第三单元盐类的水解
第一课时 盐类的水解反应
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[课标要求]
1.了解不同盐溶液的酸碱性。
2.理解盐溶液的水解规律。
3.掌握盐类水解方程式的书写方法。
1.盐类水解的实质是盐电离出来的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱电解质,打破了水的电离平衡,导致c(H+)≠c(OH-),而引起溶液酸碱性的变化。
2.盐类水解的规律:
有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。
而强酸弱碱盐溶液呈酸性,强碱弱酸盐溶液呈碱性。
3.水解离子方程式书写“两规则”:
(1)多元弱酸阴离子是分步水解的,以第一步水解为主。
(2)多元弱碱阳离子水解复杂,可一步写出。
1.盐溶液呈酸碱性的原因
(1)盐的类型和溶液的酸碱性探究
①实例:
盐溶液
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
CH3COONa
AlCl3
溶液的酸碱性
中性
碱性
酸性
碱性
酸性
盐的类型
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
②一般规律:
并不是所有的盐溶液都呈中性,通常强酸强碱盐的溶液呈中性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性,弱酸强碱盐的溶液呈碱性。
(2)盐溶液酸碱性的理论分析
①NH4Cl溶液:
图示
解释
NH结合H2O电离产生的OH-生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡正向移动,使c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性
表示
NH+H2O??NH3·H2O+H+
②CH3COONa溶液:
图示
解释
CH3COO-结合H2O电离产生H+生成弱电解质CH3COOH,使水的电离平衡正向移动,使c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
表示
CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
③NaCl溶液:
溶液中无弱电解质生成,水的电离平衡未被破坏,溶液中c(H+)=c(OH-),呈中性
2.盐类水解的概念和本质
(1)概念: 在水溶液中盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
(2)实质:盐电离产生的阳离子或阴离子能结合水电离产生的OH-或H+生成弱电解质,从而促进水的电离平衡朝着电离方向移动。
(3)特征
①一般是可逆反应,在一定条件下达到化学平衡。
②盐类水解反应是中和反应的逆反应。
③盐类水解是吸热反应。
[特别提醒] HF、CH3COOH均为弱酸,且酸性HF>CH3COOH,依据越弱越水解可知,等浓度的CH3COONa的碱性强于NaF。
判断盐类是否发生水解以及水解后溶液的酸碱性,要看盐的离子所对应的酸和碱的相对强弱。已知常温下有下列溶液:①Na2S溶液 ②AlCl3溶液 ③Na2CO3溶液④NaNO3溶液。
[问题思考]
1.溶液①中哪种离子发生了水解反应,水溶液呈什么性?溶液④能否发生水解反应?
提示:溶液①中S2-发生了水解反应,Na2S溶液呈碱性;溶液④不能发生水解反应。
2.溶液③和NaOH溶液都呈碱性,它们对水的电离影响是否相同?
提示:不相同,Na2CO3溶液由于CO的水解呈碱性,促进了水的电离;NaOH电离出的OH-抑制了水的电离。
3.已知相同温度下,CH3COOH的电离常数与NH3·H2O的电离常数相等,请判断CH3COONH4溶液的酸碱性。
提示:CH3COONH4溶液呈中性。
1.盐类水解的规律
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸阴离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
(2)“越弱越水解”——弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
(4)“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.弱酸酸式盐水解的规律
弱酸酸式盐水解,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)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaH2PO4等。
(2)若电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、Na2HPO4等。
1.下列溶液中,因为电离产生的离子发生水解而显酸性的是( )
A.Na2CO3 B.NaHSO4
C.CuSO4 D.Ca(NO3)2
解析:选C Na2CO3溶液显碱性;Ca(NO3)2溶液显中性;NaHSO4因电离出H+而显酸性;CuSO4溶液显酸性是因为Cu2+水解。
2.有下列盐溶液:①KNO3 ②AgNO3 ③K2CO3
④FeCl3 ⑤K2SO4 ⑥NaClO ⑦NH4Cl
呈酸性的是________,呈碱性的是________,呈中性的是________。
解析:AgNO3、FeCl3、NH4Cl属于强酸弱碱盐,溶液呈酸性;K2CO3、NaClO属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性;KNO3、K2SO4属于强酸强碱盐,溶液呈中性。
答案:②④⑦ ③⑥ ①⑤
1.盐类水解离子方程式的书写规律
(1)一般盐类水解程度很小,水解产物很少,通常不生成沉淀和气体,也不发生分解,因此盐类水解的离子方程式中不标“↑”或“↓”,也不把生成物(如NH3·H2O、H2CO3等)写成其分解产物的形式。
(2)盐类水解是可逆反应,是中和反应的逆反应,而中和反应是趋于完成的反应,所以盐的水解反应是微弱的。盐类水解的离子方程式一般不写“===”而写“??”。
2.盐类水解方程式的常见类型
一元弱酸的强碱盐
以CH3COONa为例:
CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
一元弱碱的强酸盐
以NH4Cl为例:
NH+H2O??NH3·H2O+H+
多元弱酸的强碱盐(正盐)
多元弱酸的阴离子水解是分步进行的,以第一步水解为主。如Na2CO3的水解:
CO+H2O??HCO+OH-
多元弱碱的强酸盐
多元弱碱的阳离子水解复杂,可看作一步水解,如AlCl3的水解:
Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+
互促水解反应
某些盐溶液在混合时,一种盐的阳离子和另一种盐的阴离子,在一起都发生水解,相互促进对方的水解,水解趋于完全。
如:Al3+与HCO的水解反应:
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
[特别提醒]
(1)误把电离方程式看成水解方程式,如HS-+H2O??S2-+H3O+,此方程式为HS-的电离方程式,不是HS-的水解方程式,因为其化简可写为HS-??S2-+H+。HS-的水解方程式应为HS-+H2O??H2S+OH-。
(2)书写盐类水解方程式常见错误有:
①把“??”误写为“===”。
如Fe3++3H2O===Fe(OH)3+3H+是错误的,
正确的为Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+。
②水解产物量很小时,标上“↑”或“↓”。
如Al3++3H2O??Al(OH)3↓+3H+是错误的,
正确的为Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+。
1.下列各物质常温下发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
A.Na2CO3:CO+2H2O??H2O+CO2↑+2OH-
B.NH4Cl:NH+H2O??NH3·H2O+OH-
C.CuSO4:Cu2++2H2O??Cu(OH)2+2H+
D.NaF:F-+H2O===HF+OH-
解析:选C 多元弱酸根离子分步水解,多元弱碱阳离子一步完成,故A错误,C正确;B中电荷不守恒;D应用“??”。
2.下列离子方程式中,属于水解反应的是( )
A.HCO+H2O??H3O++CO
B.HCO+H2O??H2CO3+OH-
C.CO2+H2O??HCO+H+
D.CH3COOH??CH3COO-+H+
解析:选B 水解离子方程式中应有弱酸或弱酸的酸式酸根离子、弱碱等生成,A、C、D均为电离方程式,B符合题意。
[三级训练·节节过关]
1.在水中加入下列物质,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性的是( )
A.NaCl B.H2SO4
C.Na2CO3 D.NH4Cl
解析:选D A项,NaCl对水的电离平衡无影响,溶液呈中性;B项,H2SO4抑制水的电离;C项,Na2CO3水解促进水的电离,溶液呈碱性;D项,NH4Cl水解促进水的电离,溶液呈酸性。
2.下列有关盐类水解的说法不正确的是( )
A.盐类水解过程破坏了纯水的电离平衡
B.盐类水解反应是酸碱中和反应的逆反应
C.盐类水解的结果使溶液不一定呈中性
D.Na2S溶液中c(Na+)是c(S2-)的2倍
解析:选D 由于盐电离出的离子与水电离出的H+或OH-结合,从而促进了水的电离,使溶液不一定呈中性;盐类水解与酸碱中和反应互为逆反应;D项中,Na2S溶液中若无S2-水解,则c(Na+)=2c(S2-)成立,由于S2-的水解,故c(Na+)>2c(S2-),因此应选D。
3.pH=4的醋酸和氯化铵溶液中,水的电离程度的关系前者与后者比较( )
A.大于 B.小于
C.等于 D.无法确定
解析:选B 在醋酸溶液中,醋酸电离出的H+会抑制水的电离,使水的电离程度小于纯水的电离程度;在氯化铵溶液中,氯化铵电离出的铵根离子会与水电离出的OH-结合成弱电解质NH3·H2O,从而促进了水的电离,使水的电离程度大于纯水中水的电离程度,故前者水的电离程度小于后者。
4.明矾水溶液呈________性,原因是____________________________(用离子方程式表示,下同);小苏打水溶液呈______性,原因是________________________。二者均______(填“促进”或“抑制”)水的电离。
解析:明矾中Al3+水解显酸性,小苏打(NaHCO3)中HCO水解显碱性,二者水解都促进了水的电离。
答案:酸 Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+ 碱 HCO+H2O??H2CO3+OH- 促进
1.在盐类的水解过程中,下列叙述正确的是( )
A.盐的电离平衡被破坏 B.水的电离平衡被破坏
C.没有能量的变化 D.溶液的pH一定变大
解析:选B 盐类水解促进了水的电离。
2.下列变化不属于盐类水解反应的是( )
①NH3+H2O??NH+OH-
②HCO+H2O??H2CO3+OH-
③HCO+H2O??H3O++CO
④Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
⑤CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
⑥NH+2H2O??NH3·H2O+H3O+
A.①③⑤ B.②③⑤
C.①④⑤ D.①③
解析:选A ①、③是电离方程式,⑤是酸碱中和反应的离子方程式。
3.有下列盐:①FeCl3,②CH3COONa,③NaCl,其水溶液的pH由大到小排列正确的是( )
A.①>③>② B.②>③>①
C.③>②>① D.①>②>③
解析:选B 在水溶液中FeCl3水解显酸性;CH3COONa水解显碱性;NaCl不水解,显中性。
4.25 ℃时,某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-5mol·L-1,下列说法一定正确的是( )
A.该溶液的溶质是碱 B.该溶液显碱性
C.该溶液的溶质是酸 D.该溶液的溶质是盐
解析:选D 由水电离出的c(H+)=1×10-5 mol·L-1>10-7 mol·L-1,可知水的电离受到了促进,加入的物质应该是能发生水解的盐,则溶液可能显酸性,也可能显碱性。
5.下列物质的溶液中,所含离子种类最多的是( )
A.Na2S B.Na3PO4
C.Na2CO3 D.AlCl3
解析:选B Na3PO4所含离子种类最多,因它的水解有三级:
PO+H2O??HPO+OH-
HPO+H2O??H2PO+OH-
H2PO+H2O??H3PO4+OH-
再加水的电离H2O??H++OH-,所以磷酸钠溶液中,除Na+外还有五种离子:PO、HPO、H2PO、H+、OH-。
6.物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,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.HZ>HY>HX
C.HX>HY>HZ D.HY>HZ>HX
解析:选C 三种盐的阳离子都是Na+,当物质的量浓度相同时,溶液的pH分别为8、9、10,碱性逐渐增强,也就是X-、Y-、Z-的水解程度依次增大。因为越容易水解的弱酸根对应的酸的酸性越弱,因此三种酸的酸性由强到弱的顺序为HX、HY、HZ。
7.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.酸的强弱: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:选D 强碱弱酸盐的水溶液呈碱性,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大,说明HCN的酸性比HClO弱。
8.有①Na2CO3溶液 ②CH3COONa溶液 ③NaOH溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.3种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
解析:选C A项,等浓度时强碱的pH最大,强碱弱酸盐中对应的酸性越强,水解程度越小,HCO的酸性小于CH3COOH,所以3种溶液pH的大小顺序是③>①>②,错误;B项,稀释时,强碱的pH变化程度大,即稀释相同倍数,pH变化最大的是③,错误;C项,等体积等浓度HCl混合后,①中溶质为NaHCO3、NaCl,②中溶质为NaCl、CH3COOH,③中溶质为NaCl,而HCO水解显碱性,溶液的pH大小顺序是①>③>②,正确;D项,三种溶液的pH均为9,c(OH-)=10-5 mol·L-1,c(NaOH)=10-5 mol·L-1,但碳酸的酸性小于醋酸的酸性,所以c(CH3COONa)>c(Na2CO3)>10-5 mol·L-1,三种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是②>①>③,错误。
9.由一价离子组成的四种盐(AC、BD、AD、BC)溶液的浓度为1 mol·L-1,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液pH<7,则( )
选项
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOHAOH>BOH
AOH酸性
HC>HD
HC>HD
HCHC解析:选A 由AD溶液的pH>7,可知AOH的电离程度大于HD。由BC溶液的pH<7,可知BOH的电离程度小于HC。同理由AC、BD溶液的pH=7,可知AOH与HC、BOH与HD的电离程度相同。故有电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即HC的酸性大于HD,AOH的碱性大于BOH。
10.现有S2-、SO、NH、Al3+、Na+、SO、AlO、Fe3+、HCO、Cl-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,该离子水解呈碱性的是________。
(2)在水溶液中,该离子水解呈酸性的是________。
(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有________。
(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有________。
解析:(1)水解呈碱性的是弱酸的酸根离子:S2-、SO、AlO、HCO。
(2)水解呈酸性的是弱碱的阳离子:NH、Al3+、Fe3+。
(3)与酸和碱均不反应的是强酸的酸根离子或强碱的阳离子:Na+、SO、Cl-。
(4)与酸和碱均反应的是弱酸的酸式酸根离子:HCO。
答案:(1)S2-、SO、AlO、HCO (2)NH、Al3+、Fe3+ (3)Na+、SO、Cl- (4)HCO
1.25 ℃时,浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO)均增大
解析:选C A项,两种溶液中均存在着水的电离平衡,NaHCO3溶液中还存在:HCO??H++CO及HCO+H2O??H2CO3+OH-,Na2CO3溶液中还存在有CO+H2O??HCO+OH-,正确;B项,两种溶液中均存在Na+、CO、HCO、H2CO3、OH-、H+、H2O,正确;C项,浓度相同时,CO的水解程度大于HCO,Na2CO3溶液中c(OH-)大于NaHCO3溶液中c(OH-),错误;D项,NaHCO3溶液中加入NaOH固体:HCO+OH-===H2O+CO,c(CO)增大,Na2CO3溶液中加入NaOH,导致CO的水解平衡向左移动,c(CO)增大,正确。
2.等物质的量浓度的下列五种溶液:①CH3COOH,②(NH4)2CO3,③NaHSO4,④NaHCO3,⑤Ba(OH)2,溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是( )
A.⑤③①④② B.⑤③①②④
C.②④③①⑤ D.②④①③⑤
解析:选D 酸碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离。
3.NH4Cl溶于重水(D2O)后,产生的一水合氨和水合氢离子均正确的是( )
A.NH2D·H2O和D3O+ B.NH3·D2O和HD2O+
C.NH3·HDO和D3O+ D.NH2D·HDO和H2DO+
解析:选C NH4Cl===NH+Cl-,D2O??OD-+D+,其中,NH与OD-结合成NH3·HDO,D+与D2O结合成的水合氢离子为D3O+。
4.相同物质的量浓度的下列化合物的水溶液,按pH减小顺序排列的是( )
A.NaHSO4 CH3COONa NH4Cl NaNO3
B.NaNO3 CH3COONa NaHSO4 NH4Cl
C.CH3COONa NaNO3 NH4Cl NaHSO4
D.NaNO3 CH3COONa NH4Cl NaHSO4
解析:选C CH3COONa属强碱弱酸盐,其水解使溶液呈碱性;NaNO3属强酸强碱盐,不水解,其溶液呈中性;NH4Cl属强酸弱碱盐,其水解使溶液呈酸性;NaHSO4在水溶液中完全电离,NaHSO4===Na++H++SO,它相当于一元强酸,其水溶液呈强酸性。
