衡反应式相加,得到 ,二者等体积混合,,列三段式:,则,估算x的数量级为,故,故有沉淀生成,C正确;
D.电荷守恒中右侧缺少了的浓度项,D错误;
故选D。
2.(2025·湖北·高考真题)铜(I)、乙腈(简写为L)的某水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标(δ)为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为。下列描述正确的是
A.的
B.当时,
C.n从0增加到2,结合L的能力随之减小
D.若,则
【答案】C
【详解】A.的,当图中时,,,由图像可知,此时,则≠0.27,A错误;
B.当时,由图像可知,,可忽略不计,则,,,B错误;
C.结合L的离子方程式为,当时,,由图像交点可知,随着n变大,逐渐变大,则K值变小,说明结合L的能力随之减小,C正确;
D.若,由图像交点可知,,,则,故,D错误;
故选C。
3.(2025·广东·高考真题)对铁钉进行预处理,并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】A.碳酸钠溶液为碱性,油污在碱性溶液中发生水解反应,同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性,可以达到除油污的目的,A不符合题意;
B.铁锈的主要成分为氧化铁,稀盐酸可以用来除去铁锈,可以达到实验目的,B不符合题意;
C.硫酸铜溶液中滴加过量氨水,可以生成铜氨溶液,可以达到实验目的,C不符合题意;
D.铁钉镀铜,需要电解装置,使Cu片与电源正极相连,铁钉与电源负极相连,图中无电源,故不能达到实验目的,D符合题意;
故选D。
4.(2025·云南·高考真题)甲醛法测定的反应原理为。取含的废水浓缩至原体积的后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应后,用的NaOH标准溶液滴定。滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数与pH关系如图2[比如:]。下列说法正确的是
A.废水中的含量为
B.c点:
C.a点:
D.的平衡常数
【答案】D
【详解】A.由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00mL时到达滴定终点,发生的反应有H++OH-=H2O、(CH2)6N4H++OH-=(CH2)6N4+H2O,由关系式~[]~4可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00mL溶液中,则原废水中,因此,废水中的含量为,A错误;
B.c 点加入NaOH标准溶液的体积过量,得到NaOH、NaCl、(CH2)6N4的混合液,且浓度之比为1∶4∶1,由电荷守恒可知, ,由于c(Na+)>c(Cl-),,B错误;
C.a点加入10.00mL的NaOH溶液,得到NaCl、(CH2)6N4HCl、HCl的混合液,且浓度之比为2∶1∶1,在溶液中水解使溶液显酸性,故c(H+)>c[(CH2)6N4H+],C错误;
D.由图1和图2可知,当时,占比较高,,则由氮守恒可知,,两种粒子的浓度之比等于其分布分数之比,则的平衡常数 ,D正确;
综上所述,本题选D。
5.(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:。下列说法正确的是
A.较浓溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
【答案】B
【分析】有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,浸取液主要含有、,加入溶液提铜,滤液加入溶液沉镍得到。
【详解】A.若两步均完全电离,则溶液中存在电荷守恒:,但根据题给信息知,在较浓的溶液中仅第一步电离完全,电离出大量的会抑制第二步电离,第二步电离不完全,溶液中存在,因此电荷守恒应表示为,A错误;
B.该反应的平衡常数,B正确;
C.得到1个生成,得1个生成得2个生成,水电离出的与浓度相等,即,则溶液中存在质子守恒,C错误;
D.考虑过程中溶液的少量损耗(吸附在沉淀表面被过滤除去),,同时“沉镍”过程中加入了溶液,溶液体积增加,因此,D错误;
故选B。
6.(2025·河南·高考真题)对于下列过程中发生的化学反应。相应离子方程式正确的是
A.磷酸二氢钠水解:
B.用稀盐酸浸泡氧化银:
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:
【答案】A
【详解】A.磷酸二氢钠水解产生OH-,离子方程式为,A正确;
B.用稀盐酸浸泡氧化银生成AgCl沉淀,离子方程式为Ag2O+2H++2Cl-=2AgCl+H2O,B错误;
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液发生氧化还原反应,离子方程式为ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O,C错误;
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液,反应的离子方程式为,D错误;
答案选A。
7.(2025·甘肃·高考真题)氨基乙酸是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
在25℃时,其分布分数[如=]
与溶液pH关系如图1所示。在溶液中逐滴滴入0.1ml/LNaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ对应的离子是
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处
D.c点处
【答案】C
