【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第40讲 盐类的水解(解析版)(含答案)

资源下载
  1. 二一教育资源

【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第40讲 盐类的水解(解析版)(含答案)

资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第40讲 盐类的水解
【备考目标】 1.了解盐类水解的原理及一般规律。2.了解影响盐类水解程度的主要因素。3.了解盐类水解的应用。4.能利用水解常数(Kh)进行相关计算。
考点1 盐类水解的原理及规律
1.盐类的水解
(1)实质
盐电离→→生成弱电解质,破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大,c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
(2) 特点
eq \x(逆) eq \b\lc\ (\a\vs4\al\co1(盐类的水解反应可视为酸碱中和反应的,逆反应:酸+碱\o(????,\s\up7(中和),\s\do5(水解))盐+水))
eq \x(吸)
eq \x(弱)
eq \x(动)
(3)规律
有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性。
【提醒】 相同条件下“弱离子”的水解程度
①正盐>相应酸式盐,如 CO>HCO。
②水解相互促进的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
2.水解方程式的书写
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用“ ”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,离子方程式要分步书写,以第一步水解为主,一般只写第一步水解的离子方程式。如Na2CO3水解的离子方程式为CO+H2O HCO+OH-、HCO+H2O H2CO3+OH-(可省略不写)。
(3)多元弱碱盐水解的离子方程式要一步写完。如AlCl3水解的离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。
(4)有些阴、阳离子水解相互促进,使水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”。如NaHCO3与FeCl3溶液混合,反应的离子方程式为Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)盐类水解的实质是促进水电离,水电离平衡右移(√ )
(2)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐(× )
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同(√ )
(4)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(× )
(5)NaHCO3、NaHSO4都能促进水的电离(× )
(6)K2CO3的水解:CO+2H2O===H2CO3+2OH-(× )
(7)Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑(√ )
(8)同浓度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比前者pH大;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比后者pH小(√ )
题组练习
1.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号 ① ② ③ ④
溶液 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO
pH 8.8 9.7 11.6 10.3
下列说法正确的是(  )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO溶液
D.Na2CO3溶液中,c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
解析:选B。这几种盐都是强碱弱酸盐,弱酸根离子发生水解反应使溶液显碱性,当盐的浓度相同时,酸的酸性越弱,酸根离子水解的程度就越大,水的电离程度就越大,溶液的碱性就越强。根据表格数据可知四种溶液中,水的电离程度:①<②<④<③,A错误;在Na2CO3和NaHCO3溶液中,存在的粒子有Na+、HCO、CO、H2CO3、H2O、H+、OH-,所以粒子种类相同,B正确;根据盐的水解程度大小可知,等浓度的CH3COOH和HClO溶液的酸性:CH3COOH>HClO,所以pH小的是CH3COOH,C错误;在Na2CO3溶液中,根据元素守恒可得c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),D错误。
2.写出符合要求的离子方程式:
(1)AlCl3溶液呈酸性的原因:________________________________________________。
(2)NaHS溶液呈碱性的原因:______________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中:_____________________________________________________。
(4)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是________________________________________。
若pH<7,其原因是________________________________________________________________。
答案:(1)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ (2)HS-+H2O H2S+OH-(3)NH+D2O NH3·HDO+D+
(4)Rn-+H2O HR(n-1)-+OH- Mm++mH2O M(OH)m+mH+
考点2 盐类水解的影响因素及应用
1.影响盐类水解的因素
(1)内因:物质自身的性质。形成盐的酸或碱越弱就越易发生水解。例如:
酸性CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为NaHCO3>CH3COONa。
(2)外因(以Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+为例)
因素及其变化 水解平衡 水解程度 c(H+) pH
温度 升高 右移 增大 增大 减小
浓度 加FeCl3(s) 右移 减小 增大 减小
加水稀释 右移 增大 减小 增大
外加酸碱 通HCl 左移 减小 增大 减小
加NaOH(s) 右移 增大 减小 增大
2.盐类水解的应用
应用 举例
配制或贮存易水解的盐溶液 配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶
胶体的制取 制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理 成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂 明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂 NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)外界条件对盐水解程度的大小起决定作用(× )
(2)能水解的盐的浓度越低,水解程度越大,溶液的酸碱性越强(× )
(3)盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的(× )
(4)水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大(× )
(5)水解反应NH+H2O NH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动(× )
(6)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(√ )
(7)pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③(√ )
(8)在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH水解(√ )
题组练习
一、盐类水解的影响因素
1.用棕黄色FeCl3溶液探究影响盐类水解的因素,根据实验现象和原理,下列对水解程度判断正确的是(  )
选项 实验 现象 水解程度
A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 变大
B 加热FeCl3溶液 溶液变成红褐色 不变
C 通入HCl气体 溶液颜色变浅 减小
D 加入NaCl溶液 溶液颜色变浅 不变
解析:选C。棕黄色FeCl3溶液中Fe3+水解,水解离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。加FeCl3固体,水解平衡向右移动,溶液变成红褐色,水解程度减小,A错误;加热,水解平衡右移,溶液变成红褐色,水解程度增大,B错误;加HCl,c(H+)增大,水解平衡左移,溶液颜色变浅,水解程度减小,C正确;加入NaCl溶液,相当于加水稀释,水解平衡向右移动,水解程度增大,D错误。
2.10 mL 0.10 mol·L-l的NH4Cl溶液的pH分别随温度升高或加水量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(  )
A.升温Kw增大,NH4Cl溶液中c(H+)增大,pH减小
B.曲线a表示NH4Cl溶液pH随加水量的变化
C.将NH4Cl溶液加水稀释100倍,溶液pH变化值小于2
D.25 ℃时Kb(NH3·H2O)的数量级为10-4
解析:选D。升高温度,水的电离程度增大,Kw增大,NH4Cl溶液中铵根离子的水解程度增大,c(H+)增大,pH减小,A正确;加水量增大时虽然NH4Cl的水解程度增大,但c(H+)减小,pH增大,曲线a表示NH4Cl溶液pH随加水量的变化,B正确;将NH4Cl溶液加水稀释100倍,因水解平衡正向移动,c(H+)没有降100倍,故溶液pH变化值小于2,C正确;加水量为100 mL时,NH4Cl溶液的pH值为5.13,c(H+)=10-5.13=c(NH3·H2O),稀释后c(NH4Cl)== mol/L,平衡时c(NH)= mol/L-10-5.13 mol/L≈ mol/L,由Kw=c(H+)·c(OH-)可知c(OH-)===10-8.87 mol/L,Kb= eq \f(c(NH)·c(OH-),c(NH3·H2O)) ==×10-4.74,则Kb的数量级为10-5。
二、盐类水解的应用
3.(2023·江苏淮安期末)下列事实:①NaHCO3水溶液呈碱性;②NaHSO4水溶液呈酸性;③长期使用铵态氮肥,会使土壤酸度增大;④金属焊接时用NH4Cl溶液作除锈剂;⑤配制FeCl2溶液,需加入一定量的铁粉。其中与盐类水解有关的是(  )
A.①③④⑤ B.①③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
解析:选B。①NaHCO3是强碱弱酸盐,水解溶液呈碱性,与盐类水解有关;②NaHSO4水溶液呈酸性是由于硫酸氢钠电离出氢离子的缘故,与盐类水解无关;③铵盐水解呈酸性,会使土壤酸化,与水解有关;④NH4Cl溶液水解显酸性,可作焊接时的除锈剂,与水解有关;⑤配制FeCl2溶液,需加入一定量的铁粉,目的是为了防止Fe2+被氧化,与盐类水解无关。
4.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是(  )
