2018届一轮复习人教版盐类的水解学案
考点一 盐类的水解及其规律
一、理清盐类水解的概念及实质
1.概念:在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
二、明晰盐类水解的特点及规律
1.水解的特点
2.盐类水解的规律及类型
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
否
-
中性
=7
强酸弱
碱盐
NH4Cl、
Cu(NO3)2
是
NH、
Cu2+
酸性
<7
弱酸强
碱盐
CH3COONa、
Na2CO3
是
CH3COO-、
CO
碱性
>7
[基点小练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)酸式盐溶液一定呈酸性(×)
(2)能水解的盐溶液一定呈酸性或碱性,不可能呈中性(×)
(3)Na2CO3溶液显碱性的原因:CO+2H2OH2CO3+2OH-(×)
(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(×)
(5)常温下,pH=11的CH3COONa溶液和pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(×)
2.怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、NH4Cl溶液和Na2CO3溶液?
提示:将三种溶液各取少许装入试管中,分别滴入紫色石蕊溶液,溶液不变色的为NaCl溶液,变红色的为NH4Cl溶液,变蓝色的为Na2CO3溶液。
三、掌握盐类水解离子方程式的书写
如NH4Cl水解的离子方程式:
NH+H2ONH3·H2O+H+。
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,水解离子方程式要分步表示。如Na2S水解反应的离子方程式:S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+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.水解分别是酸性和碱性的离子组由于水解相互促进的程度较大,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↓。
[基点小练]
3.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)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________________________________________________。
(用离子方程式说明)
解析: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+
1.(2017·赣州模拟)室温下,0.1 mol·L-1下列溶液的pH最大的是( )
A.NH4Cl B.NaHCO3
C.Na2CO3 D.Na2SO4
解析:选C 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水解程度大于HCO水解程度而导致溶液碱性NaHCO3<Na2CO3;Na2SO4不水解,常温下pH=7。四种溶液中pH最大的是Na2CO3。
2.(2017·银川模拟)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
解析:
选C 组成盐的酸根对应的酸越弱,该酸根的水解程度越大,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。
3.有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X-和Y-组成的盐溶液。据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是( )
A.BX B.AX
C.AY D.BY
解析:选B AY溶液的pH>7,说明AY为强碱弱酸盐;BX溶液的pH<7,说明BX为强酸弱碱盐;则AX为强酸强碱盐,不发生水解。
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:HCN
CH3COONa。
(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。
考点二 盐类水解的影响因素
对应学生用书P162
1.熟记影响盐类水解的关键因素——内因
弱酸根离子、弱碱阳离子对应的酸、碱越弱,就越易发生水解,溶液的碱性或酸性越强。
如酸性:CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为NaHCO3>CH3COONa。
2.掌握外界因素对盐类水解的影响
因素
水解
水解
水解产生
平衡
程度
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、碱
酸
弱碱阳离子的水解程度减小
碱
弱酸根离子的水解程度减小
[基点小练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)加热0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大(√)
(2)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pH<7(×)
(3)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)(√)
(4)关于氯化铵溶液,加水稀释时,的值减小(√)
(5)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(×)
(6)通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大(×)
(7)试管中加入2 mL饱和Na2CO3溶液,滴入两滴酚酞,加热,溶液先变红,后红色变浅(×)
2.把不同条件对FeCl3水解平衡的影响[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+]填入下表。
条件
移动方向
n(H+)
pH
现象
升高温度
向右
增大
减小
溶液颜色变深
加HCl(aq)
向左
增大
减小
溶液颜色变浅
加H2O
向右
增大
增大
溶液颜色变浅
加入NaHCO3
(aq)
向右
减小
增大
生成红褐色沉淀,
放出气体
题点(一) 盐类水解的影响因素
1.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
解析:选B 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+H2ONH3·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-+H2OCH3COOH+OH-,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,对水解平衡起抑制作用,正确。
2.(2015·天津高考)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( )
选项
加入的物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1H2SO4
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
解析:选B A项,反应结束后c(Na+)=2c(SO)。B项,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c(OH-)增大,CO水解产生的HCO减少,故溶液中增大。C项,加入水后,c(Na2CO3)减小,CO水解产生的c(OH-)减小,溶液中的OH-来源于水的电离,因水电离产生的c(OH-)=c(H+),故由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小。D项,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c(Na+)增大。
3.如图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②
中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液显浅红色的原因为______________________
(用离子方程式和必要文字解释)。
(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是________(填字母)。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH4NO3溶于水时放出热量
D.NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)向0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入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”“右”或“不移动”)
解析:(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,酚酞在碱性溶液中显红色。
(2)生石灰与水剧烈反应放出大量热,根据烧瓶①中溶液红色变深,判断水解平衡向右移动,说明水解反应是吸热反应,同时烧瓶③中溶液红色变浅,则NH4NO3溶于水时吸收热量。
