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课时规范练28 盐类的水解
一、选择题:本题共9小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024广西桂林期末)NH4Cl溶液常作除锈剂。下列关于pH=3的NH4Cl溶液的说法中,错误的是( )
A.25 ℃时,溶液中H+的物质的量为0.001 mol
B.由水电离出的OH-浓度为1×10-3 mol·L-1
C.适当加热溶液,N的水解程度变大
D.溶液中存在:c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O)
2.室温下,将0.20 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项 加入的物质 结论
A 100 mL 2 mol·L-1 H2SO4 反应结束后,c(Na+)=c(S)
B 0.20 mol CaO 溶液中增大
C 200 mL H2O 由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D 0.4 mol NaHSO4固体 反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
3.常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,已知醋酸的电离常数为Ka=1.8×10-5,NH3·H2O的电离常数为Kb=1.8×10-5,下列说法错误的是 ( )
A.在氨水滴定前,混合溶液中c(Cl-)>c(CH3COOH)
B.在氨水滴定前,混合溶液中
c(CH3COO-)≈Ka
C.当滴入氨水10 mL时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(N)+c(NH3·H2O)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量等于20 mL,且c(N)4.叠氮酸(HN3)与NaOH溶液反应生成NaN3。已知NaN3溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )
A.0.01 mol·L-1 HN3溶液的pH=2
B.HN3溶液的pH随温度升高而减小
C.NaN3的电离方程式:NaN3Na++3N-
D.0.01 mol·L-1 NaN3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c()+c(HN3)
5.(2024广西南宁模拟)柠檬酸(用H3A表示)是一种有机三元弱酸,广泛存在于水果中。25 ℃时,用NaOH调节H3A溶液的pH,溶液中各种微粒的分布系数δ与pH的关系如图所示[比如A3-的分布系数δ(A3-)=]。下列叙述错误的是( )
A.NaH2A溶液显酸性,Na2HA溶液显碱性
B.曲线Ⅰ代表δ(A3-),曲线Ⅳ代表δ(H3A)
C.0.1 mol·L-1 NaH2A溶液中:c(Na+)>c(H2A-)>c(HA2-)>c(H3A)
D.反应H3A+HA2-2H2A-的K=105.1
6.已知25 ℃时,(H2C2O4)=5.9×10-2,(H2C2O4)=6.4×10-5。为探究Na2C2O4溶液的性质,进行如下实验:
①测定0.100 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液的pH为8.4;
②向0.200 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加等浓度、等体积的盐酸,无明显现象;
③向0.100 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,滴加等浓度的盐酸至溶液pH=7;
④向0.100 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡,溶液仍为无色。
下列说法不正确的是( )
A.实验①溶液中存在:c(Na+)>c(C2)>c(HC2)>c(H+)
B.实验②所得溶液中:c(C2)>c(H2C2O4)
C.实验③所得溶液中存在:c(Na+)=c(HC2)+2c(C2)
D.实验④中Mn被还原成Mn2+,反应的离子方程式为5C2+2Mn+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O
7.室温下,改变0.1 mol·L-1邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。下列叙述错误的是[已知δ(X)=]( )
A.lg[(H2A)]=-5.4
B.pH=4.15时,2δ(H2A)+δ(HA-)=1
C.KHA溶液中:c(K+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.pH=7时,c(A2-)>c(HA-)>c(H+)=c(OH-)
8.(2024广西贺州一模)百里酚蓝(以下记为H2A)是一种有机弱酸,结构如图1所示,其电离平衡可表示为H2A(红色)H++HA-(黄色)、HA-(黄色)H++A2-(蓝色)。25 ℃时0.1 mol·L-1的H2A溶液中,H2A、HA-、A2-的分布分数δ与pH的变化关系如图2所示。[已知δ(A2-)=]下列说法错误的是( )
百里酚蓝
图1
图2
A.溶液由黄色变为蓝色的原因是酚羟基发生了变化
B.δ(HA-)=
C.pH=7.0时,c(HA-)>c(A2-)
D.用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,可用H2A作指示剂,溶液由红色变为橙色且半分钟内不复原即为滴定终点
9.(2024山东卷)常温下Ag(Ⅰ)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L-1,所有含碳微粒的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.线Ⅱ表示CH3COOH的变化情况
B.CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)= mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L-1
