还剩12页未读,
继续阅读
2019版高考化学一轮精选教师用书鲁科专用:第8章物质在水溶液中的行为第3节 盐类的水解
展开
第3节 盐类的水解
1.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。
2.以上各部分知识的综合应用。
盐类的水解
[知识梳理]
1.定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
3.特点
4.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(常温)
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
5.水解离子方程式的书写
(1)书写盐类水解方程式一般要用“” 连接,产物不标“↑”或“↓”,其一般形式为弱离子+水弱酸(弱碱)+OH-(H+)。若水解程度较大,书写时要用“===”“↑”或“↓”,如NaHCO3与AlCl3混合液的反应离子方程式为3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(2)一般盐类水解程度很小,水解产物浓度很小,如果产物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不写成其分解产物的形式,如NH4Cl的水解离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(3)多元弱酸盐的水解分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式,如Na2CO3的水解离子方程式为CO+H2OHCO+OH-。
(4)多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完,如FeCl3的水解离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(1)判断盐溶液的酸碱性,需先判断盐的类型,因此需熟记常见的强酸、强碱和弱酸、弱碱。
(2)盐溶液呈中性,无法判断该盐是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因为NaCl是强酸强碱盐,不水解。又如CH3COONH4溶液呈中性,是因为CH3COO-和NH的水解程度相当。
(3)(NH4)2CO3溶液和NH4HCO3溶液显碱性,虽然都能发生相互促进的水解反应,但既无气体产生,也无沉淀生成,所以NH和CO、NH和HCO在溶液中仍可大量共存。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)酸式盐溶液不一定呈酸性。( )
(2)离子能够发生水解的盐溶液一定呈酸性或碱性。( )
(3)Na2CO3溶液显碱性的原因:CO+2H2OH2CO3+2OH-。( )
(4)向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成。( )
(5)同浓度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比前者pH大;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比后者pH小。( )
(6)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同。( )
(7)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
2.(1)Na2CO3溶液中存在的离子平衡有
________________________________________________________________________;
粒子种类有_______________________________________。
(2)NH4Cl溶液中存在的离子平衡有
________________________________________________________________________;
粒子种类有___________________________________。
答案:(1)CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-、H2OH++OH- Na+、CO、HCO、H2CO3、H+、OH-、H2O
(2)NH+H2ONH3·H2O+H+、H2OH++OH- NH、Cl-、NH3·H2O、H+、OH-、H2O
3.(教材改编题)现有浓度为0.1 mol·L-1的五种电解质溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③Na[Al(OH)4]
④CH3COONa ⑤NaOH,这五种溶液的pH由小到大的顺序是( )
A.⑤③①②④ B.①④②③⑤
C.④②①③⑤ D.②④①③⑤
答案:C
(2018·烟台模拟)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH如下表所示:
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,[Na+]=[CO]+[HCO]+[H2CO3]
[解析] A.该溶液为四种盐溶液,水解显碱性,均促进了水的电离,根据越弱越水解,水解程度越大,pH越大,则四种溶液中,水的电离程度③>④>②>①,A错误;B.Na2CO3和 NaHCO3溶液中都存在着H+、OH-、CO、HCO、H2CO3、Na+、H2O,B正确;C.醋酸的酸性强于次氯酸,在物质的量浓度相等的情况下,pH小的是醋酸,C错误;D.根据物料守恒,Na2CO3溶液中,[Na+]=2[CO]+2[HCO]+2[H2CO3],D错误。
[答案] B
(1)上述四种溶液中[CH3COO-]、[HCO]、[ClO-]、[CO]的相对大小关系如何?
(2)Ka(CH3COOH)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)、Ka(HClO) 的相对大小关系如何?
答案:(1)[CH3COO-]>[HCO]>[ClO-]>[CO]。
(2)Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)。
题组一 盐类水解(离子)方程式的书写
1.下列离子方程式表示的是盐类的水解且正确的是( )
A.HS-+H2OH3O++S2-
B.HS-+H+===H2S
C.CO+2H2OH2CO3+2OH-
D.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
解析:选D。A项,H3O+相当于H+,是HS-的电离方程式,错误;B项,是HS-与H+的反应,错误;C项,多元弱酸阴离子的水解是分步完成的,故书写时要分步书写,一般只写第一步水解方程式,即CO+H2OHCO+OH-,错误。
2.按要求书写离子方程式
(1)AlCl3溶液呈酸性的原因
________________________________________________________________________。
(2)Na2CO3溶液呈碱性的原因
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中
________________________________________________________________________。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合
________________________________________________________________________。
(5)实验室制备Fe(OH)3胶体
________________________________________________________________________。
(6)NaHS溶液呈碱性的原因
________________________________________________________________________。
(7)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是______________________________;
若pH<7,其原因是___________________________。
解析:(7)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。
答案:(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(2)CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-
(3)NH+D2ONH3·HDO+D+
(4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (6)HS-+H2OH2S+OH- (7)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH- Mm++mH2OM(OH)m+mH+
题组二 盐类水解的实质和规律
3.(2018·湖南十三校联考)25 ℃时,浓度均为1 mol·L-1的AX、BX、AY、BY四种正盐溶液,AX溶液的pH=7且溶液中[X-]=1 mol·L-1,BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6。下列说法正确的是( )
A.AY溶液的pH小于7
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.电离平衡常数Kb(BOH)大于Ka(HY)
D.稀释相同倍数,BX溶液的pH变化大于BY溶液
解析:选D。由于1 mol·L-1AX溶液中[X-]=1 mol·L-1、pH=7,所以AX是强酸强碱盐,而BX溶液的pH=4、BY溶液的pH=6,所以BOH是弱碱、HY是弱酸,且B+的水解能力大于Y-的水解能力。AY是强碱弱酸盐,Y-水解使得溶液呈碱性,pH>7,A项错误;AY溶液pH>7,BY溶液的pH=6,B项错误;由B+的水解能力大于Y-的水解能力可知:BOH的电离程度小于HY的电离程度,即Kb(BOH)
4.(2018·大连重点中学考试)25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的溶液,其pH如表所示。有关说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