A.CO+H2O HCO+OH- 用热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O Al(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+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入NaOH固体
解析:选D。升高温度,促使CO的水解平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大,碱性增强,有利于油污的水解及清洗,A正确;明矾是KAl(SO4)2·12H2O,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,可吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用,B正确;TiCl4发生水解反应生成TiO2·xH2O沉淀,经脱水制备TiO2,C正确;SnCl2易发生水解反应,而配制其溶液时,加入NaOH固体,消耗HCl促使水解平衡正向移动,生成Sn(OH)Cl沉淀,故应加入HCl溶液抑制其水解,D错误。
5.(人教选择性必修1 P78T10)SOCl2(亚硫酰氯)是一种液态化合物,沸点为77 ℃。向盛有10 mL水的锥形瓶中小心滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出,该气体中含有能使品红溶液褪色的SO2。轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,向溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
(1)根据实验现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式: _____________________________。
(2)将AlCl3溶液蒸干并灼烧得不到无水AlCl3,而将SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热,可得到无水AlCl3,试解释原因:___________________________________________________________。
答案:(1)SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
(2)SOCl2与结晶水反应生成SO2和HCl,生成的HCl抑制了AlCl3的水解
考点3 盐的水解常数
1.数学表达式
MA表示HA和MOH生成的盐,若M+、A-均能水解,则A-的水解常数为Kh=,M+的水解常数为Kh=。
2.水解常数与电离常数的关系
若NaA为强碱弱酸盐,Kh=;若MCl为强酸弱碱盐,Kh=。
3.意义
水解常数可以表示盐的水解程度的大小,Kh越大,盐类水解程度越大。
4.外界影响因素
水解常数只是温度的函数,Kh随温度的升高而增大。
题组练习
1.已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是(  )
A.混合溶液的pH<7
B.混合液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c= mol·L-1
解析:选D。CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则HCN的电离常数是=6.25×10-10。0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合,CN-水解大于HCN电离,溶液呈碱性,混合溶液的pH>7,A错误; CN-水解促进水电离、HCN电离抑制水电离,CN-水解大于HCN电离,混合液中水的电离程度大于纯水的,B错误; CN-水解大于HCN电离,混合溶液呈碱性,混合溶液中存在c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),C错误;若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,根据电荷守恒c(Na+)=c(CN-)+c(Cl-),根据元素守恒,c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)=0.3 mol/L,c(Cl-)= mol/L,则c(HCN)=c(Cl-)= mol/L,根据CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则==1.6×10-5,c(CN-)= mol/L,c(CN-)+c(HCN)=0.3 mol/L,即 mol/L+ mol/L=0.3 mol/L,所以c= mol·L-1,D正确。
2.甲胺[(CH3)NH2·H2O]在水中电离与氨相似,常温下,Kb[(CH3)NH2·H2O]=2.0×10-5。已知lg2=0.3。下列说法错误的是(  )
A.(CH3)NH3NO3溶液显酸性
B.甲胺溶液中c(OH-)随温度升高而增大
C.常温下,0.1 mol/L的甲胺溶液的pH=11.3
D.0.1 mol/L (CH3)NH3Cl溶液中离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c[(CH3)NH]>c(H+)>c(OH-)
解析:选C。 (CH3)NH3NO3为强酸弱碱盐,其溶液显酸性,A正确;温度升高,促进甲胺电离,溶液中c(OH-)增大,B正确; 0.1 mol/L的甲胺溶液中,c(OH-)==mol/L=×10-3 mol/L,pOH=-lg c(OH-)=3-lg 2=2.85,pH=14-pOH=11.15,C错误;由于(CH3)NH水解,溶液显酸性,故有:c(Cl-)>c[(CH3)NH]>c(H+)>c(OH-),D正确。
高考真题
1.(2024·全国新课标卷,7,3分)常温下ClCH2COOH和Cl2CHCOOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
答案:D
解析:随着pH的增大,ClCH2COOH、Cl2CHCOOH浓度减小,ClCH2COO-、Cl2CHCOO-浓度增大,—Cl为吸电子基团,Cl2CHCOOH的酸性强于ClCH2COOH,即),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为,。】A项,曲线M表示的变化关系,A错误;B项,根据,初始,若溶液中溶质只有,则,但a点对应的,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,,B错误;C项,CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8,C错误;D项,电离度,,则=,,时,,,D正确;故选D。
2.(2024·河北卷,11,3分)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,与的关系如图。
下列说法正确的是( )
A.的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
答案:B
解析:A项,99%的X、Y转化为配离子时,溶液中,则,根据图像可知,纵坐标约为-2时,溶液中,则溶液中CN-的平衡浓度:X<Y,A错误;B项,Q点时,即,加入少量可溶性Y盐后,会消耗CN-形成Y配离子,使得溶液中c(CN-)减小(沿横坐标轴向右移动),与曲线在Q点相交后,随着继续增大,X对应曲线位于Z对应曲线上方,即,则,B正确;C项,设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子配离子,则平衡常数,,即,故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的CN-越多,对应曲线斜率越大,由题图知,曲线斜率:Y>Z,则由Y、Z制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Z<Y,C错误;D项,由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时,不变,
3.(2024·湖南卷,13,3分)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL0.10mol·L-1NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. 水的电离程度:M<N
B. M点:cNa++cH+=2cOH-
C. 当V(HCOOH)=10mL时,cOH-=cH++cHCOO-+2cHCOOH
D. N点:cNa+>cHCOO->c(OH―)>c(H+)>cHCOOH
答案:D
解析:结合起点和终点,向20mL0.10mol·L-1NaOH溶液中滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的微粒是OH-和HCOO-,当V(HCOOH)=0mL,溶液中存在的微粒是OH-,可知随着甲酸的加入,OH-被消耗,逐渐下降,即经过M点在下降的曲线表示的是OH-浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是HCOO-浓度的改变。A项,M点时,V(HCOOH)=10mL,溶液中的溶质为cHCOOH:cHCOO-=1:1,仍剩余有未反应的甲酸,对水的电离是抑制的,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,此时水的电离程度最大,故A正确;B项,M点时,V(HCOOH)=10mL,溶液中的溶质为cHCOOH:cHCOO-=1:1,根据电荷守恒有cNa++cH+=cOH-+cHCOO-,M点为交点可知cOH-=cHCOO-,联合可得cNa++cH+=2cOH-,故B正确;C项,当V(HCOOH)=10mL时,溶液中的溶质为cHCOOH:cHCOONa=1:1,根据电荷守恒有cNa++cH+=cOH-+cHCOO-,根据物料守恒cNa+=2cHCOOH+2cHCOO-,联合可得cOH-=cH++cHCOO-+2cHCOOH,故C正确;D项,N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根发生水解,因此cNa+>cHCOOH及c(OH―)>c(H+)观察图中N点可知,,根据,可知cHCOOH>cH+,故D错误;故选D。
4.(2022·浙江1月选考)水溶液呈酸性的盐是(  )
A.NH4Cl B.BaCl2 C.H2SO4 D.Ca(OH)2
解析:选A。强酸弱碱盐的溶液呈酸性,NH4Cl是强酸弱碱盐,A正确。
5.(2022·湖南高考)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是(  )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
解析:选D。根据实验①现象可知,加热FeCl3溶液,Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,说明加热促进Fe3+水解反应,A不符合题意。实验②过量FeCl3溶液中滴加少量Na2SO3溶液,溶液变红褐色,说明Fe3+水解生成氢氧化铁胶体;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,说明Fe3+与SO发生氧化还原反应生成Fe2+;整个过程说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应,B不符合题意。实验③过量Na2SO3溶液中滴加少量FeCl3溶液,溶液变红褐色说明Fe3+水解生成氢氧化铁胶体;一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成说明Fe3+与SO没有发生氧化还原反应生成Fe2+;另一份煮沸产生红褐色沉淀,说明发生了胶体的聚沉;整个过程说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应,C不符合题意。实验①中煮沸后溶液变红褐色,实验③中溶液直接变红褐色,说明SO对Fe3+的水解反应有影响,D符合题意。
6.(2022·江苏高考)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1 mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是(  )
