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第三节 盐类的水解
知识点 1 盐类的水解
必备知识 清单破
1.盐类的水解
(1)概念
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类
的水解。
(2)实质
水溶液中
盐电离→ →破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→可能导致
溶液中c(H+)≠c(OH-)→溶液可能呈碱性或酸性
注意事项 (1)常见的弱酸根离子:CH3COO-、F-、C 、HC 等;常见的弱碱阳离子:N 、
Al3+、Fe3+等。
(2)在能水解的盐溶液中,水的电离不一定被促进,如NH4HSO4溶液中,因溶质电离出来的H+浓
度较大,导致H+对水电离的抑制作用超过了N 的水解对水电离的促进作用,最终水的电离
被抑制。
(3)特点
(4)规律
2.盐类水解离子方程式的书写
(1)通常,水解反应是可逆反应,因此,要用“ ”而不用“ ”;水解程度通常很小,产物
的量也很少,因此水解方程式中一般不标“↓”或“↑”,也不把易分解的生成物(如NH3·H2
O等)写成其分解产物的形式。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解的离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解复杂,可看作一步水解。
(4)像Cu2+和HC 、Fe3+和HC 等离子组,由于它们相互促进水解,因此水解程度较大,书写
离子方程式时要用“ ”,标“↑”“↓”。
3.溶液中粒子浓度的关系与比较【详见定点1】
知识点 2 盐的水解常数与影响盐类水解的因素
1.盐的水解常数
(1)概念与表达式
强碱弱酸盐MA水解的离子方程式为A-+H2O HA+OH-,当水解达到平衡时,盐的水解
常数Kh= 。
(2)意义:Kh表示水解反应趋势的大小,Kh越大,水解趋势越大。
(3)Kh与Ka、Kb的关系
水解反应达到平衡时,溶液中还存在c(HA)= ,将该式代入Kh的表达式中,Kh=
= ,即Kh= 。同理,强酸弱碱盐的水解常数与弱碱电离常数的关系为Kh=
。
2.影响盐类水解的主要因素
(1)内因
盐类水解程度的大小主要是由盐本身的性质决定的。取决于盐中弱酸阴离子或弱碱阳
离子所对应的弱酸或弱碱的相对强弱,相同条件下,弱酸(碱)的酸(碱)性越弱,对应离子的水解
程度越大。
(2)外界条件
①温度:升高温度能够促进水解。
②浓度:盐溶液浓度越小,水解程度越大。
③外加酸、碱:水解显酸性的盐溶液,加碱会促进水解,加酸会抑制水解,反之亦然。
④外加盐:加入与盐的水解性质相反的盐会促进盐的水解。
知识点 3 盐类水解的应用
1.在化学实验中的应用
(1)判断溶液的酸碱性:如FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。
(2)判断盐所对应酸的酸性强弱:如25 ℃时相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分别为8、
9、10,则酸性:HX>HY>HZ。
(3)配制或贮存易水解的盐溶液:如配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;贮存Na2
CO3溶液不能用磨口玻璃塞。
(4)胶体的制取:如制取Fe(OH)3胶体的离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+。
(5)制备某些盐:将挥发性酸的弱碱盐(如AlCl3、FeCl3)溶液蒸干得固体时,在通HCl的气流中
加热蒸干。
(6)判断离子是否共存:如Al3+与C 、HC 、S2-、HS-等因发生相互促进的水解反应而不能
大量共存。
(7)判断中和反应至中性时试剂的用量:如NH3·H2O与HCl反应至中性时NH3·H2O过量;CH3
COOH与NaOH反应至中性时CH3COOH过量。
(8)制备无机化合物:如用TiCl4制备TiO2,其反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O(过量)
TiO2·xH2O↓+4HCl。
(9)物质的提纯:如除去MgCl2溶液中混有的少量FeCl3,可加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2促进
FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(10)比较盐溶液中粒子浓度大小:如Na2CO3溶液中,C 分步水解,以第一步水解为主,粒子浓
度的大小顺序为c(Na+)>c(C )>c(OH-)>c(HC )>c(H+)。
2.在生产生活中的应用
(1)泡沫灭火器原理:Al2(SO4)3溶液与小苏打溶液发生相互促进的水解反应,产生CO2气体和
Al(OH)3沉淀,将燃烧物质与空气隔离开来。离子方程式为Al3++3HC Al(OH)3↓+3CO2↑。
(2)作净水剂:如明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体有较
强吸附性。
(3)化肥的使用:如铵态氮肥与草木灰不得混合施用。
(4)除锈剂:如NH4Cl溶液与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂,原理分别为N +H2O NH3·
H2O+H+、Zn2++2H2O Zn(OH)2+2H+。
(5)热碱水去污能力强:纯碱水解的离子方程式为C +H2O HC +OH-,加热,促进Na2CO3
的水解,使c(OH-)增大,溶液去污能力增强。
3.不同类型盐的溶液蒸干后产物的判断【详见定点2】
4.结合四类图像考查电离平衡和水解平衡综合应用【详见定点3】
知识辨析
1.发生水解的盐溶液一定不呈中性,这种说法对吗