二、非选择题:本题共3小题。
10.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)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1
NH4Al(SO4)2溶液中c(N) (填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1 NH4HSO4中c(N)。
(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 (填数字),导致pH随温度变化的原因是 。
②20 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液中2c(S)-c(N)-
3c(Al3+)≈ 。
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH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 。
11.醋酸是日常生活中常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠是其常见的盐[设25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.69×10-5]。
(1)醋酸钠溶液呈碱性的原因是 (写出有关的离子方程式)。
(2)在CH3COONa溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(3)25 ℃时,0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH约为 (已知:lg 1.3≈0.114)。
(4)对于CH3COOH溶液和醋酸钠溶液的下列说法正确的是 (填字母)。
A.稀释CH3COOH溶液,醋酸的电离程度增大,而稀释醋酸钠溶液则醋酸钠的水解程度减小
B.升高温度可以促进醋酸电离,也可以促进醋酸钠水解
C.醋酸和醋酸钠混合液中,醋酸抑制醋酸钠的水解、醋酸钠也抑制醋酸的电离
D.醋酸和醋酸钠混合液中,醋酸促进醋酸钠的水解、醋酸钠也促进醋酸的电离
(5)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa和CH3COOH溶液等体积混合(注:混合前后溶液体积变化忽略不计),混合液中的下列关系式正确的是 (填字母)。
A.c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
B.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
(6)用pH试纸在常温下分别测定
0.10 mol·L-1的醋酸钠溶液和0.10 mol·L-1的碳酸钠溶液,则pH(CH3COONa) (填“>”“<”或“=”)pH(Na2CO3)。
12.(2024广西部分学校联考)无水FeCl3是有机合成催化剂,还可做水处理剂等。实验室可用FeCl3·6H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl3,装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水FeCl3能吸收空气里的水分而潮解;SOCl2沸点为76 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题。
(1)仪器F的名称是 。
(2)SOCl2遇水发生反应的化学方程式为 ,将FeCl3溶液蒸干灼烧得不到无水FeCl3,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,可得到无水FeCl3,试解释原因: 。
(3)反应后通入N2的目的是排出装置内的酸性气体,装置F中盛装的物质是 ,其作用为 。
(4)为了检验D中最终产品是否含有FeCl2,取少量产品溶于盐酸,可证明产品中含有FeCl2的最佳试剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液
B.铁氰化钾溶液
C.酸性高锰酸钾溶液
D.KSCN溶液
(5)已知S2Cl2中各原子均满足8电子结构,则分子中含有的共价键类型(从共用电子对是否偏移角度回答)为 。
参考答案
课时规范练28 盐类的水解
1.A 解析 缺少溶液的体积,无法计算pH=3的NH4Cl溶液中氢离子的物质的量,A项错误;pH=3的NH4Cl溶液中氢离子完全来自水的电离,水电离出的H+浓度与其电离出的OH-浓度相等,均为1×10-3 mol·L-1,B项正确;水解是吸热反应,适当加热溶液,促进N的水解,则水解程度变大,C项正确;根据元素守恒,溶液中存在:c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O),D项正确。
2.B 解析 n(Na2CO3)=0.20 mol,碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,离子方程式为C+H2OHC+OH-。n(H2SO4)=2 mol·L-1×0.1 L=0.2 mol,H2SO4与Na2CO3反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O,根据化学方程式可知,二者恰好完全反应生成Na2SO4,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)=2c(S),A错误;CaO+H2OCa(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH,随着C的消耗,C+H2OHC+OH-向左移动,c(HC)减小,反应生成OH-,则c(OH-)增大,因此溶液中增大,B正确;加水稀释,促进碳酸钠的水解,则由水电离出的n(H+)、n(OH-)都增大,但氢离子、氢氧根离子物质的量增大倍数小于溶液体积增大倍数,c(H+)、c(OH-)减小,二者浓度之积减小,C错误;NaHSO4与Na2CO3反应的化学方程式为2NaHSO4+Na2CO32Na2SO4+H2O+CO2↑,根据化学方程式可知,二者恰好完全反应生成Na2SO4、H2O和CO2,溶液中的溶质是硫酸钠,溶液由碱性变为中性,溶液的pH减小,因为硫酸氢钠中含有钠离子,所以c(Na+)增大,D错误。
