2018届高考一轮复习人教版第30讲盐类的水解学案72
第30讲 盐类的水解
【考纲要求】 1.了解盐类水解的原理。2.了解影响盐类水解的主要因素。3.了解盐类水解的应用。
考点一|盐类水解及其规律(重点保分型——师生共研)
授课提示:对应学生用书第147页
[核心知识大通关]
1.实质
盐电离―→―→生成弱电解质―→破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→c(H+)≠c(OH-)―→溶液呈碱性或酸性。
2.特点
3.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
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
否
中性
强酸弱碱性
NH4Cl、 Cu(NO3)2
是
NH、Cu2+
酸性
弱酸强碱盐
CH3COONa、NaHCO3
是
CH3COO-、 HCO
碱性
4.表示方法——水解离子方程式
(1)书写形式
在书写盐类水解方程式时一般要用“”号连接,产物不标“↑”或“↓”,用离子方程式表示为盐中的弱离子+水弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
(2)四类型盐的水解方程式的书写
①一般盐类水解程度很小,如果产物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不写成其分解产物的形式。
②多元弱酸盐的水解分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式
如Na2CO3的水解离子方程式:CO+H2OHCO+OH-。
③多元弱碱盐水解:方程式一步写完。
例如:FeCl3的水解离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
④有些阴、阳离子相互促进的水解:水解相互促进进行到底时,书写时要用“===”,标“↑”“↓”等。
例如:NaHCO3与AlCl3混合溶液的反应离子方程式为3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑。
小题热身
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。( )
(2)含有弱酸根盐的水溶液一定呈碱性。( )
(3)盐溶液的酸碱性主要决定于形成盐的酸和碱的相对强弱。( )
(4)强酸强碱盐的水溶液一定呈中性。( )
(5)某盐的溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应。( )
(6)将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中,所得溶液含Fe3+数为0.1NA。( )
(7)碳酸钠与硫酸铝反应的离子方程式为2Al3++3CO+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑。( )
(8)醋酸钠的水解平衡常数表达式为Kh=。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√
[考向精练提考能]
考向一 盐类水解方程式的书写
1.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中呈酸性
________________________________________________________________________。
(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)
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+
2.下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是( )
①HCl+H2OH3O++Cl-
②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl
③Na2CO3+2H2OH2CO3+2NaOH
④碳酸氢钠溶液:HCO+H2OCO+H3O+
⑤NH4Cl溶于D2O中:
NH+D2ONH3·D2O+H+
⑥HS-的水解:HS-+H2OS2-+H3O+
⑦将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的水中:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
A.①②③④ B.①②③
C.②③⑤⑥⑦ D.全部
解析:①④⑥是电离方程式;②应该用“”;⑦应该用“===”;③应分步书写;⑤应为NH+D2ONH3·HDO+D+。
答案:D
考向二 盐溶液的酸碱性
1.强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液显酸性。如NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SO。
2.弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的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,溶液呈碱性。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)中学阶段呈酸性的酸式盐溶液有:NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4。其他酸式盐溶液一般呈碱性。
3.为了证明NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于电离程度,可采用的实验方法是( )
①测定溶液的pH ②加入Ba(OH)2溶液 ③加入盐酸 ④加入酚酞溶液
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
答案:C
4.用一价离子组成的四种盐溶液:AC、BD、AD、BC,其物质的量浓度均为1 mol·L-1。在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液pH<7,则正确的是( )
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH
BOH
AOHHD
HC>HD
HC相应酸式盐,如CO>HCO。
5.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,若它们的pH值依次为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: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。
答案:C
6.(2017·辽宁大连联考)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:酸性从大到小的顺序为电离呈酸性>水解呈酸性>中性>水解呈碱性>电离呈碱性。
答案:B
考点二|影响盐类水解的因素(重点保分型——师生共研)
授课提示:对应学生用书第149页
[核心知识大通关]
1.内因
酸或碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。
2.外因
以NH+H2ONH3·H2O+H+为例
平衡移动
c(H+)
c(NH)
升高温度
向右
增大
减小
加水稀释
向右
减小
减小
通入少量HCl
向左
增大
增大
加入少量NaOH固体
向右
减小
减小
加入固体NH4Cl
向右
增大
增大
小题热身
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)含1 mol KOH的溶液与1 mol CO2完全反应后,溶液中c(K+)=c(HCO)。( )
