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2021届高考化学人教版一轮创新教学案:第8章第26讲 盐类的水解
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第26讲 盐类的水解
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
盐电离―→―→
破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→
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
常温下溶液的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
pH7
5.离子方程式的书写
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,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。如CuCl2、NH4Cl水解的离子方程式:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;
NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式只写第一步。如Na2S水解反应的离子方程式:S2-+H2OHS-+OH-。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成,如FeCl3溶液中:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于水解相互促进进行完全的,书写时要用“===”“↑”“↓”等,如NaAlO2与AlCl3混合溶液反应的离子方程式:Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓。
6.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
①温度:温度越高,水解程度越大。
②溶液的浓度:溶液越稀,水解程度越大。
(3)外加酸碱
(4)加能水解的盐
7.盐类水解的应用
应用
举例或原理解释
判断溶液的酸碱性
NH4Cl溶液显酸性,原因是NH+H2ONH3·H2O+H+,与Mg反应可生成H2
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+)
判断弱电解质的相对强弱
如:物质的量浓度相同的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序为HX>HY>HZ
证明某些电解质是弱酸或弱碱
如:Na2CO3溶液能使酚酞试液变红,证明该溶液显碱性,证明H2CO3是弱酸
判断盐溶液蒸干灼烧后的产物
蒸干灼烧AlCl3溶液后的产物为Al2O3,蒸干灼烧FeCl3溶液后的产物为Fe2O3
净水剂原理
明矾用于净水,原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
主要成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,原理是Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
纯碱溶液去油污
用热碱水洗油污的原理CO+H2OHCO+OH-
胶体的制备
将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,制备Fe(OH)3胶体,原理是Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
配制或贮存易水解的盐溶液
配制FeCl3、SnCl2溶液时,常将它们先溶于较浓的盐酸,再稀释到所需浓度,目的是抑制Fe3+或Sn2+的水解,配制FeSO4溶液时,需加入少量铁粉和稀硫酸
物质的提纯
除去MgCl2溶液中的FeCl3,可加入Mg、MgO、Mg(OH)2或MgCO3,促使Fe3+水解完全,生成Fe(OH)3沉淀而除去
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,并指明错因。
(1)酸式盐溶液一定呈酸性。(×)
错因:NaHCO3溶液呈碱性。
(2)能水解的盐溶液一定呈酸性或碱性,不可能呈中性。(×)
错因:CH3COONH4能水解,其水溶液呈中性。
(3)Na2CO3溶液显碱性的原因:CO+2H2OH2CO3+2OH-。(×)
错因:Na2CO3水解的离子方程式为:CO+H2OHCO+OH-。
(4)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO水解程度减小,pH减小。(×)
错因:Na2CO3与Ca(OH)2反应生成NaOH,pH增大。
(5)关于氯化铵溶液,加水稀释时,的值增大。(×)
错因:加水稀释,n(NH)减小,n(Cl-)不变,所以=的值减小。
(6)降低温度和加水稀释,都会使盐的水解平衡向逆反应方向移动。(×)
错因:加水稀释,盐的水解平衡正向移动。
(7)通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大。(×)
错因:向FeCl3溶液中通入HCl,c(Cl-)增大的程度比c(Fe3+)大,应减小。
2.教材改编题
(据人教选修四P59T1)下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是( )
①HCl+H2OH3O++Cl-
②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl
③CO+2H2OH2CO3+2OH-
④碳酸氢钠溶液:HCO+H2OCO+H3O+
⑤HS-的水解:HS-+H2OS2-+H3O+
⑥NaAlO2与NaHCO3溶液混合:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO
A.①②③④ B.①②③⑥
C.②③⑤⑥ D.全部
答案 D
解析 ①④⑤是电离方程式且①应用“===”;②是水解反应方程式,但应用“”;③的水解方程式错误,应分步进行;⑥反应实质是强酸制弱酸,不属于双水解反应。
考点一 盐类水解的实质及规律
[解析] (1)酸越弱,对应盐的水解程度越大,碱性越强。
