课时跟踪检测(二十四) 盐类水解的应用
[基础巩固练]
知识点一 盐类水解在生产、生活中的应用
1.(2021·辽宁大连高二期末)2021年是中国人民解放军海军诞生72周年,海上防御战是在海上抗击敌方进攻的作战。为隐蔽关键作战单位,经常使用化学烟雾弹,通过水解反应产生大量的烟雾。下列物质适合用作海上烟雾弹的是( )
A.SiCl4 B.CaCl2
C.NH4HCO3 D.NaCl
2.下列说法中正确的是( )
A.将纯水加热的过程中,Kw变大、pH变小
B.配制FeSO4溶液时,加入稀HNO3抑制Fe2+水解
C.FeCl3溶液蒸干、灼烧至恒重,最终得到FeCl3固体
D.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量水,溶液中 eq \f(c(NH),c(NH3·H2O)) 减小
3.(2022·江苏南京高二月考)下列根据反应原理设计的应用中不正确的是( )
A.CO+H2OHCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
知识点二 盐类水解在化学实验中的应用
4.(2021·江苏苏州高二检测)实验室有下列试剂:①NaOH溶液、②水玻璃、③Na2S溶液、④Na2CO3溶液、⑤NH4Cl溶液、⑥澄清石灰水、⑦浓硫酸,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是( )
A.①⑥ B.①②③④⑥
C.①②③⑥ D.①②③④⑦
5.下列物质的溶液经加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧后,所得固体的成分不相同的是( )
A.FeCl2、FeCl3 B.NaHCO3、Na2CO3
C.NaAlO2、AlCl3 D.Mg(HCO3)2、MgCl2
6.(2021·江苏无锡高二期末)Sb2O3为不溶性固体,可用作白色颜料和阻燃剂,在实验室可利用SbCl3的水解反应制取。为了得到较多的Sb2O3,操作时要将SbCl3缓慢加入大量水中,反应后期还要加入少量氨水,下列有关叙述错误的是( )
A.水解总反应可表示为2SbCl3+3H2O===Sb2O3↓+6HCl
B.适当加热可使胶态Sb2O3聚沉,便于分离
C.大量的水和氨水都能促进SbCl3水解
D.反应后可直接通过结晶得到Sb2O3固体
7.(2021·山西大同高二期末)下列实验操作或方案正确的是( )
A.实验室配制Na2S溶液,常滴入几滴稀硫酸
B.将MgCl2溶液直接蒸发结晶,可获得无水MgCl2
C.除去氯化铵溶液中的Fe3+,可加入NaOH溶液调节pH
D.将铁锈用盐酸“酸浸”,用K3[Fe(CN)6]溶液可检验“酸浸液”中是否含有Fe2+
8.相同物质的量浓度的NaCN和NaClO相比,NaCN溶液的pH较大,则下列关于同温、同体积、同浓度的HCN和HClO溶液的说法中正确的是( )
A.酸性:HCN>HClO
B.pH:HClO>HCN
C.与NaOH恰好完全反应时,消耗NaOH的物质的量:HClO>HCN
D.酸根离子浓度:c(CN-)9.(2021·江苏淮安高二期末)常温下,下列溶液中粒子浓度关系一定正确的是( )
A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH)
B.pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合:c(OH-)=c(H+)
C.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中:c(NH)>c(SO)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
[素养提升练]
10.(2021·北京师大附中高二期末)向2 mL 0.8 mol·L-1 FeSO4溶液中,滴加2 mL 1 mol·L-1NaHCO3溶液(pH=8),产生无色气体和白色浊液。将浊液分成两份,一份迅速过滤、洗涤,加入稀盐酸,产生的无色气体可使澄清石灰水变浑浊;另一份静置一段时间后变为红褐色。已知:碳酸亚铁是难溶于水的白色固体。下列说法不正确的是( )
A.无色气体是CO2
B.NaHCO3溶液中,HCO的水解程度大于其电离程度
C.上述实验过程中发生了氧化还原反应
D.白色沉淀中含有FeCO3,FeCO3的生成过程中HCO水解被促进
11.25 ℃时,在25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,溶液的pH与CH3COOH溶液体积关系如图所示。下列有关粒子浓度关系正确的是( )
A.曲线上A、B间的任意一点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.B点:c(Na+)=c(CH3COO-),c(OH-)=c(H+)
C.C点:c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
D.D点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