(3)碱抑制CH3COO-的水解;CO水解显碱性,与CH3COO-的水解相互抑制;Fe2+水解显酸性,与CH3COO-的水解相互促进。
答案:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液显碱性 (2)BD (3)左 左 右
题点(二) Ka、KW、Kh三者关系的应用
4.已知:CH3COOHCH3COO-+H+达到电离平衡时,电离平衡常数可以表示为Ka=;CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-达到水解平衡时,水解平衡常数可以表示为Kh=(式中各粒子浓度均为平衡时浓度)。
(1)对于任意弱电解质来讲,其电离平衡常数Ka、对应离子的水解平衡常数Kh以及水的离子积常数KW
的关系是____________________,由此可以推断,弱电解质的电离程度越小,其对应离子的水解程度____________。
(2)由于CH3COOH的电离程度很小,计算时可将CH3COOH的平衡浓度看成是CH3COOH溶液的浓度,则c mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)=______(不为0)。
(3)现用某未知浓度(设为c′)的CH3COOH溶液及其他仪器、药品,通过实验测定一定温度下CH3COOH的电离平衡常数,需测定的数据有(用简要的文字说明):
①实验时的温度;
②____________;
③用______________(填一种实验方法)测定溶液浓度c′。
解析:(1)根据Ka=,Kh=,二者的乘积等于KW,即Ka·Kh=KW。(2)由于CH3COOH电离出的CH3COO-与H+浓度近似相等,平衡时c(CH3COOH)又可看成是c(CH3COOH)溶液的浓度c,则Ka=,c(H+)= mol·L-1。(3)要测定Ka,则必须要分别用pH换算c(H+)和用酸碱中和滴定的方法测定c′。
答案:(1)Ka·Kh=KW 越大 (2) mol·L-1
(3)②溶液的pH ③酸碱中和滴定
5.(2013·山东高考节选)25 ℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数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”)。
解析:H2SO3的电离常数表达式为Ka=,NaHSO3的水解反应的平衡常数Kh=====1×10-12。由Kh=得=,加入I2后,HSO被氧化为H2SO4,c(H+)增大,c(OH-)减小,Kh不变,所以增大。
答案:1×10-12 增大
从定性、定量两角度理解盐类水解
(1)盐类水解易受温度、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、加铁粉、加NaHCO3溶液等时,应从平衡移动方向、pH的变化、水解程度、现象等方面归纳总结,加以分析掌握。
(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。
考点三 盐类水解的应用
对应学生用书P164
1.熟记盐类水解的重要应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是(用方程式表示)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
NaX、NaY、NaZ三种盐pH分别为8、9、10,则酸性HX>HY>HZ
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:
Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3溶液,发生的反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
2.盐溶液蒸干时所得产物的判断
(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(s);Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。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↑+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.熟记下列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虽能发生相互促进水解反应,但能大量共存。
(2)Fe3+在中性条件下已完全水解。
[基点小练]
1.配制FeSO4溶液要加入铁粉,配制SnCl2溶液要加入盐酸,二者原理是否相同?
答案:不相同,加入Fe粉是为了防止Fe2+被氧化,加入盐酸是为了防止Sn2+水解。
2.一种常用的泡沫灭火器构造如图。内筒a是玻璃瓶,外筒b是钢瓶,平时泡沫灭火器内筒外筒盛有液态试剂,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________________________________________________________________________。
答案:Al2(SO4)3溶液 饱和NaHCO3溶液
1.下列有关说法正确的是( )
A.(2016·全国甲卷)由MgCl2溶液制备无水MgCl2,将MgCl2溶液加热蒸干
B.(2016·全国乙卷)配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
C.(2016·天津高考)室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH+2H2O===NH3·H2O+H3O+
D.(2014·全国卷Ⅰ)AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
解析:选B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2时,先使MgCl2从溶液中结晶析出MgCl2·6H2O,然后MgCl2·6H2O在HCl气流中加热,防止MgCl2发生水解,A错误;FeCl3易发生水解,故配制FeCl3溶液时,将其固体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释,以抑制FeCl3
的水解,B正确;盐类水解一般是微弱的,书写离子方程式时应使用“”,C错误;水解方程式分别为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4,加热促进水解,由于盐酸为挥发性酸,硫酸为难挥发性酸,故前者最终产物为Al2O3,后者最终产物为Al2(SO4)3,D错误。
2.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.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
解析:选D A项,天然硬水是因为其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子,错误;B项,NH4Cl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H2、Cl2、NaOH,Cl2与NaOH溶液反应可以制备漂白液,与水解无关,错误;D项,Na2CO3溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,加入BaCl2溶液后生成BaCO3沉淀,c(CO)降低,溶液的碱性减弱,所以红色逐渐褪去,正确。
3.(2017·广安模拟)下列叙述中与盐类的水解有关的是( )
①纯碱溶液去油污;②铁在潮湿的环境下生锈;
③NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂;
④盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞;
⑤酸雨在空气中放置一段时间pH降低;
⑥草木灰与铵态氮肥不能混合施用
A.①③④⑥ B.①②⑤⑥
C.①③④⑤ D.全有关
解析:选A ①纯碱溶液因水解显碱性可去油污,正确;②铁在潮湿的环境下生锈,是电化学腐蚀,与水解无关,错误;③NH4Cl与ZnCl2溶液均因水解显酸性,可作焊接中的除锈剂,正确;④Na2CO3溶液水解显碱性,则盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞,正确;⑤酸雨在空气中放置一段时间pH降低,是亚硫酸被氧化为硫酸,与水解无关,错误;⑥草木灰(含K2CO3)溶液显碱性,铵态氮肥(NH)溶液显酸性,两者不能混合施用,正确。
4.(2015·天津高考节选)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是________________________________________________。
(2)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)+H+K2
Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H+K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小顺序是____________。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填字母)______________________________ ____________。
a.降温 B.加水稀释
