2021届高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第26讲盐类的水解教学案新人教版

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文档介绍

2021届高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第26讲盐类的水解教学案新人教版

- 1 - 第 26 讲 盐类的水解 1.定义 在溶液中盐电离出来的离子跟□01水电离产生的 H+或 OH-结合生成□02弱电解质的反应。 2.实质 盐电离―→ 弱酸的阴离子―→结合□01H+ 弱碱的阳离子―→结合□02OH- ―→ 破 坏 了 □03 水 的 电 离 平 衡 ―→ 水 的 电 离 程 度 □04 增 大―→ c H+≠ c OH- ―→溶液呈碱性或酸性 c H+ =c OH- ―→溶液呈中性 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 □01否 — □02中性 □03pH=7 强酸弱碱 盐 NH4Cl、Cu(NO3)2 □04是 □05NH+ 4 、□06Cu2+ □07酸性 □08pH<7 弱酸强碱 盐 CH3COONa、Na2CO3 □09是 □10CH3COO-、□11CO2- 3 □12碱性 □13pH>7 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: □01Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+; □02NH+ 4 +H2O NH3·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:□03S2-+H2O HS-+OH-。 - 2 - (3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成,如 FeCl3 溶液中:□04Fe3++3H2O Fe(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 - 2 + 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□01>Na2SO3, Na2CO3□02>NaHCO3。 (2)外因 ①温度:温度越高,水解程度□03越大。 ②溶液的浓度:溶液越稀,水解程度□04越大。 (3)外加酸碱 加酸:弱酸根离子的水解程度□05增大, 弱碱阳离子的水解程度□06减小 加碱:弱酸根离子的水解程度□07减小, 弱碱阳离子的水解程度□08增大 (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□01酸性,原因是 □02NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+,与 Mg 反应可 生成 □03H2 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 □04c(Na+)>c(CO2- 3 )>c(OH -)>c(HCO- 3 )>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 □05HX>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 □06Al2O3,蒸干灼烧 FeCl3 溶液后的产物为 □07Fe2O3 净水剂原理 明矾用于净水,原理是 □08Al3++3H2O Al(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 □09Al3++3HCO- 3 ===Al(OH)3↓+ - 3 - 3CO2↑ 纯碱溶液去油污 用热碱水洗油污的原理 □10CO2- 3 +H2O HCO- 3 +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 □11Fe3++ 3H2O=====△ Fe(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□12抑制 Fe3+或 Sn2+的水解,配制 FeSO4 溶液时,需加入少量□13 铁粉和稀硫酸 物质的提纯 除去 MgCl2 溶液中的 FeCl3,可加入 □14Mg、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:CO2- 3 +2H2O H2CO3+2OH-。(×) 错因:Na2CO3 水解的离子方程式为:CO2- 3 +H2O HCO- 3 +OH-。 (4)向 Na2CO3 溶液中加入少量 Ca(OH)2 固体,CO 2- 3 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,c NH+ 4 c Cl- 的值增大。(×) 错因:加水稀释,n(NH+ 4 )减小,n(Cl-)不变,所以n NH+ 4 n Cl- =c NH+ 4 c Cl- 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c Fe3+ c Cl- 增大。(×) 错因:向 FeCl3 溶液中通入 HCl,c(Cl-)增大的程度比 c(Fe3+)大,c Fe3+ c Cl- 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+H2O H3O++Cl- ②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl - 4 - ③CO2- 3 +2H2O H2CO3+2OH- ④碳酸氢钠溶液:HCO- 3 +H2O CO2- 3 +H3O+ ⑤HS-的水解:HS-+H2O S2-+H3O+ ⑥NaAlO2 与 NaHCO3 溶液混合:AlO- 2 +HCO- 3 +H2O===Al(OH)3↓+CO2- 3 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 - 3 的电离程度大于其水解程度,所以:NaHSO3 溶液呈弱酸性,而 HCO - 3 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++SO2- 4 , 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 + 4 的水解,Fe2+水解生成的 H+,也抑制 NH + 4 的水解,而 CO2- 3 、HCO - 3 水解生成的 OH-又促进 NH + 4 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+ 4 )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。 - 5 - (1)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性。如 NaHCO3 溶液中:HCO- 3 H++CO2- 3 (次要), HCO- 3 +H2O H2CO3+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:HSO- 3 H++SO2- 3 (主 要),HSO- 3 +H2O H2SO3+OH-(次要)。 3.相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如 CO2- 3 >HCO- 3 。 