(2)HSO的电离程度大于其水解程度,所以:NaHSO3溶液呈弱酸性,而HCO的电离程度小于其水解程度,故NaHCO3溶液呈弱碱性,而NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,即NaHSO4溶液呈强酸性,所以,同浓度的三种溶液的pH大小顺序为:NaHCO3>NaHSO3>NaHSO4。
(3)NH4HSO4电离出的H+,抑制NH的水解,Fe2+水解生成的H+,也抑制NH的水解,而CO、HCO水解生成的OH-又促进NH的水解,再结合水解程度是微弱的,可得出结论:同浓度的盐溶液中c(NH)的大小顺序为:(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4>(NH4)2CO3>NH4HSO4>NH4Cl>NH4HCO3。
[答案] (1)Na2CO3>NaCN>NaHCO3>HCOONa>NaNO2
(2)NaHCO3>NaHSO3>NaHSO4
(3)(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4>(NH4)2CO3>NH4HSO4>NH4Cl>NH4HCO3
盐类水解的规律
1.“谁弱谁水解,越弱越水解,谁强显谁性。”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:正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
4.相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
1.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:c(Z-)>c(Y-)>c(X-)
C.电离常数:K(HZ)>K(HY)
D.c(X-)=c(Y-)+c(HY)=c(Z-)+c(HZ)
答案 D
解析 NaX、NaY、NaZ的pH分别为7、8、9,则HX是强酸,HY、HZ是弱酸,再根据水解规律可知,HY的酸性强于HZ的酸性。所以酸性:HX>HY>HZ,故A、C错误;根据“越弱越水解”可知B错误;D选项是正确的物料守恒关系式。
2.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液;②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液;③pH=10的Na2S溶液;④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×108
C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109
答案 A
解析 ①pH=0的H2SO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1,c(OH-)=10-14 mol·L-1,H2SO4溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H+)=10-14 mol·L-1;②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=10-13 mol·L-1,Ba(OH)2溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H+)=10-13mol·L-1;③pH=10的Na2S溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H+)=10-4mol·L-1;④pH=5的NH4NO3溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H+)=10-5mol·L-1。4种溶液中电离的H2O的物质的量等于H2O电离产生的H+的物质的量,其比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109。
水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的相关计算
在任何溶液中水电离出来的c水(H+)与c水(OH-)始终相等。
1.如酸或碱溶液
在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的数值是水电离出来的。
(1)酸溶液中:c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-);
(2)碱溶液中:c水(OH-)=c水(H+)=c溶液(H+),具体见下表:
溶液(25 ℃)
水电离出来的
pH=2的盐酸
10-2
10-12
10-12
pH=13的NaOH溶液
10-13
10-1
10-13
2.盐溶液
在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的数值是水电离出来的。具体见下表:
溶液(25 ℃)
水电离出来的
pH=5的NH4Cl溶液
10-5
10-9
10-5
pH=10的Na2CO3溶液
10-10
10-4
10-4
考点二 盐类水解的影响因素
[解析] ①NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,加入少量NH4Cl固体,c(NH)增大,平衡正向移动,则溶液中c(H+)增大,错误;②根据勒夏特列原理可知,平衡正向移动,但c(NH)仍比原平衡大,错误;③c(NH)增大,平衡正向移动,但NH的水解程度减小,故增大,错误;④NH的水解平衡常数为Kh=,则=,由于温度不变,Kh不变,故不变,错误;⑥结合水解常数Kh可知,=,加入少量NH4Cl固体,Kh不变,c(NH3·H2O)增大,故减小,正确;⑦结合水解常数Kh可知,=,加入少量NH4Cl固体,水解平衡正向移动,c(H+)增大,但Kh不变,故增大,错误。
[答案] B
从定性、定量两角度理解盐类水解
1.盐类水解受温度、浓度、溶液的酸碱性等因素的影响,以FeCl3水解为例,当改变条件如升温、通入HCl气体、加水、加NaHCO3溶液等时,平衡均会发生移动。
2.水解平衡常数(Kh)只受温度的影响,它与Ka(或Kb)、Kw的定量关系为Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw。MA表示强碱弱酸盐,则A-水解的离子方程式为A-+H2OHA+OH-,Kh===(Ka为HA的电离常数)。