c.加入NH4Cl D.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是________________________________________________________________________。
(3)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为_______mg·L-1。
解析:(1)FeCl3作净水剂,主要是因为Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮杂质。(2)Fe3+进行分步水解,水解程度如同多元弱酸根的水解,水解程度第一步大于第二步,第二步大于第三步,故水解反应平衡常数的大小关系为K1>K2>K3。盐类的水解是吸热反应,降温使平衡逆向移动;越稀越水解,加水稀释,可以促进水解平衡正向移动;NH4Cl溶于水呈酸性,使水解平衡逆向移动;NaHCO3与H+反应,使水解平衡正向移动,故可以采用的方法是b、d。根据生成聚合氯化铁的离子方程式可以看出,室温下要使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是控制H+的浓度,即调节溶液的pH。(3)净化污水主要考虑两个方面:去除污水中的浑浊物和还原性物质。由图中数据可以看出,浑浊度的去除率最高时聚合氯化铁约为18 mg·L-1,还原性物质的去除率最高时聚合氯化铁约为20 mg·L-1,综合两方面考虑,聚合氯化铁的最佳范围约为18~20 mg·L-1。
答案:(1)Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质
(2)K1>K2>K3 bd 调节溶液的pH
(3)18~20
[课堂巩固练]
1.(2017·福州模拟)0.1 mol·L-1 AlCl3溶液,温度从20 ℃升高到50 ℃,浓度增幅最大的离子是( )
A.Cl- B.Al3+
C.H+ D.OH-
解析:选C 升高温度,Al3+的水解平衡右移,c(H+)增大。
2.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A.CO+H2OHCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制备TiO2·xH2O
D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
解析:选D 热的纯碱溶液碱性增强、去污能力增强;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,吸附水中的悬浮物,具有净水作用;TiCl4与H2O作用水解可以制得纳米材料TiO2·xH2O,A、B、C项正确;SnCl2易水解,配制SnCl2溶液时若加入NaOH溶液,会促进SnCl2水解而生成Sn(OH)Cl或Sn(OH)2沉淀,配制SnCl2溶液应将SnCl2固体溶于浓盐酸中,再稀释至所需浓度。
3.(2017·包头模拟)为了使Na2S溶液中的比值变小,可采取的措施是( )
①加适量盐酸 ②加适量NaOH(s) ③加适量KOH(s)
④加适量KHS(s) ⑤加水 ⑥通H2S(g) ⑦加热
A.②③④ B.①②⑤⑥⑦
C.②③ D.③④
解析:选D 在Na2S溶液中,主要存在平衡S2-+H2OHS-+OH-。==,比值变小,即比值变小。①加盐酸,平衡右移,n(S2-)减小,n(Na+)不变,比值变大;②加NaOH(s),平衡左移,n(Na+)增大得多,n(OH-)增大得少,比值变大;③加KOH(s),平衡左移,n(S2-)增大,n(Na+)不变,比值变小;④加KHS,平衡左移,n(S2-)增大,n(Na+)不变,比值变小;⑤加水,平衡右移,n(Na+)不变,n(S2-)减小,比值变大;⑥通入H2S,平衡右移,n(S2-)减小,n(Na+)不变,比值变大;⑦加热,平衡右移,
n(S2-)减小,n(Na+)不变,比值变大。
4.(2017·福州模拟)室温下,有pH均为9,体积均为10 mL的NaOH溶液和CH3COONa溶液,下列说法正确的是( )
A.两种溶液中的c(Na+)相等
B.两溶液中由水电离出的c(OH-)之比为10-9/10-5
C.分别加水稀释到100 mL时,两种溶液的pH依然相等
D.分别与同浓度的盐酸反应,恰好反应时消耗的盐酸体积相等
解析:选B pH相等的NaOH和CH3COONa溶液,c(NaOH)<c(CH3COONa),相同体积、相同pH的这两种溶液,n(NaOH)<n(CH3COONa)。A项,pH相等的NaOH和CH3COONa溶液,c(NaOH)<c(CH3COONa),Na+不水解,所以CH3COONa溶液中c(Na+)大,错误;B项,OH-抑制水电离,CH3COO-促进水电离,NaOH溶液中c(H+)等于水电离出c(OH-)=10-9 mol·L-1,CH3COONa溶液中水电离出的c(OH-)=10-14/10-9=10-5 mol·L-1,两者之比=10-9/10-5,正确;C项,加水稀释促进CH3COONa水解,导致溶液中pH大小为CH3COONa>NaOH,错误;D项,因为n(NaOH)<n(CH3COONa),所以CH3COONa消耗的盐酸体积大,错误。
5.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中
________________(填“增大”“不变”或“减小”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)土壤的pH一般在4~9之间。土壤中Na2CO3含量较高时,pH可高达10.5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因___________________________________________。
加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)常温下在20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO________(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为____________________,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为__________________________________;
③已知在25 ℃时,CO水解反应的平衡常数即水解常数Kh==2.0×10-4 mol·L-1,当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,溶液的pH= 。
解析:(1)K=,K仅受温度影响。由电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)。
(2)土壤呈碱性,是因CO水解所致。利用沉淀的转化与生成规律,CaSO4与CO反应转化为更难溶的物质CaCO3:Na2CO3+CaSO4·2H2O===CaCO3+Na2SO4+2H2O。
(3)①H2CO3与CO反应生成HCO而不能大量共存。②由图知,pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为HCO、H2CO3,此时,溶液为Na2CO3与HCl反应的混合液,溶质有H2CO3、NaHCO3、NaCl,可知c(Na+)>c(Cl-),pH=7,c(H+)=c(OH-),由Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl===NaCl+H2CO3知,c(Cl-)>c(HCO),即c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)=c(OH-)。③中c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,pH=10。
答案:(1)不变 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
(2)CO+H2OHCO+OH-
Na2CO3+CaSO4·2H2OCaCO3+Na2SO4+2H2O
(3)①不能 ②HCO、H2CO3 c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)=c(OH-) ③10
6.(2017·泰州模拟)10 ℃加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下的变化:
温度(℃)
10
20
30
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该水解反应的离子方程式为__________________________________。
(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________(填“大于”或“小于”)NaHCO3,该分解反应的化学方程式为________________________________________________。
(3)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BaCl2溶液,若产生沉淀,则乙判断正确。原因是____________。
能不能选用Ba(OH)2溶液?______(答“能”或“不能”)。
②将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH________(填“大于”“小于”或“等于”)8.3,则________(填“甲”或“乙”)判断正确。