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(CO)
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
解析:选C。KOH吸收CO2所得到的溶液,若为K2CO3溶液,CO主要发生第一步水解,则溶液中:c(H2CO3)<c(HCO),若为KHCO3溶液,HCO发生水解的程度很小,则溶液中:c(H2CO3)<c(HCO),若为K2CO3和KHCO3的混合物,结论同理,A不正确;KOH完全转化为K2CO3时,依据质子守恒有c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),B不正确;KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1 mol·L-1,c总=0.1 mol·L-1,则溶液为KHCO3溶液,Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明HCO以水解为主,所以溶液中:c(H2CO3)>c(CO),C正确;如图所示的“吸收”“转化”过程中发生的反应均为放热反应,溶液的温度升高,D不正确。
巩固练习一
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列离子方程式正确且属于水解反应的是(  )
A.HCOOH+H2O HCOO-+H3O+ B.HCO+H2O H2CO3+OH-
C.CO+2H2O H2CO3+2OH- D.HCO+H2O CO+H3O+
解析:选B。A项可看做HCOOH HCOO-+H+,是甲酸的电离,A错误;HCO+H2O H2CO3+OH-是碳酸氢根离子的水解,B正确;CO分步水解,C错误;HCO CO+H+是碳酸氢根离子的电离,D错误。
2.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
C.常用热的碳酸钠溶液清洗油污
D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
解析:选D。Na2CO3水解使溶液显碱性,OH-与玻璃中的SiO2会发生反应,A正确;NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,B正确;CO水解使溶液显碱性,能够除去油污,C正确;D项与盐类的水解无关。
3.(人教选择性必修1 P78T7)强碱MOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸HA的溶液混合后,溶液中有关离子浓度的大小关系是(  )
A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
解析:选C。强碱MOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸HA的溶液混合后,恰好完全反应生成强碱弱酸盐MA。A-发生水解反应,则c(M+)>c(A-);A-水解使溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),浓度关系为c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故选C。
4.Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O HCO+OH-。下列说法错误的是(  )
A.加水稀释,溶液中所有离子的浓度都减小
B.通入CO2,溶液pH减小
C.加入NaOH固体, eq \f(c(HCO),c(CO)) 减小
D.升高温度,平衡常数增大
解析:选A。碳酸钠溶液显碱性,向其中加水稀释时,溶液中OH-浓度减小,由于溶液中存在水的电离,所以溶液中c(H+)增大,A错误。
5.(2023·浙江宁波联考)下列关于盐的水解应用不正确的是(  )
A.实验室配制氯化铁溶液,氯化铁晶体溶于硫酸,然后再加水稀释
B.TiCl4溶于水加热制备TiO2
C.利用可溶性铝盐、铁盐做净水剂
D.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
解析:选A。实验室配制氯化铁溶液,需要抑制Fe3+的水解,为了不引入杂质,应将氯化铁晶体溶于盐酸,然后再加水稀释,A错误;TiCl4水解是吸热反应,加热促进水解,且生成的氯化氢挥发,使水解几乎完全,生成的氢氧化物再分解可以得到TiO2,B正确。
6.常温下,某酸HA的电离常数Ka=1.0×10-5,下列说法正确的是(  )
A.常温下,NaA的水解常数Kh=1.0×10-9
B.常温下,0.1 mol·L-1 HA溶液中,水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1
C.NaA与HCl恰好完全反应后的溶液中,2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)
D.常温下,HA溶液中加入NaA固体,减小
解析:选A。常温下,NaA的水解常数Kh===1.0×10-9,A正确;HA溶液中的氢氧根离子来自水的电离,由于HA为弱酸,0.1 mol·L-1 HA溶液中c(H+)<0.1 mol/L,则水电离出的c(H+)=c(OH-)> mol/L=1.0×10-13 mol·L-1,B错误;NaA与HCl恰好完全反应后的溶液中,溶质为等浓度的NaCl和HA,结合元素守恒可知:2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)+c(HA),C错误;常温下,HA溶液中加入NaA固体,=Kh(A-),由于温度不变,则Kh(A-)不变,D错误。
7.已知:[FeCl4(H2O)2]-为黄色,溶液中存在可逆反应:Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-,下列实验所得结论不正确的是(  )
① ② ③ ④
加热前溶液为浅黄色,加热后颜色变深 加热前溶液接近无色,加热后溶液颜色无明显变化 加入NaCl后,溶液立即变为黄色,加热后溶液颜色变深 加热前溶液为黄色,加热后溶液颜色变深
注:加热为微热,忽略体积变化。
A.实验①中,Fe2(SO4)3溶液显浅黄色原因是Fe3+水解产生了少量Fe(OH)3
B.实验②中,酸化对Fe3+水解的影响程度大于温度的影响
C.实验③中,加热,可逆反应:Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-正向移动
D.实验④,可证明升高温度,颜色变深一定是因为Fe3+水解平衡正向移动
解析:选D。加热促进水解,铁离子水解生成氢氧化铁,则实验①中,Fe2(SO4)3溶液显浅黄色原因是Fe3+水解产生了少量Fe(OH)3,A正确;由Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+可知,酸化后加热溶液颜色无明显变化,氢离子抑制水解,则实验②中酸化对Fe3+水解的影响程度大于温度的影响,B正确;加入NaCl后,溶液立即变为黄色,发生Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-,[FeCl4(H2O)2]-为黄色,加热时平衡正向移动,溶液颜色变深,C正确;实验④中存在Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-,升高温度平衡正向移动,溶液颜色变深,不能证明温度对Fe3+水解平衡的影响,D错误。
8.下列实验操作不能达到实验目的的是(  )
选项 实验目的 实验操作
A 实验室配制FeCl3水溶液 将FeCl3溶于少量浓盐酸中,再加水稀释
B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2 将MgCl2溶液加热蒸干
C 证明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小 将0.1 mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液
D 除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+ 加入过量MgO充分搅拌,过滤
解析:选B。将MgCl2溶液加热蒸干时,镁离子的水解正向移动,加热可使HCl挥发,蒸干、灼烧得到MgO,B项符合题意。
9.常温下,HF的电离常数Ka=6.61×10-4,NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5。下列说法正确的是(  )
A.NH4F溶液中lg >0
B.NH4F溶液中水的电离程度小于纯水的电离程度
C.NH4F溶液中F-的水解平衡常数Kh(F-)≈1.51×10-11
D.NH4F与NH4Cl的混合溶液中有下列关系:c(NH)>c(F-)+c(Cl-)
解析:选C。HF的电离平衡常数大于NH3·H2O的电离平衡常数,所以氟离子的水解程度小于铵根离子水解程度,溶液显酸性,氢氧根离子与氢离子的比值的对数应小于0,A错误;铵根离子和氟离子的水解促进水的电离,所以NH4F溶液中水的电离程度大于纯水的电离程度,B错误;NH4F溶液中F-的水解平衡常数=≈1.51×10-11,C正确;NH4F与NH4Cl的混合溶液中c(NH)+c(H+)=c(F-)+c(Cl-)+c(OH-),又溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),所以c(NH)10.室温下,通过下列实验探究0.100 mol·L-1K2C2O4溶液的性质。已知:25 ℃时H2C2O4的Ka1=10-1.22,Ka2=10-4.19。
序号 实验
① 准确量取10.00 mL 0.100 mol·L-1K2C2O4溶液,测得pH=8.4
② 向①中加入2滴0.100 mol·L-1盐酸,测得pH=7.0
③ 向①准确加入10.00 mL 0.100 mol·L-1盐酸,pH=3.52
④ 向①中加入20.00 mL 0.100 mol·L-1CaCl2溶液,出现白色沉淀
下列说法正确的是(  )
A.实验①溶液中: eq \f(c(HC2O),c(C2O)) =10-4.21
B.实验②反应所得溶液中:c(K+)=2c(C2O)+c(HC2O)
C.实验③反应所得溶液中:c(C2O)D.实验④所得上层清液中:c(Ca2+)·c(C2O)解析:选A。由题干信息可知,25 ℃时H2C2O4的Ka1=10-1.22,Ka2=10-4.19,则可知C2O的水解平衡常数为:Kh1===10-9.81,Kh2===10-12.78。实验①溶液中pH=8.4,c(OH-)=10-5.6 mol/L,则 eq \f(c(HC2O),c(C2O)) =10-4.21,A正确;实验②反应所得溶液中:根据电荷守恒可知,c(K+)+c(H+)=2c(C2O)+c(HC2O)+c(Cl-)+c(OH-),pH=7,即c(H+)=c(OH-),则c(K+)=2c(C2O)+c(HC2O)+c(Cl-),B错误;向①准确加入10.00 mL 0.100 mol·L-1 盐酸,混合后K2C2O4与HCl 1∶1反应生成KHC2O4,此时溶液pH=3.52,说明HC2O的电离大于水解,故实验③反应所得溶液中:c(C2O)>c(H2C2O4),C错误;实验④所得上层清液中达到溶解平衡,故c(Ca2+)·c(C2O)=Ksp(CaC2O4),D错误。
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(13分)(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液pH如下:
溶质 NaClO Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 Na2SO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是____________(填字母) 。(2分)
a.H2CO3  b.H2SO3  c.H2SiO3
六种溶液中,水的电离程度最小的是________(填化学式)。(2分)
(2)用离子方程式说明Na2CO3溶液pH>7的原因:______________________________________。(3分)