(2)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)。( )
(3)水解反应:NH+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动。( )
(4)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。( )
(5)通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大。( )
(6)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。( )
(7)等体积、等浓度的NH4Cl溶液和稀氨水中,所含NH的数目相等。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
[考向精练提考能]
考向一 盐类的水解平衡
1.向三份0.1 mol/L 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
解析:CH3COONa溶液中存在CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-的水解平衡,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,对其平衡有抑制作用,故CH3COO-浓度增大。
答案:A
2.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________。
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
答案:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液显碱性 (2)bd
考向二 Kh与Ka(或Kb)、Kw的关系
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。
3.在CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,存在CH3COO-的水解平衡、CH3COOH的电离平衡以及水的电离平衡。
(1)试推导Kh、Ka、Kw三者的关系。________________________________。
(2)利用(1)题中推导出的Kh、Ka、Kw的关系,判断弱酸的相对强弱与该弱酸对应的强碱盐水解程度的关系。________。
解析:(1)Kh=
Ka=
Kh·Ka=c(OH-)·c(H+)=Kw
(2)Kh=,弱酸越弱,Ka越小,Kh就越大,即盐的水解程度就越大。
答案:(1)Kw=Ka·Kh
(2)酸越弱,该酸对应的强碱盐水解程度就越大(即越弱越水解)
4.25 ℃时,H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1×10-2 mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________mol·L-1,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:1×10-12 增大
5.已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________mol·L-1。(已知≈2.36)
解析:Kh==
c(H+)≈c(NH3·H2O),而c(NH)≈1 mol·L-1。
所以c(H+)== mol·L-1≈2.36×10-5 mol·L-1。
答案:2.36×10-5 mol·L-1
考向三 相互促进且能进行到底的双水解反应
1.离子组合(“√”表示能发生该类反应):
CO
HCO
ClO-
S2-
HS-
AlO
SiO
Al3+
√
√
√
√
√
√
√
Fe3+
√
√
√
×
×
√
√
NH
×
×
×
×
×
√
√
2.离子方程式书写模式(以Al3+与CO为例):
第一步:写出发生反应的离子及各自的最终水解产物,用“——”连接,并注明“↓”“↑”等。Al3++CO——Al(OH)3↓+CO2↑。
第二步:根据电荷守恒配平。
2Al3++3CO——2Al(OH)3↓+3CO2↑。
第三步:根据H确定H2O的位置,并根据原子个数守恒配平离子方程式,配平后将“——”改为“===”。2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑。
6.分别用一个离子方程式表示下列过程:
(1)Al2S3在水中不存在:_________________________________________。
(2)AlCl3溶液与NaAlO2溶液混合:_____________________________________。
(3)FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合:______________________________。
(4)FeCl3溶液与NaClO溶液混合:________________________________。
(5)NH4Cl溶液与水玻璃混合:______________________________________。
(6)NH4Cl溶液与NaAlO2溶液混合:_____________________________。
答案:(1)2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
(2)Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
(3)2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
(4)Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO
(5)2NH+SiO+2H2O===2NH3·H2O+H2SiO3↓
(6)NH+AlO+2H2O===NH3·H2O+Al(OH)3↓
考点三|盐类水解的应用(基础送分型——自主学习)
授课提示:对应学生用书第150页
[巩固教材知识]
1.常见盐类水解的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
物质的量相同的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,防止Fe3+水解;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制备
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
做净水剂
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溶液可作焊接时的除锈剂
2.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)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。( )
(2)泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝。( )
(3)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用。( )
(4)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中。( )
(5)碳酸钠可用作食用碱,是利用了其溶液显碱性。( )
(6)制取TiO2可用TiCl4加大量水,同时加热:TiCl4+(x+2)H2O(过量)===TiO2·xH2O↓+4HCl,所得的TiO2·xH2O经焙烧得TiO2。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
3.怎样除去CuCl2酸性溶液中的FeCl3?