解析:(1)NaHCO3发生水解反应的离子方程式为HCO+H2OH2CO3+OH-;(2)加热时,NaHCO3可分解生成Na2CO3,Na2CO3水解程度比NaHCO3大,溶液碱性较强;该分解反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;(3)①在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液,若产生沉淀,则NaHCO3受热分解,原因是Ba2++CO===BaCO3↓;不能用加入Ba(OH)2溶液的方法判断,原因是Ba(OH)2溶液与碳酸钠、碳酸氢钠都会发生反应产生BaCO3沉淀,因此不能确定物质的成分;②将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH等于8.3,则甲正确;若pH>8.3,则乙正确。
答案:(1)HCO+H2OH2CO3+OH- (2)大于 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (3)①Ba2++CO===BaCO3↓ 不能 ②等于 甲(或大于 乙)
[课下提能练]
1.(2017·西安模拟)下列物质在常温时发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
A.Na2CO3:CO+2H2OH2CO3+2OH-
B.NH4Cl:NH+H2ONH3↑+H2O+H+
C.CuSO4:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
D.NaF:F-+H2O===HF+OH-
解析:选C A项,应为CO+H2OHCO+OH-,B项,应为NH+H2ONH3·H2O+H+;D项,应为F-+H2OHF+OH-。
2.下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.工业合成氨时使用催化剂
B.配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸
C.在Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH-) >1×10-7 mol·L-1
D.AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度
解析:选A A项,催化剂能加快反应速率,与化学平衡移动无关,符合题意;B项,Fe3+发生水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,在配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸,水解平衡左移,抑制了Fe3+的水解;C项,水中存在H2OH++OH-,加入Na2CO3后,H+与CO生成HCO,使H2O的电离平衡右移,当再达到电离平衡时,由水电离出的c(OH-) >1×10-7mol·L-1;D项,AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。若增大水溶液中的c(Cl-),平衡左移,使AgCl的溶解度降低。
3.常温下,下列各组离子在有关限定条件下溶液中一定能大量共存的是( )
A.由水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、ClO-、I-
B.c(H+)= mol·L-1的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、CO
C.常温下,=1×10-12的溶液:K+、AlO、CO、Na+
D.pH=13的溶液中:AlO、Cl-、HCO、SO
解析:选C A项,由水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,ClO-在酸性条件下不能大量存在;B项,c(H+)= mol·L-1的溶液呈中性,Fe3+、CO发生相互促进的水解反应,不能大量共存;D项pH=13的溶液呈碱性,HCO不能大量共存。
4.(2017·山东师大附中模拟)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
解析:选D 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+。
5.(2017·湖北联考)25 ℃时浓度都是1 mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX溶液的pH=7且溶液中c(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.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
解析:选A 由题给条件可以推出AX是强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,AY为强碱弱酸盐。1 mol·L-1BY溶液的pH=6,说明电离平衡常数K(BOH)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)
解析:选B A项,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,错误;B项,Na2CO3和NaHCO3溶液中都存在着H+、OH-、CO、HCO、H2CO3、Na+、H2O,正确;C项,CH3COOH的酸性强于HClO,在浓度相等时,pH小的是CH3COOH,错误;D项,根据物料守恒,Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),错误。
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-)
解析:选B A项,NaHCO3既能电离又能水解,水解显碱性,电离显酸性,NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO的水解程度大于电离程度,正确;B项,溶液中存在HCOCO+H+,加入CaCl2消耗CO,促进HCO的电离,错误;C项,HCO与Ca2+生成CaCO
3和H+,H+结合HCO生成H2CO3,则反应的离子方程式为2HCO+Ca2+===CaCO3↓+H2CO3,正确;D项,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-),正确。
8.等物质的量浓度的五种溶液:①CH3COOH ②(NH4)2CO3 ③NaHSO4 ④NaHCO3 ⑤Ba(OH)2,溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是( )
A.⑤③①④② B.⑤③①②④
C.②④①③⑤ D.②④③①⑤
解析:选C 设五种溶液的物质的量浓度均为c,①CH3COOH为弱酸,抑制了水的电离,c(H+)HCN>HCO知,NaCN和少量CO2反应生成NaHCO3、HCN,反应的化学方程式为NaCN+CO2+H2O===NaHCO3+HCN。
(3)将0.02 mol·L-1的HCN与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是物质的量浓度都为0.005 mol·L-1的NaCN、HCN,测得c(Na+)>c(CN-),根据电荷守恒可知:c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,A错误,B正确;溶液中存在等物质的量的溶质HCN和NaCN,其中CN-+H2O===HCN+OH-,H2OH++OH-,OH-来自CN-的水解和H2O的电离,而等式c(H+)+c(HCN)=c(OH-)中,c(HCN)由CN-的水解和溶质HCN两者之和,即c(H+)+c(HCN)>c(OH-),C错误;由物料守恒可知,c(HCN)+c(CN-)=0.01 mol·L-1,D正确。
(4)Al3+与HCO发生相互促进水解反应,生成Al(OH)3和CO2,反应的离子方程式为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(5)NaHC2O4溶液显酸性,则HC2O的电离程度大于其水解程度,所以c(C2O)>c(H2C2O4),由于氢离子来自水的电离和HC2O的电离,则c(H+)>c(C2O),HC2O的水解程度较小,则c(HC2O)>c(C2O),溶液中各离子浓度大小为c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-);溶液中存在的阴离子为HC2O、C2O、OH-,阳离子为Na+、H+,其电荷守恒表达式为c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
答案:(1)b>a>c
(2)NaCN+CO2+H2O===NaHCO3+HCN
(3)B、D (4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-) c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
12.Ⅰ.25 ℃,NaOH和Na2CO3两溶液的pH均为11。
(1)两溶液中,由水电离出的c(OH-)分别是
①NaOH溶液中___________________________________________________;
②Na2CO3溶液中________________________________________________________;
③在1 L水中加入上述溶液中的________会使水的电离程度减小。
(2)各取10 mL上述两种溶液,分别加水稀释到100