2.加热时促进了CH3COO-的水解,抑制了CH3COOH的电离,这种说法对吗
3.强碱弱酸盐溶液被稀释过程中,水解程度增大,其溶液的碱性也增强,这种说法对吗
4.泡沫灭火器中发生了互相促进的水解反应,互相促进的水解反应均能彻底进行,这种说法对吗
5.常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液中,水的电离程度相同,这种说法对吗
一语破的
1.不对。发生水解的盐溶液可能呈酸性或碱性,也可能呈中性,如CH3COONH4溶液呈中性。
2.不对。盐类的水解、弱电解质的电离均为吸热过程,加热促进CH3COO-的水解,也促进
CH3COOH的电离。
3.不对。强碱弱酸盐溶液被稀释过程中,水解程度增大,生成OH-的物质的量增多,但OH-的浓
度是减小的,所以其溶液的碱性减弱。
4.不对。只有生成的气体或沉淀离开体系的互相促进的水解反应,才能彻底进行。若不能生
成气体或沉淀并离开体系,则水解不彻底,如N 和CH3COO-相互促进水解,但进行不彻底。
5.对。盐类的水解促进水的电离,常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液中
c水(OH-)=c水(H+)=10-4 mol/L。
关键能力 定点破
定点 1 溶液中粒子浓度的关系与比较
1.依据“3大守恒”确定解题原则
(1)电荷守恒:电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等,溶液
呈电中性。如Na2CO3溶液中存在着Na+、C 、H+、OH-、HC ,它们存在关系:c(Na+)+c(H+)
=2c(C )+c(HC )+c(OH-)。
(2)元素守恒(物料守恒):在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发
生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的,即元素守恒。如0.1 mol/L Na2CO3溶
液中,Na+和C 的原始浓度之间的关系为c(Na+)=2c(C )。
(3)质子守恒:在水溶液中,由水电离产生的H+(质子)和OH-的物质的量总是相等的,即使有弱电
解质的离子结合H+或OH-生成弱电解质分子,仍然满足上述关系,只是通常用粒子浓度表示。
实际上,质子守恒也是电荷守恒和元素守恒联立的结果。如Na2CO3溶液中存在如下关系: c(OH-)=c(H+)+c(HC )+2c(H2CO3);NH4Cl溶液中存在如下关系:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)。
2.锁定“3种情况”,判断溶液酸碱性
(1)电离程度大于水解程度:如CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以等浓度的
CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性;NH3·H2O的电离程度大于N 的水解
程度,等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
(2)水解程度大于电离程度:如HClO的电离程度小于ClO-的水解程度,所以等浓度的HClO与
NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性:主要取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相
对大小。如在NaHCO3溶液中,HC 的水解程度大于电离程度,故溶液显碱性;而在NaHSO3
溶液中,HS 的电离程度大于水解程度,故溶液显酸性。
3.离子浓度大小的比较
(1)单一溶液
①对于多元弱酸溶液,根据多步电离进行分析。例如:在H3PO4溶液中,c(H+)>c(H2P )>c(HP
)>c(P )。
②对于多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根离子的分步水解进行分析。例如:在Na2CO3溶液中,
各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(C )>c(OH-)>c(HC )>c(H+)。
③对于多元弱酸的酸式盐溶液,要考虑弱酸的酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大
小,如HC 以水解为主,在NaHCO3溶液中,c(Na+)>c(HC )>c(OH-)>c(H+);而HS 以电离为
主,在NaHSO3溶液中,c(Na+)>c(HS )>c(H+)>c(OH-)。
(2)不同溶液中同一离子浓度的大小比较
考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在0.10 mol·L-1的①NH4HSO4、②NH4Cl、③
CH3COONH4、④(NH4)2SO4溶液中,CH3COO-的水解会促进N 的水解,H+会抑制N 的水解,
故溶液中c(N )的大小顺序为④>①>②>③。
(3)混合溶液
①电解质的电离程度大于相应离子的水解程度。例如:等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O
的混合溶液中,c(N )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混
合溶液中,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
②电解质的电离程度小于相应离子的水解程度。例如:等物质的量浓度的NaCN和HCN的混
合溶液中,各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
③两种溶液混合后若发生化学反应,则先考虑化学反应,后考虑水解或电离问题。如将0.2
mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合,溶液中发生反应CH3COONa+HCl
CH3COOH+NaCl,即混合溶液实际是CH3COONa、CH3COOH和NaCl的混合溶液,且三者浓度
相等,结合CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则溶液中离子浓度大小关系为
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)。
典例 下列说法不正确的是 ( )
A.常温下,将0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.05 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶液显碱性:c(Cl-)>c
(N )>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.浓度均为0.1 mol·L-1的①NH4Fe(SO4)2、②NH4HSO4、③(NH4)2CO3、④CH3COONH4溶液中
c(N )的大小顺序为③>①>②>④
C.H3PO2为一元酸,在NaH2PO2水溶液中存在:c(H3PO2)+c(H2P )=c(Na+)
D.25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中(pH=4.75):c(CH3COO-)+
2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)
思路点拨 结合选项信息→确定溶液中的溶质及其浓度→分析涉及的反应(或平衡)类型及
程度→综合分析。
B
解析 两溶液混合时发生反应:NH4Cl+NaOH NaCl+NH3·H2O,NH4Cl过量,且反应后溶液
中NH4Cl、NaCl、NH3·H2O的物质的量相等,根据溶液呈碱性,即NH3·H2O的电离程度大于N
的水解程度,故溶液中c(Cl-)>c(N )>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),A项正确;Fe3+、H+均抑制N 水
解,且H+抑制程度大于Fe3+,CH3COO-、C 均促进N 水解,且C 促进程度大于CH3COO-,
但(NH4)2CO3溶液中N 浓度高,故这四种溶液中N 浓度大小顺序为③>②>①>④,B项错误;
H2P 在溶液中部分水解为H3PO2,根据元素守恒得c(H3PO2)+c(H2P )=c(Na+),C项正确;由电
荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由元素守恒得2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3
COOH),两式联立得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),D项正确。
(1)金属阳离子易水解的挥发性强酸盐:蒸干时得到氢氧化物,灼烧后得到氧化物,如AlCl3溶液
蒸干时得到Al(OH)3,灼烧后得到Al2O3。
(2)金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐:蒸干得原溶质,如Al2(SO4)3溶液蒸干得到Al2(SO4)3固体。
(3)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。
(4)阴、阳离子均易水解,且水解产物均易挥发的盐:蒸干后得不到固体物质,如(NH4)2S、
(NH4)2CO3溶液蒸干后得不到固体物质。
(5)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。
定点 2 不同类型盐的溶液蒸干后产物的判断
(6)易被氧化的盐:蒸干后得不到原物质,得其氧化产物,如Na2SO3溶液蒸干后得Na2SO4。
定点 3 结合四类图像考查电离平衡和水解平衡综合应用
1.酸碱中和反应过程中的图像分析
25 ℃时,以用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1HA溶液为例,其滴定
曲线如图。
(1)起点(点①):起点为HA的溶液,0.100 0 mol·L-1HA溶液的pH>1,说明HA是弱酸,此时存在 c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)。
(2)反应一半点(点②):此时为等物质的量的HA和NaA的混合液,溶液pH<7,说明HA的电离程
度大于A-的水解程度,此时存在c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)。
(3)中性点(点③):此时溶液pH=7,溶液呈中性,酸有剩余,此时存在c(A-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)。
(4)恰好完全反应点(点④):此时两者恰好完全反应生成NaA,NaA为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,
存在c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
2.分布系数图像(分布系数:组分的平衡浓度占总浓度的分数)
= ,A点:c(HC2 )=c(H2C2O4),故 =c(H+)=10-1.2; = ,B
点:c(C2 )=c(HC2 ),故 =c(H+)=10-4.2。
3.水电离的c(H+)[或c(OH-)]与酸(或碱)溶液体积(V)的关系图像
常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加一定浓度的稀盐酸,溶液中由水电离出的氢离子
浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。
(1)a点表示未加盐酸,NH3·H2O抑制水的电离。可求出Kb= ≈ =10-5。
(2)b点溶液中溶质为氯化铵和NH3·H2O,溶液呈中性,对水电离的抑制程度与促进程度相当。
(3)c点酸碱恰好完全中和,溶液中溶质只有氯化铵,促进水的电离,水电离出的氢离子浓度最大。
(4)d点溶液中溶质为氯化铵和HCl,溶液呈酸性,HCl抑制水的电离。
4.对数(或负对数)图像
(1)对数(或负对数)图像的含义:将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如
]取常用对数(或负对数),即lg c(A)、lg [或-lg c(A)、-lg ],其与溶液的pH或溶液
的体积等的关系作出的图像,称为对数(或负对数)图像。
(2)常考对数(或负对数)图像中的对数(或负对数)坐标
具体类型 含义 变化规律
对数 图像 lg A、B为含相同中心原子的微粒, A为生成物、B为反应物 生成物与反应物粒子浓度比的常用对数 lg 越大,反应向正反应方向进行的程度越大
lg 稀释后与稀释前体积比的常用对数 lg 越大,稀释程度越大
AG=lg 氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数 AG越大,酸性越强;中
性时, =1,AG=0
具体类型 含义 变化规律
负对数 图像 pH=-lg c(H+) 氢离子浓度的常用对数负值 pH越大,c(H+)越小,溶
液的碱性越强
pC=-lg c(C) C浓度的常用对数负值 pC越大,c(C)越小
(3)图像中有关数据的意义
将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值[如 ]取常用对数,即lg c
(A)或[lg ],反映到图像中:
①若c(A)=1 mol·L-1 时,lg c(A)=0[或lg =0]。
②若c(A)>1 mol·L-1 时,lg c(A) 取正值,且c(A) 越大,lg c(A)
越大。
③若c(A)<1 mol·L-1 时,lg c(A) 取负值,且c(A) 越大,lg c(A)
越大。
典例 常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关
系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.M线表示pH与lg 的变化关系
B. (H2Y)=10-4.3
C.a点溶液中:c(H+)-c(OH-)=2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+)
D.c点溶液中:c(H2Y)=c(Y2-)>c(HY-)>c(H+)
D
思路点拨 解题时要理解图像横、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像中的
关键点,将关键点表示的意义与已学化学知识联系起来,分析处理数据判断选项正误。
解析 H2Y的第一步电离常数 (H2Y)= ,随着pH增大,c(H+)减小, 增大,lg
增大,故M线表示pH与lg 的变化关系,A项正确;N线表示pH与lg 的变化关
系,当pH=3时,c(H+)=10-3 mol·L-1,lg =1.3, =10-1.3, (H2Y)= =10-1.3×10-3
=10-4.3,B项正确;a点溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(K+)=2c(Y2-)+c(HY-)+c(OH-),故c(H+)-c(OH-)=
2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+),C项正确;c点溶液中lg =lg =1.5,则c(Y2-)
第三节 盐类的水解
第1课时 盐类的水解
基础过关练
题组一 盐溶液的酸碱性
1.下列溶液因水解而显酸性的是 ( )
A.NaHSO4溶液
B.CH3COOH溶液
C.NaHCO3溶液
D.NH4Cl溶液
2.现有S、Cl-,请按要求填空:
(1)在水溶液中,水解使溶液呈碱性的离子是 。
(2)在水溶液中,水解使溶液呈酸性的离子是 。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子是 。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子是 。
题组二 盐类水解方程式的书写
3.下列反应属于水解反应的是 ( )
A.N+2H2O H3O++NH3·H2O
B.Cl2+H2O H++Cl-+HClO
C.HS
D.HC+H+ H2O+CO2↑
4.下列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
③Na2CO3+2H2O H2CO3+2NaOH
④碳酸氢钠溶液中:HC+H3O+
⑤NH4Cl溶于D2O中:N+D2O NH3·D2O+H+
A.①②③④ B.①②③ C.②③ D.全部
5.某盐的化学式为XmYn(最简结构)。25 ℃时,将一定量的该盐溶于足量水中。
(1)若m≠n,测得该盐溶液的pH为5,则该盐水解的离子方程式可能为 。
(2)若m≠n,测得该盐溶液的pH为9,则该盐水解的离子方程式可能为 。
题组三 盐类水解的实质与规律
6.常温下,物质的量浓度相同的NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是 ( )
A.HX、HZ、HY B.HX、HY、HZ
C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
7.25 ℃时,如果0.1 mol·L-1 NaA溶液的pH=8。回答以下问题:
(1)推测HA为 (填“强酸”或“弱酸”)。
(2)该溶液的pH=8的原因: (用离子方程式表示)。