5.在pH=9的NaOH溶液和CH3COONa溶液中,设由水电离出的OH-浓度分别为M和N,则M和N的关系为( )
A.M >N B.M=10-4N
C.N=10-4M D.M=N
解析:选B pH=9的氢氧化钠溶液的H+均是由水电离的,c水(H+)=c水(OH-)=10-9 mol·L-1,即M=10-9 mol·L-1;pH=9的CH3COONa溶液中c(OH-)=10-5 mol·L-1,它完全由水电离产生,即N=10-5mol·L-1,所以M=10-4N。
6.某酸HX稀溶液和某碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等,两溶液混合后,溶液的pH大于7的是( )
编号
HX
YOH
溶液的体积关系
①
强酸
强碱
V(HX)=V(YOH)
②
强酸
强碱
V(HX)③
强酸
弱碱
V(HX)=V(YOH)
④
弱酸
强碱
V(HX)=V(YOH)
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
解析:选D ①若为强酸与强碱,二者恰好完全反应,生成强碱强酸盐,溶液呈中性,pH=7,不合理;②若为强酸与强碱,碱过量,溶液呈碱性,pH>7,合理;③若为强酸与弱碱,二者恰好完全反应,生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,pH<7,不合理;④若为弱酸与强碱,二者恰好完全反应,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,pH>7,合理。
7.A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaHSO4溶液和BaCl2溶液中的一种。已知A、B溶液的pH相同,A、C溶液混合后溶液变浑浊。下列说法正确的是( )
A.D溶液的pH<7
B.C溶液中的溶质溶于水促进了水的电离
C.溶液A滴入到碳酸氢钠溶液中产生气体
D.溶液B进行焰色反应呈黄色
解析:选C 四种溶液中,NH4Cl和NaHSO4溶液呈酸性,CH3COONa溶液呈碱性,BaCl2溶液呈中性。因A、B溶液的pH相同,且A、C混合产生白色沉淀,故A为NaHSO4,B为NH4Cl,C为BaCl2,进而推知D为CH3COONa,NaHSO4能与NaHCO3反应产生CO2气体。
8.(1)向浓NH4Cl溶液中加入CaCO3粉末,发现碳酸钙逐渐溶解,同时还观察到有气泡产生,生成气体的成分是________。用离子方程式表示产生上述现象的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向浓NH4Cl溶液中加入一种单质,也会产生类似上述现象的反应,这种单质是________(填字母序号)。
A.碳 B.铜
C.镁 D.硫
解析:溶液中存在平衡:NH+H2O??NH3·H2O+H+。(1)加入CaCO3粉末时,CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,使NH水解平衡正向移动,c(NH3·H2O)增大,分解产生NH3,总反应的离子方程式为2NH+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O。(2)C、Cu、S均不能与NH水解产生的H+反应,但Mg能与H+反应生成H2。
答案:(1)CO2和NH3 2NH+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O (2)C
9.根据下列化合物:①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O、⑧H2O,回答下列问题。
(1)NH4Cl溶液显________性,用离子方程式表示原因__________________________________,其溶液中离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。
(2)常温下,pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出来的c(OH-)=________,在pH=3的CH3COOH溶液中,由水电离出来的c(H+)=________。
(3)已知纯水中存在如下平衡:H2O+H2O??H3O++OH- ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,可选择的方法是__________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4固体
B.向水中加入Na2CO3固体
C.加热至100 ℃[其中c(H+)=1×10-6 mol·L-1]
D.向水中加入(NH4)2SO4固体
(4)若将等pH、等体积的②NaOH和⑦NH3·H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH仍相等,则m________(填“<”“>”或“=”)n。
(5)除⑧H2O外,若其余7种溶液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)。
解析:(1)NH4Cl溶液显酸性,因为NH水解使溶液显酸性,NH+H2O??NH3·H2O+H+,溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)CH3COONa溶液中,CH3COO-水解促进了水的电离,使溶液显碱性,故由水电离出来的c(OH-)=mol·L-1= mol·L-1=10-3 mol·L-1。在pH=3的CH3COOH溶液中,溶液中的c(H+)=10-3 mol·L-1,c(OH-)=10-11 mol·L-1,由水电离出来的c(H+)等于溶液中的c(OH-),即水电离出来的c(H+)=10-11 mol·L-1。
(3)A项,向水中加入NaHSO4固体,其电离出的H+会抑制水的电离,使水的电离平衡向左移动;B项,向水中加入Na2CO3固体,CO水解促进水的电离,使溶液显
碱性;C项,水的电离是吸热过程,加热至100 ℃,促进了水的电离,但c(H+)=c(OH-),溶液显中性;D项,向水中加入(NH4)2SO4固体,NH水解,促进了水的电离,使溶液显酸性。故D项符合题意。
(4)加水稀释,NH3·H2O会继续电离出OH-,故稀释相同的倍数,氨水的pH会大于NaOH溶液的pH,若要使二者的pH相等,氨水应该继续稀释,故m(5)物质的量浓度相同的溶液的pH的大小顺序一般是:强碱>弱碱>强碱弱酸盐>强酸强碱盐(中性)>强酸弱碱盐>弱酸>强酸,故7种溶液按pH由大到小的顺序排列为NaOH>NH3·H2O>CH3COONa>NaCl>NH4Cl>CH3COOH>HCl,即②>⑦>⑤>①>④>⑥>③。
答案:(1)酸 NH+H2O??NH3·H2O+H+
c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
(2)10-3 mol·L-1 10-11 mol·L-1
(3)D (4)<
(5)②>⑦>⑤>①>④>⑥>③
课件25张PPT。中碱酸碱酸强酸强碱弱酸强碱强酸弱碱弱酸强碱强酸弱碱
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第三课时 溶液中微粒浓度大小的比较
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[课标要求]
掌握溶液中微粒浓度大小比较的规律和方法。
,
1.电解质溶液中的守恒关系:①电荷守恒,②物料守恒,③质子守恒。
2.酸、碱中和型离子浓度关系:
1.电解质溶液中的三个守恒关系
(1)电荷守恒关系
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2SO3溶液中存在着Na+、SO、H+、OH-、HSO,它们存在如下关系:
c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
(2)物料守恒关系
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2SO3溶液中SO能水解,故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为:
c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3)。
(3)质子守恒关系
质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时,存在H+的转移,在转移时,失去H+的物质的量与得到H+的物质的量是相等的。如在Na2SO3溶液中有关系式:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)。
2.单一溶液中微粒浓度的大小比较
(1)多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。
例如,0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子间的关系是c(H+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)>c(OH-)。
(2)多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
例如:0.1 mol·L-1 Na2S溶液中:
一级水解:S2-+H2O??HS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2O??H2S+OH-(次要)
故微粒浓度的关系为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液
①若离子的水解程度大于电离程度,溶液显碱性(如NaHCO3溶液)。
0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中存在:
水解:HCO+H2O??H2CO3+OH-(主要)
电离:HCO??H++CO(次要)
水的电离:H2O??H++OH-(极微弱)
因水解程度>电离程度
故溶液呈碱性;溶液中微粒大小关系为
c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(H+)>c(CO)。
②若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性(如NaHSO3溶液)。
0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中存在:
电离:HSO??H++SO(主要)
水解:HSO+H2O??H2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2O??H++OH-(极微弱)
因电离程度>水解程度
故溶液呈酸性,溶液中微粒大小关系为
c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3)。
1.在CH3COONa溶液中各微粒的浓度由大到小排列顺序正确的是( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
解析:选A 在CH3COONa溶液中由于CH3COO-的水解,使得c(Na+)>c(CH3COO-);并且由于水解,使溶液显碱性,故c(OH-)>c(H+);由于盐的水解程度比较小,所以c(CH3COO-)>c(OH-),即A项正确。
2.在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在着多种离子和分子,下列关系不正确的是( )
A.c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)
B.c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+c(S2-)
C.c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
D.c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
解析:选B 在电解质溶液里由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-),A项正确,B项错误;由物料守恒得:c(Na+)=2c(S2-)原,c(S2-)原=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S),即c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),C项正确;由质子守恒得:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),也可将A-C得:c(H+)=c(OH-)-c(HS-)-2c(H2S),整理得:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),D项正确。
混合溶液中微粒浓度大小的比较,根据电离程度、水解程度的相对大小分析。
(1)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的混合溶液中存在:
NH3·H2O的电离:
NH3·H2O??NH+OH-(主要)
NH的水解:NH+H2O??NH3·H2O+H+(次要)
因为电离>水解,故混合溶液呈碱性。
溶液中存在的电荷守恒式:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(OH-)>c(H+),则c(NH)>c(Cl-)。
物料守恒式:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-)
由于c(NH)>c(Cl-),则c(Cl-)>c(NH3·H2O)
故混合溶液中微粒浓度大小顺序为
c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
再如等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH的混合溶液呈酸性,溶液中微粒浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)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的混合溶液中存在:
CN-的水解:CN-+H2O??HCN+OH-(主要)
HCN的电离:HCN??H++CN-(次要)
因为水解>电离,故混合溶液呈碱性。
溶液中各微粒浓度大小顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
1.将等体积的0.2 mol·L-1CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1HNO3混合,混合溶液中微粒浓度由大到小顺序正确的是( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(NO)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(NO)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(NO)>c(H+)
D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(NO)>c(OH-)
解析:选B 反应后溶液中溶质是CH3COONa、CH3COOH和NaNO3,且浓度都是0.05 mol·L-1,c(Na+)=0.1 mol·L-1,c(NO)=0.05 mol·L-1,此时醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,故溶液中c(CH3COO-)>0.05 mol·L-1,c(H+)>c(OH-),故选B。
2.25 ℃时,在1.0 L浓度均为0.01 mol·L-1的某一元酸HA与其钠盐组成的混合溶液中,测得c(Na+)>c(A-),则下列描述中,不正确的是( )
A.该溶液的pH<7
B.HA的酸性很弱,A-水解程度较大
C.c(A-)+c(HA)=0.02 mol·L-1
D.n(A-)+n(OH-)=0.01 mol+n(H+)
解析:选A 1.0 L浓度均为0.01 mol·L-1的某一元酸HA与其钠盐组成的混合溶液中,测得c(Na+)>c(A-)可知A-的水解程度大于HA的电离程度。A项,A-的水解使溶液显碱性,错误;B项,水解程度大说明HA的酸性很弱,正确;C项,根据物料守恒知正确;D项,由电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)知,正确。
1.常温下,下列有关离子浓度及pH大小的比较正确的是( )
A.NH浓度相同的下列溶液:①(NH4)2Fe(SO4)2 ②(NH4)2CO3 ③(NH4)2SO4,溶液浓度由大到小的顺序为③>②>①
B.由pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,其离子浓度不可能是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=13的Ba(OH)2溶液与pH=1的盐酸等体积混合,混合溶液的pH>7
D.pH=12的Ba(OH)2溶液与pH=14的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH范围是13解析:选D A项,(NH4)2Fe(SO4)2中NH与Fe2+均水解产生H+,其中Fe2+的水解对NH的水解有抑制作用;(NH4)2SO4中只有NH水解;(NH4)2CO3中的NH与CO均水解,且二者的水解相互促进;当三种溶液的NH浓度相同时,盐溶液浓度最大的是(NH4)2CO3,其次是(NH4)2SO4,最后是(NH4)2Fe(SO4)2,错误。B项,pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,则c(CH3COOH)>1×10-3mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,c(NaOH)=1×10-3 mol·L-1,当两种溶液等体积混合时,酸过量,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(CH3COO-)>c(Na+),则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)的关系式成立,错误。C项,pH=13的Ba(OH)2溶液与pH=1的盐酸中c(OH-)=c(H+),二者等体积混合时,H+与OH-恰好完全中和,所得溶液呈中性,pH=7,错误。D项,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-2mol·L-1,pH=14的NaOH溶液中c(OH-)=1 mol·L-1,二者等体积混合所得溶液的c(OH-)约为0.5 mol·L-1,c(H+)约为2×10-14mol·L-1,pH范围是132.下列5种混合溶液,分别由0.1 mol·L-1的两种溶液等体积混合而成:①CH3COONa与NaHSO4,②CH3COONa与NaOH,③CH3COONa与NaCl,④CH3COONa与NaHCO3,⑤CH3COONa与NaHSO3。下列各项排序正确的是( )