【分析】图1可知,随着pH增大,平衡右移,+NH3CH2COOH的分布分数减少,+NH3CH2COO-先增加后减少,NH2CH2COO-最后增加,a点代表+NH3CH2COO-和NH2CH2COO-分布分数相等的点;图2中b点滴入NaOH为10mL,和NaOH的物质的量相等,得到+NH3CH2COO-,c点和NaOH的物质的量之比为1:2,得到主要粒子为NH2CH2COO-。
【详解】A.根据分析可知,随着pH值增大,+NH3CH2COOH的分布分数减少,曲线I代表+NH3CH2COOH的分布分数,A正确;
B.a点代表+NH3CH2COO-和NH2CH2COO-分布分数相等的点,二者浓度相等,Pka2=9.6,Ka2=,pH=9.6,B正确;
C.图2中b点滴入NaOH为10mL,和NaOH的物质的量相等,得到主要离子为+NH3CH2COO-,+NH3CH2COO-存在电离和水解,Ka2=10-9.6,Kh==,电离大于水解,则,C错误;
D.c点和NaOH的物质的量之比为1:2,得到主要粒子为NH2CH2COO-,根据质子守恒,有,D正确;
答案选C。
8.(2025·甘肃·高考真题)下列实验操作能够达到目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】A.若该酸为一元酸,0.01ml/L某酸溶液的pH=2,可判断为强酸,但某些二元弱酸,在浓度0.01ml/L也可能达到pH=2,故无法判断该酸是否为强酸,A错误;
B.向稀溶液中加浓硫酸,虽增加浓度增大抑制水解,但浓硫酸稀释时放热,未控制变量,无法单独验证的影响,B错误;
C.溶液过量,溶液中剩余的会直接与生成AgI沉淀,无法证明AgCl转化为AgI,故不能比较Ksp,C错误;
D.与反应生成S淡黄色沉淀,证明将氧化为S,验证了的氧化性,D正确;
故选D。
9.(2025·安徽·高考真题)是二元弱酸,不发生水解。时,向足量的难溶盐粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中与的关系如下图所示。
已知时,。下列说法正确的是
A.时,的溶度积常数
B.时,溶液中
C.时,溶液中
D.时,溶液中
【答案】A
【分析】MA存在沉淀溶解平衡:,向足量的难溶盐粉末中加入稀盐酸,发生反应,继续加盐酸发生反应,由,可知,当时,pH=1.6,,则时,pH=6.8,,当时,pH=4.2,则可将图像转化为进行分析;
【详解】A.溶液中存在物料守恒:,当pH=6.8时,,很低,可忽略不计,则,,,则,A正确;
B.根据物料守恒:,,由图像可知,pH=1.6时,成立,由电荷守恒:,结合物料守恒,约掉得到,由图像可知,且,则,故离子浓度顺序:,B错误;
C.由图像可知,时,溶液中,C错误;
D.时,,根据电荷守恒关系:,将物料守恒代入,约掉得到,化简得到,D错误;
故选A。
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)室温下,将置于溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,和的平衡常数分别为和:的水解常数。下列说法错误的是
A.Ⅲ为的变化曲线B.D点:
C.D.C点:
【答案】B
【分析】pH越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表,Ⅱ代表,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+,据此解答。
【详解】A.根据以上分析可知Ⅲ为的变化曲线,A正确;
B.硝酸铵为强酸弱碱盐,其溶液pH<7,图像pH增大至碱性,则外加了物质,又整个过程保持溶液体积和N元素总物质的量不变,则所加物质不是氨水,若不外加物质,则溶液中存在电荷守恒:,物料守恒:,,,但外加了碱,设为NaOH,则c(Na+)+,,B错误;
C.根据图像可知D点时和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据可知,C正确;
D.C点时和Ag+浓度相等,B点时和浓度相等,所以反应的的平衡常数为103.8,因此K2=,C点时和Ag+浓度相等,所以,D正确;
答案选B。
二、多选题
11.(2025·山东·高考真题)常温下,假设水溶液中和初始物质的量浓度均为。平衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的存在形式为和;,。下列说法正确的是
A.甲线所示物种为
B.的电离平衡常数
C.时,物质的量浓度为
D.时,物质的量浓度:
【答案】CD
【分析】由题中信息可知,可以形成4物种,分别为、、和,随着增大,的摩尔分数逐渐减小,会转化为溶解度更小的,的摩尔分数先增大后减小,因此, 的摩尔分数逐渐增大。综合以上分析可知,甲线所示物种为,丁线所示物种为,根据曲线的走势结合电离平衡的过程可知,乙线所示物种为,丙线所示物种为。由甲、丁两线的交点可知,在该点和的摩尔分数相等,均为0.5,由于水溶液中和初始物质的量浓度均为,则此时溶液中的浓度为,由可以求出此时溶液中的浓度为,再由可以求出此时溶液中,,即,根据图像中的位置可以估算出。由乙和丙两线的交点可知, 和的摩尔分数相等,均为0.08,则由C元素守恒可知,此时的摩尔分数为0.84。
【详解】A.由分析可知,甲线所示物种为,A不正确;
B.乙和丙两线的交点可知, 和的摩尔分数相等,此时pH=a,的电离平衡常数,故B不正确;
C.时, 的摩尔分数为0.84,的物质的量为,由水于溶液中初始物质的量浓度为,以C2+极限最大浓度估算形成C(OH)2时所要最小c(OH-)=,此时溶液呈碱性,应有较多草酸根,则a点无C(OH)2,此时C元素只有两种存在形式:C2+和CC2O4,由C元素守恒可得, 的物质的量浓度=0.01ml/L-0.01ml/L×84%=,C正确;
D.由分析可知时,的浓度为,, ,D正确;
综上所述,本题选CD。
三、解答题