3.D 解析 HCl完全电离,c(Cl-)=c(HCl),CH3COOH微弱电离,c(Cl-)>c(CH3COOH),A正确。由电离方程式CH3COOHCH3COO-+H+可知,Ka=,由于CH3COOH电离是微弱的,故溶液中c(H+)≈c(HCl)≈c(CH3COOH),故Ka≈c(CH3COO-),B正确。当加入氨水10 mL时,HCl恰好反应,故反应后溶液组成为等浓度的NH4Cl和CH3COOH,根据元素守恒知,c(N)+c(NH3·H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),C正确。当氨水加入20 mL时,HCl、CH3COOH恰好反应,反应后溶液组成为等浓度的NH4Cl、CH3COONH4,CH3COONH4使溶液显中性,NH4Cl使溶液显酸性,故此时溶液不可能显中性,要使溶液显中性,加入氨水体积应大于20 mL;溶液显中性时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-),可知c(N)=c(Cl-)+c(CH3COO-),则c(N)>c(Cl-),D错误。
4.B 解析 NaN3溶液呈碱性,说明HN3为弱酸,故0.01 mol·L-1 HN3溶液的pH>2,A项错误;HN3为弱酸,电离方程式为HN3H++,电离是吸热过程,升高温度促进HN3的电离,c(H+)增大,pH减小,B项正确;NaN3是强电解质,电离方程式为NaN3Na++,C项错误;在0.01 mol·L-1 NaN3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=c()+c(HN3),D项错误。
5.B 解析 H3A为有机三元弱酸,与氢氧化钠溶液反应时,溶液的pH越小,H3A的分布系数越大,溶液的pH越大,A3-的分布系数越大,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表H3A、H2A-、HA2-、A3-的分布系数;由图可知,溶液中H3A、H2A-的浓度相等时,溶液pH=2.1,则电离常数(H3A)==c(H+)=10-2.1,同理可知,(H3A)=10-7.2、(H3A)=10-12.3。
H2A-的水解平衡常数=10-11.9<,故H2A-以电离为主,溶液显酸性;HA2-的水解平衡常数=10-6.8>,HA2-以水解为主,溶液显碱性,A项正确。曲线Ⅰ代表δ(H3A),曲线Ⅳ代表δ(A3-),B项错误。根据A项分析得,H2A-的水解程度小于电离程度,0.1 mol·L-1 NaH2A溶液中:c(Na+)>c(H2A-)>c(H)>c(H3A),C项正确。反应H3A+H2H2A-的K==105.1,D项正确。
6.C 解析 草酸钠溶液显碱性,说明存在草酸根离子的水解,且第一步水解大于第二步水解,故溶液中存在离子浓度关系:c(Na+)>c(C2)>c(HC2)>c(H+),A正确;向0.200 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液中滴加等浓度、等体积的盐酸,反应生成草酸氢钠,根据草酸电离平衡常数分析,草酸氢根离子的电离程度大于其水解程度,故溶液显酸性,电离出的草酸根离子的浓度大于水解生成的草酸分子的浓度,B正确;向草酸钠溶液中加入盐酸,最后溶液为中性,根据电荷守恒分析有c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(Cl-)+c(OH-),根据c(H+)=c(OH-),可知c(Na+)=c(HC2)+2c(C2)+c(Cl-),C错误;草酸钠被高锰酸钾溶液氧化,根据电荷守恒和电子守恒得反应的离子方程式为5C2+2Mn+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O,D正确。
7.C 解析 根据分布图像的两个交点可得H2A的电离平衡常数:=10-2.9,=10-5.4。lg[(H2A)]=
-5.4,A正确;由题图可知pH=4.15时δ(H2A)=δ(A2-),故δ(H2A)+δ(A2-)+δ(HA-)=2δ(H2A)+
δ(HA-)=1,B正确;=10-5.4>Kh(HA-)==10-11.1,因此电离产物A2-的浓度大于水解产物H2A的浓度,C错误;由题图可知pH=7时c(A2-)>c(HA-),且c(H+)=c(OH-),D正确。
8.D 解析 根据结构可知,百里酚蓝为二元弱酸,其中酚羟基更加难以电离,根据信息可知,溶液由黄色变为蓝色原因是酚羟基发生了变化,A项正确;,代入=δ(HA-),B项正确;随着pH的增大,c(HA-)在增大,c(H2A)在减小,随着pH的进一步增大,则c(HA-)在减小,c(A2-)在增大,结合图示可知,pH=7.0,c(HA-)>c(A2-),C项正确;滴定终点对应的为醋酸钠溶液,溶液显碱性,根据题给信息可知,此时溶液应该由橙色变蓝色,D项错误。
9.C 解析 随pH增大,线Ⅰ对应微粒的摩尔分数逐渐降低,线Ⅱ对应微粒的摩尔分数逐渐增大,pH大于10时,线Ⅱ对应微粒的摩尔分数接近1,则线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示CH3COOH、CH3COO-、CH3COOAg,A错误;CH3COOH与CH3COO-交点对应的pH为m,醋酸的电离常数Ka==c(H+)=10-m,B错误;Ag+与CH3COO-反应的平衡常数K=,pH=n时c(CH3COOAg)=c(CH3COOH),则K=,c(Ag+)= mol·L-1= mol·L-1,C正确;pH>8时,c(CH3COOAg)锐减,说明有AgOH沉淀生成,当pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)<0.08 mol·L-1,D错误。
10.答案 (1)Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性
(2)小于 (3)①1 NH4Al(SO4)2中的Al3+、N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(S)>c(N)>c(OH-)=c(H+)