A.pH:②>④>⑤>③>①
B.c(CH3COOH):①>③>⑤>④>②
C.c(CH3COO-):②>③>④>⑤>①
D.:①>⑤>③>④>②
解析:选D A项中pH的大小关系为②>④>③>⑤>①;B项中c(CH3COOH)的大小关系为①>⑤>③>④>②;C项中c(CH3COO-)的大小关系为②>④>③>⑤>①;D项中的大小关系为①>⑤>③>④>②,故正确。
[三级训练·节节过关]
1.常温下将稀NaOH溶液与稀CH3COOH溶液混合,不可能出现的结果是( )
①pH>7,且c(OH-)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
②pH>7,且c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
③pH<7,且c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
④pH=7,且c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选D ①溶液为碱性,但根据电荷守恒,当c(OH-)>c(Na+)时,c(CH3COO-)2.下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 pH<7的NaHSO3溶液中:
c(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
B.10 mL 0.5 mol·L-1CH3COONa溶液与10 mL 1 mol·L-1盐酸混合:c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.在NaHCO3溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+c(CO)
D.c(NH)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2CO3溶液和NH4Cl溶液:c[(NH4)2CO3]解析:选B A项,NaHSO3溶液呈酸性,说明HSO的电离程度大于其水解程度,故c(SO)>c(H2SO3),A项错误;B项,混合溶液中有等物质的量的CH3COOH、HCl和NaCl,其中HCl和NaCl完全电离,CH3COOH未完全电离,故溶液中各离子浓度的关系是正确的;C项,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO),C项错误;D项,(NH4)2CO3溶液中CO的水解会促进NH的水解,使NH的浓度进一步减小,故若(NH4)2SO4溶液与(NH4)2CO3溶液中的c(NH)相等,则c[(NH4)2CO3]>c[(NH4)2SO4],D项错误。
3.根据下表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是( )
化学式
电离常数
HClO
Ka=3×10-8 mol·L-1
H2CO3
Ka1=4.3×10-7 mol·L-1
Ka2=5.6×10-11 mol·L-1
A.c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)
B.c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-)
C.c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)
D.c(ClO-)>c(HCO)>c(H+)
解析:选B A项,HCO在水溶液中既有电离也有水解,根据溶液呈现电中性,电荷守恒式:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)+2c(CO),错误;B项,电离常数越大,酸性越强,得知:ClO-比HCO弱,ClO-水解程度比HCO强,c(HCO)>c(ClO-),水解的程度是微弱的,有c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-),正确;C项,根据物料守恒,c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO),错误;D项,根据选项B的分析,应是c(HCO)>c(ClO-),错误。
4.已知某溶液中只存在OH-、H+、CH3COO-、Na+四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
②c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
③c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
④c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是________,上述四种离子浓度的大小顺序为________(填编号)。
(2)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好反应,则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaOH)________c(CH3COOH)(填“大于”“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系是c(H+)________c(OH-)。
(3)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好是中性,则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaOH)________c(CH3COOH)(填“大于”“小于”或“等于”),混合后溶液中的各离子浓度的大小关系为______________________。
解析:(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是CH3COONa,该盐是强碱弱酸盐,由于CH3COO-发生水解反应消耗水电离产生的H+,破坏了水的电离平衡,当最终达到平衡时,溶液显碱性c(H+)c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),①正确。(2)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好反应,则混合前两溶液的物质的量相等,浓度也相等,故c(NaOH)=c(CH3COOH),由于碱是强碱,完全电离,酸是弱酸,部分电离,混合前c(H+)小于c(OH-)。(3)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好是中性,若二者的物质的量相等,二者恰好完全反应,得到的是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,所以要使溶液显中性,c(NaOH)小于c(CH3COOH)。根据电荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(H+)=c(OH-),c(CH3COO-)=c(Na+),强电解质盐的电离大于弱电解质水的电离作用,所以溶液中各离子浓度大小关系为c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)。
答案:(1)醋酸钠 ① (2)等于 小于 (3)小于 c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
1.常温下0.1 mol·L-1的下列溶液中c(NH)最大的是( )
A.NH4Al(SO4)2 B.NH4Cl
C.NH3·H2O D.CH3COONH4
解析:选A NH3·H2O为弱碱, 电离产生NH,但其电离程度很小,故c(NH)很小;A、B、D三项中均存在NH+H2O??NH3·H2O+H+,而A项中Al3+也水解显酸性,抑制了NH的水解,C项中Cl-对NH水解无影响,D项中CH3COO-水解显碱性,促进NH水解,故A项中c(NH)最大。
2.在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是( )
A.c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Cl-)=c(NH)=c(H+)=c(OH-)
D.c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
解析:选A NH少量发生水解,NH+H2O??NH3·H2O+H+,溶液呈酸性,则可得如下关系式c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),选项B、C、D错误,A正确。
3.已知HCN的电离常数K=6.2×10-10。用物质的量都是0.1 mol的HCN和NaCN混合配成1 L溶液,经测定溶液呈碱性。则下列关系式正确的是( )
A.c(CN-)>c(Na+)
B.c(CN-)>c(HCN)
C.c(HCN)+c(CN-)=0.2 mol·L-1
D.c(CN-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1
解析:选C HCN的电离常数为6.0×10-10,说明HCN为弱酸。A项,0.1 mol的HCN和NaCN混合后配成1 L溶液,经测定溶液呈碱性,说明CN-的水解大于HCN的电离,因此c(Na+)>c(CN-),错误;B项,因水解大于电离,因此c(CN-)0.1 mol·L-1,错误。
4.下列电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
B.在0.1 mol·L-1NaClO溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HClO)
C.某温度下,CH3COOH溶液中滴入NaOH溶液,使溶液pH=7时:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.已知酸性:HCOOH>CH3COOH,相同浓度的HCOOK与CH3COONa溶液中c(K+)-c(HCOO-)>c(Na+)-c(CH3COO-)
解析:选B A项,NaHCO3溶液中HCO的水解大于电离,所以水解产生的c(H2CO3)大于电离出的c(CO),错误;B项,根据质子守恒,正确;C项,没有说明溶液的温度是否为常温,则pH=7不一定呈中性,c(H+)与c(OH-)不能比较,错误;D项,已知酸性:HCOOH>CH3COOH,所以HCOO-水解程度小于CH3COO-水解程度,在等浓度的HCOOK和CH3COONa溶液中c(K+)=c(Na+),c(HCOO-)>c(CH3COO-),所以c(K+)-c(HCOO-)5.下列溶液中微粒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:选C 根据电荷守恒,pH=7时,c(H+)=c(OH-),则c(NH)=c(Cl-),A项错误;B项,若酸为强酸则正确,若酸为弱酸则溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),错误;盐的水解程度比较小,主要的还是盐的电离,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),H2S前少了系数,D项错误。
6.已知某温度下0.1 mol·L-1的NaHB(强电解质)溶液中c(H+)>c(OH-),则下列关系一定正确的是( )
A.c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-)
B.c(Na+)=0.1 mol·L-1≥c(B2-)
C.HB-的水解方程式为HB-+H2O??B2-+H3O+
D.在该盐的溶液中,离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选B 首先根据题意NaHB是强电解质可知,NaHB===Na++HB-,而HB-是否完全电离不能确定,由溶液中c(H+)>c(OH-)可知,溶液中HB-的电离程度大于其水解程度。A项,应该是电荷守恒,但阳离子缺少H+,错误;B项,c(Na+)=0.1 mol·L-1,属于元素守恒,但HB-不能确定是否完全电离,因此0.1 mol·L-1≥c(B2-),正确;C项,该方程式是HB-的电离方程式,而不是水解方程式,错误;D项,离子浓度大小的顺序应为c(Na+)>c(HB-)>c(H+)>c(B2-)>c(OH-),因为H+既有由HB-电离的,也有由H2O电离的,错误。
7.25 ℃时,在25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中逐渐加入0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液,混合溶液pH的变化曲线如图所示,下列分析结论正确的是( )
A.a=12.5,且混合溶液pH=7
B.对应曲线上E、F之间的任何一点,溶液中都有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.P点时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.K点时,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
解析:选D A项,当加入12.5 mL CH3COOH时,正好生成CH3COONa溶液,由于CH3COO-的水解而呈碱性,故pH>7,错误;B项,E、F之间的某一点,可能是NaOH远远过量的情况,这样就会使c(OH-)>c(CH3COO-),错误;C项,P点不一定呈中性,可能呈酸性,错误;D项,K点是生成的CH3COONa和过量的CH3COOH等物质的量的情况,正确。
8.将0.2 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(A-),则:
(1)混合溶液中c(A-)______c(HA)(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)混合溶液中c(HA)+c(A-)______0.1 mol·L-1。
(3)混合溶液中,由水电离出的c(OH-)______0.2 mol·L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)。
(4)25 ℃时,如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则HA的电离程度______NaA的水解程度。
解析:(1)将0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1。NaOH溶液等体积混合时,溶质为等物质的量的HA和NaA,由于c(Na+)>c(A-),说明A-的水解能力大于HA的电离能力,使得c(HA)>c(A-)。(2)通过物料守恒及等体积混合后浓度减半可知,c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1。(3)混合溶液中由于NaA的存在,促进水的电离,而0.2 mol·L-1HA溶液中水的电离受到抑制,因此前者由水电离产生的c(OH-)大于后者由水电离产生的c(H+)。(4)如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HA和NaA,混合溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度。
答案:(1)< (2)= (3)> (4)>
9.(1)常温下,有A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、盐酸和NaNO3溶液中的一种。已知A、B的水溶液中水的电离程度相同,A、C溶液的pH相同。
则:B是________溶液,C是________。
(2)已知某溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有以下几种
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
则:
(Ⅰ)上述关系一定不正确的是________(填序号)。
(Ⅱ)若溶液中只有一种溶质,则该溶液中离子浓度的大小关系为________(填序号)。
(Ⅲ)若四种离子浓度关系有c(NH)=c(Cl-),则该溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
解析:(1)CH3COONa溶液中水的电离受到促进,溶液显碱性;NH4Cl溶液中水的电离受到促进,溶液显酸性;盐酸中水的电离受到抑制,溶液显酸性;NaNO3溶液中水的电离不受影响,溶液显中性,所以A、B、C、D分别为NH4Cl、CH3COONa、盐酸、NaNO3。
(2)溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子时,c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)一定不存在,因为此时电荷不守恒;若溶液中只有一种溶质,则为NH4Cl溶液,该溶液中离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-);若四种离子浓度关系有c(NH)=c(Cl-),根据溶液中电荷守恒,有c(OH-)=c(H+),则该溶液显中性。
答案:(1)CH3COONa 盐酸
(2)② ① 中性
10.在25 mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
(1)写出氢氧化钠溶液与醋酸溶液反应的离子方程式______________________。
(2)该氢氧化钠溶液浓度为____________________。
(3)在B点,a____12.5 mL(填“<”“>”或“=”,下同)。
若由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合且恰好呈中性,则混合前c(NaOH)______c(CH3COOH),混合前酸中c(H+)和碱中的c(OH-)的关系:c(H+)________c(OH-)。
(4)在D点,溶液中离子浓度大小关系为__________________________________。
解析:(1)该反应离子方程式为OH-+CH3COOH===CH3COO-+H2O。
(2)开始时NaOH溶液的pH=13,c(OH-)=c(NaOH)=0.1 mol·L-1。