溶液
NaCl
CH3COONH4
NaF
NaHCO3
pH
7.0
7.0
8.1
8.4
A.酸性强弱:H2CO3>HF
B.①和②中溶质均未水解
C.离子的总浓度:①>③
D.④中:[HCO]+2[CO]+[H2CO3]=0.1 mol·L-1
解析:选C。相同浓度时,pH:NaHCO3>NaF,则水解程度:HCO>F-,根据“越弱越水解”知,酸性:H2CO3③,C项正确;根据物料守恒知,④中:[HCO]+[CO]+[H2CO3]=0.1 mol·L-1,D项错误。
盐类水解的规律
(1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。如酸性:HCNCH3COONa。
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
①若电离程度小于水解程度,溶液显碱性。如NaHCO3溶液中:HCOH++CO(次要),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)。
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSOH++SO(主要),HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)。
(3)相同条件下的水解程度
①正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
②相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
盐类水解的影响因素及应用
[知识梳理]
1.盐类水解的影响因素
(1)主要因素
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。
如酸性:CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为NaHCO3>CH3COONa。
(2)外界因素
影响因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
浓度
增大
右移
减小
增大
减小(即稀释)
右移
增大
减小
外加酸或碱
酸
弱碱阳离子水解程度减小
碱
弱酸阴离子水解程度减小
2.盐类水解的应用
(1)判断盐溶液的酸碱性。
(2)比较盐溶液中离子种类及其浓度大小。
(3)判断溶液中离子能否大量共存时,有时要考虑盐类水解,如Al3+、Fe3+与HCO、CO、[Al(OH)4]-等不能大量共存。
(4)物质在参加反应时,有时要考虑盐类水解,如Mg加到NH4Cl溶液中,AlCl3与Na2S溶液混合等。
(5)加热浓缩某些盐溶液时,要考虑水解,如浓缩FeCl3、AlCl3溶液,蒸干得氢氧化物,灼烧得金属氧化物。
(6)保存某些盐溶液时,要考虑盐类水解,如保存Na2CO3等碱性盐溶液不能用磨口玻璃塞,保存NH4F溶液不能用玻璃瓶,FeCl3溶液中加少量盐酸来抑制Fe3+的水解。
(7)解释生活、生产中的一些化学现象,如:
①某些胶体的制备利用水解原理,如实验室制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
②泡沫灭火器的工作原理:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
③纯碱溶液越热,去油污能力越强:CO+H2OHCO+OH-,加热[OH-]增大。
[自我检测]
1.不同条件对 FeCl3水解平衡的影响[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+]。
条件
移动方向
H+数
pH
现象
升温
向____
______
______
________
通HCl
向____
______
______
________
加H2O
向____
______
______
________
加NaHCO3
向____
______
______
________
________
答案:右 增多 减小 颜色变深 左 增多 减小 颜色变浅 右 增多 增大 颜色变浅 右 减少 增大 生成红褐色沉淀,放出气体
2.下列说法与盐类的水解有关的是________。
①明矾和FeCl3可作净水剂 ②实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞,而不能用玻璃塞 ③长期施用硫酸铵,土壤酸性增强 ④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂 ⑤草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
答案:①②③④⑤⑥
(2017·高考全国卷Ⅰ,13,6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中[H+]>[OH-]
D.当混合溶液呈中性时,[Na+]>[HX-]>[X2-]>[OH-]=[H+]
[解析] H2X的电离方程式为H2XH++HX-,HX-H++X2-。当==1时,即横坐标为0.0时,Ka1=[H+],Ka2=[H+]′,因为Ka1>Ka2,故[H+]>[H+]′,即pH[OH-],C项正确;电荷守恒式为[Na+]+[H+]=[OH-]+[HX-]+2[X2-],中性溶液中存在[H+]=[OH-],故有[Na+]=[HX-]+2[X2-],假设[HX-]=[X2-]或[HX-]>[X2-](见C项分析),则溶液一定呈酸性,故中性溶液中[HX-]<[X2-],D项错误。
[答案] D
题组一 盐类水解的影响因素
1.(2018·哈师大附中高三第一次考试)NH4Cl溶液中分别加入少量下列物质或改变如下条件,能使变大的是( )
①HCl气体 ②氨气 ③H2O ④NH4Cl固体
⑤NaOH固体 ⑥降温
A.③④⑤ B.①②④
C.②③⑥ D.②④⑥
解析:选D。设=a,①通入HCl气体后,抑制NH水解,但[Cl-]增大的程度大于[NH]增大的程度,a减小;②通入NH3后,[NH]增大,a增大;③加H2O促进NH水解,[NH]减小的程度大于[Cl-]减小的程度,a减小;④加入NH4Cl固体后,NH4Cl浓度增大,NH水解程度减小,a增大;⑤加入NaOH固体,[NH]减小,a减小;⑥降温抑制NH水解,a增大。②④⑥正确,故选D项。
2.(2015·高考天津卷)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
加入的物质
结论
A.50 mL 1 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,[Na+]=[SO]
B.0.05 mol CaO
溶液中增大
C.50 mL H2O
由水电离出的[H+]·[OH-]不变
D.0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,[Na+]不变
解析:选B。A.Na+的物质的量为0.1 mol,而SO的物质的量为0.05 mol,混合溶液中Na+与SO的浓度不可能相等。B.加入0.05 mol CaO后,会生成Ca(OH)2,Ca(OH)2 与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和NaOH,溶液中[OH-]增大,CO水解产生的HCO减少,故溶液中增大。 C.加入H2O后,[Na2CO3]减小,CO水解产生的[OH-]减小,溶液中的OH-来源于水的电离,因水电离产生的[OH-]=[H+],故由水电离出的[H+][OH-]减小。D.加入0.1 mol NaHSO4固体,溶液体积变化不大,但n(Na+)变为原来的2倍,故[Na+]增大。
题组二 盐类水解的应用
3.(2018·哈师大附中模拟)加热蒸干下列盐溶液,可得到原溶质的是( )
A.FeCl3 B.Na2CO3
C.K2SO3 D.TiCl4
解析:选B。FeCl3加热蒸干过程中由于Fe3+水解,最终会转化为Fe(OH)3,不能得到原溶质,A项错误;Na2CO3溶液加热蒸干最后析出Na2CO3,可得到原溶质,B项正确;K2SO3加热蒸干过程中会被氧化为K2SO4,不能得到原溶质,C项错误;TiCl4加热蒸干过程中由于Ti4+水解,最终会转化为TiO2,不能得到原溶质,D项错误。
4.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.在滴有石蕊的AgNO3溶液中慢慢滴入NaCl溶液,溶液由红色逐渐变为紫色
解析:选D。A项,天然硬水中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,错误;C项,惰性电极电解食盐水生成物是氢气、氢氧化钠与氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备漂白液,与水解无关,错误;D项,AgNO3溶液中存在水解平衡:Ag++H2OAgOH+H+,加入NaCl溶液后生成AgCl沉淀,降低Ag+的浓度,上述平衡逆向移动,溶液的酸性减弱,所以由红色逐渐变为紫色,正确。
题组三 溶液中粒子浓度的大小比较
5.已知某溶液中只存在OH-、Cl-、NH、H+四种离子,下列说法不正确的是( )
A.若溶液中[NH]=[Cl-],则该溶液一定显中性
B.若溶液中[NH]>[Cl-]>[OH-]>[H+],则溶液中一定含有NH4Cl和NH3·H2O
C.若溶液中[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-],则溶液中可能含有NH4Cl或NH4Cl和HCl
D.若溶液中[Cl-]>[H+]>[NH]>[OH-],则溶液中含有大量的NH4Cl和少量的HCl
解析:选D。A项,若溶液中[NH]=[Cl-],由电荷守恒知[OH-]=[H+],则该溶液一定显中性;B项,溶液呈碱性,溶质只能是NH4Cl和NH3·H2O;C项,溶液呈酸性,溶质可能含有NH4Cl或NH4Cl和HCl;若溶质是大量的NH4Cl和少量的HCl,则[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-],D项错误。
6.(2016·高考天津卷)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:[B-]>[Na+]>[HB]>[H+]>[OH-]
C.pH=7时,三种溶液中:[A-]=[B-]=[D-]
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:[HA]+[HB]+[HD]=[OH-]-[H+]