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 + 4 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 - 6 - 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 ℃) c H+ mol·L-1 c OH- mol·L-1 水电离出来的c H+ 或 c OH- mol·L-1 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 ℃) c H+ mol·L-1 c OH- mol·L-1 水电离出来的c H+ 或 c OH- mol·L-1 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+ 4 +H2O NH3·H2O+H+,加入少量 NH4Cl 固 体,c(NH+ 4 )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+ 4 )仍比原平衡大,错误;③c(NH+ 4 )增大,平衡正向移动,但 NH + 4 的水解 程度减小,故c NH+ 4 c Cl- 增大,错误;④NH + 4 的水解平衡常数为 Kh=c NH3·H2O· c H+ c NH+ 4 , 则 c NH+ 4 c NH3·H2O· c H+ =1 Kh ,由于温度不变,Kh 不变,故 c NH+ 4 c NH3·H2O· c H+ 不变,错 误;⑥结合水解常数 Kh 可知,c H+ c NH+ 4 = Kh c NH3·H2O ,加入少量 NH4Cl 固体,Kh 不变,c(NH3·H2O) 增大,故 c H+ c NH+ 4 减小,正确;⑦结合水解常数 Kh 可知, c NH+ 4 c NH3·H2O =c H+ Kh ,加入少量 NH4Cl 固体,水解平衡正向移动,c(H+)增大,但 Kh 不变,故 c NH+ 4 c NH3·H2O 增大,错误。 [答案] B - 7 - 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 - + H2O HA + OH - , Kh = c HA· c OH- c A- =c HA· c H+· c OH- c A-· c H+ =Kw Ka (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=c2 H+ c , c(H+)= c·Ka 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=Kw Kb 。 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c CH3COO- c Na+ 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 c CH3COO- c Na+ 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c CH3COO- c Na+ 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c CH3COO- c Na+ 比值减小,符合;④加入固体 CH3COONa,浓度增大,水解程 度降低,则c CH3COO- c Na+ 比值增大,不符合;⑤加入冰醋酸,c(CH3COO-)增大,而 c(Na+)不变, 则c CH3COO- c Na+ 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c CH3COO- c Na+ 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c Cl- c NH+ 4 的值减小 - 8 - 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 + 4 的水解平衡:NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+,加水稀释时,平 衡正向移动,n(NH+ 4 )减小,n(Cl-)不变,则c Cl- c NH+ 4 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 + 4 的水解,溶液中 c(H+)大于原溶液的 1 100 ,NaOH 溶液中加水稀释 100 倍, c(OH-)变为原溶液的 1 100 ,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+ 4 )+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+ 4 )+c(Na+)=c(Cl-);据物料守恒可得 c(NH+ 4 )+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 2- 3 与 NH + 4 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 - 9 - (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)――→蒸干 CuSO4(s); Al2(SO4)3(aq)――→蒸干 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)――→蒸干 Al(OH)3――→灼烧 Al2O3。 (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)――→蒸干 Na2SO4(s)。 FeCl2(aq)――→蒸干 Fe(OH)2(s)――→O2 Fe(OH)3(s)――→灼烧 Fe2O3。 2.因相互促进水解不能大量共存的离子组合 (1)Al3+与 HCO- 3 、CO2- 3 、AlO- 2 、SiO2- 3 、HS-、S2-、ClO-。 (2)Fe3+与 HCO- 3 、CO2- 3 、AlO- 2 、SiO2- 3 、ClO-。 (3)NH + 4 与 SiO2- 3 、AlO- 2 。 注意 (1)NH + 4 与 CH3COO-、HCO - 3 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++3H2O Fe(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 - 10 - 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- 3 )>c(CO2- 3 )(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(CO2- 3 )>c(HCO- 3 )>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- 3 )>c(CO2- 3 )>c(OH-),c(H+)>c(HCO- 3 )的原因是水和 HCO - 3 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 - 3 水解: HCO- 3 +H2O H2CO3+OH-以及 HCO - 3 电离:HCO- 3 H++CO2- 3 ,C 元素的存在形式有 3 种,即 HCO- 3 、H2CO3、CO2- 3 ,由 n(Na+)∶n(C 原子)=1∶1,得 c(Na+)=c(HCO- 3 )+c(CO2- 3 )+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- 3 、CO2- 3 、OH-,存在如下关系:n(Na+)+n(H+)=n(HCO- 3 )+2n(CO2- 3 ) +n(OH-),推出 c(Na+)+c(H+)=c(HCO- 3 )+2c(CO2- 3 )+c(OH-)。