(3)a=12.5 mL时恰好生成醋酸钠,溶液显碱性,B点pH=7,则醋酸应过量,即a>12.5 mL;由体积相等的氢氧化钠和醋酸溶液混合而且恰好呈中性,浓度相同时溶液显碱性,则酸的浓度大,即c(NaOH)(4)D点,溶液显酸性,为醋酸钠和醋酸的混合溶液,醋酸以电离为主,则离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
答案:(1)CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O (2)0.1 mol·L-1 (3)> < <
(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
1.常温时,将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,所得溶液的离子浓度关系正确的是( )
A.c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH)>c(H+)>c(Cl-)>c(OH-)
C.c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
解析:选A pH=3的盐酸的浓度为10-3mol·L-1,而pH=11的氨水的浓度大于10-3mol·L-1,大于盐酸的浓度,故等体积混合后氨水过量,混合液中有NH4Cl===NH+Cl-①;NH3·H2O(过量的)??NH+OH-②。①式中c(NH)=c(Cl-),而溶液中c(NH)总是①、②两式电离出的c(NH)之和,故c(NH)>c(Cl-),又氨水过量溶液呈碱性,故c(OH-)>c(H+),NH3·H2O为弱电解质,电离的c(OH-)一定小于c(Cl-)。因此有c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
2.对于0.1 mol·L-1Na2SO3溶液,正确的是( )
A.升高温度,溶液pH降低
B.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+2c(HSO)+c(OH-)
D.加入少量NaOH固体,c(SO)与c(Na+)均增大
解析:选D 对于Na2SO3溶液,Na2SO3===2Na++SO、SO+H2O??HSO+OH-、HSO+H2O??H2SO3+OH-。升温能促进SO的水解,c(OH-)增大,溶液pH增大,A项错误;溶液中物料守恒式为c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),B项错误;溶液中电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),C项错误;加入NaOH固体,c(Na+)增大,平衡逆向移动,c(SO)增大,D项正确。
3.(安徽高考)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)
解析:选B A项,NH3·H2O是弱电解质,能微弱电离,溶液中c(Na+)>c(NH3·H2O)。B项,当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒式c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知c(NH)+c(H+)=c(OH-)。C项,溶液pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒式可知c(Na+)+c(NH)=c(Cl-)。D项,加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据物料守恒有c(Na+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)。
4.常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示。下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合溶液pH=7.0
C.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
D.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
解析:选C 若HA为强酸,按题意两溶液混合后,所得溶液中c(A-)=0.1 mol·L-1。由图知A-浓度小于0.1 mol·L-1,表明A-发生水解。根据水解原理,溶液中主要微粒的浓度大小关系应为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),可以判断X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+。则A、B、D项错误,C项满足物料守恒,正确。
5.下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A.物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH):(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,c(OH-)=2c(HCO)+c(H+)+c(H2CO3)
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
解析:选A A项,由于NH水解呈酸性,NH4HSO4中电离出的H+可抑制NH的水解,故NH4HSO4>NH4Cl;又1 mol (NH4)2SO4含有2 mol的NH,A正确;B项,在酸性混合液中:c(H+)>c(OH-),又溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),故c(Na+)6.(四川高考)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是( )
A.<1.0×10-7 mol·L-1
B.c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C.c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
D.c(Cl-)>c(NH)>c(HCO)>c(CO)
解析:选C 滤液中溶质的主要成分为NH4Cl和NaHCO3的混合物。A项,滤液pH<7,则c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1,常温下KW=1.0×10-14,所以<1.0×10-7 mol·L-1,A项正确;B项,由于开始加入等物质的量的NH4HCO3与NaCl,根据物料守恒可知,B项正确;C项,析出NaHCO3后,在滤液中根据电荷守恒得c(H+)+c(NH)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),因c(Na+)7.(山东高考)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如下所示。下列说法正确的是( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
解析:选D A.a点所示溶液中NaOH和HA恰好反应生成NaA,溶液的pH=8.7,呈碱性,则HA为弱酸,A-水解,则溶液中的粒子浓度:c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)。B.b点时为NaA和HA的溶液,a点NaA发生水解反应,促进了水的电离,b点HA抑制了水的电离,所以a点所示溶液中水的电离程度大于b点。C.pH=7时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。D.b点酸过量,溶液呈酸性,HA的电离程度大于NaA的水解程度,故c(A-)>c(HA)。
8.(江苏高考)室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通CO2:
c(NH)=c(HCO)+c(CO)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通NH3:
c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通SO2:
c(Na+)=2[c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
解析:选D A选项,由电荷守恒知:c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(NH)=c(HCO)+2c(CO),所以错误;B选项,由电荷守恒知c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),由物料守恒知c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),两者相减得c(NH)+c(H+)=c(SO)-c(H2SO3)+c(OH-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(NH)+c(H2SO3)=c(SO),因此c(NH)<c(SO),所以错误;C选项,由物料守恒知,在亚硫酸钠溶液中即存在该守恒式,当通入二氧化硫后,硫原子个数增多,因此原等式肯定不成立,所以错误;D选项,由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),由物料守恒知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),两式相减得c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)+c(Cl-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(CH3COOH)=c(Cl-),而溶液中的c(Na+)>c(CH3COOH),因此c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),所以正确。
9.Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)
(mol·L-1)
c(NaOH)
(mol·L-1)
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
=a
乙
0.12
0.1
=7
丙
0.2
0.1
>7
丁
0.1
0.1
=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
________________________________________________________________________。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是________。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)=____________mol·L-1。
Ⅱ.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B===H++HB-,HB-??H++B2-。
回答下列问题:
(5)在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol·L-1
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应时,HA酸性强弱取决于完全中和后盐溶液的pH,a=7时为强酸,a>7时为弱酸。(2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,由pH>7知A-的水解程度大于HA的电离程度,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。(4)据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),推导c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=10-4 mol·L-1-10-10 mol·L-1。(5)注意题干中的电离方程式,一级电离为完全电离。判断A项利用B元素的物料守恒,判断C项利用溶液中的质子守恒。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸
(2)C (3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10) (5)AC
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第二课时 影响盐类水解的因素
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[课标要求]
1.掌握影响盐类水解平衡移动的外界因素以及水解程度的变化。
2.了解盐类水解在生产生活中的应用。
3.了解盐类水解在化学实验和科学研究中的应用。
,
1.影响盐类水解的“三因素”:
(1)升高温度,促进盐类的水解。
(2)加水稀释,促进盐类的水解。
(3)加入H+,促进阴离子的水解;加入OH-,促进阳离子的水解。
2.盐溶液蒸干“两注意”:
(1)易挥发性强酸的弱碱盐溶液蒸干得到氢氧化物,灼烧得到氧化物。
(2)难挥发性强酸的弱碱盐溶液蒸干仍得到原溶质。
3.盐溶液配制“一方法”:
配制能水解的强酸弱碱盐(如FeCl3)溶液时,通常先将盐溶于相应的酸(盐酸)中,然后再加水稀释到相应浓度。
1.内因——盐本身的性质
(1)探究弱电解质的电离常数与相应盐水解程度的关系
①实例:已知HClO、CH3COOH、HNO2的电离常数分别为K1、K2、K3,且K1CH3COONa>NaNO2。
②一般情况:对于强碱弱酸盐MA,A-+H2O??HA+OH-,HA的酸性越弱,Ka越小,HA越难电离,则MA越易水解。
(2)规律
2.外因
(1)温度
①规律:升高温度,盐类水解程度增大;
②原因:盐类的水解反应ΔH>0。
(2)浓度
规律:加水稀释,盐类水解程度增大。
(3)溶液的酸碱性
①加入H+,可促进阴离子的水解,抑制阳离子的水解;
②加入OH-,可促进阳离子的水解,抑制阴离子的水解。
(4)相关离子如Na2CO3溶液中加入CaCl2或BaCl2溶液,由于CO与Ca2+或Ba2+反应,导致CO的水解平衡左移。
(5)实例:当改变下列条件时,对氯化铁水解平衡的影响情况见下表:
影响因素
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
pH
水解程度
现象
升温
右移
增大
增大
减小
增大
颜色变深
加FeCl3固体
右移
增大
增大
减小
减小
颜色变深
通HCl气体
左移
增大
增大
减小
减小
颜色变浅
加水稀释
右移
增大
减小
增大
增大
颜色变浅
加MgO
右移
减小
减小
增大
增大
生成红褐色沉淀
加NaHCO3固体
右移
减小
减小
增大
增大
生成红褐
色沉淀,有气体生成
加少量NaOH
右移
减小
减小
增大
增大
生成红褐色沉淀
[特别提醒] 水解平衡正移,但盐的离子浓度却不一定增大,如加水稀释,盐溶液的离子浓度减小。
1.在Al3++3H2O??Al(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( )
①加热 ②通入HCl ③加入适量NaOH(s) ④加入NaCl溶液
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选C 加热能使平衡向水解方向移动,c(H+)增大,pH减小,①错误; 通入HCl能增大c(H+),抑制了水解,且pH减小,②错误;加入适量NaOH(s),由于发生反应:H++OH-===H2O,引起c(H+)减小,使平衡向水解方向移动,且pH增大,③正确;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也增大,④正确。
2.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:
CO+H2O??HCO+OH-(已知H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11),下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解程度增大,即盐的水解反应的平衡常数增大
B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.加水稀释,减小
D.CO水解平衡常数Kh1=2.8×10-8
解析:选B 化学平衡常数只受温度的影响,A错误;通入的CO2与OH-反应,使平衡右移,B正确;==,加水稀释,Kh不变,但c(OH-)减小,故增大,C错误;CO的水解平衡:CO+H2O??HCO+OH-,Kh1=,上、下同乘以c(H+)得:
Kh1===≈1.78×10-4,D错误。
[方法技巧]
电离常数和水解常数之间的关系(以CH3COONa为例)CH3COOH的电离:CH3COOH??CH3COO-+H+
Ka=
CH3COONa的水解:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-
Kb=
==
由此可以得出:酸的电离常数越大,即酸性越强,对应盐的水解常数越小。
1.盐溶液的配制和保存
配制FeCl3溶液时,常将FeCl3先溶于盐酸,然后再加水稀释,通过增加溶液中的H+浓度,抑制Fe3+的水解。
2.盐类作净水剂
铝盐、铁盐等部分盐类水解生成胶体,有较强的吸附性,常用作净水剂。如明矾水解的离子方程式为Al3++3H2O??Al(OH)3(胶体)+3H+。
3.热碱水去油污
纯碱水解的离子方程式为CO+H2O??HCO+OH-。加热促进CO的水解,溶液碱性增强,去污能力增强。
4.制备胶体
向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,并加热至沸腾以促进Fe3+的水解,从而制备Fe(OH)3胶体。
5.泡沫灭火器原理
Al2(SO4)3溶液与小苏打溶液发生水解相互促进反应,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++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
1.实验室里配制FeCl3溶液,常将FeCl3固体溶解在稀盐酸中,而不是直接溶解在蒸馏水中,为什么?
提示:盐酸能抑制Fe3+的水解。
2.蒸干AlCl3水溶液并灼烧,得到的固体物质主要是什么?蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液呢?
提示:AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,加热,HCl挥发,平衡右移,得到Al(OH)3,再灼烧Al(OH)3分解,最终得到Al2O3。蒸干并灼烧Al2(SO4)3溶液得到Al2(SO4)3。
3.如何除去MgCl2溶液中混有的少量Fe3+?