解析:选C。三种酸的浓度相等,根据图像,在测定前HA溶液的pH最小,酸性最强,HD溶液的pH最大,酸性最弱,说明HA的电离程度最大,电离常数最大,A项正确;P点溶液中含有等物质的量的NaB与HB,此时溶液显酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,所以[B-]>[HB],由物料守恒:2[Na+]=[HB]+[B-]知,[Na+]介于[B-]、[HB]之间,B项正确;每种溶液中均存在电荷守恒:[Na+]+[H+]=[X-]+[OH-],X-代表A-、B-、D-,在pH=7时,[H+]=[OH-],[Na+]=[X-],而pH=7时,三种酸所消耗的NaOH的物质的量不相等,故三种溶液中[Na+]不相等,则[X-]也不相等,C项错误;中和百分数为100%的三种溶液,其溶质分别是NaA、NaB、NaD,混合后溶液中的电荷守恒式为[Na+]+[H+]=[A-]+[B-]+[D-]+[OH-]①,此式中[Na+]=[Na+][NaA]+[Na+][NaB]+[Na+][NaD],混合前的三种溶液中存在物料守恒:[Na+][NaA]=[A-]+[HA],[Na+][NaB]=[B-]+[HB],[Na+][NaD]=[D-]+[HD],消去①式中的[Na+]和[A-]、[B-]、[D-],得[HA]+[HB]+[HD]=[OH-]-[H+],D项正确。
7.(2016·高考四川卷)向1 L含0.01 mol Na[Al(OH)4]和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 mol
选项
n(CO2)/mol
溶液中离子的物质的量浓度
A
0
[Na+]>{[Al(OH)4]-}+[OH-]
B
0.01
[Na+]>{[Al(OH)4]-}>[OH-]>[CO]
C
0.015
[Na+]>[HCO]>[CO]>[OH-]
D
0.03
[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+]
解析:选D。当n(CO2)=0 mol时,[Na+]<{[Al(OH)4]-}+[OH-],A项错误;当n(CO2)=0.01 mol时,恰好发生反应CO2+2OH-===CO+H2O,溶液中的溶质为等物质的量的Na[Al(OH)4]和Na2CO3,存在[Al(OH)4]-和CO的水解,且[Al(OH)4]-的水解程度大于CO的水解程度,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[CO]>{[Al(OH)4]-}>[OH-],B项错误;当n(CO2)=0.015 mol时,溶液中的溶质仅为Na2CO3,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[CO]>[OH-]>[HCO],C项错误;当n(CO2)=0.03 mol时,溶液中的溶质仅为NaHCO3,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+],D项正确。
溶液中粒子浓度的三大守恒关系
(1)电荷守恒规律
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,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NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,其电荷守恒关系为[Na+]+[H+]=[HCO]+[OH-]+2[CO]。
(2)物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能够水解或电离,离子种类有所变化,但原子总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S原子以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:[K+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]。
(3)质子守恒规律
如Na2S溶液中存在:[H+]+[HS-]+2[H2S]=[OH-]。质子守恒关系式可由电荷守恒式和物料守恒式推出。
[课后达标检测]
一、选择题
1.下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.铁在潮湿的环境下生锈
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.浓硫化钠溶液有臭味
解析:选B。A项,碳酸钠水解显碱性,利用油污在碱性条件下水解生成可溶于水的物质而达到去油污目的;C项,氯化铁溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,在加热条件下水解平衡正向移动造成体系颜色加深;D项,硫化钠溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,水解产物H2S是产生臭味的原因;B项,是铁发生电化学腐蚀的结果,不涉及盐类的水解。
2.现有浓度均为0.1 mol·L-1的五种电解质溶液
①Na2CO3 ②NaHCO3 ③Na[Al(OH)4]
④CH3COONa ⑤NaOH
这五种溶液的pH由小到大的顺序是( )
A.⑤③①②④ B.①④②③⑤
C.④②①③⑤ D.②④①③⑤
解析:选C。①~④均为强碱弱酸盐溶液,由酸根离子水解呈碱性,水解程度远小于NaOH的电离程度,故⑤pH最大,排除A项;由酸性:CH3COOH>H2CO3>HCO>Al(OH)3可知水解能力:CH3COO-
3.在25℃时,在浓度为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,其[NH]分别为a、b、c(单位: mol·L-1)。下列判断正确的是( )
A.a=b=c B.a>b>c
C.a>c>b D.c>a>b
解析:选D。三种溶液中都存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,对于(NH4)2CO3来说,因CO+H+HCO而使上述平衡向右移动,促进了NH的水解;对于(NH4)2Fe(SO4)2来说,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,[H+]增大,抑制了NH的水解。
4.(教材改编题)常温下,0.1 mol·L-1的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH分别为7、8、9,则下列判断中正确的是( )
A.HX、HY、HZ的酸性依次增强
B.离子浓度:[Z-]>[Y-]>[X-]
C.电离常数:K(HZ)>K(HY)
D.[X-]=[Y-]+[HY]=[Z-]+[HZ]
解析:选D。由水解能力:X-HY>HZ。离子浓度:[X-]>[Y-]>[Z-],电离常数:K(HY)>K(HZ)。
5.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]
B.Na2C2O4溶液:[OH-]=[H+]+[HC2O]+2[H2C2O4]
C.Na2CO3溶液:[Na+]+[H+]=2[CO]+[OH-]
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:[Na+]+[Ca2+]=[CH3COO-]+[CH3COOH]+2[Cl-]
解析:选B。A.Na2S溶液中微粒关系为[Na+]>[S2-]>[OH-]>[HS-]>[H2S],A错误。B.Na2C2O4溶液中,由电荷守恒得[Na+]+[H+]=2[C2O]+[HC2O]+[OH-] ①,由物料守恒得[Na+]=2[C2O] +2[HC2O]+2[H2C2O4] ②,由①-②得[OH-]=[H+]+[HC2O]+2[H2C2O4],B正确。C.Na2CO3溶液中,由电荷守恒得[Na+]+[H+]=2[CO]+[HCO]+[OH-],C错误。D.CH3COONa和CaCl2混合溶液中存在:[Na+]=[CH3COO-]+[CH3COOH] ①,2[Ca2+]=[Cl-] ②,①+②得[Na+]+2[Ca2+]=[CH3COO-]+[CH3COOH]+[Cl-],D错误。
6.(2018·济南一模)下列叙述正确的是( )
A.某温度下,NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
B.常温下,将pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的盐酸等体积混合,则混合液pH<3
C.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和KW均减小
D.常温下,pH相同的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③(NH4)2SO4三种溶液中[NH]:①=③>②
解析:选D。NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液呈中性,CH3COONH4溶液中CH3COO-、NH发生相互促进的水解反应,溶液呈中性,促进水的电离,故CH3COONH4溶液中水的电离程度比NaCl溶液中水的电离程度大,A项错误;0.001 mol·L-1盐酸的pH=3,将pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的盐酸等体积混合,溶液中[H+]不变,故混合液pH=3,B项错误;Na2CO3溶液加水稀释,CO的水解程度增大,OH-数目增加,但[OH-]减小,故pH减小,KW只与温度有关,温度不变,故KW不变,C项错误;[NH]相同时,溶液pH:①=③<②,则pH相同时,溶液中[NH]:①=③>②,D项正确。
7.(2018·青岛一模)已知HA和HB均为弱酸,且Ka(HA)>Ka(HB)。25 ℃时,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列关系正确的是( )
A.>
B.[A-]-[B-]=[HA]-[HB]
C.[Na+]=[A-]+[B-]
D.[HB]>[HA]>[OH-]
解析:选A。==,>1,故>,A项正确。根据物料守恒,溶液中存在:[A-]+[HA]=[B-]+[HB],则[A-]-[B-]=[HB]-[HA],B项错误。根据物料守恒,溶液中存在:[Na+]=[A-]+[HA]+[B-]+[HB],故[Na+]>[A-]+[B-],C项错误。Ka(HA)>Ka(HB),则HA的酸性比HB的酸性强,故B-的水解程度大于A-的水解程度,[HB]>[HA],根据质子守恒,[OH-]=[H+]+[HB]+[HA],故[OH-]>[HB]>[HA],D项错误。