(因 CO 2- 3 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: - 11 - 即有 c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO2- 3 ) 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- 3 )>c(H+)>c(SO2- 3 )>c(OH-)>c(H2SO3),以 HSO - 3 的电离为主 (HSO - 3 的电离>HSO - 3 的水解)。 NaHCO3 溶液中:c(Na+)>c(HCO- 3 )>c(OH-)>c(H2CO3)>c(H+)>c(CO2- 3 ),以 HCO - 3 的水解为主 (HCO - 3 的水解>HCO - 3 的电离)。 Na2CO3 溶液中:c(Na+)>c(CO2- 3 )>c(OH-)>c(HCO- 3 )>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+ 4 )>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。(NH3·H2O 的电离>NH + 4 的水解) 等浓度的 Na2CO3 与 NaHCO3 混合溶液: c(Na+)>c(HCO- 3 )>c(CO2- 3 )>c(OH-)>c(H+)。(CO 2- 3 的水解>HCO - 3 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+ 4 )由大到小的顺序为③>①>②。 - 12 - [解析] 根据电荷守恒,NaHSO3 溶液中 c(Na+)+c(H+)=2c(SO2- 3 )+c(OH-)+c(HSO- 3 ),A 错误;根据物料守恒,NaHSO3 溶液中 c(Na+)=c(HSO- 3 )+c(SO2- 3 )+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(SO2- 3 ),C 错误;根据图示,室 温下 NaHSO3 浓度等于 5.49×10-5 mol·L-1 时,c(SO2- 3 )=c(OH-),此时 c(HSO- 3 )<5.49×10-5 mol·L-1,D 错误。 [答案] B [体验 1] 下列有关电解质溶液中粒子的物质的量浓度大小关系正确的是( ) A.等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④(NH4)2CO3,其中 c(CO2- 3 )的大小关系为②>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- 4 )+c(C2O2- 4 ) 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(CO2- 3 )>c(HCO- 3 )>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 pH<7:c(CH3COOH) +c(OH-)>c(Na+)+c(H+) 答案 A 解析 ①③中 CO 2- 3 分别由 H2CO3 的二级电离、HCO - 3 的电离得到,由于 H2CO3 的一级电离抑 制二级电离,则 c(CO2- 3 ):③>①,而②④中 CO 2- 3 分别由 Na2CO3、(NH4)2CO3 的电离得到,由于 NH + 4 促进 CO 2- 3 的水解,则 c(CO2- 3 ):②>④,故 c(CO2- 3 ):②>④>③>①,A 正确;根据电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O- 4 )+2c(C2O2- 4 ),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 2- 3 的水解程度大于 HCO - 3 的水解程度,故 c(HCO- 3 )>c(CO2- 3 )>c(OH-)>c(H +),C 错误;溶液的 pH<7,说明 CH3COOH 的电离程度大于 CH3COONa 的水解程度,故 c(CH3COO -)>c(CH3COOH),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(OH-), - 13 - 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c HCOOH c HCOO- =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 = c HCOO- c H+ c HCOOH ,则 pH=3 的 HCOONa 和 HCOOH 的混合溶液中c HCOOH c HCOO- =c H+ Ka = 1×10-3 1×10-4=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++3H2O Al(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++3H2O Fe(OH)3+3H+ C.用纯碱清洗油污:CO2- 3 +H2O HCO- 3 +OH- D.浓硫化钠溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH- 答案 D - 14 - 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 - 15 - 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+O2 催化剂 2SO3 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+ 4 )=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c OH- c NH+ 4 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+ 4 )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 - 16 - +)>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 - 3 的水解程度大于电离程度 B.反应的离子方程式是 2HCO- 3 +Ca2+===CaCO3↓+H2CO3 C.