答案:加入CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3]调溶液pH至合适的范围后,过滤得滤液。
[练透基础小题]
题点一 水解性盐溶液的配制
1.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)
解析:A项中加入铁屑是防止Fe2+被氧化。
答案:A
2.配制BiCl3溶液时有水解产物BiOCl生成而使溶液呈浑浊现象。
(1)写出发生该现象的化学反应方程式:________________________________。
(2)医药上常将BiOCl称为次氯酸铋,该名称________(填“正确”或“不正确”)。
(3)如何配制BiCl3溶液?
________________________________________________________________________。
答案:(1)BiCl3+H2O===BiOCl↓+2HCl
(2)不正确
(3)将适量BiCl3固体溶解在少量浓盐酸中,然后加水稀释
题点二 与水解有关的离子共存问题
3.无色透明溶液中能大量共存的离子组是( )
A.Na+、Al3+、HCO、NO
B.AlO、Cl-、Mg2+、K+
C.NH、Na+、CH3COO-、NO
D.Na+、NO、ClO-、I-
解析:A项,Al3+因与HCO发生相互促进的双水解反应而不能大量共存;B项,AlO与Mg2+反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀不能大量共存;C项,NH与CH3COO-虽能发生相互促进的水解反应,但能大量共存;D项,ClO-与I-能发生氧化还原反应不能大量共存。
答案:C
4.下列在指定溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.pH=1的溶液中:NH、Na+、Fe3+、SO
B.含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO、NO
C.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO
D.Na2S溶液中:SO、K+、Cu2+、Cl-
解析:B项中AlO与HCO反应不能大量共存;C项中Al3+在中性溶液中因水解不能大量存在;D项中,S2-与Cu2+反应生成CuS沉淀。
答案:A
题点三 盐溶液蒸干、灼烧所得固体产物的判断
5.(1)碳酸钾与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)碳酸氢钠溶液蒸干得到的固体物质是________,原因是________________________________________________________________________。
(4)AlCl3溶液蒸干并灼热得到的固体物质是________。原因________________________________________________________________________。
(5)亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是________,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)Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(4)Al2O3 AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热蒸干过程中因HCl挥发,上述平衡右移至AlCl3完全水解;灼烧时2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
(5)Na2SO4 2Na2SO3+O2===2Na2SO4
[备考提醒] 盐溶液蒸干灼烧时所得产物的几种判断类型
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)CuSO4(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)Al(OH)3Al2O3。
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)Na2SO4(s)。
[真题发掘·知识串联]串线索 固双基 回扣关键知识
以“硫元素及其化合物的性质”为载体 串联盐类水解的相关知识
授课提示:对应学生用书第151页
高考载体 (2015·福建高考卷节选)
研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
(2)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
知识串联——高考还可以这样考
(1)Na2S溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”),其原因是什么? _________________________________(用离子方程式表示)。
(2)NaHS溶液中存在哪些平衡关系?试一一写出。
________________________________________________________________________。
(3)在NaHS溶液中存在哪些离子?________。试写出溶液中的电荷守恒式:________________________________________________________________________。
(4)在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中c(Na+)与c(S2-)、c(HS-)、c(H2S)之间存在如何的定量关系?________________________________________________________________________。
(5)根据H2SO3、H2CO3的电离平衡常数判断,相同浓度的Na2SO3和Na2CO3溶液,pH较大的是____________。
(6)①Na2SO3溶液中存在哪些离子?________。试写出离子浓度由大到小的顺序:________________________________________________________________________。
②试写出Na2SO3溶液中的质子守恒关系式:________________________。
