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    2020版化学新增分大一轮苏教(江苏)讲义:专题8 溶液中的离子反应第25讲

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    2020版化学新增分大一轮苏教(江苏)讲义:专题8 溶液中的离子反应第25讲

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    第25讲 盐类水解
    考纲要求 1.理解盐类水解的原理。2.能说明影响盐类水解的主要因素。3.认识盐类水解在生产、生活中的应用(弱酸弱碱盐的水解不作要求)。
    考点一 盐类水解及其规律

    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
    ―→溶液呈碱性、酸性或中性
    3.特点
    ――→水解反应是可逆反应
    ――→水解反应是酸碱中和反应的逆反应
    ――→水解反应程度很微弱
    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
    强酸强碱盐
    NaCl、KNO3


    中性
    pH=7
    强酸弱碱盐
    NH4Cl、Cu(NO3)2

    NH、Cu2+
    酸性
    pH<7
    弱酸强碱盐
    CH3COONa、Na2CO3

    CH3COO-、CO
    碱性
    pH>7
    5.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。

    (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)Na2CO3的水解:CO+2H2O===H2CO3+2OH-(×)
    (9)FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合:Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑(√)

    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.(1)现有0.1 mol·L-1的纯碱溶液,用pH试纸测定溶液的pH,其正确的操作是______
    ________________________________________________________________________。
    你认为该溶液pH的范围一定介于________之间。
    (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 (1)把一小块pH试纸放在洁净的表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH 7~13
    (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

    题组一 盐类水解的实质及规律
    1.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.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。
    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 水解离子方程式的规范书写
    4.按要求书写离子方程式
    (1)AlCl3溶液呈酸性
    ________________________________________________________________________。
    (2)Na2CO3溶液呈碱性
    ________________________________________________________________________、
    ________________________________________________________________________。
    (3)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合
    ________________________________________________________________________。
    (4)实验室制备Fe(OH)3胶体
    ________________________________________________________________________。
    (5)NaHS溶液呈碱性的原因
    ________________________________________________________________________。
    (6)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,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)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
    (2)CO+H2OHCO+OH-
    HCO+H2OH2CO3+OH-
    (3)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
    (4)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
    (5)HS-+H2OH2S+OH-
    (6)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH-
    Mm++mH2OM(OH)m+mH+
    解析 (6)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。
    考点二 盐类水解的影响因素及应用

    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
    (3)以FeCl3水解为例[Fe3++3H2OFe(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.盐类水解的重要应用
    (1)判断离子能否大量共存
    若阴、阳离子发生相互促进的水解反应,水解程度较大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常见的相互促进的水解反应进行完全的有:Fe3+、Al3+与AlO、CO、HCO。
    (2)判断盐溶液蒸干时所得的产物
    ①盐溶液水解生成难挥发性酸和酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4;Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
    ②盐溶液水解生成挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
    ③考虑盐受热时是否分解,如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和MnO2;NH4Cl―→NH3和HCl。
    ④还原性盐在蒸干时会被O2氧化。
    如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
    ⑤弱酸的铵盐蒸干后无固体。如:NH4HCO3、(NH4)2CO3。
    (3)保存、配制某些盐溶液
    如配制FeCl3溶液时,为防止出现Fe(OH)3沉淀,常加几滴盐酸来抑制FeCl3的水解;在实验室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞。
    (4)利用盐类的水解反应制取胶体、净水
    如实验室制备Fe(OH)3胶体的原理为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
    明矾净水的原理:Al3+水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很大的表面积,吸附水中悬浮物而聚沉。
    (5)解释热的纯碱溶液去污能力强
    碳酸钠溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,升高温度,水解平衡右移,c(OH-)增大。
    (6)解释泡沫灭火器的反应原理
    成分NaHCO3、Al2(SO4)3发生反应
    Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。

    (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(×)

