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2020版高考新创新一轮复习化学通用版学案:第八章第三节盐类的水解
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第三节
盐类的水解
1.了解盐类水解的原理。
2.了解影响盐类水解程度的主要因素。
3.了解盐类水解的应用。
考点(一) 盐类的水解及其影响因素 【点多面广精细研】
1.概念:在水溶液中盐电离出来的离子与水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质
3.特点
4.水解规律
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
无
性
7
强酸弱碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
Cu2+
性
7
弱酸强碱盐
CH3COONa、
Na2CO3
CH3COO-、
性
7
5.水解离子方程式的书写
(1)一般要求
如NH4Cl水解的离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)三种类型的盐水解方程式的书写
①多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主。
如Na2CO3水解的离子方程式为CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-。
②多元弱碱盐水解:水解离子方程式一步完成。
如FeCl3水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
③阴、阳离子相互促进的水解:水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。
如Na2S溶液与AlCl3溶液混合后反应的离子方程式为3S2-+2Al3++6H2O===3H2S↑+2Al(OH)3↓。
6.盐的水解常数
以反应A-+H2OHA+OH-为例
(1)表达式:Kh=。
(2)与Kw、Ka(HA)的关系:
Kh==。
(3)由于A-水解产物的HA和OH-浓度近似相等,水解平衡时,c(A-)又可看成是A-溶液的浓度c(未水解时的浓度),则Kh=,c(OH-)=。同理,对于强酸弱碱盐,c(H+)=。
(4)影响因素——温度
[小题练微点]
判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性( )
(2)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同( )
(3)S2-+2H2OH2S+2OH-( )
(4)明矾溶液显酸性:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+( )
(5)加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大( )
(6)氯化铵溶液加水稀释时,的值减小( )
(7)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)( )
(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( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)×
[学霸微提醒]
(1)盐类发生水解后,其水溶液往往显酸性或碱性。但也有特殊情况,如弱酸弱碱盐CH3COONH4水解后,其水溶液接近中性。
(2)Fe3+在中性条件下已完全水解。
盐类水解原理及规律
1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2018·全国卷Ⅰ)16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA( )
(2)(2018·全国卷Ⅱ)100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA( )
(3)(2018·天津高考)某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小( )
(4)(2017·全国卷Ⅱ)1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH的数量为 0.1NA( )
(5)(2017·海南高考)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式为2Al3++3CO===Al2(CO3)3↓( )
(6)(2016·上海高考)0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH>7,证明乙酸是弱酸( )
(7)(2015·北京高考)饱和NaClO溶液的pH约为11:ClO-+H2OHClO+OH-( )
(8)(2015·重庆高考)25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液的pH=7( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
(7)√ (8)×
2.(2019·衡阳质检)已知常温下浓度为0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如表所示:
溶质
NaF
NaClO
NaHCO3
Na2CO3
pH
7.5
9.7
8.2
11.6
下列有关说法不正确的是( )
A.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以体积比1∶1 混合,则有c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
B.加热0.1 mol·L-1 NaClO溶液测其pH,pH大于9.7
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,存在关系:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
D.电离常数大小关系:K(HF)>K(H2CO3)>K(HClO)>K(HCO)
解析:选A A项,pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以体积比1∶1混合后,HF过量,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒可得c(F-)>c(Na+),则溶液中离子浓度大小为c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),错误;B项,盐类水解是吸热反应,升高温度促进其水解,溶液的碱性增强,pH增大,正确;C项,Na2CO3溶液中质子守恒关系式为c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3),正确;D项,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,酸根离子水解程度越大,其相对应的酸的电离常数越小,根据题表中数据知,酸根离子水解程度:F-K(HCO),正确。
1.盐类水解程度大小比较规律
(1)组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,组成盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
(2)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
(3)多元弱酸的酸根离子比酸式酸根离子的水解程度大得多。如相同浓度时,CO比HCO的水解程度大。