mL,pH变化较大的是________(填化学式)溶液。
(3)纯碱溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO水解引起的,请你设计一个简单的实验方案。
Ⅱ.已知25 ℃时0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入醋酸钠晶体,等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(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(H+)减小,因此溶液的pH增大。
(1)你认为上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。
(2)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验:
向0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的________(填写编号),然后测定溶液的pH。
A.固体CH3COOK B.固体CH3COONH4
C.气体NH3 D.固体NaHCO3
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CH3COONH4溶液呈中性)
解析:Ⅰ.(1)①NaOH能抑制水的电离,NaOH溶液中的H+来自于水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=1.0×10-11 mol·L-1;②Na2CO3水解能促进水的电离,其溶液中的OH-来自于水的电离,即c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1;③NaOH电离的OH-会抑制水的电离。(2)加水稀释时,因为CO的水解程度增大,所以pH变化小,pH变化较大的是NaOH溶液。
Ⅱ.溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+电离平衡,加入CH3COONa,增大了CH3COO-浓度,平衡向左移动,c(H+)减小,pH增大。
答案:Ⅰ.(1)①1.0×10-11 mol·L-1 ②1.0×10-3 mol·L-1 ③NaOH溶液 (2)NaOH
(3)CO+H2OHCO+OH-
(4)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水解引起的(或其他合理答案)
Ⅱ.(1)乙 (2)B 乙(或甲) 增大(或不变)
13.常温下,如果取 0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因:_______________________________________________
(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(OH-)________(填“>”“<”或“=”)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的 c(OH-)。
(3)求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+)-c(A-)=________ mol·L-1,
c(OH-)-c(HA)=________ mol·L-1。
(4)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH____7(填“>”“<”或“=”);将同温度下等浓度的四种盐溶液按pH由大到小的顺序排列是________(填字母)。
A.NH4HCO3 B.NH4A
C.(NH4)2SO4 D.NH4Cl
解析:(2)混合溶液由于A-水解,促进水的电离,而NaOH抑制水的电离。(3)由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),可得c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=9.9×10-7 mol·L-1。由质子守恒c(OH-)=c(HA)+c(H+)可得c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-8mol·L-1。(4)NH4A溶液为中性,说明NH与A-的水解程度相当。HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,说明HA酸性强于H2CO3,HCO、CO水解程度大于A-,因而(NH4)2CO3溶液pH>7,NH4HCO3溶液的pH大于7。Cl-和SO不水解,(NH4)2SO4和NH4Cl溶液显酸性,但(NH4)2SO4中c(NH)大,水解生成的c(H+)大,因而pH[(NH4)2SO4]
(3)9.9×10-7 10-8 (4)> ABDC
难点增分课(五)用守恒思想破解溶液中粒子浓度大小的比较
[知能必备]
一、理解两大平衡,树立微弱意识
1.电离平衡→建立电离过程是微弱的意识
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,粒子浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
2.水解平衡→建立水解过程是微弱的意识
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-,溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
二、把握三大守恒,明确定量关系
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K+得质子守恒式c(H+)+c(H2S)=c(OH-)+c(S2-)。
三、明晰三大类型,掌握解题流程
1.比较溶液中粒子浓度大小的三大类型
类型一:单一溶液中各离子浓度的比较
①多元弱酸溶液:多元弱酸分步电离,电离程度逐级减弱。如H3PO4溶液中:c(H
+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)。
②多元弱酸的正盐溶液:多元弱酸的酸根离子分步水解,水解程度逐级减弱。如在Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)。
类型二:混合溶液中各离子浓度的比较
混合溶液要综合分析电离、水解等因素。如在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,各离子浓度大小的顺序为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
类型三:不同溶液中同一离子浓度的比较
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。
2.比较溶液中粒子浓度大小的解题流程
[常见题型]
单一溶液中粒子浓度关系
1.(2017·广州二模)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,只能部分电离出氢氧根离子,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;NH4
Cl溶液中,铵根离子部分水解、氯离子浓度不变,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;根据亚硫酸钠溶液中的物料守恒可得:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。
2.(2014·安徽高考)室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
解析:选B Na2S溶液中,S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,H2OH++OH-,c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),c(OH-)>c(HS-),A错误;Na2C2O4溶液中,C2O+H2OHC2O+OH-,HC2O+H2OH2C2O4+OH-,H2OH++OH-,可得c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4),B正确;Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),C错误;CH3COONa和CaCl2混合溶液,根据物料守恒关系:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),c(Cl-)=2c(Ca2+),即正确的关系式为c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),D错误。
(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式酸根离子的电离能力和水解能力的相对强弱,如NaHCO3溶液中,HCO的水解能力强于其电离能力,溶液显碱性;而NaHSO3溶液中,HSO的水解能力弱于其电离能力,溶液显酸性。
(2)多元弱酸的强碱正盐溶液:弱酸根离子水解以第一步为主。如硫化钠溶液中,c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
混合溶液中粒子浓度关系
3.(2016·四川高考)向1 L含0.01 mol NaAlO2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)≤0.015 mol时发生的反应是2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3。下列对应关系正确的是( )