(3)欲增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入的上表中的物质是____________(填化学式),用化学平衡移动的原理解释其原因:_________________________________________________。(6分)
解析:(1)NaHCO3溶液显碱性,则HCO的水解程度大于其电离程度,NaHSO3溶液显酸性,则HSO的电离程度大于其水解程度,故H2SO3酸性比H2CO3的酸性强,等浓度的Na2SiO3溶液的碱性比NaHCO3的碱性强,弱酸越弱,其对应的酸根离子水解程度越大,其对应的强碱弱酸盐碱性越强,故碳酸的酸性比硅酸的酸性强,故常温下,相同物质的量浓度的稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是bac。六种溶液中,NaClO、Na2CO3、NaHCO3、Na2SiO3、Na2SO3的溶液显碱性,均发生水解,促进水的电离,而NaHSO3溶液显酸性,HSO的电离程度大于其水解程度,抑制水的电离,则水的电离程度最小的是NaHSO3溶液。
答案:(1)bac NaHSO3(2)CO+H2O HCO+OH-、HCO+H2O H2CO3+OH-
(3)NaHCO3(或NaClO) 因为Cl2+H2O H++Cl-+HClO,加入NaHCO3(或NaClO)可消耗H+,平衡向正反应方向移动,从而使溶液中次氯酸的浓度增大
12.(17分)NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是__________________________________________
(用必要的化学用语和相关文字说明)。(4分)
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中c(NH)________(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中c(NH)。(2分)
(3)如图1所示是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是________(填字母),导致pH随温度变化的原因是_________________________________________________________________。(5分)
②20 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________。(2分)
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,所得溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________________________________。(4分)
解析:(2)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH均发生水解,NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性抑制NH水解,HSO电离出H+同样抑制NH水解,但HSO电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4中NH水解程度比NH4Al(SO4)2中的小。(3)①NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ。②根据电荷守恒,可以求出2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)≈10-3 mol·L-1 [c(OH-)太小,可忽略]。(4)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完电离出的H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,a点水的电离程度最大,b点溶液呈中性,即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三种成分,a点时c(Na+)=c(SO),b点时c(Na+)>c(SO),又根据电荷守恒c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),且c(H+)=c(OH-),可以得出c(SO)>c(NH),故c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)。
答案:(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水(2)小于(3)①Ⅰ NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小 ②10-3 mol·L-1
(4)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
热点题型(十一) 溶液中粒子浓度关系分析
溶液中粒子浓度的大小比较是离子平衡的主流试题,既与盐的水解有关,又与弱电解质电离平衡有关。不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序,且还侧重溶液中各种守恒(电荷守恒、元素守恒、质子守恒)关系考查,从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性,考查考生对变化观念、微观探析的理解和应用。
溶液中的守恒关系 电荷守恒 电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都呈电中性,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NaHCO3溶液中Na+、H+、HCO、CO、OH-存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
元素守恒 电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
质子守恒 如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示为:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与元素守恒式推导得到
解答此类题目应遵循的思路
类型1 溶液中离子浓度大小的比较
例1.(2021·天津高考)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是(  )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
B.在0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
解析:选A。由于磷酸为多元酸,第一步电离大于第二步电离大于第三步电离,所以在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中,粒子浓度大小为:c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO),A正确;在0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),B错误;在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,根据元素守恒得到c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol·L-1,C错误;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),则c(Cl-)<c(NH),D错误。
【对点练】 1.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
解析:选B。等浓度等体积的NaHCO3与NaOH混合时,两者恰好反应生成Na2CO3,在该溶液中CO能进行两级水解:CO+H2O HCO+OH-、HCO+H2O H2CO3+OH-,故溶液中c(OH-)>c(HCO),A错误;CH3COONa与HCl混合时反应后生成的溶液中含有等量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,因溶液显酸性,故溶液中CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,B正确;在混合前两溶液的pH之和为14,则氨水过量,所得溶液为少量NH4Cl和过量NH3·H2O的混合溶液,则c(Cl-)类型2 粒子浓度的分布系数图像
1.分布系数图像,简称分布曲线,是指以pH为横坐标,分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH的分布系数,δ1为CH3COO-的分布系数 δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2O的分布系数,δ2为C2O的分布系数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的总浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
2.分析方法
(1)读曲线——每条曲线所代表的粒子及变化趋势。
(2)读浓度——通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度。
(3)用交点——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K。
(4)可替换——根据溶液中的元素守恒进行替换,分析得出结论。
例2.(2023·浙江新高考研究联盟联考)25 ℃时,以NaOH溶液调节0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)= ]。下列说法不正确的是(  )
A.二元弱酸H2A的pKa1=1.2(已知:pKa=-lgKa)
B.20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液混合,混合液的pH=4.2
C.往H2A溶液中滴加NaOH溶液的过程中,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
D.在0.1 mol·L-1NaHA溶液中,各离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)
【图像分析】
解析:选B。由图像分析知,pKa1=1.2,A正确;由图知c(HA-)=c(A2-)时pH=4.2, 20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液混合得到等量的NaHA和Na2A混合液,此时c(HA-)≠c(A2-),则混合液的pH≠4.2,B错误;由溶液的电荷守恒,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C正确; NaHA溶液中由于HA-发生部分电离,c(Na+)>c(HA-),且c(HA-)>c(A2-),则离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-),D正确。
【对点练】 2.常温下,将一定量稀硫酸滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含铁微粒FeO、HFeO、H2FeO4、H3FeO的物质的量分数δ(X)随pOH的变化如图。下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅲ表示H3FeO的变化曲线
B.a、b、c三点水的电离程度相等
C.25 ℃时,FeO+3H2O H3FeO+3OH-的平衡常数K=10-12.1
D.b点:c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO)=c(OH-)+2c(FeO)+c(HFeO)
【图像分析】