12.(2020·浙江7月选考)常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH)<c(Cl-)
13.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是:①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液pH为3;②对①所得滤液按下列步骤进行操作:
已知Cu2+、Fe2+在pH为4~5时不水解,而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题:
(1)X是什么物质?________。其反应的离子方程式是______________________。
(2)Y物质应具备的条件是__________________________________________________,生产中Y可选____________。
(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意:________________________________________。
课时跟踪检测(二十四) 盐类水解的应用
[基础巩固练]
知识点一 盐类水解在生产、生活中的应用
1.(2021·辽宁大连高二期末)2021年是中国人民解放军海军诞生72周年,海上防御战是在海上抗击敌方进攻的作战。为隐蔽关键作战单位,经常使用化学烟雾弹,通过水解反应产生大量的烟雾。下列物质适合用作海上烟雾弹的是( )
A.SiCl4 B.CaCl2
C.NH4HCO3 D.NaCl
解析:A SiCl4水解会产生硅酸和HCl气体,可以在空气中产生白色烟雾,A正确;氯化钙为强酸强碱盐,不发生水解反应,B错误;碳酸氢铵虽然能发生水解反应,但水解程度不大,不能产生大量烟雾,C错误; NaCl不发生水解反应,D错误。
2.下列说法中正确的是( )
A.将纯水加热的过程中,Kw变大、pH变小
B.配制FeSO4溶液时,加入稀HNO3抑制Fe2+水解
C.FeCl3溶液蒸干、灼烧至恒重,最终得到FeCl3固体
D.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量水,溶液中 eq \f(c(NH),c(NH3·H2O)) 减小
解析:A 水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大,c(H+)增大,pH变小,A项正确;HNO3具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,因此配制FeSO4溶液时,需要加入稀H2SO4抑制Fe2+的水解,B项错误;FeCl3溶液中Fe3+能水解:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,升高温度,促进水解,也能促进HCl的挥发,蒸干后得到Fe(OH)3,灼烧至恒重,最终得到的是Fe2O3固体,C项错误;氨水中存在电离平衡:NH3·H2ONH+OH-,加水稀释,促进电离,n(NH)增加,n(NH3·H2O)减小,即溶液中 eq \f(c(NH),c(NH3·H2O)) 增大,D项错误。
3.(2022·江苏南京高二月考)下列根据反应原理设计的应用中不正确的是( )
A.CO+H2OHCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
解析:D 加热使水解平衡右移,碱性增强,有利于除油污,A正确;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可用于净水,B正确;TiCl4与水反应:TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl,加热时HCl挥发,TiO2·xH2O失水可得TiO2,C正确;加入NaOH,平衡向SnCl2水解的方向移动,得不到SnCl2溶液,应该先将SnCl2溶解在盐酸中抑制其水解,后加水稀释到相应浓度,D错误。
知识点二 盐类水解在化学实验中的应用
4.(2021·江苏苏州高二检测)实验室有下列试剂:①NaOH溶液、②水玻璃、③Na2S溶液、④Na2CO3溶液、⑤NH4Cl溶液、⑥澄清石灰水、⑦浓硫酸,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是( )
A.①⑥ B.①②③④⑥
C.①②③⑥ D.①②③④⑦
解析:B 水玻璃是矿物胶,能将玻璃瓶塞与瓶口黏结在一起;碱性溶液均会腐蚀玻璃,生成硅酸盐,故只有⑤⑦不用橡胶塞;故选B。
5.下列物质的溶液经加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧后,所得固体的成分不相同的是( )
A.FeCl2、FeCl3 B.NaHCO3、Na2CO3
C.NaAlO2、AlCl3 D.Mg(HCO3)2、MgCl2
解析:C FeCl2、FeCl3灼烧后的产物都是Fe2O3;NaHCO3、Na2CO3灼烧后的产物都是Na2CO3;NaAlO2灼烧后的产物为NaAlO2,AlCl3灼烧后的产物为Al2O3;Mg(HCO3)2与MgCl2灼烧后的产物都为MgO;故选C。