选项
n(CO2)/mol
溶液中离子的物质的量浓度
A
0
c(Na+)>c(AlO)+c(OH-)
B
0.01
c(Na+)>c(AlO)>c(OH-)>c(CO)
C
0.015
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)
D
0.03
c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
解析:选D A.当n(CO2)=0时,根据电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(AlO)+c(OH-),所以c(Na+)<c(AlO)+c(OH-),错误;B.当n(CO2)=0.01 mol时,溶液中溶质为NaAlO2和Na2CO3,因为碳酸酸性强于氢氧化铝,所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(CO)>c(AlO)>c(OH-),错误;C.当n(CO2)=0.015 mol 时,溶液中溶质为Na2CO3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO),错误;D.当n(CO2)=0.03 mol时,溶液中溶质为NaHCO3,溶液中离子浓度应为c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+),正确。
4.H2C2O4为二元弱酸。20 ℃时,配制一组c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+c(C2O)>c(HC2O)
B.c(Na+)=0.100 mol·L-1的溶液中:c(H+)+2c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O)
C.c(HC2O)=c(C2O)的溶液中:c(Na+)>0.100 mol·L-1+c(HC2O)
D.pH=7.0的溶液中:c(Na+)>2c(C2O)
解析:选D A项中,由图中数据可知pH=2.5时,c(H2C2O4)+c(C2O)<c(HC2O),错误;B项中,由溶液中的电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),由已知条件可得c(Na+)=c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 mol·L-1,代入上式得到c(H2C2O4)+c(H+)=c(C2O)+c(OH-),错误;C项中,由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),当c(HC2O)=c(C2O)时,c(H2C2O4)=0,此时pH=4.2,c(H+)>c(OH-),推出:c(Na+)+c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(HC2O)+c(OH-),c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(HC2O),错误;D项中,pH=7.0时c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),即c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O),进一步得出c(Na+)>2c(C2O),正确。
不同溶液中同一粒子浓度大小的比较
5.(2017·银川模拟)常温下,下列有关叙述正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液等体积混合c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.同浓度的①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③NH4HSO4三种溶液中,c(NH)大小顺序为①=②>③
C.Na2CO3溶液中,2c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20 mL
解析:选A 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液等体积混合后在溶液中存在电荷守恒,即c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),A正确;相同浓度的①、②、③三种溶液,②溶液中c(NH)最大,①和③比较,③酸性最强,NH水解受到的抑制最大,溶液中c(NH)由大到小的顺序排列为②>③>①,B错误;在Na2CO3溶液中,物料守恒关系式,c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),C错误;10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,如HA为强酸,则V(总)=20 mL,如HA为弱酸,则V(总)<20 mL,所得溶液体积V(总)≤20 mL,D错误。
6.(2016·上海高考)碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11
草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5
0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH________0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”)
等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是____。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是________。(选填编号)
a.c(H+)>c(HC2O)>c(HCO)>c(CO)
b.c(HCO)>c(HC2O)>c(C2O)>c(CO)
c.c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(CO)
d.c(H2CO3)>c(HCO)>c(HC2O)>c(CO)
解析:根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸,则碳酸钠的水解程度大于草酸钠,所以0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸,则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是草酸。a项,草酸的一、二级电离常数均大于碳酸,所以草酸的电离程度大于碳酸,因此溶液中c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(HCO)>c(CO),正确;b项,根据a中分析可知b错误;c项,根据a中分析可知c正确;d项,根据a中分析可知d错误。
答案:大于 草酸 ac
不同溶液中同种粒子浓度大小的比较
与图像有关的粒子浓度关系
7.(2017·苏州模拟)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 mol·L-1 NaOH时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是( )
A.点a所示溶液中:c(NH)>c(SO)>c(OH-)>c(H+)
B.点b所示溶液中:c(NH)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C.点c所示溶液中:c(SO)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.点d所示溶液中:c(SO)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)
解析:选C a点所示溶液中,溶液显酸性,c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-),A错误,
b点所示溶液中,c(H+)=c(OH-),NaOH不足,c(NH)>c(Na+),B错误;c点处相当于NH3·H2O和Na2SO4、(NH4)2SO4按物质的量2∶1∶1的比例混合,根据电荷守恒,c(NH)+ c(H+)+c(Na+)=2c(SO)+c(OH-),因c(Na+)= c(SO),c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(SO),所以有 c(SO)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正确;d点处相当于 n(Na2SO4)∶n(NH3·H2O)=1∶2的混合溶液,c(NH3·H2O)>c(SO),D错误。
8.(2017·四川六校测试)25 ℃时,将0.1 mol·L-1 NaOH溶液加入20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中,所加入溶液的体积(V)和混合液的pH的关系曲线如图所示。下列结论正确的是( )
A.①点时,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
B.对曲线上①、②、③任何一点,溶液中都有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
