第三章 基础课时20 盐类水解的影响因素及应用
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)影响盐类水解的主要因素
1.(8分)判断正误(正确划“√”,错误划“×”)。
(1)将醋酸钠溶液升高温度,会促进水解,溶液碱性增强。( )
(2)将碳酸钠溶液加水稀释,水解程度会增大,所以其c(OH-)增大。( )
(3)向FeCl3溶液中通入HCl气体,将抑制其水解,但c(H+)增大。( )
(4)等浓度的(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液,NH的水解程度一样。( )
2.对滴有酚酞试液的Na2CO3溶液,下列操作后红色会加深的是( )
降温
通入CO2气体
加入少量CaCl2固体
加入少量NaOH固体
3.物质的量浓度相同的三种盐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( )
HX、HZ、HY HX、HY、HZ
HZ、HY、HX HY、HZ、HX
4.在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH增大,应采取的措施是( )
加热
通入HCl
加入少量Na2SO4(s)
加入NaCl溶液
5.(10分)(1)(2分)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH<7,其原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)(2分)相同浓度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中,c(CH3COO-)由大到小的顺序是________________________(填序号)。
(3)(2分)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________(填序号)。
(4)(2分)常温常压下,现有浓度为0.100 mol·L-1的六种溶液:①HCl、②H2SO4、③CH3COOH、④CH3COONa、⑤NaOH、⑥Na2CO3,由水电离出的c(OH-)大小关系正确的是_____________________________________________________
_______________________________________________(填序号)。
(5)(2分)下列化合物:①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O溶质的物质的量浓度相同,则这7种溶液按pH由大到小的顺序排列为__________________________________________________
(填序号)。
(二)水解常数
6.(6分)(2024·威海乳山银滩高级中学高二月考)回答下列问题:
(1)(2分)已知某温度时,Kw=1.0×10-12,Na2CO3溶液的水解常数Kh=2.0×10-3,则当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,试求该溶液的pH=________。
(2)(2分)已知25 ℃时,NH3·H2O的电离常数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)。
(3)(2分)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”)。
(三)盐类水解的应用
7.为了配制NH浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入①适量的HCl ②适量的NaCl固体 ③适量的氨水 ④适量的NaOH固体,正确的是( )
①② ③
①③ ④
8.(2024·德州高二期中)下列有关生产、生活的表述与盐类水解无关的是( )
氯化铁和明矾是优良的净水剂
工业上电解熔融MgCl2制取镁
蒸干,灼烧TiCl4溶液得TiO2固体
用热的纯碱溶液除去金属表面的油污
9.下列有关事实,与水解反应无关的是( )
醋酸钠溶液中,c(H+)实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉
加热蒸干氯化铁溶液,不能得到氯化铁晶体
NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
B级 素养培优练
10.已知某温度下,Ka(HCN)=6.2×10-10,Ka(HF)=6.8×10-4,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,Ka(HNO2)=5.1×10-4。物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液,pH由大到小的顺序是( )
NaCN>NaNO2>CH3COONa>NaF
NaF>NaNO2>CH3COONa>NaCN
NaCN>CH3COONa>NaNO2>NaF
NaCN>CH3COONa>NaF>NaNO2
11.(2024·北京四中高二期中改编)Fe2(SO4)3溶于一定量水中,溶液呈浅棕黄色(a)。加入少量浓HCl,黄色加深(b)。
已知:Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色);浓度较小时[Fe(H2O)6]3+(用Fe3+表示)几乎无色。
取溶液进行如下实验,对现象的分析不正确的是( )
测溶液a的pH≈1.3,证明Fe3+发生了水解
将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明加热能促进Fe3+水解