答案:(1)碱 S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH- (2)存在水的电离平衡:H2OH++OH-;HS-的电离平衡:HS-H++S2-;HS-的水解平衡:HS-+H2OH2S+OH- (3)Na+、HS-、S2-、H+、OH- c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-) (4)c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.1 mol·L-1
(5)Na2CO3溶液 (6)①Na+、SO、HSO、H+、OH- c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+) ②c(H+)=c(OH-)-c(HSO)-2c(H2SO3)课时作业(授课提示:对应学生用书第303页)
1.(2016·湖北宜昌示范高中期末)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.铁在潮湿的环境下生锈
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.浓硫化钠溶液有臭味
解析:A项,碳酸钠水解显碱性,利用油污在碱性条件下水解生成可溶于水的物质而达到去油污目的,不符合题意;B项,是铁发生电化学腐蚀的结果,不涉及盐类的水解,符合题意;C项,氯化铁溶液中存在反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,在加热条件下水解平衡正向移动,造成溶液颜色加深,不符合题意;D项,浓硫化钠溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,水解产物H2S是产生臭味的原因,不符合题意。
答案:B
2.下列各离子①R- ②R+ ③R3+ ④RH ⑤RH-(R表示不同的元素)都有10个电子,其中不会破坏水的电离平衡的有( )
A.仅有① B.仅有②
C.②⑤ D.②④
解析:①R-代表F-,②R+代表Na+,③R3+代表Al3+,④RH代表NH,⑤RH-代表OH-,除Na+外,都会破坏水的电离平衡。
答案:B
3.为了配制NH的浓度与Cl-的浓度之比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入( )
A.适量的HCl B.适量的NaCl
C.适量的氨水 D.适量的NaOH
解析:由于溶液中NH水解:NH+H2ONH3·H2O+H+,NH的浓度减小,从而使溶液中NH与Cl-的浓度比小于1∶1。现欲使NH的浓度与Cl-的浓度比为1∶1,则必须抑制NH的水解(或增大NH的浓度),同时不能改变Cl-的浓度。可以加入适量的氨水或除NH4Cl外的其他铵盐以补充NH。
答案:C
4.在25 ℃时,在浓度为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测其c(NH)分别为a、b、c(单位:mol·L-1)。下列判断正确的是( )
A.a=b=c B.a>b>c
C.a>c>b D.c>a>b
解析:三种溶液中都存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,对于(NH4)2CO3来说,因CO+H+HCO,而使上述平衡向右移动,促进了NH的水解;对于(NH4)2Fe(SO4)2来说,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,c(H+)增大,抑制了NH的水解;SO对NH的水解无影响。则相同物质的量浓度的三种溶液中,NH水解程度越大,溶液中的c(NH)越小,所以D项正确。
答案:D
5.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: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ClO-可以与I-发生氧化还原反应而不能大量共存;B项,c(H+)= mol·L-1的溶液呈中性,Fe3+、CO发生相互促进的双水解反应,不能大量共存;D项pH=13的溶液呈碱性,HCO不能大量共存。
答案:C
6.(2017·河北张家口四校联考)下列关于0.10 mol·L-1NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO
B.25 ℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D.温度升高,c(HCO)增大
解析:NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++HCO,故A错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),故C错误;温度升高,促进HCO水解,c(HCO)减小,故D错误。
答案:B
7.(2017·湖南长郡中学等十三校联考)25 ℃时,浓度均为1 mol/L的AX、BX、AY、BY四种正盐溶液,AX溶液的pH=7且溶液中c(X-)=1 mol/L,BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6。下列说法正确的是( )
A.AY溶液的pH小于7
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.电离平衡常数K(BOH)大于K(HY)
D.稀释相同倍数,BX溶液的pH变化大于BY溶液
解析:AX溶液的pH=7且溶液中c(X-)=1 mol/L,说明HX为强酸,AOH为强碱;BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6,溶液呈酸性,说明BOH为弱碱,HY为弱酸;所以AY溶液为强碱弱酸盐溶液,其pH大于7,故A错误。AY溶液的pH大于7,BY溶液的pH=6,所以AY溶液的pH大于BY溶液的pH,故B错误。因BY溶液为弱酸弱碱盐,其pH=6,呈酸性,所以电离平衡常数:K(BOH)⑤>③>④>①
B.c(HCO)的大小关系为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
解析:由于④中NH与HCO互相促进水解,故c(HCO)大小关系:③>④,c(CO)也是③>④,B错误;将各溶液蒸干灼烧,①③④⑤都会分解,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;NH与CO水解相互促进,c(CO):②>⑤,HCO既会水解又会电离,且水解程度大于电离程度,则③④溶液中的c(CO)小于②⑤溶液中的c(CO),H2CO3是弱酸,二级电离平衡常数Ka2很小,H2CO3中的c(CO)最小,A正确。
答案:A
13.某些非金属单质可以与强碱溶液发生反应。例如白磷(P4)可以与过量的热NaOH溶液反应生成PH3气体和NaH2PO2(次磷酸钠)。