解析:选C。曲线Ⅲ是代表H2FeO4的变化曲线,A错误; a、b、c三点溶液中微粒成分不同,溶液pOH不同,对水的电离影响程度不同,则水的电离程度不相等,B错误; FeO+H2O HFeO+OH-的水解平衡常数Kh1= eq \f(c(OH-)c(HFeO),c(FeO)) ,当c(FeO)=c(HFeO)时,Kh1=c(OH-),由图可知a点c(FeO)=c(HFeO),pOH=1.6,则Kh1=10-1.6,同理可知HFeO+H2O H2FeO4+OH-的水解平衡常数Kh2=10-3.2,H2FeO4+H2O H3FeO+OH-的水解平衡常数Kh3=10-7.3,FeO+3H2O H3FeO+3OH-的水解平衡常数Kh= eq \f(c3(OH-)c(H3FeO),c(FeO)) = eq \f(c(OH-)c(HFeO),c(FeO)) × eq \f(c(OH-)c(H2FeO4),c(HFeO)) × eq \f(c(OH-)c(H3FeO),c(H2FeO4)) =Kh1×Kh2×Kh3=10-12.1,C正确;b点溶液中c(HFeO)=c(H2FeO4),溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO)=c(OH-)+2c(FeO)+c(HFeO)+2c(SO),D错误。
类型3 离子浓度的对数图像
1.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c(A)/c(B)]取常用对数,即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)],与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下:
图像种类 具体类型 含义 变化规律
对数图像 lg 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
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粒子浓度的常用对数负值 pC越大,c(C)越小
2.对数图像的解题策略
(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点:如pH=7、lg x=0,交叉点。
(4)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断。
如以向H2X溶液中滴加NaOH溶液为例:
例3.(2024·湖北襄阳模拟)常温下,向一定浓度的H2X溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.H2X的电离常数Ka1的数量级为10-2
B.水电离的c(H+):N点C.N点时,c(Na+)<3c(X2-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
解析:选B。根据直线m,当pH=0时lg或lg=-1.3,对应电离常数为10-1.3;根据直线n,当pH=0时lg或lg=-4.3,对应电离常数为10-4.3,Ka1>Ka2,所以Ka1=1.0×10-1.3,Ka2=1.0×10-4.3。Ka1=1.0×10-1.3,A正确;直线n表示pH与lg的关系,Ka2=1.0×10-4.3,N点 lg=0,则c(H+)=1×10-4.3, HX-电离出氢离子使溶液呈酸性,则M点氢离子浓度更大,氢离子抑制水的电离,故水的电离程度N点>M点,B错误; N点存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-),由图可知N点时 c(X2-)=c(HX-),由选项B分析可知,此时溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则c(Na+)<3c(X2-),C正确;当混合溶液呈中性时=10-4.3,=102.7,所以c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),D正确。
【对点练】 3.(2022·河北省沧州市二模)常温下,用NaOH溶液滴定二元弱酸亚磷酸溶液,溶液中-lg 和-lg c(H2PO)或-lg eq \f(c(H+),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和-lg c(HPO)的关系如图所示,下列说法错误的是(   )
A.L2表示-lg eq \f(c(H+),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和-lg c(HPO)的关系
B.H3PO3的电离常数Ka1(H3PO3)的数量级为10-2
C.等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH溶液充分混合,c(HPO)D.pH=6.54时,c(Na+ )<3c(HPO)
解析:选C。根据亚磷酸二级电离可知,Ka1= eq \f(c(H+)·c(H2PO),c(H3PO3)) ,等式两边同时取对数,lg Ka1=lg eq \f(c(H+)·c(H2PO),c(H3PO3)) =lg+lg c(H2PO),则-lg Ka1=-lg-lg c(H2PO),同理可得-lg Ka2=-lg eq \f(c(H+),c(H2PO)) -lg c(HPO),因为Ka1>Ka2,则-lg Ka1<-lg Ka2,所以表示-lg Ka2=-lg eq \f(c(H+),c(H2PO)) -lg c(HPO)的直线应该在上方,即L2,A正确;-lg Ka1=-lg-lg c(H2PO)对应直线为L1,将点(1,0.43)代入得,-lg Ka1=1.43,Ka1=10-1.43,Ka1数量级为10-2,B正确;等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH溶液充分混合,生成NaH2PO3溶液,H2PO既电离又水解,电离平衡常数为Ka2=10-6.54,水解平衡常数Kh==10-12.57,水解程度小于电离程度,故c(HPO)>c(H3PO3),C错误;将-lg Ka2=-lg eq \f(c(H+),c(H2PO)) -lg c(HPO)变形可得到lg Ka2=lg c(H+)-lg c(H2PO)+lg c(HPO),pH等于6.54时, c(H2PO)=c(HPO),根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH―)+c(H2PO)+2c(HPO)=c(OH―)+3c(HPO),此时溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),则c(Na+)<3c(HPO),D正确。
巩固练习二
一、选择题(每题5分,共4题,共20分)
1.(2023·浙江名校联盟联考)常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定10 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl和NH4Cl的混合溶液,下列说法不正确的是(  )
A.当滴入NaOH溶液10 mL时,c(Na+)+c(NH)<c(Cl-)
B.当滴入NaOH溶液15 mL时,2c(NH3)+2c(NH3·H2O)+2c(NH)=3c(Na+)
C.当滴入NaOH溶液15 mL时,c(NH)>c(NH3·H2O)
D.当溶液呈中性时,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(NH)=c(Cl-)
解析:选B。当加入NaOH溶液10 mL时,n(NaOH)=n(HCl)=n(NH4Cl),NaOH与HCl恰好发生中和反应产生NaCl、H2O,n(NaCl)=n(NH4Cl),在溶液中NH会部分发生水解反应产生NH3·H2O,则根据元素守恒可知c(Na+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),故c(Na+)+c(NH)<c(Cl-),A正确;当滴入NaOH溶液15 mL时,各种物质的物质的量关系为:2n(NaOH)=3n(HCl)=3n(NH4Cl),HCl完全反应产生NaCl,NH4Cl也有一半与NaOH反应产生NaCl、NH3·H2O,溶液为NaCl、NH4Cl的混合溶液,N元素在溶液中存在微粒有NH3、NH、NH3·H2O,由于溶液的体积相同,根据元素守恒可知3c(NH3)+3c(NH3·H2O)+3c(NH)=2c(Na+),B错误;当滴入NaOH溶液15 mL时,HCl完全与NaOH溶液反应消耗10 mL,剩余5 mL NaOH溶液与NH4Cl反应,只有一半NH4Cl反应,得到等浓度NH4Cl、NH3·H2O的混合溶液,由于NH3·H2O的电离作用大于NH的水解作用,所以微粒浓度c(NH)>c(NH3·H2O),C正确;若NaOH溶液滴入量为20 mL,HCl、NH4Cl恰好反应产生NaCl、NH3·H2O的混合溶液,NH3·H2O电离产生OH-,使溶液显碱性,因此要使溶液显中性,则NaOH溶液滴入量小于20 mL,溶液中离子浓度关系c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),由于溶液显中性,c(H+)=c(OH-),因此此时c(Na+)+c(NH)=c(Cl-),D正确。
2.(2022·辽宁高考)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时,NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数[如δ(A2-)=]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是(  )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2O NHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2(NHCH2COO-)解析:选D。NH2CH2COOH中存在—NH2和—COOH,所以既有酸性又有碱性,故A正确;甘氨酸在溶液中存在平衡:①NHCH2COO-+H2O NHCH2COOH+OH-、②NHCH2COO- NH2CH2COO-+H+,pH减小,①平衡正向移动,NHCH2COOH浓度增大,故曲线a表示NHCH2COOH的分布分数随溶液pH的变化,曲线b表示NHCH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,曲线c表示NH2CH2COO-的分布分数随溶液pH的变化,故B正确;NHCH2COO-+H2O NHCH2COOH+OH-的平衡常数K= eq \f(c(NHCH2COOH)·c(OH-),c(NHCH2COO-)) ,25 ℃时,根据a、b曲线交点坐标(2.35,0.50)可知,pH=2.35时,c(NHCH2COO-)=c(NHCH2COOH),则K=c(OH-)=10-11.65,故C正确;由C项分析可知, eq \f(c(NHCH2COOH),c(NHCH2COO-)) =,根据b、c曲线交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO- NH2CH2COO-+H+的电离常数为K1=10-9.78, eq \f(c(NH2CH2COO-),c(NHCH2COO-)) ==,则 eq \f(c(NHCH2COOH),c(NHCH2COO-)) × eq \f(c(NH2CH2COO-),c(NHCH2COO-)) =×<1,即c2(NHCH2COO-)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-),故D错误。
3.(2023·湖南长沙模拟)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,主要用于农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。常温下,向1 mL 0.5 mol·L-1 H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.a、b两点时,水电离出的c水(OH-)之比为1.43∶6.54
B.b点对应溶液中存在:c(Na+)=3c(HPO)
C.反应H3PO3+HPO 2H2PO的平衡常数为105.11
D.当V(NaOH)=1 mL时,c(Na+)>c(H2PO)>c(OH-)>c(H+)