(4)水解程度:相互促进水解的盐>单水解的盐>相互抑制水解的盐。如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
2.弱酸酸式盐溶液酸碱性的判断方法
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)。
影响盐类水解平衡的因素
3.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2016·全国卷Ⅲ)向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1( )
(2)(2016·全国卷Ⅲ)将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大( )
(3)加热0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大( )
(4)在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pHc(A-)
深化Kh、Kw、Kb之间的关系
NH的水解反应:NH+H2ONH3·H2O+H+,水解平衡常数Kh=
====×10-9。
解析:选B A项,溶液中lg =12,根据水的离子积常数可知溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,所以HA为强酸,正确;B项,lg =0时溶液显中性,二者恰好反应时生成的铵盐水解,溶液显酸性,欲使溶液显中性,则a>10,错误;C项,25 ℃时,NH的水解平衡常数Kh==×10-9,正确;D项,当滴入20 mL氨水时氨水过量,溶液显碱性,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),可知混合溶液中c(NH)>c(A-),正确。
4.(2019·大庆第二次质检)25 ℃时,有 c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1的一组HA、KA混合溶液,溶液中c(HA)、c(A-)与pH的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.pH=5.75的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
B.欲得W点所示溶液,起始所加溶液应符合c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1且c(KA)< c(HA)
C.pH=3.75的溶液中:c(K+)+c(H+)-c(OH-)+c(HA)=0.1 mol·L-1
D.若A-的水解平衡常数为Kh,则lg Kh=-9.25
审题的关键点
分析交点W,此时c(HA)=c(A-),HA的电离常数:Ka==c(H+)=10-4.75,A-的水解平衡常数Kh==10-9.25c(A-)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)不符合电荷守恒关系,故A错误;根据W点可得HA的电离常数Ka==c(H+)=10-4.75,A-的水解平衡常数Kh===10-9.25c
C.a>c>b D.c>a>b
解析:选D (NH4)2SO4溶液中只存在NH的水解反应;(NH4)2CO3溶液中存在NH和CO相互促进的水解反应,NH的水解程度比(NH4)2SO4中的大;(NH4)2Fe(SO4)2溶液中存在NH和Fe2+相互抑制的水解反应,NH的水解程度比(NH4)2SO4中的小,故三种溶液中c(NH)的大小关系为(NH4)2Fe(SO4)2>(NH4)2SO4>(NH4)2CO3,即c>a>b。
3.(2014·全国卷Ⅰ)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项
现象或事实
解释
A
用热的烧碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
解析:选C 烧碱指的是NaOH而不是Na2CO3,油脂在NaOH溶液、加热条件下能水解,A项错误;漂白粉中的Ca(ClO)2 能与空气中的CO2和水蒸气反应,生成CaCO3和HClO,而HClO不稳定,易分解,CaCl2与CO2不反应,B项错误;K2CO3与NH4Cl混合,会发生相互促进的水解反应,释放出NH3,降低肥效,C项正确;FeCl3溶液与Cu反应生成FeCl2和CuCl2,但FeCl3溶液不能将Cu2+还原为Cu,并非发生置换反应,D项错误。
4.(2019·大连质检)相同温度、相同浓度下的八种溶液,其pH由小到大的顺序如图所示,图中①②③④⑤代表的物质可能分别为( )
A.NH4Cl (NH4)2SO4 CH3COONa NaHCO3 NaOH
B.(NH4)2SO4 NH4Cl CH3COONa NaHCO3 NaOH
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaOH CH3COONa NaHCO3
D.CH3COOH NH4Cl (NH4)2SO4 NaHCO3 NaOH
解析:选B 溶液pH由小到大的顺序:电离呈酸性c(OH-)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。如H2S溶液中:c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解(即水解理论)
(1)弱离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水的电离,水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
(三)把握三种守恒,明确等量关系
1.电荷守恒
如在Na2CO3溶液中存在离子:Na+、CO、H+、OH-、HCO,它们的浓度存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)。
2.物料守恒
物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数不变。
3.质子守恒
即H2O电离的H+和OH-浓度相等。如在Na2CO3溶液中水电离出OH-和H+,其中水电离出的H+以H+、HCO、H2CO3三种形式存在于溶液中,则有c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)(由上述电荷守恒式减去物料守恒式也可得出质子守恒式)。
[对点练]
1.0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液
(1)粒子种类:__________________________________________。
(2)物料守恒:________________________________________________。
(3)电荷守恒:__________________________________________________________。
(4)质子守恒:__________________________________________________________。
答案:(1)Cl-、NH、H+、OH-、NH3·H2O、H2O
(2)c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
(3)c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(4)c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
2.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液
(1)物料守恒:________________________________________________________。
(2)电荷守恒:_________________________________________________。