解析 (1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(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)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的N均发生水解,NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性抑制N水解,NH4HSO4电离出H+同样抑制N水解,NH4HSO4电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4中N水解程度比NH4Al(SO4)2中的小,NH4HSO4溶液中的N浓度大。
(3)①NH4Al(SO4)2中的Al3+、N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1。②根据电荷守恒,变式得到2c(S)-c(N)-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+,溶液中溶质只有(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,溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O三种成分,a点时c(Na+)=c(S),b点时c(Na+)>c(S),根据N原子与S原子的关系,可以得出c(S)>c(N),综上c(Na+)>c(S)>c(N)>c(OH-)=c(H+)。
11.答案 (1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(2)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(3)2.886 (4)BC (5)ABC (6)<
解析 (1)醋酸钠是强碱弱酸盐,CH3COO-水解使溶液呈碱性,离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
(2)醋酸根离子水解,溶液显碱性,则c(Na+)>c(CH3COO-)、c(OH-)>c(H+),又因为水解一般是微弱的,所以c(Na+)和c(CH3COO-)远大于c(OH-)和c(H+),故CH3COONa溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)25 ℃时Ka(CH3COOH)=1.69×10-5=,其中c(H+)=c(CH3COO-),c(CH3COOH)约为0.10 mol·L-1,所以c(H+)= mol·L-1=1.3×10-3 mol·L-1,则pH=-lgc(H+)=3-lg1.3=2.886。
(4)稀释对电离和水解都有促进作用,则稀释时醋酸的电离程度增大,醋酸钠的水解程度增大,故A错误;电离和水解均为吸热过程,所以升高温度,促进水解和电离,故B正确;醋酸电离时产生CH3COO-,CH3COO-水解时产生醋酸,二者作用相反,所以相互抑制,故C正确、D错误。
(5)25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.69×10-5,所以
Kh(CH3COO-)=≈5.9×10-10,则Ka(CH3COOH)>Kh(CH3COO-),物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa和CH3COOH溶液等体积混合,溶液显酸性,电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),元素守恒为c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=2×(×0.1 mol·L-1)=0.1 mol·L-1,质子守恒为c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-),综上分析A、B、C都正确。
(6)弱酸酸性越弱,对应的钠盐溶液中阴离子越容易水解,因为CH3COOH酸性强于HC,所以0.10 mol·L-1的醋酸钠溶液和0.10 mol·L-1的碳酸钠溶液中,水解程度:C>CH3COO-,C和CH3COO-水解使溶液显碱性,水解程度越大碱性越强,pH越大,则pH(CH3COONa)12.答案 (1)球形干燥管
(2)SOCl2+H2O2HCl+SO2 直接加热可以促进Fe3+完全水解,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,SOCl2与FeCl3·6H2O中的结晶水反应生成HCl,抑制Fe3+的水解,可得到无水FeCl3
(3)碱石灰 是吸收SO2和HCl并防止空气中的水蒸气进入B、D
(4)B
(5)极性共价键和非极性共价键
解析 B中盛放SOCl2液体,水浴加热B形成SOCl2蒸气,与D中的FeCl3·6H2O反应生成无水FeCl3、SO2和HCl,气体通过冷凝管E冷凝回流未反应的亚硫酰氯(SOCl2),提高其转化率,最后注意尾气处理。
(1)仪器F的名称是球形干燥管。
(2)SOCl2中Cl为-1价,O为-2价,S为+4价,遇水极易反应生成两种酸性气体,其中一种应含Cl,为HCl,另一种含S,为SO2,反应的化学方程式为SOCl2+H2O2HCl+SO2;加热可以促进Fe3+水解,而将SOCl2与FeCl3·6H2O混合加热,SOCl2与FeCl3·6H2O中的结晶水反应生成HCl,抑制Fe3+的水解,可得到无水FeCl3。
(3)酸性气体为SO2和HCl,均会污染空气,同时要避免空气中的水蒸气进入D中使氯化铁潮解,故F中盛装的物质是碱石灰,作用是吸收SO2和HCl并防止空气中的水蒸气进入B、D。
(4)D中含Fe3+、Cl-,同时要检验Fe2+。D中含Fe3+,加NaOH溶液会生成红褐色沉淀覆盖白色,故不能用NaOH溶液,A项不符题意;铁氰化钾溶液与亚铁离子产生蓝色沉淀,不受铁离子干扰,故能用铁氰化钾溶液,B项符合题意;酸性高锰酸钾溶液能氧化Cl-,不能用酸性高锰酸钾溶液,C项不符题意;KSCN溶液遇亚铁离子无特征现象,不能用KSCN溶液,D项不符题意。
(5)S2Cl2中各原子均满足8电子结构,其电子式为
,分子中含有的共价键类型为极性共价键和非极性共价键。
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