解析:选C。亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,常温下,向1 mL 0.5 mol·L-1 H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,先后发生的反应为①H3PO3+OH-===H2PO+H2O,②H2PO+OH-===HPO+H2O,则H3PO3逐渐减少,H2PO先增多后减少,HPO逐渐增多,故δ1表示H3PO3变化曲线,δ2表示H2PO变化曲线,δ3表示HPO变化曲线。a、b两点均为酸性溶液,则水电离出的c水(OH-)分别为10-12.57 mol·L-1、10-7.46 mol·L-1,其之比为1∶105.11,A错误; b点时,c(H2PO)=c(HPO),根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2PO)+2c(HPO)=c(OH-)+3c(HPO),因b点不是中性点,即c(OH-)≠c(H+),则c(Na+)≠3c(HPO),B错误; a点时,c(H3PO3)=c(H2PO),则反应H3PO3 H++H2PO的平衡常数K1= eq \f(c(H+)c(H2PO),c(H3PO3)) =c(H+)=10-1.43,b点时,c(H2PO)=c(HPO),则反应H2PO H++HPO的平衡常数K2= eq \f(c(H+)c(HPO),c(H2PO)) =c(H+)=10-6.54,反应H3PO3+HPO 2H2PO的平衡常数K= eq \f(c2(H2PO),c(H3PO3)c(HPO)) ===105.11,C正确;当V(NaOH)=1 mL时,H3PO3与NaOH反应生成NaH2PO3,H2PO水解平衡常数Kh===10-12.574.用0.10 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度为c1的醋酸、c2的草酸(H2C2O4)溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点。下列说法错误的是(  )
A.由滴定曲线可判断:c1>c2
B.滴定过程中始终有n(CH3COOH)=0.02c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+)
C.若a点V(NaOH)=7.95 mL,则a点有c(Na+)>c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4)
D.若b点时溶液中c(CH3COO-)=c(CH3COOH),则b点消耗了8.60 mL的NaOH溶液
解析:选D。草酸是二元弱酸,滴定过程中有两次滴定突变;醋酸是一元酸,滴定时只有一次滴定突变,所以根据图示可知X曲线代表草酸,Y曲线代表醋酸,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点,滴定根据恰好反应时消耗NaOH溶液的体积数值可知c2==0.026 5 mol·L-1,c1==0.086 0 mol·L-1,c1>c2,A正确;对于醋酸溶液,在滴定过程中始终存在电荷守恒n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+n(CH3COO-),根据物料上述可知n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.02c1,故n(H+)+n(Na+)=n(OH-)+0.02c1-n(CH3COOH),所以有n=0.02c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+),B正确;完全中和草酸时需消耗V(NaOH)=10.60 mL,则a点V(NaOH)=7.95 mL时为NaHC2O4、Na2C2O4按1∶1形成的混合溶液,pH<7,显酸性,故HC2O的电离程度大于HC2O及C2O的水解程度,则c(Na+)>c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4),C正确;若b点时加入氢氧化钠体积为8.6 mL,则此时溶液中n和n相等,由图可知此时溶液显酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),如果要求c(CH3COO-)=c(CH3COOH),则此时加入氢氧化钠的体积V21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第40讲 盐类的水解
【备考目标】 1.了解盐类水解的原理及一般规律。2.了解影响盐类水解程度的主要因素。3.了解盐类水解的应用。4.能利用水解常数(Kh)进行相关计算。
考点1 盐类水解的原理及规律
1.盐类的水解
(1)实质
盐电离→→生成弱电解质,破坏了水的电离平衡→水的电离程度 ,c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
(2) 特点
eq \x(逆) eq \b\lc\ (\a\vs4\al\co1(盐类的水解反应可视为酸碱中和反应的,逆反应:酸+碱\o(????,\s\up7(中和),\s\do5(水解))盐+水))
eq \x(吸)
eq \x(弱)
eq \x(动)
(3)规律
有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性。
【提醒】 相同条件下“弱离子”的水解程度
①正盐>相应酸式盐,如 CO>HCO。
②水解相互促进的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
2.水解方程式的书写
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用“ ”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,离子方程式要分步书写,以第一步水解为主,一般只写第一步水解的离子方程式。如Na2CO3水解的离子方程式为 、HCO+H2O H2CO3+OH-(可省略不写)。
(3)多元弱碱盐水解的离子方程式要一步写完。如AlCl3水解的离子方程式为 。
(4)有些阴、阳离子水解相互促进,使水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”。如NaHCO3与FeCl3溶液混合,反应的离子方程式为 。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)盐类水解的实质是促进水电离,水电离平衡右移( )
(2)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐( )
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同( )
(4)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同( )
(5)NaHCO3、NaHSO4都能促进水的电离( )
(6)K2CO3的水解:CO+2H2O===H2CO3+2OH-( )
(7)Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑( )
(8)同浓度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比前者pH大;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比后者pH小( )
题组练习
1.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号 ① ② ③ ④
溶液 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO
pH 8.8 9.7 11.6 10.3
下列说法正确的是(  )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO溶液
D.Na2CO3溶液中,c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
2.写出符合要求的离子方程式:
(1)AlCl3溶液呈酸性的原因:________________________________________________。
(2)NaHS溶液呈碱性的原因:______________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中:_____________________________________________________。
(4)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是________________________________________。
若pH<7,其原因是_____________________________________________________________。
考点2 盐类水解的影响因素及应用
1.影响盐类水解的因素
(1)内因:物质自身的性质。形成盐的酸或碱越弱就越易发生水解。例如:
酸性CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为 > 。
(2)外因(以Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+为例)
因素及其变化 水解平衡 水解程度 c(H+) pH
温度 升高 ; ; ; ;
浓度 加FeCl3(s) ; ; ; ;
加水稀释 ; ; ; ;
外加酸碱 通HCl ; ; ; ;
加NaOH(s) ; ; ; ;
2.盐类水解的应用
应用 举例
配制或贮存易水解的盐溶液 配制CuSO4溶液时,加入少量 ;,抑制Cu2+水解;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用 ;
胶体的制取 制取Fe(OH)3胶体的离子方程式: ;
泡沫灭火器原理 成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为 ;
作净水剂 明矾可作净水剂,原理为 ;
化肥的使用 铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂 NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)外界条件对盐水解程度的大小起决定作用( )
(2)能水解的盐的浓度越低,水解程度越大,溶液的酸碱性越强( )
(3)盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的( )
(4)水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大( )
(5)水解反应NH+H2O NH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动( )
(6)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( )
(7)pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③( )
(8)在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH水解( )
题组练习
一、盐类水解的影响因素
1.用棕黄色FeCl3溶液探究影响盐类水解的因素,根据实验现象和原理,下列对水解程度判断正确的是(  )
选项 实验 现象 水解程度
A 加入FeCl3固体 溶液变成红褐色 变大
B 加热FeCl3溶液 溶液变成红褐色 不变
C 通入HCl气体 溶液颜色变浅 减小
D 加入NaCl溶液 溶液颜色变浅 不变
2.10 mL 0.10 mol·L-l的NH4Cl溶液的pH分别随温度升高或加水量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(  )
A.升温Kw增大,NH4Cl溶液中c(H+)增大,pH减小
B.曲线a表示NH4Cl溶液pH随加水量的变化
C.将NH4Cl溶液加水稀释100倍,溶液pH变化值小于2