加入 CaCl2 促进了 HCO - 3 的水解 D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO- 3 )+2c(CO2- 3 )+c(Cl-) 答案 C 解析 HCO - 3 在水中既有电离也有水解,其电离方程式为 HCO- 3 H++CO2- 3 ,HCO - 3 水解方 程式为 HCO- 3 +H2O H2CO3+OH-,常温下,0.10 mol·L-1NaHCO3 溶液 pH=8.4,溶液显碱性, 即 HCO - 3 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 - 3 电离方程式为 HCO- 3 H++CO2- 3 ,滴入 CaCl2 溶液,Ca2+与 CO 2- 3 反应,促进 HCO - 3 的电离,但滴加过程中无气体放出,即 H+与 HCO - 3 生成 H2CO3,则反应的离子方程式为 Ca2++ 2HCO- 3 ===CaCO3↓+H2CO3,故 B 正确,C 错误;根据电荷守恒,c(Na+)+2c(Ca2+)+c(H+)=c(HCO- 3 ) +2c(CO2- 3 )+c(Cl-)+c(OH-),溶液的 pH=7,即 c(H+)=c(OH-),得出:c(Na+)+2c(Ca2+) =c(HCO- 3 )+2c(CO2- 3 )+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 - 17 - 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(CO2- 3 )+c(HCO- 3 )+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-、CO2- 3 、 HCO- 3 、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(CO2- 3 )+2c(HCO- 3 )+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(CO2- 3 )的大小关系:②>⑤>③>④>① B.c(HCO- 3 )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 + 4 与 CO 2- 3 水解相互促进,c(CO2- 3 )大小为②>⑤,HCO - 3 既水解又电离,水解程度 大于电离程度,c(CO2- 3 )大小为④<③<⑤<②,H2CO3 是弱酸,二级电离 Ka2 很小,H2CO3 中的 c(CO2- 3 )最小,A 正确;由于④中 NH + 4 与 HCO - 3 水解相互促进,故 c(HCO- 3 )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 - 18 - B.A 点溶液中 c(H2PO- 4 )>c(H3PO4)>c(HPO2- 4 ) C.图像中 A、B、C 三处溶液中c H2PO- 4 · c OH- c HPO2- 4 相等 D.B 点溶液存在 2c(Na+)=c(PO3- 4 )+c(H2PO- 4 )+c(HPO2- 4 )+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,pH<7,所以 NaH2PO4 在水溶液中,电离大于水解, A 点溶液中 c(H2PO- 4 )>c(HPO2- 4 )>c(H3PO4),故 B 错误;温度相同,同一反应的平衡常数相同, HPO 2- 4 水解常数:A、B、C 三处溶液中c H2PO- 4 · c OH- c HPO2- 4 相等,故 C 正确;B 点是 Na2HPO4 溶液,物料守恒为 c(Na+)=2[c(PO3- 4 )+c(H2PO- 4 )+c(HPO2- 4 )+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(CO2- 3 )+c(HCO- 3 )+c(H2CO3)] B.0.10 mol·L-1 NaHSO3 溶液中通入 NH3 至溶液 pH=7:c(Na+)>c(NH+ 4 )>c(SO2- 3 ) 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+ 4 )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+ 4 )+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO- 3 )+ 2c(SO2- 3 ),溶液 pH=7 即 c(H+)=c(OH-),所以 c(NH+ 4 )+c(Na+)=c(HSO- 3 )+2c(SO2- 3 ),根据物 料守恒有 c(Na+)=c(SO2- 3 )+c(HSO- 3 )+c(H2SO3),进而有 c(NH+ 4 )+c(H2SO3)=c(SO2- 3 ),故有 c(Na +)>c(SO2- 3 )>c(NH+ 4 ),B 错误;Fe2+的水解抑制 NH + 4 的水解,HCO - 3 的水解促进 NH + 4 的水解,c(NH+ 4 ) 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 - 3 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。 - 19 - 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- 3 )+c(CO2- 3 )+c(H2CO3) b.c(Na+)+c(H+)=c(HCO- 3 )+c(CO2- 3 )+c(OH-) c.HCO - 3 的电离程度大于 HCO - 3 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+ 4 )+c(NH3·H2O)________c(Al3+)+c[Al(OH)3](填“>”“<”或“=”); 2c(SO2- 4 )-c(NH+ 4 )-3c(Al3+)=________ mol·L-1(填数值)。 (2)80 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2 溶液的 pH 小于 3,分析导致 pH 随温度变化的原因 是__________________________________________。 (3)常温时,向 100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4 溶液中滴加 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,得到 的溶液 pH 与 NaOH 溶液体积的关系曲线如图所示。 ①图中 a、b、c、d 四点中水的电离程度最小的是________。 - 20 - ②向 NH4HSO4 溶 液中 滴 加 NaOH 溶 液到 a 点 的过 程 中, 发生 反 应的 离 子方 程式 为 ______________。 ③NH4HSO4 溶 液 中 各 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 排 列 顺 序 是 ________________________________。 答案 (1)①1×10-14 1×10-3 ②= (1×10-3-1×10-11) (2)温度升高,NH+ 4 、Al3+的水解平衡正向移动,溶液中 c(H+)增大 (3)①d ②H++OH-===H2O ③c(H+)>c(SO2- 4 )>c(NH+ 4 )>c(OH-) 解析 (1)②NH4Al(SO4)2 溶液中,NH+ 4 、Al3+均发生水解反应,据物料守恒可得 c(NH+ 4 )+ c(NH3·H2O)=c(Al3+)+c[Al(OH)3]。据电荷守恒可得 2c(SO2- 4 )+c(OH-)=c(NH+ 4 )+3c(Al3+)+ c(H+),则有 2c(SO2- 4 )-c(NH+ 4 )-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+ 4 +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 + 4 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+ 4 +H++SO2- 4 1 ∶ 1 ∶ 1 还有水的微弱电离:H2O H++OH-,NH + 4 的微弱水解:NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+,故 各离子浓度由大到小的排列顺序为 c(H+)>c(SO2- 4 )>c(NH+ 4 )>c(OH-)。
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