C.③点时,醋酸恰好反应完,溶液中有:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.滴定过程中可能出现:c(H+)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
解析:选B A项,在曲线上①点时混合溶液为等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH溶液,根据物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),错误;B项,曲线上①、②、③点溶液中均存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),正确;C项,③点时,NaOH与CH3COOH恰好完全反应,溶液呈碱性,则存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),错误;D项,滴定过程中,溶液中均存在离子:CH3COO-、Na+、H+、OH-,根据溶液电中性原则知,错误。
1.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 pH=3的盐酸c(HCl)=0.001 mol·L-1,NH3·H2O为弱电解质,常温下pH=11的氨水中c(OH-)=0.001 mol·L-1,氨水的浓度一定大于0.001 mol·L-1,两溶液等体积混合后,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+)。
2.(2017·洛阳检测)已知,常温下某浓度的NaHSO3稀溶液的pH<7。则该稀溶液中下列粒子关系正确的是( )
A.c(Na+)>c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
B.c(Na+)>c(HSO)+c(SO)
C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO)
D.c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+c(OH-)
解析:选B NaHSO3溶液中存在:HSOH++SO,HSO+H2OH2SO3+OH-,由于溶液的pH<7,说明HSO的电离程度大于HSO的水解程度,故c(SO)>c(H2SO3),A项错误;由物料守恒可知,c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),故c(Na+)>c(HSO)+c(SO),B项正确;由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),C、D项均错误。
3.(2017·肇庆模拟)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,混合后溶液离子浓度大小: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。
4.(2017·张掖模拟)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+)
解析:选C 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项错误;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项错误;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项正确;若NaA是强酸强碱盐,则c(A-)=c(Na+),D项错误。
5.(2017·辽宁师大附中模拟)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:
c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:c(H+)+c(CH3COOH)<c(CH3COO-)+c(OH-)
解析:选D A项,新制氯水中加入固体NaOH生成NaClO、NaCl、H2O,溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),错误;B项,pH=8.3的NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于电离程度,c(H2CO3)>c(CO),错误;C项,pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合氨水过量,溶液呈碱性,溶液中离子浓度大小为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错误;D项,0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后得到浓度均为0.05 mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa混合溶液,溶液中存在电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-);依据物料守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH);代入电荷守恒计算关系中得到:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),混合溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则c(H+)+c(CH3COOH)<c(CH3COO-)+c(OH-),正确。
6.(2017·西安模拟)常温下,有①氨水、②NH4Cl溶液、③Na2CO3溶液、④NaHCO3溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,下列说法错误的是( )
A.四种溶液的pH的大小顺序:①>③>④>②
B.将溶液①、②等体积混合所得溶液呈碱性且:c(NH)>c(NH3·H2O)
C.向溶液①、②中分别滴加25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,溶液中c(NH):①<②
D.将溶液③、④等体积混合所得溶液中:2c(OH-)-2c(H+)=3c(H2CO3)+2c(HCO)-c
(CO)
解析:选D ①中NH3·H2O电离显碱性,②显酸性,③和④水解显碱性,Na2CO3的水解程度大于NaHCO3,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的4种溶液的碱性顺序是:①>③>④>②,pH大小顺序:①>③>④>②,A正确;①、②混合后pH>7,NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,c(NH)>c(NH3·H2O),B正确;①、②中分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,①中得NH4Cl溶液、②中得到NH4Cl和HCl的混合溶液,后者HCl抑制NH的水解,故溶液中c(NH):①<②,C正确;溶液③、④等体积混合所得溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),存在物料守恒:2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)],整理两式,得到:2c(OH-)-2c(H+)=3c(H2CO3)+c(HCO)-c(CO),D错误。
7.(2017·宜昌检测)0.02 mol·L-1HCN溶液与0.02 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中c(CN-)c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(HCN)+c(CN-)=0.04 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)+c(HCN)
D.c(CN-)>c(HCN)
解析:选A 电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),由c(CN-)c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.实验①所得的混合溶液中:c(OH-)+c(A-)=c(K+)+c(H+)
C.实验②所得的混合溶液中:c(A-)+c(HA)=0.1 mol·L-1
D.实验②所得的混合溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)=c(H+)
解析:选B 由题给条件可知,等体积等浓度的HA溶液与KOH溶液混合后溶液呈碱性,则HA为弱酸,KA为强碱弱酸盐,离子浓度关系为c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),A项错误;根据电荷守恒可得:c(K+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),B项正确;混合前HA溶液中有c(A-)+c(HA)=0.1 mol·L-1,根据物料守恒可知,混合过程相当于对HA溶液进行稀释,故实验②所得的混合溶液中c(A-)+c(HA)<0.1 mol·L-1,C项错误;根据电荷守恒可得,c(K+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因为c(H+)=c(OH-),所以c(K+)=c(A-),D项错误。