D.25 ℃时Kb(NH3·H2O)的数量级为10-4
二、盐类水解的应用
3.(2023·江苏淮安期末)下列事实:①NaHCO3水溶液呈碱性;②NaHSO4水溶液呈酸性;③长期使用铵态氮肥,会使土壤酸度增大;④金属焊接时用NH4Cl溶液作除锈剂;⑤配制FeCl2溶液,需加入一定量的铁粉。其中与盐类水解有关的是(  )
A.①③④⑤ B.①③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
4.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是(  )
A.CO+H2O HCO+OH- 用热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O Al(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+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入NaOH固体
5.(人教选择性必修1 P78T10)SOCl2(亚硫酰氯)是一种液态化合物,沸点为77 ℃。向盛有10 mL水的锥形瓶中小心滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出,该气体中含有能使品红溶液褪色的SO2。轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,向溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
(1)根据实验现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式: _____________________________。
(2)将AlCl3溶液蒸干并灼烧得不到无水AlCl3,而将SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热,可得到无水AlCl3,试解释原因:___________________________________________________________。
考点3 盐的水解常数
1.数学表达式
MA表示HA和MOH生成的盐,若M+、A-均能水解,则A-的水解常数为Kh= ,M+的水解常数为Kh= 。
2.水解常数与电离常数的关系
若NaA为强碱弱酸盐,Kh= ;若MCl为强酸弱碱盐,Kh= 。
3.意义
水解常数可以表示盐的水解程度的大小,Kh越大,盐类水解程度 。
4.外界影响因素
水解常数只是温度的函数,Kh随温度的升高而 。
题组练习
1.已知:常温下,CN-的水解常数Kh=1.6×10-5。该温度下,将浓度均为0.1 mol·L-1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是(  )
A.混合溶液的pH<7
B.混合液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN-)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.若c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c= mol·L-1
2.甲胺[(CH3)NH2·H2O]在水中电离与氨相似,常温下,Kb[(CH3)NH2·H2O]=2.0×10-5。已知lg2=0.3。下列说法错误的是(  )
A.(CH3)NH3NO3溶液显酸性
B.甲胺溶液中c(OH-)随温度升高而增大
C.常温下,0.1 mol/L的甲胺溶液的pH=11.3
D.0.1 mol/L (CH3)NH3Cl溶液中离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c[(CH3)NH]>c(H+)>c(OH-)
高考真题
1.(2024·全国新课标卷,7,3分)常温下ClCH2COOH和Cl2CHCOOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
2.(2024·河北卷,11,3分)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-形成配离子达平衡时,与的关系如图。
下列说法正确的是( )
A.的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y<Z
D.若相关离子的浓度关系如P点所示,Y配离子的解离速率小于生成速率
3.(2024·湖南卷,13,3分)常温下Ka(HCOOH)=1.8×10-4,向20mL0.10mol·L-1NaOH溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. 水的电离程度:M<N
B. M点:cNa++cH+=2cOH-
C. 当V(HCOOH)=10mL时,cOH-=cH++cHCOO-+2cHCOOH
D. N点:cNa+>cHCOO->c(OH―)>c(H+)>cHCOOH
4.(2022·浙江1月选考)水溶液呈酸性的盐是(  )
A.NH4Cl B.BaCl2 C.H2SO4 D.Ca(OH)2
5.(2022·湖南高考)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是(  )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明SO对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
6.(2022·江苏高考)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1 mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是(  )
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO)
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(CO)
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
巩固练习一
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列离子方程式正确且属于水解反应的是(  )
A.HCOOH+H2O HCOO-+H3O+ B.HCO+H2O H2CO3+OH-
C.CO+2H2O H2CO3+2OH- D.HCO+H2O CO+H3O+
2.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
C.常用热的碳酸钠溶液清洗油污
D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
3.(人教选择性必修1 P78T7)强碱MOH的溶液和等体积、等物质的量浓度的弱酸HA的溶液混合后,溶液中有关离子浓度的大小关系是(  )
A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+) B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
4.Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O HCO+OH-。下列说法错误的是(  )
A.加水稀释,溶液中所有离子的浓度都减小
B.通入CO2,溶液pH减小
C.加入NaOH固体, eq \f(c(HCO),c(CO)) 减小
D.升高温度,平衡常数增大
5.(2023·浙江宁波联考)下列关于盐的水解应用不正确的是(  )
A.实验室配制氯化铁溶液,氯化铁晶体溶于硫酸,然后再加水稀释
B.TiCl4溶于水加热制备TiO2
C.利用可溶性铝盐、铁盐做净水剂
D.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
6.常温下,某酸HA的电离常数Ka=1.0×10-5,下列说法正确的是(  )
A.常温下,NaA的水解常数Kh=1.0×10-9
B.常温下,0.1 mol·L-1 HA溶液中,水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1
C.NaA与HCl恰好完全反应后的溶液中,2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)
D.常温下,HA溶液中加入NaA固体,减小
7.已知:[FeCl4(H2O)2]-为黄色,溶液中存在可逆反应:Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-,下列实验所得结论不正确的是(  )
① ② ③ ④
加热前溶液为浅黄色,加热后颜色变深 加热前溶液接近无色,加热后溶液颜色无明显变化 加入NaCl后,溶液立即变为黄色,加热后溶液颜色变深 加热前溶液为黄色,加热后溶液颜色变深
注:加热为微热,忽略体积变化。
A.实验①中,Fe2(SO4)3溶液显浅黄色原因是Fe3+水解产生了少量Fe(OH)3
B.实验②中,酸化对Fe3+水解的影响程度大于温度的影响
C.实验③中,加热,可逆反应:Fe3++4Cl-+2H2O [FeCl4(H2O)2]-正向移动
D.实验④,可证明升高温度,颜色变深一定是因为Fe3+水解平衡正向移动
8.下列实验操作不能达到实验目的的是(  )
选项 实验目的 实验操作
A 实验室配制FeCl3水溶液 将FeCl3溶于少量浓盐酸中,再加水稀释
B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2 将MgCl2溶液加热蒸干
C 证明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小 将0.1 mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液
D 除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+ 加入过量MgO充分搅拌,过滤
9.常温下,HF的电离常数Ka=6.61×10-4,NH3·H2O的电离常数Kb=1.78×10-5。下列说法正确的是(  )
A.NH4F溶液中lg >0
B.NH4F溶液中水的电离程度小于纯水的电离程度
C.NH4F溶液中F-的水解平衡常数Kh(F-)≈1.51×10-11
D.NH4F与NH4Cl的混合溶液中有下列关系:c(NH)>c(F-)+c(Cl-)
10.室温下,通过下列实验探究0.100 mol·L-1K2C2O4溶液的性质。已知:25 ℃时H2C2O4的Ka1=10-1.22,Ka2=10-4.19。
序号 实验
① 准确量取10.00 mL 0.100 mol·L-1K2C2O4溶液,测得pH=8.4
② 向①中加入2滴0.100 mol·L-1盐酸,测得pH=7.0
③ 向①准确加入10.00 mL 0.100 mol·L-1盐酸,pH=3.52
④ 向①中加入20.00 mL 0.100 mol·L-1CaCl2溶液,出现白色沉淀
下列说法正确的是(  )
A.实验①溶液中: eq \f(c(HC2O),c(C2O)) =10-4.21
B.实验②反应所得溶液中:c(K+)=2c(C2O)+c(HC2O)
C.实验③反应所得溶液中:c(C2O)D.实验④所得上层清液中:c(Ca2+)·c(C2O)二、非选择题(共2题,共30分)
11.(13分)(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液pH如下:
溶质 NaClO Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 Na2SO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是____________(填字母) 。(2分)
a.H2CO3  b.H2SO3  c.H2SiO3
六种溶液中,水的电离程度最小的是________(填化学式)。(2分)
(2)用离子方程式说明Na2CO3溶液pH>7的原因:______________________________________。(3分)