提示:Fe3+水解溶液呈酸性,加入过量MgO后过滤即可。
盐类水解的应用归纳
1.判断盐溶液的酸碱性
(1)多元弱酸的强碱盐的碱性:正盐>酸式盐:
如0.1 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3。
(2)根据“谁强显谁性,两强显中性”判断。
如0.1 mol·L-1的①NaCl,②Na2CO3,③AlCl3溶液pH大小:③<①<②。
2.盐溶液的配制与贮存
配制SnCl2溶液时加入一定量盐酸抑制水解;配制CuSO4溶液时加入少量稀硫酸,抑制铜离子水解。
3.制备无水盐
有些盐(如Al2S3)遇水即水解,无法在溶液中制取,只能由单质直接反应制取(干法制取);还有些盐(如FeCl3、AlCl3)必须在蒸发过程中不断通入HCl气体,以抑制阳离子的水解,才能得到其固体。
4.合理施用化肥
普钙[Ca(H2PO4)2]、铵态氮肥不能与草木灰(K2CO3)混用。因为Ca(H2PO4)2、铵态氮肥显酸性,K2CO3水解显碱性,若混用,相互促进,易造成肥效降低。
5.除杂
如采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解,使之生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中某些金属离子。例如,不纯的KNO3溶液中常含有杂质Fe3+,可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3+。
6.某些较活泼的金属与强酸弱碱盐溶液反应
把Mg粉放入NH4Cl溶液中可产生H2,Mg+2NH+2H2O??2NH3·H2O+H2↑+Mg2+。
7.判断溶液中离子能否共存
(1)在水溶液中离子的水解若相互促进程度较小,则可以大量共存,如NH和CH3COO-、CO等。
(2)在水溶液中离子的水解若相互促进的程度很大、很彻底,则不能大量共存,如Al3+与HCO在溶液中不能共存,因发生反应Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,这类离子组合常见的有:
(3)Fe3+与S2-、HS-因发生氧化还原反应也不能大量共存。
8.判断盐溶液蒸干并灼烧后的产物
如AlCl3溶液蒸干灼烧后的产物为Al2O3。
9.制备胶体
利用Fe3+水解制备Fe(OH)3胶体。
10.泡沫灭火器原理
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
11.净水原理
可溶性铝盐、铁盐均可用于净水。
1.下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A.明矾净水
B.使用热的纯碱溶液去除油污
C.实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸
D.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
解析:选D A中明矾净水应用了Al3+水解生成的Al(OH)3胶体吸附水中的杂质,正确;B中使用热的纯碱溶液去除油污利用了加热促进CO水解使碱性增强,正确; 实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸为了抑制Fe3+的水解,正确;D中发生反应Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,与盐类水解无关,错误。
2.在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(<400 ℃)下列物质的溶液,可以得到该物质的固体的是( )
A.AlCl3 B.NaHCO3
C.MgSO4 D.KMnO4
解析:选C AlCl3发生水解,AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,加热时生成的HCl不断挥发,使上述平衡向右移动,致使不断生成Al(OH)3沉淀,最终经灼烧得到Al2O3固体;NaHCO3、KMnO4溶液蒸干后所得的NaHCO3、KMnO4固体受热分解得到Na2CO3、K2MnO4、MnO2固体;MgSO4溶液蒸干并灼烧后能得到MgSO4固体。
[方法技巧]
1.盐类水解应用的分析方法
(1)要除去Mg2+中混有的Fe3+,常用降低溶液中c(H+)的方法促进Fe3+水解,进而保证Mg2+不被消耗且Fe3+可以被除去。常用试剂:Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3等不溶于水,但溶于酸的固体物质。
(2)要除去Mg2+中混有的Fe2+,首先用氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再用(1)的方法除去Fe3+。
2.比较溶液酸碱性强弱的方法
酸越弱,对应盐的碱性越强,多元弱酸要逐级比较,一级水解>二级水解。例如,同浓度的下列盐溶液的pH由大到小的顺序是Na2CO3>NaClO>NaHCO3>CH3COONa。
3.盐溶液蒸干后产物的判断方法
加热盐溶液,需分析盐溶液水解生成的酸的性质。如果是易挥发性酸,如AlCl3、FeCl3等溶液,最终蒸干得到的是金属氢氧化物,灼烧得到金属氧化物。如果是难挥发性酸,如MgSO4、Fe2(SO4)3等溶液,最终得到它们的溶质固体。
[三级训练·节节过关]
1.向三份0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3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:选A NH、Fe3+水解使溶液呈酸性,对CH3COO-的水解有促进作用,而SO水解对CH3COO-的水解有抑制作用,故在CH3COONa溶液中加入NH4NO3、FeCl3固体时CH3COO-的浓度减小,加入Na2SO3固体时CH3COO-的浓度增大。
2.室温下,将碳酸钠溶液加热至70 ℃,其结果是( )
A.溶液中c(CO)增大
B.水的电离程度不变
C.KW(水的离子积)将变小
D.溶液的碱性增强
解析:选D 对于水解平衡CO+H2O??HCO+OH-,升高温度,平衡右移,c(CO)减小,水的电离程度增大,KW变大,溶液的碱性增强。
3.下列应用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解反应无关的是( )
A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞
B.泡沫灭火器中含有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将二者混合就可产生大量二氧化碳泡沫
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
解析:选D A项,Na2CO3水解使溶液显碱性,Na2CO3溶液中的NaOH与玻璃中的SiO2作用生成具有黏性的Na2SiO3;B项,NaHCO3与Al2(SO4)3相互促进水解:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑;C项,CO水解后溶液显碱性,能够除去油污;D项与盐类的水解无关。
4.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再加入适量的盐酸,这种试剂是( )
A.氨水 B.NaOH
C.Na2CO3 D.MgCO3
解析:选D 加入氨水或NaOH或Na2CO3时,均能引入杂质离子NH或Na+,不符合题意;因为原溶液中Fe3+水解:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,当加入MgCO3后,有MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O反应发生,消耗了H+,使水解平衡右移,生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉,最后可将Fe3+除去。
5.室温下,pH=2的某酸HnA(A为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH变为8。
(1)写出生成的正盐的化学式____________________________________________;
(2)该盐中存在着一定水解的离子,该离子的水解方程式为________________________________________________________________________;
(3)简述该混合液呈碱性的原因___________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:pH=2的酸HnA中c(H+)与pH=12的碱B(OH)m中c(OH-)相等,等体积混合后溶液pH=8,表明B(OH)m为弱碱,物质的量浓度相对较大,反应后碱过量,生成正盐BnAm或BA,其中弱碱阳离子Bm+能发生水解反应,Bm++mH2O??B(OH)m+mH+。
答案:(1)BnAm或BA (2)Bm++mH2O??B(OH)m+mH+ (3)酸与碱等体积反应,碱过量,则最后是正盐BnAm与碱B(OH)m的混合物,呈碱性
1.在一定浓度的FeCl3溶液中,存在如下水解平衡:
Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+
在此溶液中滴入饱和的FeCl3溶液,下列说法中正确的是( )
A.水解平衡正向移动
B.水解平衡逆向移动
C.溶液中H+浓度不变
D.Fe3+的水解程度增大
解析:选A 增大Fe3+浓度,水解平衡正向移动,达到平衡后溶液中H+浓度增大,但Fe3+的水解程度减小。
2.实验室在配制硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释至所需浓度,如此操作的目的是( )
A.防止硫酸铁分解 B.抑制硫酸铁水解
C.促进硫酸铁溶解 D.提高溶液的pH
解析:选B 加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。
3.为了配制NH的浓度与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 ③适量的氨水
④适量的NaOH
A.①② B.③
C.③④ D.④
解析:选B 在NH4Cl溶液中存在平衡NH+H2O??NH3·H2O+H+,为增大NH的浓度,应加入酸或NH3·H2O,①加入HCl虽然增大了H+的浓度,但也增大了Cl-的浓度,不符合题目要求。
4.生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关
C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
解析:选D A项,天然硬水是因为其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,错误;C项,惰性电极电解食盐水生成物是氢气、氢氧化钠与氯气。氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备漂白液,与水解无关,错误;D项,碳酸钠溶液中存在水解平衡CO+H2O??HCO+OH-,加入氯化钡溶液后生成碳酸钡沉淀,降低CO的浓度,溶液的碱性降低,所以红色逐渐褪去,正确。
5.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,有四位学生分别作出如下回答,其中正确的是( )
A.甲学生:将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的
B.乙学生:在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的
C.丙学生:在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的
D.丁学生:在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的
解析:选D 因硝酸铵晶体溶于水吸收热量,则不能说明盐水解为吸热反应,A错误;中和反应为放热反应,测定温度应注意隔热,且一水合氨的电离为吸热过程,不能说明盐类水解是吸热的,B错误;在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,醋酸根离子浓度增大,促进水解,溶解过程伴随热效应,则不能说明盐类水解是吸热的,C错误;在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,则升高温度促进水解,即水解反应为吸热反应,D正确。
6.下列说法正确的是( )
A.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
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C.Na2CO3溶液不可保存在带磨口塞的玻璃瓶中
D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
解析:选C A项,AlCl3与Al2(SO4)3水解方程式分别为AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,Al2(SO4)3+6H2O??2Al(OH)3+3H2SO4,加热,促进水解,由于盐酸为挥发性酸,硫酸为难挥发性酸,故前者最终产物为Al2O3,后者最终产物为Al2(SO4)3,错误;B项,将FeCl3固体溶解在硫酸中,会引入杂质SO,应溶解在盐酸中,错误;C项,Na2CO3溶液水解显碱性,能和玻璃中的SiO2反应生成具有粘性的Na2SiO3,导致瓶塞打不开,正确;D项,为了加快产生CO2的速率,泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3,错误。
7.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A.CO+H2O??HCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)??TiO2·xH2O+4HCl
用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2O??Sn(OH)Cl+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
解析:选D A项,加热使平衡向右移动,溶液碱性增强,有利于除油污;D项,根据平衡移动原理可知,向溶液中加入氢氧化钠,平衡向氯化亚锡水解的方向移动,错误。
8.25 ℃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:选D 三种溶液中都存在水解平衡:NH+H2O??NH3·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++2H2O??Fe(OH)2+2H+,c(H+)增大,抑制NH的水解。
9.(1)升高温度,使盐类的水解平衡向________移动,即升高温度________盐类的水解(填“促进”或“抑制”)。
(2)盐溶液的浓度越小,盐就越________水解,即加水______盐类的水解(填“促进”或“抑制”)。
(3)向CH3COONa溶液中加入NaOH溶液,则平衡向________移动,即加碱能________强碱弱酸盐的水解(填“促进”或“抑制”)。
(4)向NH4Cl溶液中加入CH3COONH4晶体,水解平衡向______移动。
(5)(NH4)2SO4溶液蒸干得到的固体物质是________,原因是____________________。
(6)Ba(HCO3)2溶液蒸干得到的固体物质是________,原因是___________________。
(7)Na2SO3溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是_____________________。
解析:(1)水解反应是吸热反应,升高温度,水解平衡正向移动。
(2)盐溶液加水稀释能促进水解反应,使水解正向移动。
(3)CH3COONa溶液中,加碱能抑制CH3COO-的水解,使水解逆向移动。
(4)NH4Cl溶液中加入NH,能使水解正向移动。
答案:(1)正反应方向 促进
(2)容易 促进 (3)逆反应方向 抑制 (4)正反应方向 (5)(NH4)2SO4 溶液中虽然NH水解生成NH3·H2O,但由于生成的H2SO4为不挥发性强酸,随H2SO4浓度增大,将再与NH3·H2O反应生成(NH4)2SO4
(6)BaCO3 由于在溶液中Ba(HCO3)2分解生成BaCO3、CO2和H2O,随着浓缩的不断进行,CO2不断逸出,最后剩余BaCO3
(7)Na2SO4 由于蒸发过程中Na2SO3不断被氧化,最终生成Na2SO4
10.(1)明矾可用于净水,原因是(用离子方程式表示):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
把FeCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是________。
(2)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具,原因是(用离子方程式表示):________________________________________________________________________。
(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)利用Al3++3H2O??Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮杂质从而达到净水目的;FeCl3溶液中存在FeCl3+3H2O??Fe(OH)3+3HCl,加热时HCl挥发,蒸干时得到Fe(OH)3,再灼烧得到Fe2O3。
(2)泡沫灭火器原理是利用NaHCO3与Al2(SO4)3相互促进水解造成的,反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)加热时促进CO水解,而使c(OH-)增大,去污能力增强。
(4)MgCO3与水解产生的H+反应:MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O,使水解平衡正向移动,生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉,在过滤时Fe(OH)3和未反应的MgCO3一同被除去。
答案:(1)Al3++3H2O??Al(OH)3(胶体)+3H+ Fe2O3
(2)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)CO+H2O??HCO+OH-
(4)MgCO3促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去
1.对滴有酚酞溶液的不同溶液,下列操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析:选B 滴有酚酞溶液的溶液颜色变深说明溶液呈碱性且对应操作后碱性增强。明矾溶液呈酸性;CH3COONa水解呈碱性,加热促进水解,碱性增强,符合条件;氨水是弱碱溶液,存在一水合氨的电离平衡,加入少量NH4Cl固体会抑制电离,溶液碱性减弱;小苏打溶液呈碱性,但加入少量NaCl固体对水解平衡无影响。
2.漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2O??HClO+OH-,下列措施能提高其漂白性效率的是( )
A.加H2O B.通入CO2
C.通入SO2 D.加少量NaOH
解析:选B HClO浓度越大,漂白性越强。加水,使平衡右移,但HClO浓度减小;通入CO2后消耗OH-,使平衡右移;SO2也使平衡右移,但是发生氧化还原反应,消耗HClO;加NaOH后,平衡左移。
3.下列各组离子中,在溶液中不能大量共存的是( )
A.S2-、NO、CO、K+ B.Al3+、NH、K+、SO
C.Al3+、Na+、S2-、SO D.Fe3+、Ca2+、H+、NO
解析:选C C选项中Al3+和S2-发生相互促进的水解反应而不能共存。
4.在下列有FeCl3溶液参加的反应中,与Fe3+水解有关的反应是( )
①FeCl3溶液与Cu的反应 ②将FeCl3溶液加热蒸干,并灼烧最终得到Fe2O3 ③FeCl3溶液与KI的反应 ④饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 ⑤FeCl3溶液与H2S的反应 ⑥FeCl3溶液与NaHCO3溶液的反应 ⑦配制FeCl3溶液需加入一定量的盐酸
A.①④⑥ B.②③⑤⑥
C.②④⑥⑦ D.①②③④⑤⑥⑦
解析:选C ①中发生氧化还原反应;②中加热蒸干时促进FeCl3+3H2O??Fe(OH)3+3HCl平衡向右移动,同时HCl挥发,生成Fe(OH)3灼烧时生成Fe2O3;③中发生氧化还原反应;④中反应原理利用了Fe3+的水解;⑤中发生氧化还原反应;⑥中Fe3+与HCO发生相互促进的水解反应;⑦中加入盐酸目的是抑制Fe3+水解。
5.将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,得到化学组成与原固体物质相同的是( )