由于HA电离出的A-与H+浓度相等,平衡时c(HA)约等于HA溶液的浓度c,则Ka=,c(H+)= mol·L-1。
同理:强酸弱碱盐(如NH4Cl)的水解常数与弱碱电离常数(Kb)之间的关系:Kh=。
3.CH3COONa稀溶液中分别加入少量下列物质或改变如下条件,能使比值一定减小的是( )
①固体NaOH ②固体KOH ③固体NaHSO4 ④固体CH3COONa ⑤冰醋酸 ⑥降温
A.只有①③ B.①③④
C.②④⑤⑥ D.③④⑥
答案 A
解析 ①加入固体NaOH,c(Na+)与c(CH3COO-)都增大,但c(Na+)增大幅度较大,则比值减小,符合;②加入固体KOH,抑制水解,则c(CH3COO-)增大,而c(Na+)不变,则比值增大,不符合;③加入固体NaHSO4,水解平衡向右移动,c(Na+)增大,c(CH3COO-)减小,则比值减小,符合;④加入固体CH3COONa,浓度增大,水解程度降低,则比值增大,不符合;⑤加入冰醋酸,c(CH3COO-)增大,而c(Na+)不变,则比值增大,不符合;⑥水解是吸热反应,降温,平衡逆向进行,醋酸根离子浓度增大,则比值增大,不符合。
4.(2019·石家庄一模)25 ℃时,关于①0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液、②NaOH溶液,下列叙述正确的是( )
A.若向①中加适量水,溶液中的值减小
B.若向②中加适量水,水的电离平衡正向移动
C.若将①和②均稀释100倍,①的pH变化更大
D.若将①和②混合,所得溶液的pH=7,则溶液中的c(NH3·H2O)>c(Na+)
答案 B
解析 NH4Cl溶液中存在NH的水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,加水稀释时,平衡正向移动,n(NH)减小,n(Cl-)不变,则的值增大,A错误;NaOH溶液中加水稀释,c(NaOH)减小,对水的电离抑制程度减小,故水的电离程度增大,B正确;NH4Cl溶液加水稀释100倍,促进NH的水解,溶液中c(H+)大于原溶液的,NaOH溶液中加水稀释100倍,c(OH-)变为原溶液的,故NaOH溶液的pH变化更大,C错误。将①和②混合,所得溶液呈电中性,据电荷守恒可得,c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-);由于溶液的pH=7,则有c(OH-)=c(H+),从而可得c(NH)+c(Na+)=c(Cl-);据物料守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),综合上述两式可得c(NH3·H2O)=c(Na+),D错误。
考点三 盐类水解的应用
[解析] ①明矾为硫酸铝钾的结晶水合物,Al3+可水解生成具有吸附性的Al(OH)3胶体,可用作净水剂,与水解有关;②FeCl3水解呈酸性,盐酸可抑制其水解,防止溶液浑浊,与水解有关;③NaHCO3和Al2(SO4)3可发生相互促进的水解反应生成CO2,可用于灭火,与水解有关;④NH4Cl水解呈酸性,加入镁可生成氢气,与水解有关;⑤草木灰中的CO与NH发生相互促进的水解反应,两者混合可降低肥效,与水解有关;⑥Na2CO3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,不能用玻璃塞,与水解有关;⑦纯碱呈碱性,油污可在碱性条件下水解,与水解有关。
[答案] D
1.盐溶液蒸干灼烧时所得产物的类型判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)CuSO4(s);Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)。
盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→
CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
FeCl2(aq)Fe(OH)2(s)Fe(OH)3(s)Fe2O3。
2.因相互促进水解不能大量共存的离子组合
(1)Al3+与HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
(2)Fe3+与HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
(3)NH与SiO、AlO。
注意 (1)NH与CH3COO-、HCO虽能发生双水解反应,但水解程度都不大,故能大量共存。
(2)Fe3+在中性条件下已完全水解。
5.下列说法正确的是( )
A.向CuCl2溶液中加入CaCO3,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
B.配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
答案 D
解析 A项,由Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+加入CaCO3消耗H+,使平衡右移而除去Fe3+,但又引入新的杂质Ca2+,不合理,B项,所加酸应是稀硫酸,不能引入新杂质;C项,加热法不能除去Fe3+。
6.下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止,能得到较纯净的原溶质的是( )
①CuSO4 ②FeSO4 ③K2CO3 ④Ca(HCO3)2
⑤NH4HCO3 ⑥KMnO4 ⑦FeCl3
A.全部都可以 B.仅①②③
C.仅①③⑥ D.仅①③
答案 D
解析 FeSO4具有还原性,加热溶液被氧化为Fe2(SO4)3,得不到原溶质;溶液加热过程中生成Fe(OH)2和H2SO4,又由于Fe(OH)2会被氧化生成Fe(OH)3,故蒸干后得到Fe2(SO4)3和Fe(OH)3的混合物;Ca(HCO3)2受热会分解生成CaCO3;NH4HCO3受热分解;KMnO4受热分解生成K2MnO4和MnO2;FeCl3受热促进水解生成Fe(OH)3和盐酸,而盐酸挥发进一步促进其水解,最终水解彻底。
溶液中微粒浓度的关系
(1)电离过程的“微弱”
弱电解质发生电离的粒子的浓度大于电离生成的粒子的浓度,如H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)>c(CO)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离程度)。