8.(2018·福州一模)室温时,往20 mL 0.1 mol·L-1的HM酸溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的ROH碱溶液,溶液的pH与所加ROH溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.V(ROH)<20 mL时,随着V(ROH)增大,HM的电离程度减小
B.Ka(HM)=Kb(ROH)
C.RM不能发生水解反应
D.V(ROH)>20 mL时,溶液中[R+]<[M-]
解析:选B。由题图可知,0.1 mol·L-1的HM酸溶液的pH>2,则HM为弱酸。V(ROH)<20 mL时,随着V(ROH)增大,溶液中[H+]减小,HM的电离平衡正向移动,HM的电离程度增大,A项错误;由题图可知,V(ROH)=20 mL时,溶液呈中性,则二者的电离常数相等,B项正确;RM溶液呈中性,HM为弱酸,则ROH为弱碱,RM为弱酸弱碱盐,可以发生水解反应,C项错误;V(ROH)>20 mL时,溶液呈碱性,[OH-]>[H+],结合电荷守恒式:[OH-]+[M-]=[H+]+[R+]知,[M-]<[R+],D项错误。
9.(2015·高考安徽卷)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1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:[OH-]>[Na+]=[NH3·H2O]
B.加入10 mL盐酸时:[NH]+[H+]=[OH-]
C.加入盐酸至溶液pH=7时:[Cl-]=[Na+]
D.加入20 mL盐酸时:[Cl-]=[NH]+[Na+]
解析:选B。A.NH3·H2O是弱电解质,能微弱电离,溶液中[Na+]>[NH3·H2O]。B.当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中[Na+]=[Cl-],根据电荷守恒式[Na+]+[NH]+[H+]=[Cl-]+[OH-]可知[NH]+[H+]=[OH-]。C.溶液pH=7时,溶液中[H+]=[OH-],根据电荷守恒式可知[Na+]+[NH]=[Cl-]。D.加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据物料守恒有[Na+]+[NH]+[NH3·H2O]=[Cl-]。
10.(2018·贵阳一模)室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下:
实验编号
起始浓度/mol·L-1
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+]
B.实验①反应后的溶液中:[OH-]=[K+]-[A-]= mol·L-1
C.实验②反应后的溶液中:[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1
D.实验②反应后的溶液中:[K+]=[A-]>[OH-]=[H+]
解析:选B。一元酸HA与一元强碱KOH等体积、等浓度混合后,溶液pH=9,显碱性,说明HA为一元弱酸,KA为强碱弱酸盐,KA溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+],A项正确;实验①反应后的溶液中,根据电荷守恒得:[K+]+[H+]=[A-]+[OH-],[OH-]=[K+]+[H+]-[A-],B项错误;实验②反应后溶液的pH=7,则加入的HA溶液浓度大于0.2 mol·L-1,根据物料守恒知,反应后[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1,C项正确;实验②反应后的溶液中,根据电荷守恒得:[K+]+[H+]=[A-]+[OH-],又因为pH=7,即[H+]=[OH-],则[K+]=[A-],D项正确。
二、非选择题
11.NaClO和KAl(SO4)2都是重要的化工产品,均可应用于造纸业。
(1)NaClO溶液pH>7,用离子方程式表示原因:
________________________________________________________________________。
(2)根据NaClO的性质推测,在纸浆中加入NaClO溶液的目的是________________________________________________________________________。
(3)某小组同学用如图所示装置探究NaClO和KAl(SO4)2饱和溶液混合反应的实验。打开活塞向烧瓶中加入KAl(SO4)2饱和溶液,产生大量的白色胶状沉淀。反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
解析:(1)写水解反应方程式即可。(2)次氯酸钠具有强氧化性,能漂白纸浆。(3)考虑Al3+与ClO-的相互促进水解反应。
答案:(1)ClO-+H2OHClO+OH-
(2)漂白纸浆
(3)Al3++3ClO-+3H2O===3HClO+Al(OH)3↓
12.常温下有浓度均为0.5 mol·L-1的四种溶液:
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③HCl溶液
④氨水
(1)上述溶液中,可发生水解的是________(填序号)。
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积________④的体积(填“大于”“小于”或“等于”),此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)取10 mL溶液③,加水稀释到500 mL,则此时溶液中由水电离出的[H+]=________。
答案:(1)①②
(2)[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+]>[CO]
(3)小于 [NH]=[Cl-]>[H+]=[OH-]
(4)10-12 mol·L-1
13.碳、氮元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。试回答下列有关问题:
(1)向0.01 mol·L-1的CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别为________、________、________、________。(填“左移”或“右移”)
(2)标准状况下,将1.12 L CO2通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________;
用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:
①[OH-]=2[H2CO3]+________________________________________________________________________;
②[H+]+[Na+]=________________________________________________________________________。
(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中[H2CO3]________(填“>”“=”或“<”)[CO],原因是
________________________________________________________________________(用离子方程式和必要的文字说明,下同)。
(4)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是
________________________________________________________________________。
解析:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,HCl电离出的H+、FeSO4水解生成的H+均与OH-反应,使平衡右移;NaOH电离出的OH-、Na2CO3水解生成的OH-均使溶液中OH-浓度增大,平衡左移。(2)两者正好完全反应生成Na2CO3,依据电荷守恒有[H+]+[Na+]=2[CO]+[HCO]+[OH-],依据物料守恒有[Na+]=2{[CO]+[HCO]+[H2CO3]},依据质子守恒有[H+]+[HCO]+2[H2CO3]=[OH-]。
答案:(1)右移 左移 左移 右移
(2)[Na+]>[CO]>[OH-]>[HCO]>[H+]
①[H+]+[HCO]
②2[CO]+[HCO]+[OH-]
(3)> 溶液中既存在HCOCO+H+,也存在HCO+H2OH2CO3+OH-,而HCO的水解程度大于其电离程度
(4)电解液中一定含有Al3+,Al3+水解显酸性,HCO水解显碱性,两个水解反应相互促进,Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
14.(2018·杭州模拟)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
实验编号
HA的物质的量浓度(mol/L)
NaOH的物质的量浓度(mol/L)
混合后溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.12
0.1
pH=7
丙
0.2
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
_______________________________________________。
(2)乙组混合溶液中[A-]和[Na+]的大小关系是________(填编号)。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):[Na+]-[A-]=________mol/L。
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应,HA的酸性强弱决定完全中和后盐溶液的pH,a=7时HA为强酸,a>7时HA为弱酸。(2)据电荷守恒,有[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],因[H+]=[OH-],所以[Na+]=[A-]。(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,由pH>7知A-水解程度大于HA的电离程度,离子浓度大小关系为 [Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]。(4)据电荷守恒 [Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],推导 [Na+]-[A-]=[OH-]-[H+]=(10-4-10-10) mol/L。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸 (2)C
(3)[Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]
(4)(10-4-10-10)
1.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。
2.以上各部分知识的综合应用。
盐类的水解
[知识梳理]
1.定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
3.特点
4.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(常温)
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
5.水解离子方程式的书写
(1)书写盐类水解方程式一般要用“” 连接,产物不标“↑”或“↓”,其一般形式为弱离子+水弱酸(弱碱)+OH-(H+)。若水解程度较大,书写时要用“===”“↑”或“↓”,如NaHCO3与AlCl3混合液的反应离子方程式为3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(2)一般盐类水解程度很小,水解产物浓度很小,如果产物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不写成其分解产物的形式,如NH4Cl的水解离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(3)多元弱酸盐的水解分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式,如Na2CO3的水解离子方程式为CO+H2OHCO+OH-。
(4)多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完,如FeCl3的水解离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(1)判断盐溶液的酸碱性,需先判断盐的类型,因此需熟记常见的强酸、强碱和弱酸、弱碱。
(2)盐溶液呈中性,无法判断该盐是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因为NaCl是强酸强碱盐,不水解。又如CH3COONH4溶液呈中性,是因为CH3COO-和NH的水解程度相当。
(3)(NH4)2CO3溶液和NH4HCO3溶液显碱性,虽然都能发生相互促进的水解反应,但既无气体产生,也无沉淀生成,所以NH和CO、NH和HCO在溶液中仍可大量共存。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)酸式盐溶液不一定呈酸性。( )
(2)离子能够发生水解的盐溶液一定呈酸性或碱性。( )
(3)Na2CO3溶液显碱性的原因:CO+2H2OH2CO3+2OH-。( )
(4)向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成。( )
(5)同浓度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比前者pH大;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比后者pH小。( )
(6)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同。( )
(7)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
2.(1)Na2CO3溶液中存在的离子平衡有
________________________________________________________________________;
粒子种类有_______________________________________。
(2)NH4Cl溶液中存在的离子平衡有
________________________________________________________________________;
粒子种类有___________________________________。
答案:(1)CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-、H2OH++OH- Na+、CO、HCO、H2CO3、H+、OH-、H2O
(2)NH+H2ONH3·H2O+H+、H2OH++OH- NH、Cl-、NH3·H2O、H+、OH-、H2O
3.(教材改编题)现有浓度为0.1 mol·L-1的五种电解质溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③Na[Al(OH)4]
④CH3COONa ⑤NaOH,这五种溶液的pH由小到大的顺序是( )
A.⑤③①②④ B.①④②③⑤
C.④②①③⑤ D.②④①③⑤
答案:C
(2018·烟台模拟)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH如下表所示:
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,[Na+]=[CO]+[HCO]+[H2CO3]
[解析] A.该溶液为四种盐溶液,水解显碱性,均促进了水的电离,根据越弱越水解,水解程度越大,pH越大,则四种溶液中,水的电离程度③>④>②>①,A错误;B.Na2CO3和 NaHCO3溶液中都存在着H+、OH-、CO、HCO、H2CO3、Na+、H2O,B正确;C.醋酸的酸性强于次氯酸,在物质的量浓度相等的情况下,pH小的是醋酸,C错误;D.根据物料守恒,Na2CO3溶液中,[Na+]=2[CO]+2[HCO]+2[H2CO3],D错误。
[答案] B
(1)上述四种溶液中[CH3COO-]、[HCO]、[ClO-]、[CO]的相对大小关系如何?
(2)Ka(CH3COOH)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)、Ka(HClO) 的相对大小关系如何?
答案:(1)[CH3COO-]>[HCO]>[ClO-]>[CO]。
(2)Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)。
题组一 盐类水解(离子)方程式的书写
1.下列离子方程式表示的是盐类的水解且正确的是( )
A.HS-+H2OH3O++S2-
B.HS-+H+===H2S
C.CO+2H2OH2CO3+2OH-
D.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
解析:选D。A项,H3O+相当于H+,是HS-的电离方程式,错误;B项,是HS-与H+的反应,错误;C项,多元弱酸阴离子的水解是分步完成的,故书写时要分步书写,一般只写第一步水解方程式,即CO+H2OHCO+OH-,错误。
2.按要求书写离子方程式
(1)AlCl3溶液呈酸性的原因
________________________________________________________________________。
(2)Na2CO3溶液呈碱性的原因
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中
________________________________________________________________________。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合
________________________________________________________________________。
(5)实验室制备Fe(OH)3胶体
________________________________________________________________________。
(6)NaHS溶液呈碱性的原因
________________________________________________________________________。
(7)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是______________________________;
若pH<7,其原因是___________________________。
解析:(7)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。
答案:(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(2)CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-
(3)NH+D2ONH3·HDO+D+
(4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (6)HS-+H2OH2S+OH- (7)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH- Mm++mH2OM(OH)m+mH+
题组二 盐类水解的实质和规律
3.(2018·湖南十三校联考)25 ℃时,浓度均为1 mol·L-1的AX、BX、AY、BY四种正盐溶液,AX溶液的pH=7且溶液中[X-]=1 mol·L-1,BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6。下列说法正确的是( )
A.AY溶液的pH小于7
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.电离平衡常数Kb(BOH)大于Ka(HY)
D.稀释相同倍数,BX溶液的pH变化大于BY溶液
解析:选D。由于1 mol·L-1AX溶液中[X-]=1 mol·L-1、pH=7,所以AX是强酸强碱盐,而BX溶液的pH=4、BY溶液的pH=6,所以BOH是弱碱、HY是弱酸,且B+的水解能力大于Y-的水解能力。AY是强碱弱酸盐,Y-水解使得溶液呈碱性,pH>7,A项错误;AY溶液pH>7,BY溶液的pH=6,B项错误;由B+的水解能力大于Y-的水解能力可知:BOH的电离程度小于HY的电离程度,即Kb(BOH)