(3)该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-)。
(4)该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
能力提升练
题组一 盐类水解规律的应用
1.甲酸(HCOOH)是一种弱酸。下列说法正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 HCOONa溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(HCOO-)>c(H+)
B.pH=6的HCOOH溶液中,c(H+)=c(HCOO-)
C.pH=5的HCOOH与HCOONa混合溶液中,c(HCOO-)>c(Na+)
D.0.1 mol·L-1 HCOONa溶液中,c(Na+)=c(HCOO-)+c(OH-)
2.(经典题)已知室温下Ka(HClO)A.溶液的pH:NaClO溶液B.溶液中弱酸分子浓度:c(HClO)>c(HNO2)
C.溶液中水的电离程度:NaClO溶液D.溶液中酸根离子浓度:c(ClO-)>c(N)
题组二 借助情境考查盐类的水解相关知识
3.(教材深研拓展)人体血液里存在重要的酸碱平衡:CO2+H2O H2CO3 HC+H+,使人体血液pH保持在7.35~7.45,否则可能会发生酸中毒或碱中毒。血液pH随c(HC)/c(H2CO3)变化如表所示:
c(HC)/c(H2CO3) 1.0 17.8 20.0 22.4
pH 6.10 7.35 7.40 7.45
下列说法不正确的是 ( )
A.正常人体血液中,HC的水解程度大于电离程度
B.pH=7.40的血液中,HC的水解程度一定大于H2CO3的电离程度
C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)D.人体血液酸中毒时,可注射NaHCO3溶液缓解
4.次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品。
(1)NaH2PO2溶液中的含磷微粒只有H2P和H3PO2,则该溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”),原因是 (用离子方程式解释);NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),0.1 mol·L-1 NaH2PO2溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)常温下,H3PO2溶液中= [用含Ka(H3PO2)和KW的代数式表示]。
5.亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料。亚硝酸钠易潮解,易溶于水和液氨,微溶于乙醇、甲醇、乙醚等有机溶剂。25 ℃时,用pH试纸测得0.1 mol·L-1NaNO2溶液的pH>7。
(1)NaNO2溶液pH>7的原因是(用离子方程式表示) ,该NaNO2溶液中c(HNO2)= (用溶液中其他离子的浓度关系式表示)。
(2)常温下,将0.2 mol·L-1的HNO2溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH<7,说明HNO2的电离程度 (填“大于”或“小于”)NaNO2的水解程度。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)常温下,pH=3的HNO2溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液pH (填“大于”“小于”或“等于”,下同)7,c(Na+) c(N)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 3.A 4.D 6.B
1.D NaHSO4属于强酸的酸式盐,在水溶液中能电离出H+,电离使溶液呈酸性,A不符合题意;CH3COOH是弱酸,电离使溶液呈酸性,B不符合题意;NaHCO3是强碱弱酸盐,HC水解使溶液呈碱性,C不符合题意;NH4Cl是强酸弱碱盐,N水解使溶液呈酸性,D符合题意。
反思升华 弱酸的酸式酸根离子在水溶液中存在电离平衡和水解平衡,弱酸酸式盐溶液的酸碱性取决于其电离程度和水解程度的相对大小。(1)水解程度大于电离程度:如呈碱性的NaHCO3溶液。(2)电离程度大于水解程度:如呈酸性的NaHSO3溶液。
2.答案 (1)S、[Al(OH)4]-、HC (2)N、Al3+、Fe3+ (3)Na+、Cl-、S (4)HC
解析 (1)弱酸根离子水解使溶液呈碱性,部分弱酸的酸式酸根离子若水解程度大于电离程度,则溶液也呈碱性,S、[Al(OH)4]-、HC水解使溶液呈碱性。
(2)N、Al3+、Fe3+属于弱碱的阳离子,水解使溶液呈酸性。
(3)Cl-、S、Na+既能在酸性较强的溶液中大量存在,又能在碱性较强的溶液中大量存在。
(4)HC属于弱酸的酸式酸根离子,既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在。
3.A A项是N的水解反应;B项是氯气和水反应的离子方程式;C项为HS的电离方程式;D项是HC和H+反应的离子方程式;故选A。
4.D ①是HCl电离方程式,不属于水解反应;②水解方程式不正确,应为AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl;③水解方程式不正确,应为Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH;④中是碳酸氢根离子的电离方程式,不属于水解反应;⑤水解方程式不正确,应为N+D2O NH3·HDO+D+;故选D。
5.答案 (1)Xn++nH2O X(OH)n+nH+
(2)Ym-+H2O HY(m-1)-+OH-
解析 (1)25 ℃时,测得盐溶液的pH为5,溶液呈酸性,说明阳离子水解。