    25 ℃时,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液。回答下列问题:
    (1)两溶液中,c(H+)·c(OH-)=_________________________________________,原因是
    ________________________________________________________________________。
    (2)H2SO4和NH4Cl两溶液中,由水电离出的c(H+)分别为________、________。
    (3)各取5 mL上述溶液,分别加水稀释至50 mL,pH较大的是________溶液,判断的理由是________________________________________________________________________。
    (4)各取5 mL上述溶液,分别加热到90 ℃,pH较小的是________溶液,原因是___________
    _____________________________________________________________。
    答案 (1)1×10-14 水的离子积Kw只与温度有关
    (2)1×10-9 mol·L-1 1×10-5 mol·L-1
    (3)H2SO4 加水稀释时,NH水解程度增大,最终NH4Cl溶液中的H+浓度减小幅度比H2SO4小,因而硫酸溶液的pH较大
    (4)NH4Cl 升高温度,NH的水解平衡正向移动,H+的浓度增大,故pH较小的是NH4Cl溶液

    (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+3H2OAl(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)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。
    答案 在NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·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。

    (3)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。
    (4)在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是_______________________,请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释:_________________
    ____________________________________________________。
    答案 产生白色沉淀,且红色褪去 在Na2SO3溶液中,SO水解:SO+H2OHSO+OH-,加入BaCl2后,Ba2++SO===BaSO3↓(白色),由于c(SO)减小,SO水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去
    (5)MgO可除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是___________________________________
    ___________________________________________________________________。
    答案 Fe3++H2OFe(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)。

    题组一 影响水解平衡的因素
    1.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-+H2OCH3COOH+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。
    2.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO+H2OHCO+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增大
    答案 BD
    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项正确。
    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。
    题组二 盐类水解的应用
    4.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+2H2OCu(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。
    5.一种常用泡沫灭火器的构造如图所示。内筒a是玻璃瓶,外筒b是钢瓶,平时泡沫灭火器内、外筒盛有液态试剂,当遇火警时,将灭火器取下倒置,内、外筒液体试剂立即混合产生大量CO2泡沫灭火。从液态试剂在灭火器中长久放置和快速灭火两个角度分析,则a中盛________,b中盛_______。写出有关反应的离子方程式: ____________________________
    ________________________________________________________________________。

    答案 Al2(SO4)3溶液 饱和NaHCO3溶液 Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
    6.(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+H2O===NaOH+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↑
    题组三 水解平衡、电离平衡的综合
    7.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HCOCO+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。

    8.(2018·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+H2OH2SO3+OH-  ①
    HSOH++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.直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表:
    n(SO)∶n(HSO)
    91∶9
    1∶1
    9∶91
    pH
    8.2
    7.2
    6.2

    (1)由上表判断NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释原因:___________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是________(填字母)。
    a.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)
    b.c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
    c.c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
    (3)已知:25 ℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=________,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
    答案 (1)酸 HSO存在两个平衡:HSOH++SO和HSO+H2OH2SO3+OH-,HSO的电离程度大于其水解程度 (2)ab (3)1.0×10-12 增大
    解析 (1)由数据表可知,n(SO)∶n(HSO)=9∶91时,pH=6.2,可知NaHSO3溶液显酸性,原因是HSO的电离程度大于其水解程度。
    (2)溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电荷数相等,溶液呈中性时,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,所以c(Na+)=2c(SO)+c(HSO),故a正确、c错误。溶液呈中性时,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,亚硫酸氢根离子浓度大于亚硫酸根离子浓度,溶液中阴阳离子所带电荷相等,得c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-),故b正确。
    (3)水解平衡为HSO+H2OH2SO3+OH-,则Kh=====1.0×10-12,当加入少量I2时,HSO+I2+H2O===SO+3H++2I-溶液酸性增强,c(H+)增大,但是温度不变,故Kh不变,则增大。

    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.[2015·江苏,16(3)]以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

    ↓ ↓
    磷石膏粉氨水浆料 ――→――→――→……――→轻质CaCO3


    在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是______________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    答案 浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出
    解析 温度升高,能促进NH的水解,增大溶液酸性,促进固体中Ca2+的浸出。
    2.(2015·天津理综,5)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(  )

    加入物质
    结论
    A
    50 mL 1 mol·L-1 H2SO4
    反应结束后,c(Na+)=c(SO)
    B
    0.05 mol CaO
    溶液中增大
    C
    50 mL H2O
    由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
    D
    0.1 mol NaHSO4固体
    反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变