加入浓HCl,H+与Cl-对溶液颜色变化、Fe3+浓度大小的影响是一致的
向b中加入AgNO3溶液后,黄色褪至几乎无色,说明H+能抑制Fe3+水解
12.(12分)(2024·承德双滦区实验中学高二月考)回答下列问题。
(1)(2分)已知:H2S:Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15
H2CO3:Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
CH3COOH:Ka=1.8×10-5
NH3·H2O:Kb=1.8×10-5
①常温下,0.1 mol·L-1 Na2S溶液和0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,碱性更强的是___________________________________________________________________。
②25 ℃时,CH3COONH4溶液显________性。
(2)(2分)能证明Na2SO3溶液中存在SO+H2O??HSO+OH-水解平衡的事实是__________(填字母,下同)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加H2SO4溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加氯水后红色褪去
(3)(4分)已知:Ka(HClO2)=1.1×10-2,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。25 ℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO2溶液和CH3COONa溶液中c(ClO)_____________________________________________(填“>”“<”或“=”)c(CH3COO-)。若要使两溶液的pH相等应________。
a.向NaClO2溶液中加适量水
b.向NaClO2溶液中加适量NaOH
c.向CH3COONa溶液中加CH3COONa固体
d.向CH3COONa溶液中加适量的水
(4)(4分)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是___________________________________________________________________
_______________________________________________(用化学方程式表示)。
由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是___________________________________________________________________。
13.(14分)某化学研究性学习小组讨论Fe3+和SO之间会发生怎样的反应,提出了两种可能:一是发生氧化还原反应2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+;二是发生相互促进的水解反应2Fe3++3SO+6H2O??2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3。为了证明发生的是哪一种反应,同学们设计并实施了以下实验,请填写下列空白。
(1)(4分)实验Ⅰ 学生选择的实验用品有Na2SO3浓溶液、BaCl2稀溶液、稀盐酸;试管若干、胶头滴管若干。从选择的试剂分析,设计这个实验的目的是检验___________________________________________________________________。
(2)(4分)实验Ⅱ 取5 mL FeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液由黄色变为红棕色,无气泡产生,无沉淀生成,继续加入Na2SO3浓溶液至过量,溶液颜色加深,最终变为红褐色。这种红褐色液体是________(1分)。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量,然后将溶液分成两等份,其中一份加入KSCN溶液,溶液变成红色,说明有________(1分)存在。另一份加入BaCl2稀溶液,有少量白色沉淀生成,产生该白色沉淀的离子方程式为______________________________________________________(2分)。
(3)(6分)实验Ⅲ 换用稀释的FeCl3溶液和Na2SO3溶液重复实验Ⅱ,产生的现象完全相同。由上述实验得出的结论是____________________________________________________(2分)。
若在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3浓溶液,观察到有红褐色沉淀生成并且产生无色气体,该反应的离子方程式是___________________________________________________(2分)。
从形式上看,Na2CO3和Na2SO3相似,但是从上述实验中可以看到,二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大,其原因可能是①___________________________________________________________________
_______________________________________________________(1分);
②_______________________________________________________(1分)。