序号
①
②
③
④
溶液
NaCl
CH3COONH4
NaF
NaHCO3
pH
7.0
7.0
8.1
8.4
A.酸性强弱:H2CO3>HF
B.①和②中溶质均未水解
C.离子的总浓度:①>③
D.④中:[HCO]+2[CO]+[H2CO3]=0.1 mol·L-1
解析:选C。相同浓度时,pH:NaHCO3>NaF,则水解程度:HCO>F-,根据“越弱越水解”知,酸性:H2CO3
盐类水解的规律
(1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。如酸性:HCN
(2)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
①若电离程度小于水解程度,溶液显碱性。如NaHCO3溶液中:HCOH++CO(次要),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)。
②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSOH++SO(主要),HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)。
(3)相同条件下的水解程度
①正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
②相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
盐类水解的影响因素及应用
[知识梳理]
1.盐类水解的影响因素
(1)主要因素
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。
如酸性:CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为NaHCO3>CH3COONa。
(2)外界因素
影响因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
浓度
增大
右移
减小
增大
减小(即稀释)
右移
增大
减小
外加酸或碱
酸
弱碱阳离子水解程度减小
碱
弱酸阴离子水解程度减小
2.盐类水解的应用
(1)判断盐溶液的酸碱性。
(2)比较盐溶液中离子种类及其浓度大小。
(3)判断溶液中离子能否大量共存时,有时要考虑盐类水解,如Al3+、Fe3+与HCO、CO、[Al(OH)4]-等不能大量共存。
(4)物质在参加反应时,有时要考虑盐类水解,如Mg加到NH4Cl溶液中,AlCl3与Na2S溶液混合等。
(5)加热浓缩某些盐溶液时,要考虑水解,如浓缩FeCl3、AlCl3溶液,蒸干得氢氧化物,灼烧得金属氧化物。
(6)保存某些盐溶液时,要考虑盐类水解,如保存Na2CO3等碱性盐溶液不能用磨口玻璃塞,保存NH4F溶液不能用玻璃瓶,FeCl3溶液中加少量盐酸来抑制Fe3+的水解。
(7)解释生活、生产中的一些化学现象,如:
①某些胶体的制备利用水解原理,如实验室制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
②泡沫灭火器的工作原理:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
③纯碱溶液越热,去油污能力越强:CO+H2OHCO+OH-,加热[OH-]增大。
[自我检测]
1.不同条件对 FeCl3水解平衡的影响[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+]。
条件
移动方向
H+数
pH
现象
升温
向____
______
______
________
通HCl
向____
______
______
________
加H2O
向____
______
______
________
加NaHCO3
向____
______
______
________
________
答案:右 增多 减小 颜色变深 左 增多 减小 颜色变浅 右 增多 增大 颜色变浅 右 减少 增大 生成红褐色沉淀,放出气体
2.下列说法与盐类的水解有关的是________。
①明矾和FeCl3可作净水剂 ②实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞,而不能用玻璃塞 ③长期施用硫酸铵,土壤酸性增强 ④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂 ⑤草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
答案:①②③④⑤⑥
(2017·高考全国卷Ⅰ,13,6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中[H+]>[OH-]
D.当混合溶液呈中性时,[Na+]>[HX-]>[X2-]>[OH-]=[H+]
[解析] H2X的电离方程式为H2XH++HX-,HX-H++X2-。当==1时,即横坐标为0.0时,Ka1=[H+],Ka2=[H+]′,因为Ka1>Ka2,故[H+]>[H+]′,即pH
[答案] D
题组一 盐类水解的影响因素
1.(2018·哈师大附中高三第一次考试)NH4Cl溶液中分别加入少量下列物质或改变如下条件,能使变大的是( )
①HCl气体 ②氨气 ③H2O ④NH4Cl固体
⑤NaOH固体 ⑥降温
A.③④⑤ B.①②④
C.②③⑥ D.②④⑥
解析:选D。设=a,①通入HCl气体后,抑制NH水解,但[Cl-]增大的程度大于[NH]增大的程度,a减小;②通入NH3后,[NH]增大,a增大;③加H2O促进NH水解,[NH]减小的程度大于[Cl-]减小的程度,a减小;④加入NH4Cl固体后,NH4Cl浓度增大,NH水解程度减小,a增大;⑤加入NaOH固体,[NH]减小,a减小;⑥降温抑制NH水解,a增大。②④⑥正确,故选D项。
2.(2015·高考天津卷)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
加入的物质
结论
A.50 mL 1 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,[Na+]=[SO]
B.0.05 mol CaO
溶液中增大
C.50 mL H2O
由水电离出的[H+]·[OH-]不变
D.0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,[Na+]不变
解析:选B。A.Na+的物质的量为0.1 mol,而SO的物质的量为0.05 mol,混合溶液中Na+与SO的浓度不可能相等。B.加入0.05 mol CaO后,会生成Ca(OH)2,Ca(OH)2 与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和NaOH,溶液中[OH-]增大,CO水解产生的HCO减少,故溶液中增大。 C.加入H2O后,[Na2CO3]减小,CO水解产生的[OH-]减小,溶液中的OH-来源于水的电离,因水电离产生的[OH-]=[H+],故由水电离出的[H+][OH-]减小。D.加入0.1 mol NaHSO4固体,溶液体积变化不大,但n(Na+)变为原来的2倍,故[Na+]增大。
题组二 盐类水解的应用
3.(2018·哈师大附中模拟)加热蒸干下列盐溶液,可得到原溶质的是( )
A.FeCl3 B.Na2CO3
C.K2SO3 D.TiCl4
解析:选B。FeCl3加热蒸干过程中由于Fe3+水解,最终会转化为Fe(OH)3,不能得到原溶质,A项错误;Na2CO3溶液加热蒸干最后析出Na2CO3,可得到原溶质,B项正确;K2SO3加热蒸干过程中会被氧化为K2SO4,不能得到原溶质,C项错误;TiCl4加热蒸干过程中由于Ti4+水解,最终会转化为TiO2,不能得到原溶质,D项错误。
4.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.在滴有石蕊的AgNO3溶液中慢慢滴入NaCl溶液,溶液由红色逐渐变为紫色
解析:选D。A项,天然硬水中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,错误;C项,惰性电极电解食盐水生成物是氢气、氢氧化钠与氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备漂白液,与水解无关,错误;D项,AgNO3溶液中存在水解平衡:Ag++H2OAgOH+H+,加入NaCl溶液后生成AgCl沉淀,降低Ag+的浓度,上述平衡逆向移动,溶液的酸性减弱,所以由红色逐渐变为紫色,正确。
题组三 溶液中粒子浓度的大小比较
5.已知某溶液中只存在OH-、Cl-、NH、H+四种离子,下列说法不正确的是( )
A.若溶液中[NH]=[Cl-],则该溶液一定显中性
B.若溶液中[NH]>[Cl-]>[OH-]>[H+],则溶液中一定含有NH4Cl和NH3·H2O
C.若溶液中[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-],则溶液中可能含有NH4Cl或NH4Cl和HCl
D.若溶液中[Cl-]>[H+]>[NH]>[OH-],则溶液中含有大量的NH4Cl和少量的HCl
解析:选D。A项,若溶液中[NH]=[Cl-],由电荷守恒知[OH-]=[H+],则该溶液一定显中性;B项,溶液呈碱性,溶质只能是NH4Cl和NH3·H2O;C项,溶液呈酸性,溶质可能含有NH4Cl或NH4Cl和HCl;若溶质是大量的NH4Cl和少量的HCl,则[Cl-]>[NH]>[H+]>[OH-],D项错误。
6.(2016·高考天津卷)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:[B-]>[Na+]>[HB]>[H+]>[OH-]
C.pH=7时,三种溶液中:[A-]=[B-]=[D-]
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:[HA]+[HB]+[HD]=[OH-]-[H+]