(2)水解过程的“微弱”
发生水解的粒子的浓度大于水解生成的粒子的浓度,如Na2CO3溶液中:c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)(多元弱酸酸根离子的水解以第一步为主)。
注意 若要求比较溶液中所有微粒浓度的大小,不能忽略水的电离。如H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-),c(H+)>c(HCO)的原因是水和HCO还会电离产生H+。
(1)物料守恒(原子守恒)
在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变,符合原子守恒。如NaHCO3溶液中,n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,因HCO水解:HCO+H2OH2CO3+OH-以及HCO电离:HCOH++CO,C元素的存在形式有3种,即HCO、H2CO3、CO,由n(Na+)∶n(C原子)=1∶1,得c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)。
(2)电荷守恒
在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性。如NaHCO3溶液中有Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:n(Na+)+n(H+)=n(HCO)+2n(CO)+n(OH-),推出c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)。(因CO带2个单位负电荷,所以其所带电荷数为其离子数的2倍)
(3)质子守恒
电解质溶液中,电离、水解等过程中得到的质子(H+)数等于失去的质子(H+)数。如NaHCO3溶液中:
即有c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO)
另外,质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导得出。
以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,由①-②消去没有参与变化的c(K+)得质子守恒式c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)。
(1)单一溶液中粒子浓度的比较
NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3),以HSO的电离为主(HSO的电离>HSO的水解)。
NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(H+)>c(CO),以HCO的水解为主(HCO的水解>HCO的电离)。
Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)。
(2)混合溶液中粒子浓度的比较
等浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。(CH3COOH的电离>CH3COO-的水解)
等浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液:
c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。(NH3·H2O的电离>NH的水解)
等浓度的Na2CO3与NaHCO3混合溶液:
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)。(CO的水解>HCO的电离或水解)
(3)不同溶液中同一粒子浓度的比较
不同溶液要看溶液中其他离子对该离子的影响。如在相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl;②CH3COONH4;③NH4HSO4,c(NH)由大到小的顺序为③>①>②。
[解析] 根据电荷守恒,NaHSO3溶液中c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)+c(HSO),A错误;根据物料守恒,NaHSO3溶液中c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),B正确;根据图示,室温下NaHSO3浓度小于5.49×10-5 mol·L-1时,c(OH-)>c(SO),C错误;根据图示,室温下NaHSO3浓度等于5.49×10-5 mol·L-1时,c(SO)=c(OH-),此时c(HSO)④>③>①
B.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.向0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 NaOH溶液:c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
D.常温下,同浓度的CH3COONa与CH3COOH溶液等体积混合,溶液的pHc(Na+)+c(H+)
答案 A
解析 ①③中CO分别由H2CO3的二级电离、HCO的电离得到,由于H2CO3的一级电离抑制二级电离,则c(CO):③>①,而②④中CO分别由Na2CO3、(NH4)2CO3的电离得到,由于NH促进CO的水解,则c(CO):②>④,故c(CO):②>④>③>①,A正确;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),B错误;反应后得到等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液,CO的水解程度大于HCO的水解程度,故c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),C错误;溶液的pHc(CH3COOH),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(OH-),D错误。
[体验2] (2019·资阳市高三第二次诊断性考试)25 ℃下,部分弱酸的电离常数如表。下列有关说法不正确的是( )
弱酸
HCOOH