(3)质子守恒:_________________________________________________________。
答案:(1)c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
(2)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
(3)c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO)
3.0.1 mol·L-1的Na2S溶液
(1)物料守恒:___________________________________________。
(2)电荷守恒:______________________________________________________。
(3)质子守恒:_______________________________________________________。
答案:(1)c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]
(2)c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)
(3)c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
4.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合
(1)电荷守恒:__________________________________________________。
(2)物料守恒:________________________________________________________。
答案:(1)c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
(2)2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
[题点精析]
单一电解质溶液
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中:CH3COONa===CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,所以CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强,如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力,故溶液显碱性。
(4)多元弱酸的强碱正盐溶液:多元弱酸根离子水解以第一步为主。例如,Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
(5)常见单一电解质溶液中粒子浓度的大小比较
①H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(H+)>c(HCO)>c(OH-)
②氨水中:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
③NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
④Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
⑤NaHCO3溶液中(水解的程度大于电离的程度):
c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)
⑥NaHSO3溶液中(电离的程度大于水解的程度):
c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3)
[对点练]
1.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
解析:选C 氨水为弱碱溶液,只能部分电离出OH-,结合电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(OH-)可得c(NH)<c(OH-)<0.1 mol·L-1,A错误;NH4Cl溶液中,NH部分水解、Cl-浓度不变,则溶液中c(NH)<c(Cl-),B错误;Na2SO4溶液显中性,c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒可得c(Na+)=2c(SO),溶液中离子浓度大小为 c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+),C正确;根据Na2SO3溶液中的物料守恒可得c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。
2.室温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH=8.31,有关该溶液的判断正确的是( )
A.c(Na+)>c(OH-)>c(HCO)>c(CO)>c(H+)
B.Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO),A错误;Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)=×,H2CO3和HCO都部分电离,所以c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
(2)等体积、等浓度的NH4Cl和NH3·H2O溶液混合(溶液呈碱性,说明NH3·H2O电离程度大于NH水解程度):
c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
(3)等体积、等浓度的NaCN和HCN溶液混合(溶液呈碱性,说明CN-水解程度大于HCN电离程度):
c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(4)等体积、等浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液混合(CO一级水解远大于二级水解):
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
2.两种物质反应
(1)向0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 NaOH溶液:
c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
(2)向0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液中加入等体积0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到pH>7的溶液:
c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(3)0.2 mol·L-1 HCl与0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液等体积混合:
c(Cl-)>c(Na+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
(4)0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:
c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
[对点练]
4.用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是( )
A.c(H+)>c(OH-)
B.c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1