12.(2025·广东·高考真题)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性溶液,振荡,观察到体系颜色 。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:加热溶解、 (填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度和苯甲酸的,实验如下:取50.00mL苯甲酸饱和溶液,用溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
① 。
②苯甲酸的 (列出算式,水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用衡量。下列羧酸的变化顺序为:。随着卤原子电负性 ,羧基中的羟基 增大,酸性增强。
②提出假设 甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为:
③验证假设 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断大小顺序,因为 。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为 。
②小组讨论后,选用0.100ml/LNaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的。简述该方案 (包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
【答案】(1)由紫色变为无色
(2)dab
(3)
(4) 增大 极性 常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同
(5) 实验方法:取适量0.100ml/LNaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100ml/LNaClO溶液在25℃下的pH可求得ClO-的水解平衡常数,再利用公式求出HClO的Ka
【详解】(1)酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可以将甲苯氧化生成苯甲酸,故向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察到体系颜色由紫色变为无色。
(2)重结晶法提纯苯甲酸的方法为,加热溶解,趁热过滤至另一烧杯中,将滤液静置,使其缓慢冷却结晶,待滤液完全冷却后滤出晶体,并用少量蒸馏水洗涤,故操作编号为dab;
(3)①由图像可知,当加入14mLNaOH溶液时,苯甲酸被完全中和,则可得苯甲酸饱和溶液的浓度;
②由图像可知,苯甲酸饱和溶液的pH为2.89,说明苯甲酸饱和溶液中的,则苯甲酸的
(4)①羧酸酸性的强弱取决于羧基中O-H键的极性大小,极性越大,酸性越强,卤素原子的电负性越大,吸电子能力越强,使得羧基中O-H键的极性越大,酸性越强;
③由于常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同,所以该推断依据不足。
(5)①次氯酸在光照条件下易分解为HCl和O2,其分解反应的离子方程式为;
②实验方法:取适量0.100ml/LNaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100ml/LNaClO溶液在25℃下的pH可求得ClO-的水解平衡常数,再利用公式求出HClO的Ka。
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考虑的因素
举例
产物(不考虑产物分解)
是否分解
有物质剩余
NaHCO3
Na2CO3
无物质剩余
NH4Cl
—
是否发生氧化
还原反应
发生
Na2SO3
Na2SO4
不发生
Na2CO3
Na2CO3
水解生成酸
挥发性酸
AlCl3
Al(OH)3
不挥发性酸
Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CuSO4
Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CuSO4
常温下,用0.100 0 ml/L盐酸滴定20.00 mL 0.100 0 ml/L氨水
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
点①:V(HCl)=10
溶质成分是等物质的量的NH4Cl和NH3·H2O
粒子浓度大小关系:c(NHeq \\al(+,4))>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
点②:pH=7
粒子浓度大小关系:c(NHeq \\al(+,4))=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
点③:V(HCl)=20
溶质成分是NH4Cl
粒子浓度大小关系:c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.铁钉镀铜
选项
实验操作
目的
A
测定0.01ml/L某酸溶液的pH是否为2
判断该酸是否为强酸
B
向稀溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化
探究对水解的影响
C
向溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化
比较AgCl和AgI的Ksp大小
D
将氯气通入溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
验证氯气的氧化性
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