(3)欲增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入的上表中的物质是____________(填化学式),用化学平衡移动的原理解释其原因:__________________________________________________。(6分)
12.(17分)NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是__________________________________________
(用必要的化学用语和相关文字说明)。(4分)
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中c(NH)________(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中c(NH)。(2分)
(3)如图1所示是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是________(填字母),导致pH随温度变化的原因是___________________________________________________________。(5分)
②20 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________。(2分)
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,所得溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________________________________。(4分)
热点题型(十一) 溶液中粒子浓度关系分析
溶液中粒子浓度的大小比较是离子平衡的主流试题,既与盐的水解有关,又与弱电解质电离平衡有关。不仅偏重考查粒子的浓度大小顺序,且还侧重溶液中各种守恒(电荷守恒、元素守恒、质子守恒)关系考查,从而使题目具有一定的综合性、灵活性和技巧性,考查考生对变化观念、微观探析的理解和应用。
溶液中的守恒关系 电荷守恒 电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都呈电中性,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NaHCO3溶液中Na+、H+、HCO、CO、OH-存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
元素守恒 电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
质子守恒 如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示为:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与元素守恒式推导得到
解答此类题目应遵循的思路
类型1 溶液中离子浓度大小的比较
例1.(2021·天津高考)常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是(  )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
B.在0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.在0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
【对点练】 1.下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
类型2 粒子浓度的分布系数图像
1.分布系数图像,简称分布曲线,是指以pH为横坐标,分布系数即组分的平衡浓度占总浓度的分数为纵坐标的关系曲线。
一元弱酸(以CH3COOH为例) 二元弱酸(以H2C2O4为例)
δ0为CH3COOH的分布系数,δ1为CH3COO-的分布系数 δ0为H2C2O4的分布系数,δ1为HC2O的分布系数,δ2为C2O的分布系数
随着pH增大,溶质分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布系数可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式
同一pH条件下可以存在多种溶质微粒。根据在一定pH的微粒分布系数和酸的总浓度,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度
2.分析方法
(1)读曲线——每条曲线所代表的粒子及变化趋势。
(2)读浓度——通过横坐标的垂线,可读出某pH时的粒子浓度。
(3)用交点——交点是某两种粒子浓度相等的点,可计算电离常数K。
(4)可替换——根据溶液中的元素守恒进行替换,分析得出结论。
例2.(2023·浙江新高考研究联盟联考)25 ℃时,以NaOH溶液调节0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)= ]。下列说法不正确的是(  )
A.二元弱酸H2A的pKa1=1.2(已知:pKa=-lgKa)
B.20.0 mL 0.1 mol·L-1的H2A溶液与30.0 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液混合,混合液的pH=4.2
C.往H2A溶液中滴加NaOH溶液的过程中,一定存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
D.在0.1 mol·L-1NaHA溶液中,各离子浓度大小关系:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)
【图像分析】
【对点练】 2.常温下,将一定量稀硫酸滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含铁微粒FeO、HFeO、H2FeO4、H3FeO的物质的量分数δ(X)随pOH的变化如图。下列说法正确的是(  )
A.曲线Ⅲ表示H3FeO的变化曲线
B.a、b、c三点水的电离程度相等
C.25 ℃时,FeO+3H2O H3FeO+3OH-的平衡常数K=10-12.1
D.b点:c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO)=c(OH-)+2c(FeO)+c(HFeO)
【图像分析】
类型3 离子浓度的对数图像
1.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c(A)/c(B)]取常用对数,即lg c(A)或lg[c(A)/c(B)],与溶液中的pH或溶液的体积等关系作出的图像称为对数图像。常考对数图像的类型如下:
图像种类 具体类型 含义 变化规律
对数图像 lg 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
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粒子浓度的常用对数负值 pC越大,c(C)越小
2.对数图像的解题策略
(1)先确定图像的类型是对数图像还是负对数图像。
(2)再弄清楚图像中横坐标和纵坐标的含义,是浓度对数还是比值对数。
(3)抓住图像中特殊点:如pH=7、lg x=0,交叉点。
(4)理清图像中曲线的变化趋势及含义,根据含义判断线上、线下的点所表示的意义。
(5)将图像中数据或曲线的变化与所学知识对接,作出选项的正误判断。
如以向H2X溶液中滴加NaOH溶液为例:
例3.(2024·湖北襄阳模拟)常温下,向一定浓度的H2X溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.H2X的电离常数Ka1的数量级为10-2
B.水电离的c(H+):N点C.N点时,c(Na+)<3c(X2-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
【对点练】 3.(2022·河北省沧州市二模)常温下,用NaOH溶液滴定二元弱酸亚磷酸溶液,溶液中-lg 和-lg c(H2PO)或-lg eq \f(c(H+),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和-lg c(HPO)的关系如图所示,下列说法错误的是(   )
A.L2表示-lg eq \f(c(H+),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2PO))) 和-lg c(HPO)的关系
B.H3PO3的电离常数Ka1(H3PO3)的数量级为10-2
C.等浓度等体积的H3PO3溶液与NaOH溶液充分混合,c(HPO)D.pH=6.54时,c(Na+ )<3c(HPO)
巩固练习二
一、选择题(每题5分,共4题,共20分)
1.(2023·浙江名校联盟联考)常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定10 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl和NH4Cl的混合溶液,下列说法不正确的是(  )
A.当滴入NaOH溶液10 mL时,c(Na+)+c(NH)<c(Cl-)
B.当滴入NaOH溶液15 mL时,2c(NH3)+2c(NH3·H2O)+2c(NH)=3c(Na+)
C.当滴入NaOH溶液15 mL时,c(NH)>c(NH3·H2O)
D.当溶液呈中性时,NaOH溶液滴入量小于20 mL,c(Na+)+c(NH)=c(Cl-)
2.(2022·辽宁高考)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时,NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数[如δ(A2-)=]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是(  )
A.甘氨酸具有两性 B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2O NHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2(NHCH2COO-)3.(2023·湖南长沙模拟)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,主要用于农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。常温下,向1 mL 0.5 mol·L-1 H3PO3溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,混合溶液中含磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.a、b两点时,水电离出的c水(OH-)之比为1.43∶6.54
B.b点对应溶液中存在:c(Na+)=3c(HPO)
C.反应H3PO3+HPO 2H2PO的平衡常数为105.11
D.当V(NaOH)=1 mL时,c(Na+)>c(H2PO)>c(OH-)>c(H+)
4.用0.10 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度为c1的醋酸、c2的草酸(H2C2O4)溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点。下列说法错误的是(  )
A.由滴定曲线可判断:c1>c2
B.滴定过程中始终有n(CH3COOH)=0.02c1+n(OH-)-n(H+)-n(Na+)
C.若a点V(NaOH)=7.95 mL,则a点有c(Na+)>c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4)
D.若b点时溶液中c(CH3COO-)=c(CH3COOH),则b点消耗了8.60 mL的NaOH溶液
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源列表