(1)上述反应的化学方程式为______________________________________。
(2)已知NaH2PO2水溶液pH>7,次磷酸是________(填“一”“二”或“三”)元________(填“强”或“弱”)酸。次磷酸的电离方程式为_____________________________;
NaH2PO2水溶液pH>7的原因:__________________________________。
(3)25 ℃时,向100 mL 0.01 mol·L-1的H3PO2溶液中,滴加等浓度的NaOH溶液至溶液呈中性,消耗NaOH溶液的体积________(填“>”“=”或“<”)100 mL。
解析:(1)根据氧化还原反应中得失电子数相等配平化学方程式。因该反应是歧化反应,则此反应的配平技巧是先配生成物化学计量数,再配反应物化学计量数。
(2)由题目信息知,白磷与过量的NaOH溶液反应生成产物之一是NaH2PO2,可见次磷酸是一元酸。NaH2PO2水溶液pH>7,说明H2PO会发生水解,所以H3PO2是一元弱酸。(3)根据题目信息,若滴加NaOH溶液后恰好中和溶液中的H3PO2生成NaH2PO2,需NaOH溶液的体积是100 mL,此时溶液pH>7。若使溶液呈中性,则滴加的NaOH溶液体积应小于100 mL。
答案:(1)P4+3NaOH+3H2OPH3↑+3NaH2PO2 (2)一 弱 H3PO2H2PO+H+ H2PO+H2
OH3PO2+OH- (3)<
14.25 ℃,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。
解析:(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。
答案:(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试液,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)
15.常温下,0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8。请回答下列问题:
(1)混合后溶液的pH=8的原因是(用离子方程式表示):________________。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)________(填“<”“>”或“=”)0.1 mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。
(3)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加入Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH______________(填“<”“>”或“=”)7;相同温度下,等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为________(填序号)。
a.NH4HCO3 b.NH4A
c.(NH4)2CO3 d.NH4Cl
解析:(1)0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合得到0.05 mol·L-1NaA溶液,混合液的pH=8,说明NaA为强碱弱酸盐,A-水解使溶液显碱性。(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)=10-6mol·L-1,而0.1 mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+)=10-13 mol·L-1。(3)HA溶液加入Na2CO3溶液中有气体放出,说明HA的酸性比碳酸强,由于NH4A溶液显中性,则(NH4)2CO3溶液显碱性。由于酸性:HCl>HA>H2CO3>HCO,故四种盐溶液的pH大小为c>a>b>d。
答案:(1)A-+H2OHA+OH- (2)> (3)> c>a>b>d
16.(1)AlCl3溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),原因是________________(用离子方程式表示)。把AlCl3溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是________________(写化学式)。实验室在保存AlCl3溶液时,常在溶液中加少量的________,以________(填“促进”或“抑制”)其水解。
(2)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),溶液中c(Na+)__________c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。
(3)25 ℃时,pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),溶液中,c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。
(4)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈________性(填“酸”“中”或“碱”),醋酸体积________氢氧化钠溶液体积(填“>”“=”或“<”)。
(5)已知0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液pH=9,则溶液中c(CO)________c(H2CO3)(填“>”“=”或“<”),其溶液显电中性的原因是_________(用离子浓度关系式表示)。
解析:(1)AlCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,水解方程式是Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。水解是吸热的,加热促进水解,且生成的HCl挥发,最终生成的是Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3。实验室在保存AlCl3溶液时,常在溶液中加少量的HCl,以抑制AlCl3水解。(2)醋酸和氢氧化钠的物质的量相等,恰好反应,生成醋酸钠。醋酸钠水解,溶液显碱性,根据电荷守恒可知,c(Na+)>c(CH3COO-)。(3)由于醋酸是弱酸,所以pH=3的醋酸的浓度大于0.001 mol·L-1,和氢氧化钠溶液反应时,醋酸是过量的,所以溶液显酸性,根据电荷守恒可知,c(Na+) (3)酸 <
(4)中 > (5)< 2c(CO)+c(OH-)+c(HCO)=c(Na+)+c(H+)