    答案 B
    解析 Na2CO3溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,所以溶液呈碱性。A项,向溶液中加入50 mL 1 mol·L-1H2SO4,Na2CO3与H2SO4 恰好反应生成0.05 mol Na2SO4,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(SO),错误;B项,向Na2CO3溶液中加入0.05 mol CaO后,发生反应CaO+H2O===Ca(OH)2,生成0.05 mol Ca(OH)2,恰好与Na2CO3反应:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,则c(CO)减小,c(OH-)增大,c(HCO)减小,所以增大,正确;C项,加入50 mL H2O,CO的水解平衡正向移动,但c(OH-)减小,溶液中的OH-全部来源于水的电离,由于水电离出的H+、OH-浓度相等,故由水电离出的c(H+)
    ·c(OH-)减小,错误;D项,加入的0.1 mol NaHSO4固体与0.05 mol Na2CO3恰好反应生成0.1 mol Na2SO4,溶液呈中性,故溶液pH减小,加入NaHSO4,引入Na+,所以c(Na+)增大,错误。
    3.(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




    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+H2OHSO+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;Na2SO3是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,存在水解平衡:SO+H2OHSO+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。

    一、单项选择题
    1.下列说法不正确的是(  )
    A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
    B.水解反应NH+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
    C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
    D.盐类水解反应的逆反应是中和反应
    答案 B
    解析 水解过程一般为吸热,升高温度平衡右移。
    2.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐类水解的性质无关的是(  )
    A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂
    B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
    C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
    D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
    答案 B
    解析 NH4Cl水解溶液显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故和盐类水解有关,A不合题意;亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化,与盐类的水解无关,B符合题意;铵根离子水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,与盐类的水解有关,C不合题意;FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,和盐类的水解有关,D不合题意。
    3.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中pH最大的是(  )
    A.NH4Cl B.NaHCO3
    C.Na2CO3 D.Na2SO4
    答案 C
    解析 NH4Cl为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,常温下pH<7;NaHCO3、Na2CO3均是强碱弱酸盐,CO的水解程度大于HCO的水解程度,故溶液碱性NaHCO3<Na2CO3;Na2SO4不水解,常温下pH=7。四种溶液中pH最大的是Na2CO3。
    4.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,若它们的pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的排列顺序是(  )
    A.HX、HZ、HY B.HZ、HY、HX
    C.HX、HY、HZ D.HY、HZ、HX
    答案 C
    解析 组成盐的酸根离子对应的酸越弱,该酸根离子的水解程度越大,相同物质的量浓度时该盐溶液的碱性越强,pH越大,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的排列顺序是HX、HY、HZ。
    5.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>HCO,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。
    6.苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.17×10-3,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分)(  )
    A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
    B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变
    C.当pH为5.0时,饮料中=0.16
    D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)-c(HA)
    答案 C
    解析 根据题中所给的电离平衡常数可知,酸性:H2CO3>HA>HCO。A项,充CO2的碳酸饮料相对于未充CO2的饮料,前者HA的浓度较大,抑菌能力较强,错误;B项,提高CO2充气压力,溶解度增大,使HAH++A-平衡向左移动,c(A-)减小,错误;C项,因为HAH++A-,Ka=,故===0.16,正确;D项,依据溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(A-),结合物料守恒:c(Na+)= c(A-)+c(HA),所以,c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)-c(HA),错误。
    7.下列关于盐类水解的说法错误的是(  )
    A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
    B.浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小顺序为①>②>③
    C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH水解
    D.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解
    答案 B
    解析 A项,等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度:正盐>酸式盐,故pH相等时,物质的量浓度大小为①>②>③,正确;B项,①溶液中CO水解促进NH水解,使c(NH)减小;②中只有NH水解;③溶液中Fe2+抑制NH水解,使c(NH)增大,c(NH)的大小顺序为③>②>①,错误;C项,NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,加入稀HNO3,c(H+)增大,平衡左移,抑制NH水解,正确;D项,在CH3COONa溶液中CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,对CH3COO-的水解起抑制作用,正确。
    8.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
    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-+H2OCH3COOH+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。
    二、不定项选择题
    9.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有关
    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
    答案 BD
    解析 A项,Mg2+水解呈酸性,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,正确;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;D项,碳酸钠溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,加入氯化钡溶液后生成碳酸钡沉淀,降低CO的浓度,溶液的碱性降低,所以红色逐渐褪去,正确。
    10.下列是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是(  )
    金属离子
    Fe2+
    Fe3+
    Zn2+
    完全沉淀时的pH
    7.7
    4.5
    6.5