HClO
H2S
电离平衡常数(Ka)
Ka=1.0×10-4
Ka=2.0×10-8
Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
A.若HCOONa和HCOOH的混合溶液的pH=3,则=10
B.相同浓度的HCOONa和NaClO溶液中离子总浓度前者大
C.任何浓度NaHS溶液中总存在:c(H2S)+c(H+)=c(OH-)+c(S2-)
D.向NaClO溶液中通入H2S发生的反应为2ClO-+H2S===S2-+2HClO
答案 D
解析 由表给电离常数可知,电离程度由大到小的顺序为HCOOH>H2S>HClO>HS-,则对应离子的水解程度从大到小的顺序为S2->ClO->HS->HCOO-,HCOOH的电离常数Ka=,则pH=3的HCOONa和HCOOH的混合溶液中===10,故A正确;HCOONa溶液中电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOO-),溶液中离子总数为2×[c(Na+)+c(H+)]×V,同理可得NaClO溶液中离子总数为2×[c(Na+)+c(H+)]×V,由电离常数可知HCOOH比HClO易电离,则等体积、等浓度的HCOONa和NaClO溶液中,ClO-水解程度更大,溶液中的c(OH-)大、c(H+)小,所以HCOONa溶液中离子总数大于NaClO溶液,故B正确;NaHS溶液中一定存在质子守恒关系:c(H2S)+c(H+)=c(OH-)+c(S2-),故C正确;向NaClO溶液中通入H2S,因NaClO水解生成的HClO具有强氧化性,与强还原性的H2S在溶液中发生氧化还原反应,不能发生复分解反应,故D错误。
建议用时:40分钟 满分:100分
一、选择题(每题6分,共72分)
1.下列用途(现象)对应离子方程式的表示不正确的是( )
A.明矾用于净水:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
B.配制氯化铁溶液时先将氯化铁固体溶于盐酸中:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
C.用纯碱清洗油污:CO+H2OHCO+OH-
D.浓硫化钠溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
答案 D
解析 氯化铁易水解,加入盐酸抑制其水解,B正确;碳酸钠水解产生氢氧根离子促使油脂水解,C正确;硫化钠分步水解产生硫化氢而有臭味,水解方程式应分步书写,且没有气体符号,使用可逆符号,D错误。
2.配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是( )
A.FeSO4(Fe) B.SnCl2(HCl)
C.FeCl3(HCl) D.NaAlO2(NaOH)
答案 A
解析 配制FeSO4时加入少量Fe粉目的是防止Fe2+被氧化,A错误;配制盐溶液时,为抑制盐的水解而加入酸或碱,但应注意不能引入杂质离子,加入的酸应是与盐中的酸根对应的强酸,如配制FeCl3溶液加盐酸;加入的碱应是与盐中的阳离子对应的强碱,如配制NaAlO2溶液要加NaOH溶液。
3.(2019·北京海淀高三期末)常温下,将2种一元酸HX和HY分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
组别
混合前
混合后
甲
c(HX)=0.1 mol·L-1
c(NaOH)=0.1 mol·L-1
pH=9
乙
c(HY)=0.1 mol·L-1
c(NaOH)=0.1 mol·L-1
pH=7
下列说法正确的是( )
A.HY为强酸
B.HX溶液的pH=1
C.甲的混合液中c(X-)=c(Na+)
D.乙的混合液中c(Na+)>c(Y-)
答案 A
解析 乙组两种溶液等体积混合,且两种溶液浓度相等,两种溶液恰好生成NaY,溶液显中性,该盐为强酸强碱盐,即HY为强酸,故A正确;甲组两种溶液物质的量浓度相同,即两种溶液等体积混合,恰好完全反应生成NaX,混合后pH=9,溶液显碱性,NaX为强碱弱酸盐,即HX为弱酸,HX溶液的pH>1,故B错误;甲的混合液中,溶质为NaX,HX为弱酸,X-发生水解,即c(Na+)>c(X-),故C错误;乙的混合液中,溶质为NaY,HY为强酸,即c(Na+)=c(Y-),故D错误。
4.(2019·广州高三调研测试)NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.4 g甲烷完全燃烧时转移的电子数为2NA
B.11.2 L(标准状况)CCl4中含有的共价键数为2NA
C.3 mol SO2和1 mol O2于密闭容器中催化反应后分子总数为3NA
D.1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中HS-和S2-粒子数之和为0.1NA
答案 A
解析 标准状况下CCl4为液体,11.2 L CCl4不为0.5 mol,所含共价键数不为2NA,B项错误;2SO2+O22SO3为可逆反应,不能进行完全,C项错误;根据物料守恒,1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中H2S、HS-和S2-三种粒子数之和为0.1NA,D项错误。
5.(2019·北京师大附中高三期中)室温下,向100 mL 0.1 mol/L NH4Cl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
100 mL 0.1 mol/L盐酸
溶液中2c(NH)=c(Cl-)
B
0.01 mol Na2O2固体
反应完全后,溶液pH增大,c(Na+)=2c(Cl-)
C
100 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)变大(均为自由离子)
D
100 mL 0.1 mol/L氨水
溶液中减小
答案 B
解析 加入100 mL 0.1 mol/L盐酸,由于铵根离子部分水解,则2c(NH)1
B.②中,反应后的溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.③中,a=20
D.③中,反应后的溶液:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)
答案 C