6.(2021·江苏无锡高二期末)Sb2O3为不溶性固体,可用作白色颜料和阻燃剂,在实验室可利用SbCl3的水解反应制取。为了得到较多的Sb2O3,操作时要将SbCl3缓慢加入大量水中,反应后期还要加入少量氨水,下列有关叙述错误的是( )
A.水解总反应可表示为2SbCl3+3H2O===Sb2O3↓+6HCl
B.适当加热可使胶态Sb2O3聚沉,便于分离
C.大量的水和氨水都能促进SbCl3水解
D.反应后可直接通过结晶得到Sb2O3固体
解析:D Sb2O3为不溶性固体,在实验室可利用SbCl3的水解反应制取,其水解总反应可表示为2SbCl3+3H2O===Sb2O3↓+6HCl,A正确;适当加热可使胶态Sb2O3聚沉,便于过滤分离,B正确;大量的水和氨水都能降低HCl的浓度,平衡正向移动,都能促进SbCl3水解,C正确; Sb2O3为不溶性固体,因此反应后要通过过滤得到Sb2O3固体,D错误。
7.(2021·山西大同高二期末)下列实验操作或方案正确的是( )
A.实验室配制Na2S溶液,常滴入几滴稀硫酸
B.将MgCl2溶液直接蒸发结晶,可获得无水MgCl2
C.除去氯化铵溶液中的Fe3+,可加入NaOH溶液调节pH
D.将铁锈用盐酸“酸浸”,用K3[Fe(CN)6]溶液可检验“酸浸液”中是否含有Fe2+
解析:D Na2S是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,为了抑制盐的水解,实验室配制Na2S溶液时,常滴入几滴NaOH溶液,A错误; MgCl2是强酸弱碱盐,MgCl2在溶液中会水解产生Mg(OH)2和HCl,若将MgCl2溶液直接蒸发,HCl挥发逸出,最后得到的固体是Mg(OH)2,而不能获得无水MgCl2,B错误;除去氯化铵溶液中的Fe3+,同时避免引入杂质离子,可加入氨水来调节pH,加入NaOH溶液会引入新的杂质离子Na+,不能达到除杂、净化的目的,C错误;将铁锈用盐酸“酸浸”,若反应后溶液中含有Fe2+,加入K3[Fe(CN)6]溶液会产生蓝色沉淀,因此用K3[Fe(CN)6]溶液检验“酸浸液”中是否含有Fe2+,D正确。
8.相同物质的量浓度的NaCN和NaClO相比,NaCN溶液的pH较大,则下列关于同温、同体积、同浓度的HCN和HClO溶液的说法中正确的是( )
A.酸性:HCN>HClO
B.pH:HClO>HCN
C.与NaOH恰好完全反应时,消耗NaOH的物质的量:HClO>HCN
D.酸根离子浓度:c(CN-)解析:D 弱酸强碱盐的水溶液呈碱性,相应酸的酸性越弱,其强碱盐溶液的碱性越强。NaCN溶液的pH比NaClO 溶液的pH大,说明HCN的酸性比HClO的酸性弱。
9.(2021·江苏淮安高二期末)常温下,下列溶液中粒子浓度关系一定正确的是( )
A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH)
B.pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合:c(OH-)=c(H+)
C.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中:c(NH)>c(SO)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
解析:C pH=7时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,则c(NH)=c(Cl-),A项错误;若酸为强酸则c(OH-)=c(H+),若酸为弱酸则溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),B项错误;盐的水解程度比较小,主要还是盐的电离,故c(NH)>c(SO)>c(H+),C项正确;根据质子守恒得,c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),D项错误。
[素养提升练]
10.(2021·北京师大附中高二期末)向2 mL 0.8 mol·L-1 FeSO4溶液中,滴加2 mL 1 mol·L-1NaHCO3溶液(pH=8),产生无色气体和白色浊液。将浊液分成两份,一份迅速过滤、洗涤,加入稀盐酸,产生的无色气体可使澄清石灰水变浑浊;另一份静置一段时间后变为红褐色。已知:碳酸亚铁是难溶于水的白色固体。下列说法不正确的是( )
A.无色气体是CO2
B.NaHCO3溶液中,HCO的水解程度大于其电离程度
C.上述实验过程中发生了氧化还原反应
D.白色沉淀中含有FeCO3,FeCO3的生成过程中HCO水解被促进
解析:D 产生的无色气体可使澄清石灰水变浑浊,说明生成的无色气体是CO2,A正确; NaHCO3溶液pH=8,说明溶液显碱性,即HCO的水解程度大于其电离程度,B正确;另一份静置一段时间后变为红褐色,说明生成了氢氧化铁,即白色氢氧化亚铁沉淀被氧气氧化,因此上述实验过程中发生了氧化还原反应,C正确;根据一份迅速过滤、洗涤,加入稀盐酸,产生的无色气体可使澄清石灰水变浑浊,另一份静置一段时间后变为红褐色,说明生成的白色沉淀是Fe(OH)2和FeCO3,HCOCO+H+,因此FeCO3的生成过程中促进了HCO的电离,HCO+H2OH2CO3+OH-,因此Fe(OH)2的生成过程中促进了HCO的水解,D错误。