C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1
解析:选A 由电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),结合c(CH3COO-)>c(Na+),故c(H+)>c(OH-)。
5.常温下,下列有关溶液的叙述正确的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混合:c(SO)=c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.在Na2SO3溶液中:
c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
C.pH=6的CH3COOH溶液和pH=6的NH4Cl溶液,由水电离出的c(H+)均为1×10-8 mol·L-1
D.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中:
2c(Na+)=c(C2O)+c(HC2O)+c(H2C2O4)
解析:选A 浓度均为0.1 mol·L-1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混合,二者恰好反应生成Na2SO4、(NH4)2SO4和H2O,NH水解导致溶液呈酸性,NH水解程度较小,结合物料守恒得c(SO)=c(Na+)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),A项正确;在Na2SO3溶液中,根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),B项错误;pH=6的CH3COOH溶液中由水电离出的 c(H+)水=c(OH-)水= mol·L-1=10-8 mol·L-1,pH=6的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)水=10-6 mol·L-1,C项错误;根据物料守恒得c(Na+)=2c(C2O)+2c(HC2O)+2c(H2C2O4),D项错误。
6.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 盐酸混合后溶液呈酸性,所得溶液中:
c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
解析:选B A项,等浓度等体积的NaHCO3与NaOH混合时,两者恰好反应生成Na2CO3,在该溶液中CO能进行两级水解:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-,故溶液中c(OH-)>c(HCO),错误;B项,CH3COONa与HCl混合反应后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,因溶液显酸性,故溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,正确;C项,在混合前两溶液的pH之和为14,则氨水过量,所得溶液为少量NH4Cl和过量NH3·H2O的混合溶液,则c(Cl-)<c(NH)、c(H+)<c(OH-),故c(Cl-)+c(H+)<c(NH)+c(OH-),错误;D项,等浓度的CH3COOH与NaOH溶液混合时恰好生成CH3COONa,溶液中质子守恒式为c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),错误。
酸碱中和型电解质溶液
因反应物的物质的量不同,引起溶液中离子浓度变化的情况:
1.随着CH3COOH和NaOH物质的量之比变化,溶液中离子浓度关系
(1)当n(CH3COOH)∶n(NaOH)>1∶1,溶液中的溶质为CH3COONa、CH3COOH时,
pHc(H+)>c(Na+)>c(OH-)
②c(CH3COO-)>c(H+)=c(Na+)>c(OH-)
③c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
pH=7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
pH>7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)当n(CH3COOH)∶n(NaOH)=1∶1,溶液中的溶质为CH3COONa时,pH>7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(3)当n(CH3COOH)∶n(NaOH)7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
①c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
②c(Na+)>c(CH3COO-)=c(OH-)>c(H+)
③c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
2.随着HCl和NH3·H2O物质的量之比变化,溶液中离子浓度关系
(1)当n(HCl)∶n(NH3·H2O)>1∶1,溶液中的溶质为HCl、NH4Cl时,pHc(H+)>c(NH)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)=c(H+)>c(OH-)
③c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
(2)当n(HCl)∶n(NH3·H2O)=1∶1,溶液中的溶质为NH4Cl时,pHc(NH)>c(H+)>c(OH-)
(3)当n(HCl)∶n(NH3·H2O)c(H+)>c(OH-)
pH=7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
c(Cl-)=c(NH)>c(H+)=c(OH-)
pH>7,溶液中四种离子浓度的大小比较:
①c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
②c(NH)>c(OH-)=c(Cl-)>c(H+)
③c(NH)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
[对点练]
7.室温下,将0.2 mol·L-1的一元酸HA和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,水电离出来的c(H+)相等
B.混合后溶液中:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)
C.混合后溶液中:c(A-)+c(HA)=0.1 mol·L-1
D.混合后溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
解析:选A 0.2 mol·L-1的一元酸HA和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,生成物为等物质的量浓度的NaA、HA,溶液显碱性,说明A-的水解程度大于HA的电离程度。HA是弱酸,NaOH是强碱,对水电离的抑制程度不同,A错误;经上述分析知,混合后溶液粒子浓度大小:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-),B正确;根据物料守恒得c(A-)+c(HA)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,C正确;根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),D正确。
8.常温下,将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,完全反应后,溶液中离子浓度关系正确的是( )