解析 冰醋酸是弱酸,A正确;加入的NaOH溶液恰好与原有的CH3COOH完全反应生成CH3COONa。CH3COONa溶液呈碱性,所以c(OH-)>c(H+),因CH3COO-水解略有消耗,所以c(Na+)>c(CH3COO-),B正确;②中溶液因CH3COO-水解而呈弱碱性,只需加少量的盐酸即可调整至中性,所以a小于20,C错误;反应后溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),又由于溶液呈中性,得c(H+)=c(OH-),在两边删去两离子,所以有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),D正确。
7.(2019·百师联盟高三调研)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,测其pH为8.4;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.反应的离子方程式是2HCO+Ca2+===CaCO3↓+H2CO3
C.加入CaCl2促进了HCO的水解
D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)
答案 C
解析 HCO在水中既有电离也有水解,其电离方程式为HCOH++CO,HCO水解方程式为HCO+H2OH2CO3+OH-,常温下,0.10 mol·L-1NaHCO3溶液pH=8.4,溶液显碱性,即HCO的水解程度大于电离程度,故A正确;滴加CaCl2溶液,出现白色沉淀,白色沉淀为CaCO3,HCO电离方程式为HCOH++CO,滴入CaCl2溶液,Ca2+与CO反应,促进HCO的电离,但滴加过程中无气体放出,即H+与HCO生成H2CO3,则反应的离子方程式为Ca2++2HCO===CaCO3↓+H2CO3,故B正确,C错误;根据电荷守恒,c(Na+)+2c(Ca2+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-)+c(OH-),溶液的pH=7,即c(H+)=c(OH-),得出:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),故D正确。
8.25 ℃时,某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子。下列说法正确的是( )
A.对于该溶液一定存在pH≥7
B.若c(OH-)>c(H+),则溶液中不可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.若溶液中c(A-)=c(Na+),则溶液一定呈中性
D.若溶质为NaA,则溶液中一定存在:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
答案 C
解析 若是较多的酸溶液和少量的盐溶液混合,则混合溶液显酸性,pH<7,A错误;若是氢氧化钠溶液和少量的盐溶液混合,则混合溶液显碱性,且混合溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),B错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),若溶液中c(A-)=c(Na+),则一定有c(H+)=c(OH-),即溶液一定呈中性,C正确;若NaA是强酸强碱盐,则c(A-)=c(Na+),D错误。
9.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,c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
答案 B
解析 四种盐溶液均促进了水的电离,水解显碱性,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;Na2CO3和NaHCO3溶液中都存在着H+、OH-、CO、HCO、H2CO3、Na+、H2O,B正确;CH3COOH的酸性强于HClO,在浓度相等时,pH小的是CH3COOH,C错误;根据物料守恒,Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),D错误。
10.等物质的量浓度、等体积的下列溶液中:①H2CO3;②Na2CO3;③NaHCO3;④NH4HCO3;⑤(NH4)2CO3。
下列关系或者说法正确的是( )
A.c(CO)的大小关系:②>⑤>③>④>①
B.c(HCO)的大小关系:④>③>⑤>②>①
C.将溶液蒸干灼烧只有①不能得到对应的固体物质
D.②③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
答案 A
解析 NH与CO水解相互促进,c(CO)大小为②>⑤,HCO既水解又电离,水解程度大于电离程度,c(CO)大小为④<③<⑤<②,H2CO3是弱酸,二级电离Ka2很小,H2CO3中的c(CO)最小,A正确;由于④中NH与HCO水解相互促进,故c(HCO)大小为③>④,B错误;将各溶液蒸干后①③④⑤都分解,得不到原来的物质,C错误;Na2CO3只能与盐酸反应,而与NaOH溶液不反应,D错误。
11.(2019·佛山市高三教学质量检测)常温下,向20 mL 0.1 moL/L的H3PO4溶液中滴加0.1 moL/L的NaOH溶液,所得溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H3PO4溶液第一步滴定可用酚酞作指示剂
B.A点溶液中c(H2PO)>c(H3PO4)>c(HPO)
C.图像中A、B、C三处溶液中相等
D.B点溶液存在2c(Na+)=c(PO)+c(H2PO)+c(HPO)+c(H3PO4)
答案 C
解析 H3PO4溶液第一步滴定生成NaH2PO4,溶液呈酸性,变色范围约为4~5,可选用甲基橙作指示剂,故A错误;A点为NaH2PO4溶液,pHc(HPO)>c(H3PO4),故B错误;温度相同,同一反应的平衡常数相同,HPO水解常数:A、B、C三处溶液中相等,故C正确;B点是Na2HPO4溶液,物料守恒为c(Na+)=2[c(PO)+c(H2PO)+c(HPO)+c(H3PO4)],故D错误。
12.下列有关溶液(室温下)的说法正确的是( )
A.Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