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④氯化铜
A.③ B.①④
C.①②③④ D.全部
解析:选A 胆矾CuSO4·5H2O溶于水得CuSO4溶液,因硫酸难挥发、蒸发结晶再灼烧得CuSO4;AlCl3、CuCl2发生水解,AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,CuCl2+2H2O??Cu(OH)2+2HCl,加热时HCl不断挥发,平衡右移,不断生成Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,灼烧得Al2O3、CuO;Al2(SO4)3+6H2O??2Al(OH)3+3H2SO4,硫酸难挥发,最终仍得Al2(SO4)3。
6.0.1 mol·L-1的K2CO3溶液中,由于CO的水解,使得c(CO)<0.1 mol·L-1。如果要使c(CO)更接近于0.1 mol·L-1,可以采取的措施是( )
A.加入少量盐酸 B.加入适量的水
C.加入适量的KOH D.加热
解析:选C A项,发生反应:H++CO===HCO,CO浓度更小;B项和D项均促进CO水解,使CO浓度更小;C项,KOH抑制了CO的水解,C项正确。
7.欲使CH3COONa稀溶液中的值增大,可在恒温时,向溶液中加入少量下列物质中的( )
①NaOH固体 ②KOH固体 ③CH3COONa固体 ④NaHSO4固体
A.①或④ B.②或③
C.①或② D.③或④
解析:选B 在CH3COONa溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-。①加入少量NaOH固体,c(Na+)增大,c(OH-)增大,平衡左移,c(CH3COO-)也增大,但c(CH3COO-)增大的倍数比c(Na+)增大的倍数小,因此减小;②加入KOH固体,c(OH-)增大,平衡左移,所以增大;③加入CH3COONa固体,则相当于CH3COONa稀溶液变为浓溶液,而根据“稀释促进水解”可知在浓溶液中,将增大;④加入NaHSO4固体促进了水解,使c(CH3COO-)减小,c(Na+)增大,则减小。
8.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,调节滤液的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为________________________
________________________________________________________________________。
(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)根据框图,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;(2)结合提示,调节pH至4~5,使Fe3+全部沉淀,同样不引进新杂质,所以Y最好为CuO或Cu(OH)2;(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解,为抑制其水解,根据Cu2++2H2O??Cu(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 Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
(2)调节溶液酸性,使pH为4~5,且不引进新杂质 CuO或Cu(OH)2
(3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干
9.10 ℃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,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
乙同学认为,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。
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________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液 D.澄清的石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH______(填“高于”“低于”或“等于”)8.3,则______(填“甲”或“乙”)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”)判断是错误的,理由是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:乙同学推断NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,因溶液碱性增强,故后者水解程度大于前者;丙同学加入足量的试剂X,目的是检验溶液中碳酸根离子的存在,A、D均为碱,加入后无论是否存在碳酸根离子均会产生沉淀,不能说明问题,C中NaOH是强碱,不能产生沉淀,故只能加入BaCl2溶液,若产生沉淀,则说明存在碳酸根离子,即乙同学观点正确;反之,则乙同学观点不正确;将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH=8.3,说明降温,水解平衡逆向移动,恢复到原来状态,故说明甲同学观点正确;通过查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,而常压下水溶液的温度达不到150 ℃,故NaHCO3不会分解,说明乙同学观点错误。
答案:HCO+H2O??H2CO3+OH- 大于
(1)乙 B (2)等于 甲
(3)乙 常压下加热NaHCO3的水溶液,溶液的温度达不到150 ℃
课件33张PPT。右右左减小减小减小深深浅右增大浅右增大红褐色沉淀右增大红褐色沉淀气体右增大红褐色沉淀
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(二十一)”
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课时跟踪检测(二十一) 影响盐类水解的因素
1.在一定浓度的FeCl3溶液中,存在如下水解平衡:
Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+
在此溶液中滴入饱和的FeCl3溶液,下列说法中正确的是( )
A.水解平衡正向移动
B.水解平衡逆向移动
C.溶液中H+浓度不变
D.Fe3+的水解程度增大
解析:选A 增大Fe3+浓度,水解平衡正向移动,达到平衡后溶液中H+浓度增大,但Fe3+的水解程度减小。
2.实验室在配制硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释至所需浓度,如此操作的目的是( )
A.防止硫酸铁分解 B.抑制硫酸铁水解
C.促进硫酸铁溶解 D.提高溶液的pH
解析:选B 加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。
3.为了配制NH的浓度与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 ③适量的氨水
④适量的NaOH
A.①② B.③
C.③④ D.④
解析:选B 在NH4Cl溶液中存在平衡NH+H2O??NH3·H2O+H+,为增大NH的浓度,应加入酸或NH3·H2O,①加入HCl虽然增大了H+的浓度,但也增大了Cl-的浓度,不符合题目要求。
4.生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关
C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
解析:选D A项,天然硬水是因为其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,错误;C项,惰性电极电解食盐水生成物是氢气、氢氧化钠与氯气。氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备漂白液,与水解无关,错误;D项,碳酸钠溶液中存在水解平衡CO+H2O??HCO+OH-,加入氯化钡溶液后生成碳酸钡沉淀,降低CO的浓度,溶液的碱性降低,所以红色逐渐褪去,正确。
5.要求设计实验证明某种盐的水解是吸热的,有四位学生分别作出如下回答,其中正确的是( )
A.甲学生:将硝酸铵晶体溶于水,若水温下降,说明硝酸铵水解是吸热的
B.乙学生:在盐酸中加入相同温度的氨水,若实验过程中混合液温度下降,说明盐类水解是吸热的
C.丙学生:在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,若溶液温度下降,说明盐类水解是吸热的
D.丁学生:在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,说明盐类水解是吸热的
解析:选D 因硝酸铵晶体溶于水吸收热量,则不能说明盐水解为吸热反应,A错误;中和反应为放热反应,测定温度应注意隔热,且一水合氨的电离为吸热过程,不能说明盐类水解是吸热的,B错误;在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体,醋酸根离子浓度增大,促进水解,溶解过程伴随热效应,则不能说明盐类水解是吸热的,C错误;在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液,加热后若红色加深,则升高温度促进水解,即水解反应为吸热反应,D正确。
6.下列说法正确的是( )
A.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
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C.Na2CO3溶液不可保存在带磨口塞的玻璃瓶中
D.泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝
解析:选C A项,AlCl3与Al2(SO4)3水解方程式分别为AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,Al2(SO4)3+6H2O??2Al(OH)3+3H2SO4,加热,促进水解,由于盐酸为挥发性酸,硫酸为难挥发性酸,故前者最终产物为Al2O3,后者最终产物为Al2(SO4)3,错误;B项,将FeCl3固体溶解在硫酸中,会引入杂质SO,应溶解在盐酸中,错误;C项,Na2CO3溶液水解显碱性,能和玻璃中的SiO2反应生成具有粘性的Na2SiO3,导致瓶塞打不开,正确;D项,为了加快产生CO2的速率,泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3,错误。
7.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A.CO+H2O??HCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)??TiO2·xH2O+4HCl
用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2O??Sn(OH)Cl+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
解析:选D A项,加热使平衡向右移动,溶液碱性增强,有利于除油污;D项,根据平衡移动原理可知,向溶液中加入氢氧化钠,平衡向氯化亚锡水解的方向移动,错误。
8.25 ℃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:选D 三种溶液中都存在水解平衡:NH+H2O??NH3·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++2H2O??Fe(OH)2+2H+,c(H+)增大,抑制NH的水解。
9.(1)升高温度,使盐类的水解平衡向________移动,即升高温度________盐类的水解(填“促进”或“抑制”)。
(2)盐溶液的浓度越小,盐就越________水解,即加水______盐类的水解(填“促进”或“抑制”)。
(3)向CH3COONa溶液中加入NaOH溶液,则平衡向________移动,即加碱能________强碱弱酸盐的水解(填“促进”或“抑制”)。
(4)向NH4Cl溶液中加入CH3COONH4晶体,水解平衡向______移动。
(5)(NH4)2SO4溶液蒸干得到的固体物质是________,原因是____________________。
(6)Ba(HCO3)2溶液蒸干得到的固体物质是________,原因是___________________。
(7)Na2SO3溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是_____________________。
解析:(1)水解反应是吸热反应,升高温度,水解平衡正向移动。
(2)盐溶液加水稀释能促进水解反应,使水解正向移动。
(3)CH3COONa溶液中,加碱能抑制CH3COO-的水解,使水解逆向移动。
(4)NH4Cl溶液中加入NH,能使水解正向移动。
答案:(1)正反应方向 促进
(2)容易 促进 (3)逆反应方向 抑制 (4)正反应方向 (5)(NH4)2SO4 溶液中虽然NH水解生成NH3·H2O,但由于生成的H2SO4为不挥发性强酸,随H2SO4浓度增大,将再与NH3·H2O反应生成(NH4)2SO4
(6)BaCO3 由于在溶液中Ba(HCO3)2分解生成BaCO3、CO2和H2O,随着浓缩的不断进行,CO2不断逸出,最后剩余BaCO3
(7)Na2SO4 由于蒸发过程中Na2SO3不断被氧化,最终生成Na2SO4
10.(1)明矾可用于净水,原因是(用离子方程式表示):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
把FeCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是________。
(2)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理:_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具,原因是(用离子方程式表示):________________________________________________________________________。
(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)利用Al3++3H2O??Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮杂质从而达到净水目的;FeCl3溶液中存在FeCl3+3H2O??Fe(OH)3+3HCl,加热时HCl挥发,蒸干时得到Fe(OH)3,再灼烧得到Fe2O3。
(2)泡沫灭火器原理是利用NaHCO3与Al2(SO4)3相互促进水解造成的,反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)加热时促进CO水解,而使c(OH-)增大,去污能力增强。
(4)MgCO3与水解产生的H+反应:MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O,使水解平衡正向移动,生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉,在过滤时Fe(OH)3和未反应的MgCO3一同被除去。
答案:(1)Al3++3H2O??Al(OH)3(胶体)+3H+ Fe2O3
(2)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)CO+H2O??HCO+OH-
(4)MgCO3促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去
1.对滴有酚酞溶液的不同溶液,下列操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析:选B 滴有酚酞溶液的溶液颜色变深说明溶液呈碱性且对应操作后碱性增强。明矾溶液呈酸性;CH3COONa水解呈碱性,加热促进水解,碱性增强,符合条件;氨水是弱碱溶液,存在一水合氨的电离平衡,加入少量NH4Cl固体会抑制电离,溶液碱性减弱;小苏打溶液呈碱性,但加入少量NaCl固体对水解平衡无影响。
2.漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2O??HClO+OH-,下列措施能提高其漂白性效率的是( )
A.加H2O B.通入CO2
C.通入SO2 D.加少量NaOH
解析:选B HClO浓度越大,漂白性越强。加水,使平衡右移,但HClO浓度减小;通入CO2后消耗OH-,使平衡右移;SO2也使平衡右移,但是发生氧化还原反应,消耗HClO;加NaOH后,平衡左移。
3.下列各组离子中,在溶液中不能大量共存的是( )
A.S2-、NO、CO、K+ B.Al3+、NH、K+、SO
C.Al3+、Na+、S2-、SO D.Fe3+、Ca2+、H+、NO
解析:选C C选项中Al3+和S2-发生相互促进的水解反应而不能共存。
4.在下列有FeCl3溶液参加的反应中,与Fe3+水解有关的反应是( )
①FeCl3溶液与Cu的反应 ②将FeCl3溶液加热蒸干,并灼烧最终得到Fe2O3 ③FeCl3溶液与KI的反应 ④饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体 ⑤FeCl3溶液与H2S的反应 ⑥FeCl3溶液与NaHCO3溶液的反应 ⑦配制FeCl3溶液需加入一定量的盐酸
A.①④⑥ B.②③⑤⑥
C.②④⑥⑦ D.①②③④⑤⑥⑦
解析:选C ①中发生氧化还原反应;②中加热蒸干时促进FeCl3+3H2O??Fe(OH)3+3HCl平衡向右移动,同时HCl挥发,生成Fe(OH)3灼烧时生成Fe2O3;③中发生氧化还原反应;④中反应原理利用了Fe3+的水解;⑤中发生氧化还原反应;⑥中Fe3+与HCO发生相互促进的水解反应;⑦中加入盐酸目的是抑制Fe3+水解。
5.将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,得到化学组成与原固体物质相同的是( )
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④氯化铜
A.③ B.①④
C.①②③④ D.全部
解析:选A 胆矾CuSO4·5H2O溶于水得CuSO4溶液,因硫酸难挥发、蒸发结晶再灼烧得CuSO4;AlCl3、CuCl2发生水解,AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,CuCl2+2H2O??Cu(OH)2+2HCl,加热时HCl不断挥发,平衡右移,不断生成Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,灼烧得Al2O3、CuO;Al2(SO4)3+6H2O??2Al(OH)3+3H2SO4,硫酸难挥发,最终仍得Al2(SO4)3。
6.0.1 mol·L-1的K2CO3溶液中,由于CO的水解,使得c(CO)<0.1 mol·L-1。如果要使c(CO)更接近于0.1 mol·L-1,可以采取的措施是( )
A.加入少量盐酸 B.加入适量的水
C.加入适量的KOH D.加热
解析:选C A项,发生反应:H++CO===HCO,CO浓度更小;B项和D项均促进CO水解,使CO浓度更小;C项,KOH抑制了CO的水解,C项正确。
7.欲使CH3COONa稀溶液中的值增大,可在恒温时,向溶液中加入少量下列物质中的( )
①NaOH固体 ②KOH固体 ③CH3COONa固体 ④NaHSO4固体
A.①或④ B.②或③
C.①或② D.③或④
解析:选B 在CH3COONa溶液中存在水解平衡CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-。①加入少量NaOH固体,c(Na+)增大,c(OH-)增大,平衡左移,c(CH3COO-)也增大,但c(CH3COO-)增大的倍数比c(Na+)增大的倍数小,因此减小;②加入KOH固体,c(OH-)增大,平衡左移,所以增大;③加入CH3COONa固体,则相当于CH3COONa稀溶液变为浓溶液,而根据“稀释促进水解”可知在浓溶液中,将增大;④加入NaHSO4固体促进了水解,使c(CH3COO-)减小,c(Na+)增大,则减小。
8.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,调节滤液的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为________________________