解析:选C。三种酸的浓度相等,根据图像,在测定前HA溶液的pH最小,酸性最强,HD溶液的pH最大,酸性最弱,说明HA的电离程度最大,电离常数最大,A项正确;P点溶液中含有等物质的量的NaB与HB,此时溶液显酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,所以[B-]>[HB],由物料守恒:2[Na+]=[HB]+[B-]知,[Na+]介于[B-]、[HB]之间,B项正确;每种溶液中均存在电荷守恒:[Na+]+[H+]=[X-]+[OH-],X-代表A-、B-、D-,在pH=7时,[H+]=[OH-],[Na+]=[X-],而pH=7时,三种酸所消耗的NaOH的物质的量不相等,故三种溶液中[Na+]不相等,则[X-]也不相等,C项错误;中和百分数为100%的三种溶液,其溶质分别是NaA、NaB、NaD,混合后溶液中的电荷守恒式为[Na+]+[H+]=[A-]+[B-]+[D-]+[OH-]①,此式中[Na+]=[Na+][NaA]+[Na+][NaB]+[Na+][NaD],混合前的三种溶液中存在物料守恒:[Na+][NaA]=[A-]+[HA],[Na+][NaB]=[B-]+[HB],[Na+][NaD]=[D-]+[HD],消去①式中的[Na+]和[A-]、[B-]、[D-],得[HA]+[HB]+[HD]=[OH-]-[H+],D项正确。
7.(2016·高考四川卷)向1 L含0.01 mol Na[Al(OH)4]和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 mol
n(CO2)/mol
溶液中离子的物质的量浓度
A
0
[Na+]>{[Al(OH)4]-}+[OH-]
B
0.01
[Na+]>{[Al(OH)4]-}>[OH-]>[CO]
C
0.015
[Na+]>[HCO]>[CO]>[OH-]
D
0.03
[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+]
解析:选D。当n(CO2)=0 mol时,[Na+]<{[Al(OH)4]-}+[OH-],A项错误;当n(CO2)=0.01 mol时,恰好发生反应CO2+2OH-===CO+H2O,溶液中的溶质为等物质的量的Na[Al(OH)4]和Na2CO3,存在[Al(OH)4]-和CO的水解,且[Al(OH)4]-的水解程度大于CO的水解程度,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[CO]>{[Al(OH)4]-}>[OH-],B项错误;当n(CO2)=0.015 mol时,溶液中的溶质仅为Na2CO3,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[CO]>[OH-]>[HCO],C项错误;当n(CO2)=0.03 mol时,溶液中的溶质仅为NaHCO3,则溶液中离子浓度关系为[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+],D项正确。
溶液中粒子浓度的三大守恒关系
(1)电荷守恒规律
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,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NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,其电荷守恒关系为[Na+]+[H+]=[HCO]+[OH-]+2[CO]。
(2)物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能够水解或电离,离子种类有所变化,但原子总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S原子以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:[K+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]。
(3)质子守恒规律
如Na2S溶液中存在:[H+]+[HS-]+2[H2S]=[OH-]。质子守恒关系式可由电荷守恒式和物料守恒式推出。
[课后达标检测]
一、选择题
1.下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.铁在潮湿的环境下生锈
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.浓硫化钠溶液有臭味
解析:选B。A项,碳酸钠水解显碱性,利用油污在碱性条件下水解生成可溶于水的物质而达到去油污目的;C项,氯化铁溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,在加热条件下水解平衡正向移动造成体系颜色加深;D项,硫化钠溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,水解产物H2S是产生臭味的原因;B项,是铁发生电化学腐蚀的结果,不涉及盐类的水解。
2.现有浓度均为0.1 mol·L-1的五种电解质溶液
①Na2CO3 ②NaHCO3 ③Na[Al(OH)4]
④CH3COONa ⑤NaOH
这五种溶液的pH由小到大的顺序是( )
A.⑤③①②④ B.①④②③⑤
C.④②①③⑤ D.②④①③⑤
解析:选C。①~④均为强碱弱酸盐溶液,由酸根离子水解呈碱性,水解程度远小于NaOH的电离程度,故⑤pH最大,排除A项;由酸性:CH3COOH>H2CO3>HCO>Al(OH)3可知水解能力:CH3COO-
A.a=b=c B.a>b>c
C.a>c>b D.c>a>b
解析:选D。三种溶液中都存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,对于(NH4)2CO3来说,因CO+H+HCO而使上述平衡向右移动,促进了NH的水解;对于(NH4)2Fe(SO4)2来说,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,[H+]增大,抑制了NH的水解。
4.(教材改编题)常温下,0.1 mol·L-1的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH分别为7、8、9,则下列判断中正确的是( )
A.HX、HY、HZ的酸性依次增强
B.离子浓度:[Z-]>[Y-]>[X-]
C.电离常数:K(HZ)>K(HY)
D.[X-]=[Y-]+[HY]=[Z-]+[HZ]
解析:选D。由水解能力:X-
5.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]
B.Na2C2O4溶液:[OH-]=[H+]+[HC2O]+2[H2C2O4]
C.Na2CO3溶液:[Na+]+[H+]=2[CO]+[OH-]
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:[Na+]+[Ca2+]=[CH3COO-]+[CH3COOH]+2[Cl-]
解析:选B。A.Na2S溶液中微粒关系为[Na+]>[S2-]>[OH-]>[HS-]>[H2S],A错误。B.Na2C2O4溶液中,由电荷守恒得[Na+]+[H+]=2[C2O]+[HC2O]+[OH-] ①,由物料守恒得[Na+]=2[C2O] +2[HC2O]+2[H2C2O4] ②,由①-②得[OH-]=[H+]+[HC2O]+2[H2C2O4],B正确。C.Na2CO3溶液中,由电荷守恒得[Na+]+[H+]=2[CO]+[HCO]+[OH-],C错误。D.CH3COONa和CaCl2混合溶液中存在:[Na+]=[CH3COO-]+[CH3COOH] ①,2[Ca2+]=[Cl-] ②,①+②得[Na+]+2[Ca2+]=[CH3COO-]+[CH3COOH]+[Cl-],D错误。
6.(2018·济南一模)下列叙述正确的是( )
A.某温度下,NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
B.常温下,将pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的盐酸等体积混合,则混合液pH<3
C.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和KW均减小
D.常温下,pH相同的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③(NH4)2SO4三种溶液中[NH]:①=③>②
解析:选D。NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液呈中性,CH3COONH4溶液中CH3COO-、NH发生相互促进的水解反应,溶液呈中性,促进水的电离,故CH3COONH4溶液中水的电离程度比NaCl溶液中水的电离程度大,A项错误;0.001 mol·L-1盐酸的pH=3,将pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的盐酸等体积混合,溶液中[H+]不变,故混合液pH=3,B项错误;Na2CO3溶液加水稀释,CO的水解程度增大,OH-数目增加,但[OH-]减小,故pH减小,KW只与温度有关,温度不变,故KW不变,C项错误;[NH]相同时,溶液pH:①=③<②,则pH相同时,溶液中[NH]:①=③>②,D项正确。
7.(2018·青岛一模)已知HA和HB均为弱酸,且Ka(HA)>Ka(HB)。25 ℃时,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列关系正确的是( )
A.>
B.[A-]-[B-]=[HA]-[HB]
C.[Na+]=[A-]+[B-]
D.[HB]>[HA]>[OH-]
解析:选A。==,>1,故>,A项正确。根据物料守恒,溶液中存在:[A-]+[HA]=[B-]+[HB],则[A-]-[B-]=[HB]-[HA],B项错误。根据物料守恒,溶液中存在:[Na+]=[A-]+[HA]+[B-]+[HB],故[Na+]>[A-]+[B-],C项错误。Ka(HA)>Ka(HB),则HA的酸性比HB的酸性强,故B-的水解程度大于A-的水解程度,[HB]>[HA],根据质子守恒,[OH-]=[H+]+[HB]+[HA],故[OH-]>[HB]>[HA],D项错误。
8.(2018·福州一模)室温时,往20 mL 0.1 mol·L-1的HM酸溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的ROH碱溶液,溶液的pH与所加ROH溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.V(ROH)<20 mL时,随着V(ROH)增大,HM的电离程度减小
B.Ka(HM)=Kb(ROH)
C.RM不能发生水解反应
D.V(ROH)>20 mL时,溶液中[R+]<[M-]