(2)25 ℃时,测得盐溶液的pH为9,溶液呈碱性,说明阴离子水解,应注意多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的。
6.B 利用盐类水解规律“越弱越水解,谁强显谁性”,结合同浓度三种一元酸对应的钠盐溶液的pH可推知,溶液的碱性越强,酸根离子对应酸的酸性越弱。
7.答案 (1)弱酸 (2)A-+H2O HA+OH- (3)> (4)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
解析 (1)25 ℃时,0.1 mol·L-1 NaA溶液显碱性,则说明A-发生水解,HA为弱酸。
(2)A-发生水解使溶液呈碱性,水解的离子方程式为A-+H2O HA+OH-。
(3)NaOH抑制水的电离,NaA水解促进水的电离,所以0.1 mol·L-1 NaA溶液中由水电离出的c(OH-)>0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)。
(4)A-发生水解,溶液呈碱性,则该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
能力提升练
1.C 2.B 3.B
1.C HCOONa溶液中存在HCOO-的水解,水解方程式为HCOO-+H2O HCOOH+OH-,溶液呈碱性,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+),A错误;HCOOH溶液中除存在HCOOH部分电离:HCOOH H++HCOO-外,还存在水的部分电离:H2O H++OH-,则c(H+)>c(HCOO-),B错误;HCOOH和HCOONa混合溶液pH=5说明显酸性,c(H+)>c(OH-),由电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),可知c(HCOO-)>c(Na+),C正确;HCOONa溶液中,存在电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),D错误。
2.B 根据Ka(HClO)N,则碱性:NaClO溶液>NaNO2溶液,溶液的pH:NaClO溶液>NaNO2溶液,A项错误;根据水解能力ClO->N,可知溶液中弱酸分子浓度:c(HClO)>c(HNO2),B项正确;离子水解能力越强,溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:NaClO溶液>NaNO2溶液,C项错误;离子水解能力越强,则溶液中该离子浓度越小,即溶液中酸根离子浓度:c(ClO-)3.B 正常人体血液呈弱碱性,可知HC的水解程度大于电离程度,A正确;pH=7.40的血液中,c(HC)/c(H2CO3)=20.0,血液中的HC的浓度远大于H2CO3的浓度,无法根据血液pH比较HC的水解程度和H2CO3的电离程度的相对大小,B错误;根据题表信息可知c(HC)=c(H2CO3)时血液pH=6.10,c(HC)/c(H2CO3)=17.8时血液pH=7.35,则血液pH=7.00时,1.04.答案 (1)碱 H2P+H2O H3PO2+OH- 正盐 c(Na+)>c(H2P)>c(OH-)>c(H+)
(2)
解析 (1)NaH2PO2溶液中含磷微粒只有H2P和H3PO2,说明H2P只发生了水解,即H2P+H2O H3PO2+OH-,使NaH2PO2溶液呈碱性;H2P不能电离,说明NaH2PO2是正盐,0.1 mol·L-1 NaH2PO2溶液中H2P发生水解,溶液呈碱性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(H2P)>c(OH-)>c(H+)。(2)Ka(H3PO2)=,则=×=。
5.答案 (1)N+H2O HNO2+OH- c(OH-)-c(H+)
(2)大于 c(N)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)小于 小于
解析 (1)水电离出的c(OH-)与c(H+)相等,NaNO2溶液中c(OH-)=c(HNO2)+c(H+),则c(HNO2)=c(OH-)-c(H+)。
(2)两溶液混合后得到等浓度的HNO2和NaNO2的混合溶液,溶液显酸性说明HNO2的电离程度大于N的水解程度。根据电荷守恒c(N)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),c(H+)>c(OH-),则c(N)>c(Na+),由于HNO2电离程度小,故c(N)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(3)pH=3的HNO2溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,则c(HNO2)远大于10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1;pH=3的HNO2溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后HNO2过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(N)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),可知c(Na+)9第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
第2课时 盐类水解的影响因素及应用
基础过关练
题组一 影响盐类水解的因素
1.(经典题)在较稀FeCl3溶液中,存在如下水解平衡:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。以下叙述不正确的是 ( )