10.常温下,用pH=m的盐酸滴定20 mL pH=n的MOH溶液,且m+n=14。混合溶液的pH与盐酸体积V的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点:c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+)
B.b点:MOH和HCl恰好完全反应
C.c点:c(H+)=c(OH-)+c(MOH)
D.a点到d点:水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小
解析:选D m+n=14,从图像看出,b点时,盐酸体积与MOH溶液体积相等,溶液呈碱性,说明混合溶液中MOH过量,MOH继续电离,说明MOH是弱碱。A项,a点对应的溶液呈碱性,溶液中离子浓度大小顺序为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错误;B项,b点对应的溶液中MOH未完全反应,溶液呈碱性,错误;C项,c点对应的溶液显中性,c(H+)=c(OH-),错误;D项,在碱溶液中滴加盐酸,水的电离程度逐渐增大,当碱与酸恰好完全反应时,水的电离程度最大,然后随着盐酸的不断加入,水的电离受到抑制,则水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小,正确。
11.(2015·安徽高考)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:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)
解析:选B A项,NH3·H2O是弱电解质,能微弱电离,溶液中c(Na+)>c(NH3·H2O);B项,当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒式c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知c(NH)+c(H+)=c(OH-);C项,溶液pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒式可知c(Na+)+c(NH)=c(Cl-);D项,加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据物料守恒有c(Na+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)。
12.(2017·山东师大附中模拟)常温下,向20 mL某盐酸中逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,溶液pH的变化与加入氨水的体积关系如图所示,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.在①、②之间的任意一点:c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-)
C.在点②所示溶液中:c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+),且V<20
D.在点③所示溶液中,由水电离出的c(OH-)>10-7 mol·L-1
解析:选B 盐酸的初始pH=1,则c(HCl)=c(H+)=0.1 mol·L-1,A项错误;在①、②之间的任意一点,溶液的pH<7,c(H+)>c(OH-),由电荷守恒关系式:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)知,c(Cl-)>c(NH),B项正确;盐酸与氨水恰好反应时,氨水体积为20 mL,由于NH的水解,溶液呈酸性,故溶液呈中性时,氨水已过量,即pH=7时,V>20
mL,C项错误;③点时,溶液中含有过量的NH3·H2O,NH3·H2O电离出来的OH-抑制了水的电离,故由水电离出的c(OH-)<10-7 mol·L-1,D项错误。
13.(2017·扬州模拟)(1)室温下,如果将0.1 mol CH3COONa和0.05 mol HCl全部溶于水,形成混合溶液(假设无损失),________和________两种粒子的物质的量之和等于0.1 mol。
(2)已知某溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。某同学推测该溶液中离子浓度可能有如下四种关系:
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
①若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是______,上述离子浓度大小关系中正确的是(填字母)________;
②若上述关系中D是正确的,则溶液中溶质的化学式是________________;
③若该溶液由体积相等的醋酸与NaOH溶液混合而成,且溶液恰好呈中性,则混合前c(CH3COOH)________(填“>”“<”“=”,下同)c(NaOH),混合后c(CH3COO-)与c(Na+)的关系是c(CH3COO-)________c(Na+)。
(3)25 ℃时,向0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,当固体溶解后,测得溶液的pH增大,主要原因是________(填字母)。
A.醋酸与醋酸钠发生反应
B.醋酸钠溶液水解显碱性,增加了c(OH-)
C.醋酸钠溶于水电离出醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小
解析:(1)溶液中含有CH3COO-和CH3COOH共0.1 mol;(2)当溶质为醋酸钠时,CH3COO-水解使溶液呈碱性,离子浓度大小关系为A;D项溶液呈酸性,且c(CH3COO-)>c(Na+),溶质为CH3COOH和CH3COONa;当等体积的醋酸与NaOH溶液混合且溶液呈中性时,醋酸过量,c(CH3COOH)大于c(NaOH),由电荷守恒知,c(CH3COO-)=c(Na+)。
答案:(1)CH3COO- CH3COOH (2)①醋酸钠 A ②CH3COOH、CH3COONa ③> = (3)C
14.硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为H2SO4===H++HSO,HSOH++SO。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”),其理由是________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
(2)H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在0.10 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是________(填字母)。
A.c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO4)
B.c(OH-)=c(HSO)+c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)
D.c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)
(4)若25 ℃时,0.10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(SO)=0.029 mol·L-1,则0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO)________(填“<”“>”或“=”)0.029 mol·L-1,其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若25 ℃时,0.10 mol·L-1H2SO4溶液的pH=-lg 0.11,则0.10 mol·L-1H2SO4溶液中c(SO)=________ mol·L-1。
解析:(1)由题中信息可得,硫酸钠是弱酸强碱盐,易水解生成硫酸氢钠:Na2SO4+H2ONaHSO4+NaOH,所以硫酸钠溶液呈弱碱性。(2)硫酸氢根离子部分电离,是弱酸根离子,硫酸与氯化钡反应的离子方程式为Ba2++HSO===BaSO4↓+H+。(3)A项,由题意知,硫酸钠溶液中存在的阳离子:Na+、H+,阴离子:SO、OH-、HSO,溶液中不存在H2SO4,错误;由题意知,在硫酸钠溶液中,物料守恒式为c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO),电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),两式相减,得质子守恒式:c(OH-)=c(H+)+c(HSO),B、C、D项正确。(4)硫酸氢钠溶液中存在:HSOH++SO,硫酸溶液中存在:H2SO4===H++HSO,HSOH++SO,硫酸第一步电离出来的H+对第二步电离有抑制作用,使第二步电离平衡向左移动,故同浓度的硫酸溶液中c(SO)小于硫酸氢钠溶液中的c(SO)。(5)0.10 mol·L-1 H2SO4溶液中c(H+)=0.11 mol·L-1,由于硫酸在水中第一步完全电离,第二步部分电离,所以c(SO)=0.01 mol·L-1。
答案:(1)弱碱性 SO+H2OHSO+OH-
(2)Ba2++HSO===BaSO4↓+H+
(3)BCD
(4)< H2SO4溶液中存在:H2SO4===HSO+H+,电离出的H+抑制HSO的电离
(5)0.01