    A.H2O2、ZnO B.氨水
    C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
    答案 A
    解析 要使Fe2+和Fe3+全部除去,由题给信息可知,需将Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5,即可将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,且保证Zn2+不沉淀。氧化Fe2+时不能引入新的杂质,只能用H2O2,调pH时也不能引入新的杂质,用ZnO能促进Fe3+的水解。




    11.取0.1 mol·L-1的NaA和NaB两种盐溶液各1 L,分别通入0.02 mol CO2,发生反应:NaA+CO2+H2O===HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O===2HB+Na2CO3,则1 L HA溶液和HB溶液分别加水稀释至溶液体积为V L时可能对应的曲线是(  )

    A.X对应的是HA、Z对应的是HB
    B.Y对应的是HA、Z对应的是HB
    C.Z对应的是HA、X对应的是HB
    D.Z对应的是HA、Y对应的是HB
    答案 B
    解析 结合强酸制弱酸,由NaA+CO2+H2O===HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O===2HB+Na2CO3,可知酸性:H2CO3>HA>HCO>HB。加水稀释,能促进弱酸的电离,但c(H+)减小,pH增大;酸性越弱,溶液加水稀释相同的倍数时pH变化越小,由图可知,Z对应的是HB,Y对应的是HA,故B项正确。
    12.Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时,吸收液pH随n(SO)∶n(HSO)变化图像如图:

    则以下离子浓度关系的判断正确的是(  )
    A.NaHSO3溶液中c(H+)>c(OH-)
    B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+)
    C.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)=c(H+)
    D.当吸收溶液呈中性时,c(Na+)>c(HSO)+c(SO)
    答案 AD
    解析 A项,NaHSO3溶液显酸性,c(H+)>c(OH-);B项,Na2SO3溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+);C项,=1∶1时,溶液略显碱性,若使溶液显中性,则c(SO)<c(HSO),错误;D项,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO)+c(HSO),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=2c(SO)+c(HSO),正确。
    三、非选择题
    13.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++3H2OAl(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 (1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降。(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+)。
    14.水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形式主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH),各形式的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:

    1表示Pb2+,2表示Pb(OH)+,3表示Pb(OH)2,4表示Pb(OH),5表示Pb(OH)
    (1)Pb(NO3)2溶液中,________(填“>”“=”或“<”)2;往该溶液中滴入氯化铵溶液后,增大,可能的原因是____________________________________________。
    (2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有________,pH=9时溶液中主要反应的离子方程式为_______________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
    离子
    Pb2+
    Ca2+
    Fe3+
    Mn2+
    Cl-
    处理前浓度/mg·L-1
    0.100
    29.8
    0.120
    0.087
    51.9
    处理后浓度/mg·L-1
    0.004
    22.6
    0.040
    0.053
    49.8
    上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________________________。
    (4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中发生的反应主要为2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+,则脱铅的pH的最适范围为________(填字母)。
    A.4~5 B.6~7
    C.9~10 D.11~12
    答案 (1)> Pb2+与Cl-反应,Pb2+浓度减小
    (2)Pb2+、Pb(OH)+、H+ Pb(OH)++OH-Pb(OH)2 (3)Fe3+ (4)B
    解析 (1)因为Pb(NO3)2是一种强酸弱碱盐,在水溶液中存在如下水解平衡:2H2O+Pb2+Pb(OH)2+2H+,使c(Pb2+)减小,所以>2;滴入氯化铵溶液后,Pb2+与Cl-反应生成难溶的PbCl2,导致Pb2+浓度减小。
    (2)pH=8时,曲线上1、2、3表示的物质共存,所以此时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有Pb2+、Pb(OH)+和H+。pH=9时,曲线2、3表示的物质共存,由图可知Pb(OH)2的浓度分数比Pb(OH)+的大,并且前者增大,后者减小,所以主要反应是生成Pb(OH)2,离子方程式为Pb(OH)++OH-Pb(OH)2。
    (3)分析比较表中所给数据可知Ca2+、Mn2+、Cl-的浓度都未降到原浓度的,而Fe3+却降为原浓度的,故脱铅剂对Fe3+的去除效果最好。
    (4)由所给平衡可知,要使脱铅效果好,铅应以Pb2+的形式存在,pH<7,而c(H+)增大时,平衡2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+又会向逆反应方向移动,c(H+)不宜过大,所以脱铅最适宜的pH为6~7。

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