A.通入氯化氢气体,H+数目增多,体系颜色变浅
B.升温,平衡右移,体系颜色变深
C.加水,H+数目增多,pH减小
D.加入NaHCO3溶液,生成红褐色沉淀
2.物质的量浓度相等的以下溶液①(NH4)2SO4溶液、②NH4Fe(SO4)2溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其中c(N)的浓度由大到小的顺序为 ( )
A.①③②④ B.①③④②
C.③①②④ D.③①④②
3.将浓度均为0.1 mol·L-1的氨水与盐酸等体积混合,下列做法能使混合后溶液中c(N)与c(Cl-)比值变大的是 ( )
A.加入固体硫酸钾
B.通入少量氯化氢
C.降低溶液温度
D.加入少量固体NaHCO3
4.关于下列实验的说法不正确的是 ( )
A B
CH3COO-的水解程度增大 混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
C D
NH4Cl可促进CH3COO-的水解 溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
题组二 盐类水解的应用
5.将下列物质配成的溶液蒸干灼烧,最后仍能得到该物质的是 ( )
A.FeCl2 B.NaHCO3
C.Al2(SO4)3 D.NH4Cl
6.下列物质的应用中,不能用盐类水解原理解释的是 ( )
A.电解饱和食盐水,产生黄绿色气体
B.用热饱和Na2CO3溶液清洗试管壁上附着的植物油
C.用FeCl3固体配制FeCl3溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
D.用Al2(SO4)3溶液净化含少量泥土的浑浊水
7.在氯化铁溶液中存在平衡:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl。回答下列问题:
(1)加热FeCl3稀溶液,溶液颜色会不断加深,可得到一种红褐色透明液体,向这种液体中加入MgCl2溶液,产生的现象为 。
(2)将FeCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体是 (写化学式)。
(3)为了除去酸性MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热、搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是 。
能力提升练
题组 实验探究影响盐类水解的因素
1.某浓度碳酸钠溶液的pH随温度的变化如图1所示,25 ℃时碳酸钠溶液的pH随浓度的变化如图2所示。下列判断错误的是 ( )
图1
图2
A.a、b、c三点中,a点Na2CO3的水解程度最小
B.a、b、c三点中,b点水的电离程度最大
C.100 ℃时,纯水的pH=6,c点溶液中c(OH-)约为10-0.3 mol·L-1
D.根据图2推断,图1中溶液的浓度为0.3 mol·L-1
2.(1)某小组探究外界因素对CH3COONa水解程度的影响。甲同学设计实验方案如下(表中溶液浓度均为0.10 mol·L-1):
序 号 温度/ ℃ V(CH3COONa)/ mL V(CH3COONH4)/ mL V(H2O)/ mL pH
1 25 40.0 0 0 A1
2 25 4.0 0 36.0 A2
3 25 20.0 10.0 a A3
4 40 40.0 0 0 A4
ⅰ.实验 和 (填序号)探究加水稀释对CH3COONa水解程度的影响;
ⅱ.实验1和3探究加入N对CH3COONa水解程度的影响;
ⅲ.实验1和4探究温度对CH3COONa水解程度的影响。
①加水稀释CH3COONa溶液的过程中,下列各量变小的是 (填字母)。
A.c(OH-) B.c(H+)·c(OH-)
C.
②根据甲同学的实验方案,补充数据:a= 。
③已知CH3COONa水解为吸热过程,甲同学预测A1A4。实验结果与预测不一致的原因是 。
(2)小组通过测定不同温度下CH3COONa的水解常数Kh确定温度对CH3COONa水解程度的影响。
查阅资料:Kh=,c0为CH3COONa溶液起始浓度。
试剂:CH3COONa溶液、0.100 0 mol·L-1盐酸、pH计。
实验:测定40 ℃下CH3COONa水解常数Kh,完成表格中序号7的实验。
序号 实验 记录的数据
5 取20.00 mL CH3COONa溶液,用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定至终点,测CH3COONa溶液的浓度 消耗盐酸体积为V mL
6 测40 ℃纯水的pH b
7 c
在50 ℃和60 ℃下重复上述实验。
数据处理:40 ℃下,Kh= (用含V、b、c的式子表示,不用化简)。
实验结论:Kh(60 ℃)>Kh(50 ℃)>Kh(40 ℃),温度升高,促进CH3COONa水解。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.A 3.C 4.D 5.C 6.A
1.C 通入氯化氢气体,H+数目增多,平衡逆向移动,体系颜色变浅,A正确;水解吸热,升温,平衡正向移动,体系颜色变深,B正确;加水,促进水解平衡正向移动,H+数目增多,但c(H+)减小,pH增大,C错误;加入NaHCO3溶液,HC和Fe3+相互促进水解,Fe3+水解程度增大,生成氢氧化铁红褐色沉淀,D正确。
2.A 1 mol (NH4)2SO4、1 mol (NH4)2CO3在水溶液中均能电离出2 mol N,但(NH4)2CO3中C、N发生相互促进的水解反应,故c(N):①>③,1 mol NH4Fe(SO4)2、1 mol NH4Cl在水溶液中均能电离出1 mol N,NH4Fe(SO4)2中Fe3+发生水解反应抑制N水解,故c(N):②>④,c(N)的浓度由大到小的顺序为①③②④,A正确。