11.25 ℃时,在25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,溶液的pH与CH3COOH溶液体积关系如图所示。下列有关粒子浓度关系正确的是( )
A.曲线上A、B间的任意一点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.B点:c(Na+)=c(CH3COO-),c(OH-)=c(H+)
C.C点:c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
D.D点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
解析:B 由图可知,A、B间溶液的pH>7,溶液呈碱性,当加入的CH3COOH溶液较少时,则有c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),A错误;B点溶液的pH=7,溶液呈中性,则有c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒可得c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+),则有c(Na+)=c(CH3COO-),B正确;C点溶液的pH<7,溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒推知c(CH3COO-)>c(Na+),溶液中离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C错误;D点V[CH3COOH(aq)]=25 mL,此时溶液为等浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合液,据物料守恒可得c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),D错误。
12.(2020·浙江7月选考)常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH)<c(Cl-)
解析:D HCl是强电解质,完全电离,醋酸是弱电解质,部分电离,浓度相同的HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-),A项正确;当滴入氨水10 mL时,加入的氨水的体积、浓度和初始醋酸溶液的体积、浓度均相等,由物料守恒可知,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B项正确;当滴入氨水20 mL时,溶液中的溶质为CH3COONH4和NH4Cl,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C项正确;恰好反应时,生成等物质的量的氯化铵和醋酸铵,此时溶液呈酸性,若溶液呈中性,则氨水滴入量大于20 mL,c(NH)>c(Cl-),D项错误。
13.工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是:①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,加热、过滤,调节滤液pH为3;②对①所得滤液按下列步骤进行操作:
已知Cu2+、Fe2+在pH为4~5时不水解,而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题:
(1)X是什么物质?________。其反应的离子方程式是______________________。
(2)Y物质应具备的条件是__________________________________________________,生产中Y可选____________。
(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意:________________________________________。
解析:(1)根据图中所示,加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+,而没有增加新杂质,所以X为Cl2或H2O2等。(2)结合提示,调节pH至4~5,使Fe3+全部沉淀,同时不引入新杂质,所以Y最好为CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入盐酸可抑制其水解,在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干。
答案:(1)Cl2(或H2O2等) Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O等)
(2)调节溶液酸碱性,使pH为4~5,且不引进新杂质 CuO[或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]
(3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干