________________________________________________________________________。
(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)根据框图,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;(2)结合提示,调节pH至4~5,使Fe3+全部沉淀,同样不引进新杂质,所以Y最好为CuO或Cu(OH)2;(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解,为抑制其水解,根据Cu2++2H2O??Cu(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 Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
(2)调节溶液酸性,使pH为4~5,且不引进新杂质 CuO或Cu(OH)2
(3)通入HCl气体(或加入盐酸),并不断搅拌且不能蒸干
9.10 ℃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,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
乙同学认为,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。
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________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液 D.澄清的石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH______(填“高于”“低于”或“等于”)8.3,则______(填“甲”或“乙”)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”)判断是错误的,理由是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:乙同学推断NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,因溶液碱性增强,故后者水解程度大于前者;丙同学加入足量的试剂X,目的是检验溶液中碳酸根离子的存在,A、D均为碱,加入后无论是否存在碳酸根离子均会产生沉淀,不能说明问题,C中NaOH是强碱,不能产生沉淀,故只能加入BaCl2溶液,若产生沉淀,则说明存在碳酸根离子,即乙同学观点正确;反之,则乙同学观点不正确;将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH=8.3,说明降温,水解平衡逆向移动,恢复到原来状态,故说明甲同学观点正确;通过查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,而常压下水溶液的温度达不到150 ℃,故NaHCO3不会分解,说明乙同学观点错误。
答案:HCO+H2O??H2CO3+OH- 大于
(1)乙 B (2)等于 甲
(3)乙 常压下加热NaHCO3的水溶液,溶液的温度达不到150 ℃
课时跟踪检测(二十二) 溶液中微粒浓度大小的比较
1.常温下0.1 mol·L-1的下列溶液中c(NH)最大的是( )
A.NH4Al(SO4)2 B.NH4Cl
C.NH3·H2O D.CH3COONH4
解析:选A NH3·H2O为弱碱, 电离产生NH,但其电离程度很小,故c(NH)很小;A、B、D三项中均存在NH+H2O??NH3·H2O+H+,而A项中Al3+也水解显酸性,抑制了NH的水解,C项中Cl-对NH水解无影响,D项中CH3COO-水解显碱性,促进NH水解,故A项中c(NH)最大。
2.在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是( )
A.c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Cl-)=c(NH)=c(H+)=c(OH-)
D.c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
解析:选A NH少量发生水解,NH+H2O??NH3·H2O+H+,溶液呈酸性,则可得如下关系式c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),选项B、C、D错误,A正确。
3.已知HCN的电离常数K=6.2×10-10。用物质的量都是0.1 mol的HCN和NaCN混合配成1 L溶液,经测定溶液呈碱性。则下列关系式正确的是( )
A.c(CN-)>c(Na+)
B.c(CN-)>c(HCN)
C.c(HCN)+c(CN-)=0.2 mol·L-1
D.c(CN-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1
解析:选C HCN的电离常数为6.0×10-10,说明HCN为弱酸。A项,0.1 mol的HCN和NaCN混合后配成1 L溶液,经测定溶液呈碱性,说明CN-的水解大于HCN的电离,因此c(Na+)>c(CN-),错误;B项,因水解大于电离,因此c(CN-)0.1 mol·L-1,错误。
4.下列电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
B.在0.1 mol·L-1NaClO溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HClO)
C.某温度下,CH3COOH溶液中滴入NaOH溶液,使溶液pH=7时:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.已知酸性:HCOOH>CH3COOH,相同浓度的HCOOK与CH3COONa溶液中c(K+)-c(HCOO-)>c(Na+)-c(CH3COO-)
解析:选B A项,NaHCO3溶液中HCO的水解大于电离,所以水解产生的c(H2CO3)大于电离出的c(CO),错误;B项,根据质子守恒,正确;C项,没有说明溶液的温度是否为常温,则pH=7不一定呈中性,c(H+)与c(OH-)不能比较,错误;D项,已知酸性:HCOOH>CH3COOH,所以HCOO-水解程度小于CH3COO-水解程度,在等浓度的HCOOK和CH3COONa溶液中c(K+)=c(Na+),c(HCOO-)>c(CH3COO-),所以c(K+)-c(HCOO-)5.下列溶液中微粒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:选C 根据电荷守恒,pH=7时,c(H+)=c(OH-),则c(NH)=c(Cl-),A项错误;B项,若酸为强酸则正确,若酸为弱酸则溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),错误;盐的水解程度比较小,主要的还是盐的电离,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),H2S前少了系数,D项错误。
6.已知某温度下0.1 mol·L-1的NaHB(强电解质)溶液中c(H+)>c(OH-),则下列关系一定正确的是( )
A.c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)+c(OH-)
B.c(Na+)=0.1 mol·L-1≥c(B2-)
C.HB-的水解方程式为HB-+H2O??B2-+H3O+
D.在该盐的溶液中,离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选B 首先根据题意NaHB是强电解质可知,NaHB===Na++HB-,而HB-是否完全电离不能确定,由溶液中c(H+)>c(OH-)可知,溶液中HB-的电离程度大于其水解程度。A项,应该是电荷守恒,但阳离子缺少H+,错误;B项,c(Na+)=0.1 mol·L-1,属于元素守恒,但HB-不能确定是否完全电离,因此0.1 mol·L-1≥c(B2-),正确;C项,该方程式是HB-的电离方程式,而不是水解方程式,错误;D项,离子浓度大小的顺序应为c(Na+)>c(HB-)>c(H+)>c(B2-)>c(OH-),因为H+既有由HB-电离的,也有由H2O电离的,错误。
7.25 ℃时,在25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中逐渐加入0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液,混合溶液pH的变化曲线如图所示,下列分析结论正确的是( )
A.a=12.5,且混合溶液pH=7
B.对应曲线上E、F之间的任何一点,溶液中都有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.P点时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
D.K点时,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
解析:选D A项,当加入12.5 mL CH3COOH时,正好生成CH3COONa溶液,由于CH3COO-的水解而呈碱性,故pH>7,错误;B项,E、F之间的某一点,可能是NaOH远远过量的情况,这样就会使c(OH-)>c(CH3COO-),错误;C项,P点不一定呈中性,可能呈酸性,错误;D项,K点是生成的CH3COONa和过量的CH3COOH等物质的量的情况,正确。
8.将0.2 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(A-),则:
(1)混合溶液中c(A-)______c(HA)(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)混合溶液中c(HA)+c(A-)______0.1 mol·L-1。
(3)混合溶液中,由水电离出的c(OH-)______0.2 mol·L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)。
(4)25 ℃时,如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则HA的电离程度______NaA的水解程度。
解析:(1)将0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1。NaOH溶液等体积混合时,溶质为等物质的量的HA和NaA,由于c(Na+)>c(A-),说明A-的水解能力大于HA的电离能力,使得c(HA)>c(A-)。(2)通过物料守恒及等体积混合后浓度减半可知,c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1。(3)混合溶液中由于NaA的存在,促进水的电离,而0.2 mol·L-1HA溶液中水的电离受到抑制,因此前者由水电离产生的c(OH-)大于后者由水电离产生的c(H+)。(4)如果取0.2 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HA和NaA,混合溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度。
答案:(1)< (2)= (3)> (4)>
9.(1)常温下,有A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、盐酸和NaNO3溶液中的一种。已知A、B的水溶液中水的电离程度相同,A、C溶液的pH相同。
则:B是________溶液,C是________。
(2)已知某溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有以下几种
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
则:
(Ⅰ)上述关系一定不正确的是________(填序号)。
(Ⅱ)若溶液中只有一种溶质,则该溶液中离子浓度的大小关系为________(填序号)。
(Ⅲ)若四种离子浓度关系有c(NH)=c(Cl-),则该溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
解析:(1)CH3COONa溶液中水的电离受到促进,溶液显碱性;NH4Cl溶液中水的电离受到促进,溶液显酸性;盐酸中水的电离受到抑制,溶液显酸性;NaNO3溶液中水的电离不受影响,溶液显中性,所以A、B、C、D分别为NH4Cl、CH3COONa、盐酸、NaNO3。
(2)溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子时,c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)一定不存在,因为此时电荷不守恒;若溶液中只有一种溶质,则为NH4Cl溶液,该溶液中离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-);若四种离子浓度关系有c(NH)=c(Cl-),根据溶液中电荷守恒,有c(OH-)=c(H+),则该溶液显中性。
答案:(1)CH3COONa 盐酸
(2)② ① 中性
10.在25 mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
(1)写出氢氧化钠溶液与醋酸溶液反应的离子方程式______________________。
(2)该氢氧化钠溶液浓度为____________________。
(3)在B点,a____12.5 mL(填“<”“>”或“=”,下同)。
若由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合且恰好呈中性,则混合前c(NaOH)______c(CH3COOH),混合前酸中c(H+)和碱中的c(OH-)的关系:c(H+)________c(OH-)。
(4)在D点,溶液中离子浓度大小关系为__________________________________。
解析:(1)该反应离子方程式为OH-+CH3COOH===CH3COO-+H2O。
(2)开始时NaOH溶液的pH=13,c(OH-)=c(NaOH)=0.1 mol·L-1。
(3)a=12.5 mL时恰好生成醋酸钠,溶液显碱性,B点pH=7,则醋酸应过量,即a>12.5 mL;由体积相等的氢氧化钠和醋酸溶液混合而且恰好呈中性,浓度相同时溶液显碱性,则酸的浓度大,即c(NaOH)(4)D点,溶液显酸性,为醋酸钠和醋酸的混合溶液,醋酸以电离为主,则离子浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
答案:(1)CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O (2)0.1 mol·L-1 (3)> < <
(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
1.常温时,将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,所得溶液的离子浓度关系正确的是( )
A.c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH)>c(H+)>c(Cl-)>c(OH-)
C.c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
解析:选A pH=3的盐酸的浓度为10-3mol·L-1,而pH=11的氨水的浓度大于10-3mol·L-1,大于盐酸的浓度,故等体积混合后氨水过量,混合液中有NH4Cl===NH+Cl-①;NH3·H2O(过量的)??NH+OH-②。①式中c(NH)=c(Cl-),而溶液中c(NH)总是①、②两式电离出的c(NH)之和,故c(NH)>c(Cl-),又氨水过量溶液呈碱性,故c(OH-)>c(H+),NH3·H2O为弱电解质,电离的c(OH-)一定小于c(Cl-)。因此有c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
2.对于0.1 mol·L-1Na2SO3溶液,正确的是( )
A.升高温度,溶液pH降低
B.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+2c(HSO)+c(OH-)
D.加入少量NaOH固体,c(SO)与c(Na+)均增大
解析:选D 对于Na2SO3溶液,Na2SO3===2Na++SO、SO+H2O??HSO+OH-、HSO+H2O??H2SO3+OH-。升温能促进SO的水解,c(OH-)增大,溶液pH增大,A项错误;溶液中物料守恒式为c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),B项错误;溶液中电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),C项错误;加入NaOH固体,c(Na+)增大,平衡逆向移动,c(SO)增大,D项正确。
3.(安徽高考)25 ℃时,在10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和NH3·H2O混合溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)
B.加入10 mL盐酸时:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20 mL盐酸时:c(Cl-)=c(NH)+c(Na+)
解析:选B A项,NH3·H2O是弱电解质,能微弱电离,溶液中c(Na+)>c(NH3·H2O)。B项,当加入10 mL盐酸时,恰好将NaOH中和完,溶液中c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒式c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知c(NH)+c(H+)=c(OH-)。C项,溶液pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒式可知c(Na+)+c(NH)=c(Cl-)。D项,加入20 mL盐酸时,恰好将NaOH和NH3·H2O中和完,根据物料守恒有c(Na+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)。
4.常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示。下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合溶液pH=7.0
C.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
D.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
解析:选C 若HA为强酸,按题意两溶液混合后,所得溶液中c(A-)=0.1 mol·L-1。由图知A-浓度小于0.1 mol·L-1,表明A-发生水解。根据水解原理,溶液中主要微粒的浓度大小关系应为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),可以判断X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+。则A、B、D项错误,C项满足物料守恒,正确。
5.下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A.物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(NH):(NH4)2SO4>NH4HSO4>NH4Cl
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液中,c(OH-)=2c(HCO)+c(H+)+c(H2CO3)
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
解析:选A A项,由于NH水解呈酸性,NH4HSO4中电离出的H+可抑制NH的水解,故NH4HSO4>NH4Cl;又1 mol (NH4)2SO4含有2 mol的NH,A正确;B项,在酸性混合液中:c(H+)>c(OH-),又溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),故c(Na+)6.(四川高考)常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是( )
A.<1.0×10-7 mol·L-1
B.c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C.c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
D.c(Cl-)>c(NH)>c(HCO)>c(CO)
解析:选C 滤液中溶质的主要成分为NH4Cl和NaHCO3的混合物。A项,滤液pH<7,则c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1,常温下KW=1.0×10-14,所以<1.0×10-7 mol·L-1,A项正确;B项,由于开始加入等物质的量的NH4HCO3与NaCl,根据物料守恒可知,B项正确;C项,析出NaHCO3后,在滤液中根据电荷守恒得c(H+)+c(NH)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)+c(Cl-),因c(Na+)7.(山东高考)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如下所示。下列说法正确的是( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