3.C 等浓度的氨水与盐酸等体积混合,恰好反应生成NH4Cl,溶液中存在N+H2O NH3·H2O+H+。加入固体硫酸钾,对N的水解无影响,溶液中c(N)和c(Cl-)的比值不变,A不符合题意;通入HCl,c(Cl-)、c(H+)增大,抑制N的水解,溶液中增加的Cl-的物质的量大于增加的N的物质的量,c(N)与c(Cl-)比值减小,B不符合题意;水解为吸热过程,降低温度,抑制N水解,c(N)增大,c(N)与c(Cl-)比值增大,C符合题意;加入固体NaHCO3,HC、N相互促进水解,c(N)降低,c(N)与c(Cl-)比值减小,D不符合题意。
4.D CH3COONa溶液中加适量H2O,溶液浓度减小,促进CH3COO-水解,A项正确;根据元素守恒,原CH3COONa溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),再加入一定量CH3COOH溶液后,混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+),B项正确;NH4Cl水解使溶液显酸性,在CH3COONa溶液中加入NH4Cl,CH3COO-、N相互促进水解,C项正确;加热CH3COONa溶液促进CH3COO-的水解,使溶液的碱性增强,pH增大,D项错误。
5.C FeCl2不稳定,易被氧气氧化,将其溶液蒸干灼烧得不到原来物质,A错误;NaHCO3不稳定,受热易分解生成碳酸钠,所以蒸干、灼烧碳酸氢钠溶液最终得到的是碳酸钠,B错误;Al2(SO4)3较稳定,受热不易分解,将其溶液蒸干灼烧仍然得到原来物质,C正确;NH4Cl不稳定,受热易分解,将其溶液蒸干灼烧得不到原来物质,D错误。
6.A A项,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,与盐类水解无关;B项,碳酸根离子水解,使碳酸钠溶液呈碱性,油脂在碱性条件下生成易溶于水的物质,与盐类水解有关;C项,Fe3+水解,用FeCl3固体配制FeCl3溶液时,为抑制FeCl3水解,先将其溶于较浓盐酸中,与盐类水解有关;D项,Al2(SO4)3溶液中Al3+水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体可吸附水中的悬浮杂质,所以用Al2(SO4)3溶液净化含少量泥土的浑浊水与盐类水解有关。
7.答案 (1)出现红褐色沉淀 (2)Fe2O3 (3)MgCO3促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去
解析 (1)加热FeCl3稀溶液,得到的红褐色透明液体为Fe(OH)3胶体,加入电解质MgCl2使胶体聚沉而得到红褐色沉淀。(2)加热可促进盐类水解,由于HCl易挥发,可使水解进行彻底,得到Fe(OH)3沉淀,灼烧Fe(OH)3最终得到的固体为Fe2O3。(3)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,MgCO3与H+反应:MgCO3+2H+ Mg2++CO2↑+H2O,使Fe3+的水解平衡正向移动,加热促进Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,再过滤除去Fe(OH)3沉淀和未反应的MgCO3。
能力提升练
1.B 水解吸热,升高温度促进C水解,在题图1 a、b、c三点中,a点温度最低,则a点Na2CO3的水解程度最小,A正确;升温促进水的电离与盐类水解,在题图1 a、b、c三点中,c点温度最高,因此c点水的电离程度最大,B错误;题图1中c点的温度为100 ℃,此温度下KW=10-12,pH=11.7,即c(H+)=10-11.7 mol·L-1,则c(OH-)=10-0.3 mol·L-1,C正确;题图2为25 ℃时不同浓度Na2CO3溶液pH的实验数据,由题图1可知25 ℃时Na2CO3溶液的pH为11.9,再结合题图2的实验数据可知,题图1中碳酸钠溶液的浓度为0.3 mol·L-1,D正确。
2.答案 (1)1 2 ①AC ②0 ③温度升高,CH3COONa的水解程度增大,水的电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大,pH减小
(2)测40 ℃时相同CH3COONa溶液的pH
解析 (1)探究加水稀释对CH3COONa水解程度的影响,应该是实验1和2。①加水稀释CH3COONa溶液的过程中,c(OH-)减小,A符合题意;c(H+)·c(OH-)=KW,KW受温度影响,温度不变,KW不变,B不符合题意;加水稀释促进CH3COO-水解平衡正向移动,醋酸分子的物质的量增大,醋酸根离子的物质的量减小,=减小,C符合题意;==,Ka与温度有关,温度不变Ka不变,加水稀释c(CH3COO-)减小,增大,D不符合题意。②根据甲同学的实验方案,要保证实验1和3中CH3COO-浓度均为0.10 mol·L-1,混合前两溶液中CH3COO-浓度均为0.10 mol·L-1,不能再加水,则a=0。③温度升高,CH3COONa的水解程度增大,水的电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大,即水的离子积常数增大的多,水解平衡正向移动的程度较小,导致pH减小。
(2)CH3COONa+HCl CH3COOH+NaCl,n(CH3COONa)=n(HCl)=0.100 0V×10-3 mol,CH3COONa溶液起始浓度c0== mol·L-1,40 ℃纯水的pH=b,即c(H+)=c(OH-)=10-b mol·L-1,水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)=10-2b,根据水解常数Kh=可知,要确定40 ℃时CH3COO-水解常数Kh,还需要测定的值是40 ℃时该CH3COONa溶液的pH,若此时pH=c,则c(OH-)== mol·L-1,所以40 ℃时CH3COO-水解常数Kh=。
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