解析:选B。由题图可知,0.1 mol·L-1的HM酸溶液的pH>2,则HM为弱酸。V(ROH)<20 mL时,随着V(ROH)增大,溶液中[H+]减小,HM的电离平衡正向移动,HM的电离程度增大,A项错误;由题图可知,V(ROH)=20 mL时,溶液呈中性,则二者的电离常数相等,B项正确;RM溶液呈中性,HM为弱酸,则ROH为弱碱,RM为弱酸弱碱盐,可以发生水解反应,C项错误;V(ROH)>20 mL时,溶液呈碱性,[OH-]>[H+],结合电荷守恒式:[OH-]+[M-]=[H+]+[R+]知,[M-]<[R+],D项错误。
9.(2015·高考安徽卷)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1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:[OH-]>[Na+]=[NH3·H2O]
B.加入10 mL盐酸时:[NH]+[H+]=[OH-]
C.加入盐酸至溶液pH=7时:[Cl-]=[Na+]
D.加入20 mL盐酸时:[Cl-]=[NH]+[Na+]
解析:选B。A.NH3·H2O是弱电解质,能微弱电离,溶液中[Na+]>[NH3·H2O]。B.当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中[Na+]=[Cl-],根据电荷守恒式[Na+]+[NH]+[H+]=[Cl-]+[OH-]可知[NH]+[H+]=[OH-]。C.溶液pH=7时,溶液中[H+]=[OH-],根据电荷守恒式可知[Na+]+[NH]=[Cl-]。D.加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据物料守恒有[Na+]+[NH]+[NH3·H2O]=[Cl-]。
10.(2018·贵阳一模)室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下:
实验编号
起始浓度/mol·L-1
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+]
B.实验①反应后的溶液中:[OH-]=[K+]-[A-]= mol·L-1
C.实验②反应后的溶液中:[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1
D.实验②反应后的溶液中:[K+]=[A-]>[OH-]=[H+]
解析:选B。一元酸HA与一元强碱KOH等体积、等浓度混合后,溶液pH=9,显碱性,说明HA为一元弱酸,KA为强碱弱酸盐,KA溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+],A项正确;实验①反应后的溶液中,根据电荷守恒得:[K+]+[H+]=[A-]+[OH-],[OH-]=[K+]+[H+]-[A-],B项错误;实验②反应后溶液的pH=7,则加入的HA溶液浓度大于0.2 mol·L-1,根据物料守恒知,反应后[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1,C项正确;实验②反应后的溶液中,根据电荷守恒得:[K+]+[H+]=[A-]+[OH-],又因为pH=7,即[H+]=[OH-],则[K+]=[A-],D项正确。
二、非选择题
11.NaClO和KAl(SO4)2都是重要的化工产品,均可应用于造纸业。
(1)NaClO溶液pH>7,用离子方程式表示原因:
________________________________________________________________________。
(2)根据NaClO的性质推测,在纸浆中加入NaClO溶液的目的是________________________________________________________________________。
(3)某小组同学用如图所示装置探究NaClO和KAl(SO4)2饱和溶液混合反应的实验。打开活塞向烧瓶中加入KAl(SO4)2饱和溶液,产生大量的白色胶状沉淀。反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
解析:(1)写水解反应方程式即可。(2)次氯酸钠具有强氧化性,能漂白纸浆。(3)考虑Al3+与ClO-的相互促进水解反应。
答案:(1)ClO-+H2OHClO+OH-
(2)漂白纸浆
(3)Al3++3ClO-+3H2O===3HClO+Al(OH)3↓
12.常温下有浓度均为0.5 mol·L-1的四种溶液:
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③HCl溶液
④氨水
(1)上述溶液中,可发生水解的是________(填序号)。
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积________④的体积(填“大于”“小于”或“等于”),此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)取10 mL溶液③,加水稀释到500 mL,则此时溶液中由水电离出的[H+]=________。
答案:(1)①②
(2)[Na+]>[HCO]>[OH-]>[H+]>[CO]
(3)小于 [NH]=[Cl-]>[H+]=[OH-]
(4)10-12 mol·L-1
13.碳、氮元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。试回答下列有关问题:
(1)向0.01 mol·L-1的CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别为________、________、________、________。(填“左移”或“右移”)
(2)标准状况下,将1.12 L CO2通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________;
用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:
①[OH-]=2[H2CO3]+________________________________________________________________________;
②[H+]+[Na+]=________________________________________________________________________。
(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中[H2CO3]________(填“>”“=”或“<”)[CO],原因是
________________________________________________________________________(用离子方程式和必要的文字说明,下同)。
(4)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是
________________________________________________________________________。
解析:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,HCl电离出的H+、FeSO4水解生成的H+均与OH-反应,使平衡右移;NaOH电离出的OH-、Na2CO3水解生成的OH-均使溶液中OH-浓度增大,平衡左移。(2)两者正好完全反应生成Na2CO3,依据电荷守恒有[H+]+[Na+]=2[CO]+[HCO]+[OH-],依据物料守恒有[Na+]=2{[CO]+[HCO]+[H2CO3]},依据质子守恒有[H+]+[HCO]+2[H2CO3]=[OH-]。
答案:(1)右移 左移 左移 右移
(2)[Na+]>[CO]>[OH-]>[HCO]>[H+]
①[H+]+[HCO]
②2[CO]+[HCO]+[OH-]
(3)> 溶液中既存在HCOCO+H+,也存在HCO+H2OH2CO3+OH-,而HCO的水解程度大于其电离程度
(4)电解液中一定含有Al3+,Al3+水解显酸性,HCO水解显碱性,两个水解反应相互促进,Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
14.(2018·杭州模拟)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
实验编号
HA的物质的量浓度(mol/L)
NaOH的物质的量浓度(mol/L)
混合后溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.12
0.1
pH=7
丙
0.2
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
_______________________________________________。
(2)乙组混合溶液中[A-]和[Na+]的大小关系是________(填编号)。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________________________________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):[Na+]-[A-]=________mol/L。
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应,HA的酸性强弱决定完全中和后盐溶液的pH,a=7时HA为强酸,a>7时HA为弱酸。(2)据电荷守恒,有[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],因[H+]=[OH-],所以[Na+]=[A-]。(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,由pH>7知A-水解程度大于HA的电离程度,离子浓度大小关系为 [Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]。(4)据电荷守恒 [Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],推导 [Na+]-[A-]=[OH-]-[H+]=(10-4-10-10) mol/L。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸 (2)C
(3)[Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]
(4)(10-4-10-10)
相关资料
更多