A.c(NH )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH )>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Cl-)>c(NH )>c(H+)>c(OH-)
D.c(Cl-)>c(NH )>c(OH-)>c(H+)
解析:选A 常温下pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,氨水过量,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),由电荷守恒:c(NH )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知,c(NH)>c(Cl-),溶液中各离子浓度大小为c(NH )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
9.(双选)(2018·江苏高考)H2C2O4为二元弱酸,Ka1(H2C2O4)=5.4×10-2,Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.0.100 0 mol·L-1H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O)>c(H+)
C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4)
D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O)
解析:选AD 由题意可知,c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 0 mol·L-1,因此该选项中的关系式可变为c(H+)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)+c(C2O)+c(OH-)-c(H2C2O4),即为c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),该式符合电荷守恒式,A项正确;当c(Na+)=c(总)时,由C原子个数守恒可知,溶液中的溶质为NaHC2O4,由题意知,HC2O的水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=(1.0×10-14)/(5.4×10-2),Kh小于Ka2,因此HC2O的电离程度大于水解程度,即溶液中c(Na+)>c(H+)>c(C2O)>c(H2C2O4),B项错误;由电荷守恒关系可知,c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),又因c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O),由以上两式可得,c(Na+)+c(H+)=c(总)+c(C2O)-c(H2C2O4)+c(OH-),因pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(总)+c(C2O)-c(H2C2O4),由于此时溶液的体积增大,c(总)<0.100 0 mol·L-1,故c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(C2O)-c(H2C2O4),C项错误;由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),当c(Na+)=2c(总)时,该式可变为2c(H2C2O4)+2c(HC2O)+2c(C2O)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),即为c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O),D项正确。
与图像有关的粒子浓度比较
10.(2019·凉山模拟)常温下向25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1的一元酸HX溶液,pH的变化曲线如图所示(溶液混合时体积的变化忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.在b点,离子浓度大小为c(OH-)>c(H+)>c(Na+)>c(X-)
B.d点的溶液中c(H+)+c(HX)=c(X-)+c(OH-)
C.HX是弱酸,常温下其电离常数Ka=2.5×10-6
D.d点的溶液中有c(HX)-2c(H+)=2c(OH-)+c(X-)
解析:选C b点代表加入12.5 mL HX溶液,此时恰好反应转化为NaX溶液,溶液显碱性,所以浓度为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),A项错误;d点代表加入25 mL HX 溶液,所以溶液为HX和NaX浓度相等的混合溶液,此溶液存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(X-)+c(OH-),物料守恒:c(Na+)=c(HX)+c(X-),两式联立消去c(Na+)得到:c(HX)+2c(H+)=c(X-)+2c(OH-),B、D项错误;选取图中的c点数据进行运算,c点代表向25 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴滴加13 mL 0.2 mol·L-1的一元酸HX溶液,溶液总体积为 38 mL,此时溶液显中性,pH=7,所以c(H+)=1×10-7 mol·L-1;溶液中c(Na+)=0.1 mol·L-1×,c(HX)+c(X-)=0.2 mol·L-1×。因为溶液显中性,根据电荷守恒得到c(X-)=c(Na+),所以c(HX)=mol·L-1,故Ka===2.5×10-6,C项正确。
11.(2019·攀枝花联考)已知:25 ℃,NH3·H2O电离常数K=1.76×10-5。25 ℃,向1 L 0.1 mol·L-1 某一元酸HR溶液中逐渐通入氨气,若溶液温度和体积保持不变,所得混合溶液的pH与lg变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.由图可推知:25 ℃,0.1 mol·L-1 NaR溶液的pH约为10
B.当通入0.1 mol NH3时,所得溶液中:c(NH)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
C.pH=7时,所得溶液中:c(HR)>c(R-)=c(NH)
D.pH=10时,所得溶液中:c(R-)>c(HR),c(NH)>c(NH3·H2O)
解析:选B A项,由图可知,pH=5时,lg=0,=1,Ka==c(H+)=1×10-5,所以25 ℃,0.1 mol·L-1 NaR溶液中,Kh===10-9,c(OH-)=≈=1×10-5 mol·L-1,pH约为9,错误;B项,当通入0.1 mol NH3时,所得溶液中的溶质为NH4R,NH4R的阴、阳离子可以发生相互促进的水解反应,由于NH3·H2O电离常数K=1.76×10-5,而HR的Ka=1×10-5,故R-的水解程度较大,溶液显碱性,所以c(NH)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),正确;C项,pH=7时,由图可知,lg=2,则=102,所以c(R-)>c(HR),由电荷守恒可知c(R-)=c(NH),所得溶液中:c(R-)=c(NH)>c(HR),错误;D项,由图可知,pH=10时,lg=5,即=105,所以c(R-)>c(HR),pH=10时,c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,由NH3·H2O电离常数K=1.76×10-5可以求出=c(H3AsO3),因此溶液中c(H2AsO)+2c(HAsO)+3c(AsO)+c(H3AsO3)