高中化学第3章物质在水溶液中的行为第2节弱电解质的电离盐类的水解3水解反应的应用练习含解析鲁科版选择性必修1
水解反应的应用
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2020·宁德高二检测) 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.加热稀醋酸溶液,其pH稍有减小
C.NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
D.浓的硫化钠溶液有臭味
【解析】选B。Na2CO3水解显碱性,可以去油污;NH4Cl与ZnCl2水解都显酸性,可除锈;硫化钠水解的最终产物是H2S,所以浓硫化钠溶液中含有少量的H2S,有臭味;加热稀醋酸,溶液的pH稍有减小与醋酸的电离有关,与水解无关。
2.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再加入适量的盐酸,这种试剂是 ( )
A.氨水 B.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO3
【解析】选D。除去铁离子但不能引入杂质,所以只能加入碳酸镁,碳酸镁和氢离子反应使铁离子的水解平衡右移,生成氢氧化铁沉淀除去。
3.(2020·吉安高二检测) 为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是
( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
【解析】选D。A项不恰当,因为NaHCO3加热易分解;B、C项也不恰当,因为AlCl3与FeCl3在加热蒸发的情况下,分别发生反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,由于HCl挥发,水解趋于完全,最终得到的是Al(OH)3和Fe(OH)3。
4.将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶,再灼烧,得到化学组成与原固体物质相同的是 ( )
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④氯化铜
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A.③ B.①④
C.①②③④ D.全部
【解析】选A。胆矾CuSO4·5H2O溶于水得CuSO4溶液,因硫酸难挥发、蒸发结晶再灼烧得CuSO4;AlCl3、CuCl2发生水解,AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时HCl不断挥发,平衡右移,不断生成Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,灼烧得Al2O3、CuO;Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4,硫酸难挥发,最终仍得Al2(SO4)3。
【方法规律】盐蒸干需要注意的几个问题:
(1)盐溶液蒸干后产物的判断
常见类型
溶液蒸干所得物质
金属阳离子易水解的易挥发性强酸盐
蒸干时得到氢氧化物,灼烧时得到氧化物,如AlCl3(或FeCl3)溶液蒸干时得到Al(OH)3[或Fe(OH)3]
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐
蒸干得原物质,如Al2(SO4)3溶液蒸干仍得Al2(SO4)3固体
酸根离子易水解的强碱盐
蒸干得原溶质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体
阴、阳离子均易水解,且水解产物易挥发的盐
蒸干后得不到任何物质,如(NH4)2S、(NH4)2CO3等蒸干后得不到任何物质
不稳定的化合物的水溶液
加热时在溶液中就能分解,得不到原物质,如Ca(HCO3)2溶液蒸干后得CaCO3,Mg(HCO3)2溶液蒸干后得Mg(OH)2
易被氧化的盐
蒸干时会被O2氧化,蒸干后得不到原物质,如Na2SO3溶液蒸干后得Na2SO4
(2)溶液蒸干产物的判断还需从多方面考虑,例如,蒸干NaClO溶液时,既要考虑ClO-的水解还需考虑HClO的受热分解,所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
5.常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中 ( )
A.c平(HCOO-)>c平(Na+)
B.c平(HCOO-)
②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
【解析】选C。相同物质的量浓度的①、②、③溶液:pH的大小顺序应为③>①>②,故A项错误;稀释相同倍数时,①、②存在水解平衡,③中pH变化最大,故B项错误;若pH相同的三种溶液,物质的量浓度大小顺序应为②>①>③,故D项错误;与25 mL 0.1 mol·L-1盐酸反应后,①中为NaHCO3和NaCl溶液,②中为CH3COOH和NaCl溶液,③中为NaCl溶液,pH最大的是①,故C项正确。
10.(双选)在配制盐溶液时,为抑制盐水解,需加入某一溶液,下列各组溶液配制时所加溶液(括号内为溶质)正确的是 ( )
A.Fe2(SO4)3(HCl) B.Na2CO3(NaOH)
C.AlCl3(H2SO4) D.CH3COONa(CH3COOH)
【解析】选B、D。配制溶液时,要加入抑制相关离子水解的酸或碱且不能引入杂质。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(15分)(2020·郑州高二检测)10 ℃时,在烧杯中加入0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液400 mL加热,测得该溶液的pH发生如下变化: 世纪金榜导学号
温度(℃)
10
20
30
50
pH
8.3
8.4
8.5
8.9
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HC的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式是什么?
(2)乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度与NaHCO3的水解程度的大小关系是什么?
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(3)丙同学认为,要确定上述哪种说法合理,只要把加热后的溶液冷却到10 ℃后再测定溶液的pH,若pH与8.3的大小关系是什么可以说明甲同学的观点正确?若pH与8.3的大小关系是什么可以说明乙同学的观点正确?
(4)丁同学设计如下实验方案对甲、乙同学的解释进行判断,实验装置如图,加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中产生沉淀,说明哪位同学推测是正确的?