解析:选D A.a点所示溶液中NaOH和HA恰好反应生成NaA,溶液的pH=8.7,呈碱性,则HA为弱酸,A-水解,则溶液中的粒子浓度:c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+)。B.b点时为NaA和HA的溶液,a点NaA发生水解反应,促进了水的电离,b点HA抑制了水的电离,所以a点所示溶液中水的电离程度大于b点。C.pH=7时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。D.b点酸过量,溶液呈酸性,HA的电离程度大于NaA的水解程度,故c(A-)>c(HA)。
8.(江苏高考)室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通CO2:
c(NH)=c(HCO)+c(CO)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通NH3:
c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通SO2:
c(Na+)=2[c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
解析:选D A选项,由电荷守恒知:c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(NH)=c(HCO)+2c(CO),所以错误;B选项,由电荷守恒知c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),由物料守恒知c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),两者相减得c(NH)+c(H+)=c(SO)-c(H2SO3)+c(OH-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(NH)+c(H2SO3)=c(SO),因此c(NH)<c(SO),所以错误;C选项,由物料守恒知,在亚硫酸钠溶液中即存在该守恒式,当通入二氧化硫后,硫原子个数增多,因此原等式肯定不成立,所以错误;D选项,由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),由物料守恒知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),两式相减得c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)+c(Cl-),当c(H+)=c(OH-)时,上式变为c(CH3COOH)=c(Cl-),而溶液中的c(Na+)>c(CH3COOH),因此c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),所以正确。
9.Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)
(mol·L-1)
c(NaOH)
(mol·L-1)
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
=a
乙
0.12
0.1
=7
丙
0.2
0.1
>7
丁
0.1
0.1
=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
________________________________________________________________________。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是________。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)=____________mol·L-1。
Ⅱ.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B===H++HB-,HB-??H++B2-。
回答下列问题:
(5)在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol·L-1
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应时,HA酸性强弱取决于完全中和后盐溶液的pH,a=7时为强酸,a>7时为弱酸。(2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,由pH>7知A-的水解程度大于HA的电离程度,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。(4)据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),推导c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=10-4 mol·L-1-10-10 mol·L-1。(5)注意题干中的电离方程式,一级电离为完全电离。判断A项利用B元素的物料守恒,判断C项利用溶液中的质子守恒。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸
(2)C (3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10) (5)AC
课时跟踪检测(二十) 盐类的水解反应
1.在盐类的水解过程中,下列叙述正确的是( )
A.盐的电离平衡被破坏 B.水的电离平衡被破坏
C.没有能量的变化 D.溶液的pH一定变大
解析:选B 盐类水解促进了水的电离。
2.下列变化不属于盐类水解反应的是( )
①NH3+H2O??NH+OH-
②HCO+H2O??H2CO3+OH-
③HCO+H2O??H3O++CO
④Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
⑤CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
⑥NH+2H2O??NH3·H2O+H3O+
A.①③⑤ B.②③⑤
C.①④⑤ D.①③
解析:选A ①、③是电离方程式,⑤是酸碱中和反应的离子方程式。
3.有下列盐:①FeCl3,②CH3COONa,③NaCl,其水溶液的pH由大到小排列正确的是( )
A.①>③>② B.②>③>①
C.③>②>① D.①>②>③
解析:选B 在水溶液中FeCl3水解显酸性;CH3COONa水解显碱性;NaCl不水解,显中性。
4.25 ℃时,某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-5mol·L-1,下列说法一定正确的是( )
A.该溶液的溶质是碱 B.该溶液显碱性
C.该溶液的溶质是酸 D.该溶液的溶质是盐
解析:选D 由水电离出的c(H+)=1×10-5 mol·L-1>10-7 mol·L-1,可知水的电离受到了促进,加入的物质应该是能发生水解的盐,则溶液可能显酸性,也可能显碱性。
5.下列物质的溶液中,所含离子种类最多的是( )
A.Na2S B.Na3PO4
C.Na2CO3 D.AlCl3
解析:选B Na3PO4所含离子种类最多,因它的水解有三级:
PO+H2O??HPO+OH-
HPO+H2O??H2PO+OH-
H2PO+H2O??H3PO4+OH-
再加水的电离H2O??H++OH-,所以磷酸钠溶液中,除Na+外还有五种离子:PO、HPO、H2PO、H+、OH-。
6.物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,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.HZ>HY>HX
C.HX>HY>HZ D.HY>HZ>HX
解析:选C 三种盐的阳离子都是Na+,当物质的量浓度相同时,溶液的pH分别为8、9、10,碱性逐渐增强,也就是X-、Y-、Z-的水解程度依次增大。因为越容易水解的弱酸根对应的酸的酸性越弱,因此三种酸的酸性由强到弱的顺序为HX、HY、HZ。
7.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.酸的强弱: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:选D 强碱弱酸盐的水溶液呈碱性,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大,说明HCN的酸性比HClO弱。
8.有①Na2CO3溶液 ②CH3COONa溶液 ③NaOH溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.3种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
解析:选C A项,等浓度时强碱的pH最大,强碱弱酸盐中对应的酸性越强,水解程度越小,HCO的酸性小于CH3COOH,所以3种溶液pH的大小顺序是③>①>②,错误;B项,稀释时,强碱的pH变化程度大,即稀释相同倍数,pH变化最大的是③,错误;C项,等体积等浓度HCl混合后,①中溶质为NaHCO3、NaCl,②中溶质为NaCl、CH3COOH,③中溶质为NaCl,而HCO水解显碱性,溶液的pH大小顺序是①>③>②,正确;D项,三种溶液的pH均为9,c(OH-)=10-5 mol·L-1,c(NaOH)=10-5 mol·L-1,但碳酸的酸性小于醋酸的酸性,所以c(CH3COONa)>c(Na2CO3)>10-5 mol·L-1,三种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是②>①>③,错误。
9.由一价离子组成的四种盐(AC、BD、AD、BC)溶液的浓度为1 mol·L-1,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液pH<7,则( )
选项
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOHAOH>BOH
AOH酸性
HC>HD
HC>HD
HCHC解析:选A 由AD溶液的pH>7,可知AOH的电离程度大于HD。由BC溶液的pH<7,可知BOH的电离程度小于HC。同理由AC、BD溶液的pH=7,可知AOH与HC、BOH与HD的电离程度相同。故有电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即HC的酸性大于HD,AOH的碱性大于BOH。
10.现有S2-、SO、NH、Al3+、Na+、SO、AlO、Fe3+、HCO、Cl-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,该离子水解呈碱性的是________。
(2)在水溶液中,该离子水解呈酸性的是________。
(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有________。
(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有________。
解析:(1)水解呈碱性的是弱酸的酸根离子:S2-、SO、AlO、HCO。
(2)水解呈酸性的是弱碱的阳离子:NH、Al3+、Fe3+。
(3)与酸和碱均不反应的是强酸的酸根离子或强碱的阳离子:Na+、SO、Cl-。
(4)与酸和碱均反应的是弱酸的酸式酸根离子:HCO。
答案:(1)S2-、SO、AlO、HCO (2)NH、Al3+、Fe3+ (3)Na+、SO、Cl- (4)HCO
1.25 ℃时,浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO)均增大
解析:选C A项,两种溶液中均存在着水的电离平衡,NaHCO3溶液中还存在:HCO??H++CO及HCO+H2O??H2CO3+OH-,Na2CO3溶液中还存在有CO+H2O??HCO+OH-,正确;B项,两种溶液中均存在Na+、CO、HCO、H2CO3、OH-、H+、H2O,正确;C项,浓度相同时,CO的水解程度大于HCO,Na2CO3溶液中c(OH-)大于NaHCO3溶液中c(OH-),错误;D项,NaHCO3溶液中加入NaOH固体:HCO+OH-===H2O+CO,c(CO)增大,Na2CO3溶液中加入NaOH,导致CO的水解平衡向左移动,c(CO)增大,正确。
2.等物质的量浓度的下列五种溶液:①CH3COOH,②(NH4)2CO3,③NaHSO4,④NaHCO3,⑤Ba(OH)2,溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是( )
A.⑤③①④② B.⑤③①②④
C.②④③①⑤ D.②④①③⑤
解析:选D 酸碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离。
3.NH4Cl溶于重水(D2O)后,产生的一水合氨和水合氢离子均正确的是( )
A.NH2D·H2O和D3O+ B.NH3·D2O和HD2O+
C.NH3·HDO和D3O+ D.NH2D·HDO和H2DO+
解析:选C NH4Cl===NH+Cl-,D2O??OD-+D+,其中,NH与OD-结合成NH3·HDO,D+与D2O结合成的水合氢离子为D3O+。
4.相同物质的量浓度的下列化合物的水溶液,按pH减小顺序排列的是( )
A.NaHSO4 CH3COONa NH4Cl NaNO3
B.NaNO3 CH3COONa NaHSO4 NH4Cl
C.CH3COONa NaNO3 NH4Cl NaHSO4
D.NaNO3 CH3COONa NH4Cl NaHSO4
解析:选C CH3COONa属强碱弱酸盐,其水解使溶液呈碱性;NaNO3属强酸强碱盐,不水解,其溶液呈中性;NH4Cl属强酸弱碱盐,其水解使溶液呈酸性;NaHSO4在水溶液中完全电离,NaHSO4===Na++H++SO,它相当于一元强酸,其水溶液呈强酸性。
5.在pH=9的NaOH溶液和CH3COONa溶液中,设由水电离出的OH-浓度分别为M和N,则M和N的关系为( )
A.M >N B.M=10-4N
C.N=10-4M D.M=N
解析:选B pH=9的氢氧化钠溶液的H+均是由水电离的,c水(H+)=c水(OH-)=10-9 mol·L-1,即M=10-9 mol·L-1;pH=9的CH3COONa溶液中c(OH-)=10-5 mol·L-1,它完全由水电离产生,即N=10-5mol·L-1,所以M=10-4N。
6.某酸HX稀溶液和某碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等,两溶液混合后,溶液的pH大于7的是( )
编号
HX
YOH
溶液的体积关系
①
强酸
强碱
V(HX)=V(YOH)
②
强酸
强碱
V(HX)③
强酸
弱碱
V(HX)=V(YOH)
④
弱酸
强碱
V(HX)=V(YOH)
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
解析:选D ①若为强酸与强碱,二者恰好完全反应,生成强碱强酸盐,溶液呈中性,pH=7,不合理;②若为强酸与强碱,碱过量,溶液呈碱性,pH>7,合理;③若为强酸与弱碱,二者恰好完全反应,生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,pH<7,不合理;④若为弱酸与强碱,二者恰好完全反应,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,pH>7,合理。
7.A、B、C、D四种无色溶液,它们分别是CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaHSO4溶液和BaCl2溶液中的一种。已知A、B溶液的pH相同,A、C溶液混合后溶液变浑浊。下列说法正确的是( )
A.D溶液的pH<7
B.C溶液中的溶质溶于水促进了水的电离
C.溶液A滴入到碳酸氢钠溶液中产生气体
D.溶液B进行焰色反应呈黄色
解析:选C 四种溶液中,NH4Cl和NaHSO4溶液呈酸性,CH3COONa溶液呈碱性,BaCl2溶液呈中性。因A、B溶液的pH相同,且A、C混合产生白色沉淀,故A为NaHSO4,B为NH4Cl,C为BaCl2,进而推知D为CH3COONa,NaHSO4能与NaHCO3反应产生CO2气体。
8.(1)向浓NH4Cl溶液中加入CaCO3粉末,发现碳酸钙逐渐溶解,同时还观察到有气泡产生,生成气体的成分是________。用离子方程式表示产生上述现象的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向浓NH4Cl溶液中加入一种单质,也会产生类似上述现象的反应,这种单质是________(填字母序号)。
A.碳 B.铜
C.镁 D.硫
解析:溶液中存在平衡:NH+H2O??NH3·H2O+H+。(1)加入CaCO3粉末时,CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,使NH水解平衡正向移动,c(NH3·H2O)增大,分解产生NH3,总反应的离子方程式为2NH+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O。(2)C、Cu、S均不能与NH水解产生的H+反应,但Mg能与H+反应生成H2。
答案:(1)CO2和NH3 2NH+CaCO3===Ca2++CO2↑+2NH3↑+H2O (2)C
9.根据下列化合物:①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3·H2O、⑧H2O,回答下列问题。
(1)NH4Cl溶液显________性,用离子方程式表示原因__________________________________,其溶液中离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。
(2)常温下,pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出来的c(OH-)=________,在pH=3的CH3COOH溶液中,由水电离出来的c(H+)=________。
(3)已知纯水中存在如下平衡:H2O+H2O??H3O++OH- ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,可选择的方法是__________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4固体
B.向水中加入Na2CO3固体
C.加热至100 ℃[其中c(H+)=1×10-6 mol·L-1]
D.向水中加入(NH4)2SO4固体
(4)若将等pH、等体积的②NaOH和⑦NH3·H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH仍相等,则m________(填“<”“>”或“=”)n。
(5)除⑧H2O外,若其余7种溶液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)。
解析:(1)NH4Cl溶液显酸性,因为NH水解使溶液显酸性,NH+H2O??NH3·H2O+H+,溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)CH3COONa溶液中,CH3COO-水解促进了水的电离,使溶液显碱性,故由水电离出来的c(OH-)=mol·L-1= mol·L-1=10-3 mol·L-1。在pH=3的CH3COOH溶液中,溶液中的c(H+)=10-3 mol·L-1,c(OH-)=10-11 mol·L-1,由水电离出来的c(H+)等于溶液中的c(OH-),即水电离出来的c(H+)=10-11 mol·L-1。
(3)A项,向水中加入NaHSO4固体,其电离出的H+会抑制水的电离,使水的电离平衡向左移动;B项,向水中加入Na2CO3固体,CO水解促进水的电离,使溶液显
碱性;C项,水的电离是吸热过程,加热至100 ℃,促进了水的电离,但c(H+)=c(OH-),溶液显中性;D项,向水中加入(NH4)2SO4固体,NH水解,促进了水的电离,使溶液显酸性。故D项符合题意。
(4)加水稀释,NH3·H2O会继续电离出OH-,故稀释相同的倍数,氨水的pH会大于NaOH溶液的pH,若要使二者的pH相等,氨水应该继续稀释,故m(5)物质的量浓度相同的溶液的pH的大小顺序一般是:强碱>弱碱>强碱弱酸盐>强酸强碱盐(中性)>强酸弱碱盐>弱酸>强酸,故7种溶液按pH由大到小的顺序排列为NaOH>NH3·H2O>CH3COONa>NaCl>NH4Cl>CH3COOH>HCl,即②>⑦>⑤>①>④>⑥>③。
答案:(1)酸 NH+H2O??NH3·H2O+H+
c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
(2)10-3 mol·L-1 10-11 mol·L-1
(3)D (4)<
(5)②>⑦>⑤>①>④>⑥>③