B.0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7:c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液、④(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小关系:④>①>②>③
D.0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
答案 D
解析 没有给出Na2CO3和NaHCO3的量的关系,若二者的物质的量浓度相等,则离子浓度之间的关系正确,A错误;根据电荷守恒有c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),溶液pH=7即c(H+)=c(OH-),所以c(NH)+c(Na+)=c(HSO)+2c(SO),根据物料守恒有c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3),进而有c(NH)+c(H2SO3)=c(SO),故有c(Na+)>c(SO)>c(NH),B错误;Fe2+的水解抑制NH的水解,HCO的水解促进NH的水解,c(NH)的大小关系:④>①>③>②,C错误;根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)+c(Cl-),溶液pH=7即c(H+)=c(OH-),即c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),根据物料守恒有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),因此c(CH3COOH)=c(Cl-),综合分析得c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),D正确。
二、非选择题(共28分)
13.(13分)10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度
10 ℃
20 ℃
30 ℃
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
甲同学认为:该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大,碱性增强。
乙同学认为:该溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3的水解程度。
丙同学认为:甲、乙的判断都不充分。
丙认为:
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则乙的判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液 D.澄清石灰水
(2)将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH________(填“高于”“低于”或“等于”)8.3,则甲的判断正确。
(3)查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,丙断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,理由是______________________________________。
(4)关于NaHCO3饱和水溶液的表述正确的是________。
a.c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
b.c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
c.HCO的电离程度大于HCO的水解程度
答案 大于 (1)B (2)等于 (3)乙 常压下加热NaHCO3的水溶液,溶液的温度达不到150 ℃ (4)a
解析 (2)如果甲的判断正确,则是因为水解造成的,那么温度不变溶液的pH也不变。
(3)因为加热时达不到碳酸氢钠的分解温度,所以乙的判断是错误的。
14.(15分)NH4Al(SO4)2、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)常温时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3。
①溶液中的Kw=________(填数值),由水电离出的c(H+)=________ mol·L-1。
②溶液中c(NH)+c(NH3·H2O)________c(Al3+)+c[Al(OH)3](填“>”“c(SO)>c(NH)>c(OH-)
解析 (1)②NH4Al(SO4)2溶液中,NH、Al3+均发生水解反应,据物料守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Al3+)+c[Al(OH)3]。据电荷守恒可得2c(SO)+c(OH-)=c(NH)+3c(Al3+)+c(H+),则有2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=1×10-3 mol·L-1-1×10-11 mol·L-1。
(3)①NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,先后发生反应的离子方程式为H++OH-===H2O、NH+OH-===NH3·H2O,a点V(NaOH)=100 mL,H+恰好完全中和,此时溶液所含溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,NH发生水解反应而促进水的电离;b、c两点溶液所含溶质均为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O,且c点时c(NH3·H2O)大于b点,NH3·H2O的存在抑制水的电离,则c点水的电离程度小于b点;d点NH4HSO4与NaOH溶液恰好完全反应,所含溶质为Na2SO4和NH3·H2O,则四点中水的电离程度大小关系为a>b>c>d,其中水的电离程度最小的是d点。
③NH4HSO4溶液中,
NH4HSO4===NH+H++SO
1 ∶ 1 ∶ 1
还有水的微弱电离:H2OH++OH-,NH的微弱水解:NH+H2ONH3·H2O+H+,故各离子浓度由大到小的排列顺序为c(H+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)。