【解析】(1)HC水解的离子方程式为HC+H2OH2CO3+OH-。(2)乙同学根据NaHCO3受热易分解的性质,认为受热时2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,这样溶质成为Na2CO3,而pH增大,也说明Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度。(3)若甲同学的观点正确,则当温度再恢复至10 ℃时,pH应为8.3;若乙同学的观点正确,则当温度降回至10 ℃时,pH应大于8.3,而第(5)小题实验也利用该原理从而证明乙同学的观点是正确的。(4)根据A中澄清石灰水变浑浊,说明NaHCO3在加热煮沸时发生分解生成Na2CO3与CO2,证明乙同学观点正确。
答案:(1)HC+H2OH2CO3+OH-
(2)大于 (3)等于 大于 (4)乙
12.(15分)(2020·成都高二检测)已知25 ℃时0.01 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,待晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c平(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c平(H+)减小,因此溶液的pH增大。
(1)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量下列哪种物质,然后测定溶液的pH ( )
A.固体NaOH B.固体CH3COONH4
C.气体NH3 D.固体NaHCO3
(2)若____________(填“甲”或“乙”)的解释正确,溶液的pH应____________(填“增大”“减小”或“不变”)(已知:25 ℃时,0.01 mol·L-1的氨水和醋酸的电离程度相同)。
【解析】25 ℃时,0.01 mol·L-1的氨水和醋酸的电离程度相同,固体CH3COONH4溶于水后,醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同,CH3COONH4溶于水本身不会改变pH大小,
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但在醋酸溶液中加入CH3COONH4后,其电离出的醋酸根离子对醋酸的电离过程的抑制作用与醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子作用相同;若乙正确,则可以使醋酸的电离平衡向左移动,c平(H+)减小,pH增大。
答案:(1)B (2)乙(甲) 增大(不变)
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)
13.(2020·开封高二检测)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。D选项中③为(NH4)2SO4,同温下,其溶液pH应比同浓度NaNO3溶液小,故D错误;A、B、C选项中的5种溶液同温同浓度pH从小到大顺序应是(NH4)2SO4c平(N)>c平(HC)>c平(C)
【解析】选C。A项,由于常温下滤液的pH<7,故c平(OH-)=<1×10-7 mol·L-1,正确;B项,等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合析出部分NaHCO3晶体后,
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溶液中的溶质为NaHCO3和NH4Cl,且n(NH4Cl)>n(NaHCO3),HC发生电离生成C,发生水解生成H2CO3,根据NaHCO3的物料守恒可知:c平(Na+)=
c平(HC)+c平(C)+c平(H2CO3),正确;C项,根据电荷守恒有:c平(H+)+c平(Na+)+
c平(N)=c平(OH-)+c平(HC)+2c平(C)+c平(Cl-),错误;D项,由于c平(NH4Cl)>c平(NaHCO3),N发生水解,HC发生微弱的电离,故离子浓度关系为
c平(Cl-)>c平(N)>c平(HC)>c平(C),正确。
15.下列各组物质混合后,再加热蒸干,并在300 ℃时充分灼烧至质量不变,最终一定能得到纯净物的是( )
A.向FeSO4溶液中通入过量Cl2
B.向NaHCO3溶液中加入一定质量的Na2O2粉末
C.向NaI和NaBr混合溶液中通入过量Cl2
D.向NaOH溶液中加入过量AlCl3溶液
【解析】选C。A项:FeSO4被Cl2氧化生成Fe2(SO4)3和FeCl3,蒸干反应后的溶液,得到Fe2(SO4)3和Fe(OH)3的混合物,灼烧后得到Fe2(SO4)3和Fe2O3的混合物;B项:发生反应2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,蒸干溶液并充分灼烧后,得到Na2CO3或Na2CO3和NaOH的混合物;C项:发生反应2NaI+Cl22NaCl+I2、2NaBr+Cl22NaCl+Br2,蒸干溶液并灼烧后,Br2挥发,I2升华,最终得到NaCl;D项:发生反应AlCl3+3NaOH(少量)Al(OH)3↓+3NaCl,由于AlCl3过量,反应后溶液中存在Al(OH)3、NaCl和AlCl3,蒸干溶液并充分灼烧后最终得到NaCl和Al2O3的混合物。
二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
16.“烂板液”指的是制印刷锌板时,用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量Cl-、F)。某化学兴趣小组用“烂板液”制取Zn(NO3)2·6H2O的过程如下:
世纪金榜导学号
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已知:Zn(NO3)2·6H2O是一种无色晶体,其水溶液呈酸性,Zn(NO3)2能与碱反应,得到的产物具有两性。
(1)“烂板液”中溶质的主要成分是__________________(填化学式)。
(2)在操作①中保持pH=8的目的是____________________________ ___。
(3)沉淀Ⅰ的主要成分是__________________(填化学式)。
(4)操作③中加热煮沸的目的是________________________;此步操作的理论依据是____________________________________。
(5)操作④保持pH=2的目的是____________;
此步操作中加热所用的主要仪器是____________。
【解析】(1)由题意知,“烂板液”指的是稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”,所以“烂板液”中溶质的主要成分应为Zn(NO3)2。(2)因为Zn(OH)2具有两性,能与强碱反应,故操作①中保持pH=8的目的是防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解。
(3)在碱性条件下,Fe3+、Zn2+都会转化为氢氧化物沉
淀,所以沉淀Ⅰ的主要成分为Zn(OH)2和Fe(OH)3。
(4)操作③是为了分离Zn2+和Fe3+,故加热煮沸是为了促使Fe3+完全水解。(5)由“Zn(NO3)2·6H2O是一种无色晶体,其水溶液呈酸性”可知,Zn(NO3)2是一种强酸弱碱盐,易水解,故保持pH=2的目的是抑制Zn2+水解。
答案:(1)Zn(NO3)2
(2)防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解
(3)Zn(OH)2和Fe(OH)3
(4)促使Fe3+完全水解 温度越高,水解程度越大
(5)抑制Zn2+水解 蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒
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