基础课时20 盐类水解的影响因素及应用
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.D [降温会减弱碳酸钠的水解程度,溶液碱性减弱,故A不符合题意;二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的水解能力小于碳酸钠溶液,溶液碱性减弱,故B不符合题意;加入少量氯化钙固体,与碳酸根反应生成碳酸钙沉淀,溶液中碳酸根减少,碱性减弱,故C不符合题意; 氢氧化钠会电离出氢氧根离子,增强溶液碱性,使红色加深,故D正确。]
3.B [利用盐类水解规律“越弱越水解,谁强显谁性”,结合同浓度三种酸对应的钠盐的溶液的pH可推知,碱性越强则对应的酸越弱。]
4.D [加热能使平衡向水解方向移动,c(H+)增大,pH减小;通入HCl能增大c(H+),抑制了水解,且pH减小;加入NaCl溶液,相当于加水稀释,能促进水解,但因加入NaCl溶液稀释引起c(H+)变小,故pH增大。]
5.(1)Mm++mH2O M(OH)m+mH+ (2)②>①>③
(3)④>②>③>① (4)⑥>④>③>①=⑤>②
(5)②>⑦>⑤>①>④>⑥>③
解析 (1)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH<7,则主要发生Mm+的水解,其原因是Mm++mH2O M(OH)m+mH+。
(2)①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中,CH3COONH4、CH3COONa发生完全电离,CH3COOH发生部分电离,所以c(CH3COO-)最小,CH3COONH4、CH3COONa中,前者NH促进了CH3COO-水解,使其浓度有所减小,所以c(CH3COO-)由大到小的顺序是②>①>③。(3)c(NH)相等时,①(NH4)2SO4溶液、③(NH4)2CO3溶液的浓度比②NH4HSO4溶液、④NH4Cl溶液小,而CO能促进NH水解,所以(NH4)2CO3溶液的浓度比(NH4)2SO4溶液大,H+能抑制NH水解,所以②NH4HSO4溶液浓度比NH4Cl小,因此其物质的量浓度由大到小的顺序为④>②>③>①。(4)①HCl、②H2SO4、③CH3COOH、④CH3COONa、⑤NaOH、⑥Na2CO3六份溶液中,水解程度越大,对水电离的促进作用越大;酸或碱电离出H+或OH-的浓度越大,对水电离的抑制作用越大;若酸与碱电离出的H+或OH-的浓度相等,则对水电离的影响相同,综合以上分析,由水电离出的c(OH-)大小关系正确的是⑥>④>③>①=⑤>②。(5)将①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O分成碱性、中性、酸性三组,碱性组中,电离能力强的碱的pH大于电离能力弱的碱的pH,大于水解呈碱性的盐的pH;酸性组中,盐酸为强酸,溶液的pH较小,而醋酸属于弱酸,部分电离,酸性较盐酸弱,溶液的pH较盐酸大;氯化铵水解能力微弱,酸性较醋酸弱,所以这7种溶液按pH由大到小的顺序排列为②>⑦>⑤>①>④>⑥>③。
6.(1)9 (2)2.36×10-5 (3)1.0×10-12 增大
解析 (1)碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中分步水解使溶液呈碱性,碳酸根离子在溶液中的水解常数Kh=,当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,溶液中氢氧根离子浓度为2.0×10-3× mol/L=1.0×10-3 mol/L,则由某温度时,水的离子积常数为1.0×10-12可知,溶液的pH为12-3=9;(2)由电离常数可知,25 ℃时,铵根离子在溶液中的水解常数Kh===5.56×10-10,则1 mol/L氯化铵溶液中氢离子的浓度为=2.36×10-5 mol/L;(3)由亚硫酸的一级电离常数可知,25 ℃时,亚硫酸氢根离子在溶液中的水解常数Kh===1.0×10-12,溶液中=,向溶液中加入少量碘时,碘与溶液中的亚硫酸氢根离子反应生成硫酸根离子、碘离子和氢离子,溶液中氢离子浓度增大、电离常数不变,则溶液中和的值增大。
7.B [NH4Cl溶液是强酸弱碱盐、水解呈酸性,因此,NH4Cl溶液中NH浓度小于Cl-的浓度,要使二者浓度比为1∶1,要抑制水解但不能引入氯离子、可引入铵根离子。]
8.B [A项,氯化铁和明矾溶于水,铝离子和铁离子发生水解生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,能吸附水中悬浮的杂质形成沉淀,与盐类水解有关;B项,工业上电解熔融MgCl2制取镁,利用的是Mg2+在阴极得到电子生成Mg,与盐类水解无关;C项,工业上用TiCl4制备TiO2,发生的水解方程式为TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,与盐类水解有关;D项,Na2CO3溶液水解呈碱性,利于油污的水解,热的Na2CO3溶液水解程度增大,碱性更强,与盐类水解有关。]
9.B [A项,醋酸钠溶液中,醋酸根离子发生水解导致溶液呈碱性,与水解有关;B项,实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉是为了防止Fe2+被氧化,与水解无关;C项,加热蒸干氯化铁溶液,由于促进了Fe3+的水解,最终得到氢氧化铁固体,不能得到氯化铁晶体,与水解有关;D项,用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液分别水解呈碱性和酸性,可发生互促水解,可做泡沫灭火剂,与水解有关。]
10.C [由Ka(HF)>Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)可知,酸性:HF>HNO2>CH3COOH>HCN,水解能力:CN->CH3COO->NO>F-,弱酸根离子的水解能力越强,对应盐溶液的碱性越强,pH越大。]
11.C [Fe2(SO4)3溶液的pH≈1.3,证明Fe3+发生了水解:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,A正确;将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明生成了胶体,说明加热促进Fe3+水解生成了Fe(OH)3胶体,B正确;加入浓HCl,H+的浓度增大,抑制Fe3+的水解,使Fe3+的浓度增大,Cl-浓度增大,促进Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)正向移动,使Fe3+的浓度减小,H+与Cl-对溶液颜色变化、Fe3+浓度大小的影响不一致,C错误;向b中加入AgNO3溶液后,发生反应Ag++Cl-===AgCl↓,Cl-的浓度减小,平衡Fe3++4Cl-[FeCl4]-逆向移动,溶液的黄色应变浅,而b中加入AgNO3后黄色褪至几乎无色,结合题给粒子的颜色,说明与此同时溶液中H+浓度大,H+能抑制Fe3+水解使溶液几乎无色,D正确。]
12.(1)①Na2S溶液 ②中 (2)B (3)> bd (4)CuCl2·2H2OCu(OH)2+2HCl 在干燥的HCl气流中加热脱水
解析 (1)①因为Ka2(H2S)CO,所以同浓度的Na2S溶液和Na2CO3溶液,Na2S的水解程度更大,溶液的碱性更强;②常温下,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O),CH3COOH和NH3·H2O的电离程度相同,则CH3COO-和NH的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性。(2)H2SO4可以电离出氢离子,使溶液酸性增强,红色褪去不一定是发生平衡的移动,A不符合题意;Na2SO3属于正盐,在Na2SO3溶液中滴入酚酞溶液变红,溶液呈碱性,说明存在SO的水解,再加入BaCl2溶液,Ba2+和SO反应生成BaSO3沉淀,而Ba2+和HSO不反应,溶液红色褪去,说明存在平衡的移动,即溶液中存在 SO+H2OHSO+OH-的水解平衡,B符合题意;氯气具有强氧化性,加入氯水后发生反应SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+,溶液酸性增强,红色褪去与平衡移动无关,且氯水中含有具有漂白性的HClO,也可以使红色褪去,C不符合题意。(3)Ka(HClO2)>Ka(CH3COOH),所以酸性:HClO2>CH3COOH,其对应酸根离子的水解程度:ClOc(CH3COO-);两溶液均显碱性,且NaClO2溶液的pH小于CH3COONa溶液,若要使两溶液的pH相等,向NaClO2溶液中加适量水,溶液被稀释,碱性减弱,a不符合题意;向NaClO2溶液中加适量NaOH,c(OH-)增大,溶液碱性增强,可以使两溶液pH相等,b符合题意;CH3COONa水解使溶液显碱性,向CH3COONa溶液中加入CH3COONa固体,会使醋酸钠溶液的pH增大,c不符合题意;向CH3COONa溶液中加适量的水,溶液被稀释,碱性减弱,可以使两溶液pH相等,d符合题意。(4)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体,加热过程中Cu2+水解生成Cu(OH)2和HCl,HCl易挥发而脱离体系,使得水解完全,因而得不到纯的无水CuCl2,相关化学方程式为CuCl2·2H2OCu(OH)2+2HCl;为抑制铜离子的水解,应在干燥的HCl气流中加热脱水。
13.(1)检验Na2SO3是否变质(或检验Na2SO3溶液中是否含有Na2SO4) (2)氢氧化铁胶体(或胶体) Fe3+ Ba2++SO===BaSO4↓ (3)Fe3+与SO同时发生氧化还原反应和相互促进的水解反应 2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑ SO有较强的还原性,CO没有还原性 SO的水解能力较CO弱
解析 (1)实验Ⅰ中,学生选择的实验试剂为Na2SO3浓溶液、BaCl2稀溶液、稀盐酸,目的是检验亚硫酸钠是否被氧化成了硫酸钠。(2)实验Ⅱ中,取FeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液由黄色变为红棕色,说明有胶体生成,无气泡产生,说明SO被氧化成硫酸根离子。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量,将溶液分成两等份,其中一份加入KSCN溶液,溶液变成红色,说明有+3价铁,则发生了相互促进的水解反应;另一份加入BaCl2稀溶液,有少量白色沉淀生成,说明有SO生成,则发生了氧化还原反应。这说明FeCl3和Na2SO3反应既发生了水解反应生成了Fe(OH)3胶体和亚硫酸,又发生了氧化还原反应生成了Fe2+和SO。(3)实验Ⅲ中,换用稀释的FeCl3溶液和Na2SO3溶液重复实验Ⅱ,产生的现象完全相同,证明Fe3+与SO发生的氧化还原反应和相互促进的水解反应是同时进行的。在FeCl3浓溶液中加Na2CO3浓溶液,观察到有红褐色沉淀生成并且产生无色气体,说明Fe3+与CO发生了相互促进的水解反应,反应的离子方程式为2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑。Na2CO3和Na2SO3相似,但二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大,其原因可能是SO有较强的还原性,CO没有还原性,还有可能是SO的水解能力较CO弱,所以二者只发生相互促进的水解反应,而没有发生氧化还原反应。