第九章 第44讲 盐类的水解讲义 (教师版)

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第九章 第44讲 盐类的水解讲义 (教师版)

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第44讲 盐类的水解
1.认识盐类水解的原理及其一般规律,掌握水解离子方程式的书写。2.认识影响盐类水解程度的主要因素。3.了解盐类水解的应用,能利用水解常数进行相关计算。
考点一 盐类水解的概念和规律
1.盐类的水解
(1)定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
(2)实质
盐电离→→
促进水的电离→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
(3)特点
2.盐类水解的规律(25 ℃)
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型 实例 是否水解 水解的离子 溶液的酸碱性 溶液的pH
强酸强碱盐 NaCl、KNO3 否 — 中性 pH=7
强酸弱碱盐 NH4Cl、Cu(NO3)2 是 NH、 Cu2+ 酸性 pH<7
弱酸强碱盐 CH3COONa、Na2CO3 是 CH3COO-、 CO 碱性 pH>7
3.水解离子方程式的书写
(1)基本要求
由于水解是微弱的反应,因而反应物与生成物用“ ”连接,易挥发性物质不标“↑”,难溶物不标“↓”,易分解的物质不拆开书写,如
NH3·H2O(相互促进水解者除外)。
例如NH4Cl的水解离子方程式:NH+H2O NH3·H2O+H+。
(2)三种类型的盐水解方程式的书写
①多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解。
例如Na2CO3的水解离子方程式:CO+H2O HCO+OH-。
②多元弱碱盐水解:方程式一步写完。
例如FeCl3的水解离子方程式:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+。
③阴、阳离子相互促进水解:水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。
例如NaHCO3与AlCl3混合溶液反应的离子方程式:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)盐类加入水中,水的电离一定被促进。( × )
(2)溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。( × )
(3)pH相同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)相同。( × )
(4)Na2S水解的离子方程式为S2-+2H2O H2S+2OH-。( × )
(5)NH与CH3COO-在水解时相互促进,故在溶液中不能大量共存。( × )
题组一 盐类水解的原理及规律
1.广义的水解观认为无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分,然后两两重新组合成新的物质。根据上述观点,下列说法不正确的是( B )
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2
B.PCl3的水解产物是HClO和H3PO4
C.Al4C3的水解产物是Al(OH)3和CH4
D.CH3COCl的水解产物是两种酸
解析:BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2,符合水解原理,A正确;PCl3的水解产物应是H3PO3和HCl,不符合水解原理,B错误;Al4C3水解得到氢氧化铝和甲烷,符合水解原理,C正确;CH3COCl的水解产物是两种酸,为CH3COOH和HCl,符合水解原理,D正确。
2.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( B )
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
D.③溶液中水电离出的c(OH-)=1×10-11.6 mol·L-1
解析:水的电离程度应为③>④>②>①,A错误;酸性CH3COOH强于HClO,pH小的为CH3COOH,C错误;Na2CO3促进水电离,c水(OH-)=1×10-2.4 mol·L-1,D错误。
题组二 盐溶液酸碱性与离子浓度大小的判断
3.(2024·北京海淀区模拟)下列溶液呈酸性的是( A )
A.Fe2(SO4)3溶液 B.BaCl2溶液
C.CH3COONa溶液 D.KNO3溶液
解析:Fe2(SO4)3溶液中Fe3+发生水解,结合水电离出来的OH-,溶液中c(OH-)c(H+),溶液呈碱性,C不符合题意;KNO3为强酸强碱盐,在水溶液中不发生水解,溶液呈中性,D不符合题意。
4.根据相关物质的电离常数(25 ℃),回答下列问题:
CH3COOH Ka=1.8×10-5,HCN Ka=4.9×10-10,H2CO3 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
(1)相同物质的量浓度的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液,pH由大到小的顺序:②>④>③>①(填序号,下同),水的电离程度由大到小的顺序:②>④>③>①。
(2)相同pH的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaHCO3、④NaCN溶液,物质的量浓度由大到小的顺序:①>③>④>②。
(3)NaCN溶液中,c(Na+)、c(CN-)、c(HCN)由大到小的顺序:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)。
考点二 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:形成盐的弱酸或弱碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。
如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
(2)外因
①盐类水解平衡同电离平衡一样,当温度、浓度等条件改变时,会引起水解平衡的移动,从而影响盐类水解的程度。其中浓度的影响通常包括:加水稀释、加入适量的酸或碱及能与酸或碱反应的盐等。
②实例
以Fe2(SO4)3水解:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件 平衡移动方向 H+数 pH 现象
升温 向右 增多 减小 颜色变深
加H2SO4 向左 增多 减小 颜色变浅
加H2O 向右 增多 增大 颜色变浅
加NaHCO3 向右 减少 增大 生成红褐色 沉淀,放出气体
2.盐类水解的应用
应用 举例
判断盐溶液的酸碱性 FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
判断对应酸的酸性强弱 同浓度的NaHCO3溶液的pH大于CH3COONa溶液的pH,则酸性:CH3COOH>H2CO3
配制或贮存易水解的盐溶液 配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取 制取Fe(OH)3胶体的离子反应: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
比较溶液中离子浓度的大小 如:Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)实验室贮存NaF溶液时可以选用玻璃瓶。( × )
(2)水解平衡右移,盐中离子的水解程度一定增大。( × )
(3)通入适量的HCl气体,使FeCl3溶液中增大。( × )
(4)配制FeSO4溶液时,应加入铁粉防止Fe2+被氧化,并加入盐酸抑制Fe2+水解。( × )
(5)将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干并灼烧,最后得到Fe2O3。( × )
题组一 盐类水解的影响因素
1.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,由于NH的水解,使得c(NH)<0.1 mol·L-1。如果要使c(NH)更接近于0.1 mol·L-1,可采取的措施是( C )
A.加入少量氢氧化钠
B.加入少量水
C.加入少量盐酸
D.加热
解析:加入氢氧化钠,会消耗铵根离子,使得铵根离子浓度更小,A不符合题意;加水稀释会导致溶液中铵根离子浓度减小,B不符合题意;加热会促进铵根离子水解,导致溶液中铵根离子浓度减小,D不符合题意。
2.下列有关电解质溶液的说法不正确的是( D )
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B.将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C.向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
解析:在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O HCO+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,c(CO)增大,c(Na+)不变,则减小,A正确;K2C2O4溶液中草酸根离子水解溶液呈碱性,升高温度,水解程度增大,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以增大,B正确;向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中存在电荷守恒,c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(H+)=c(OH-),则c(F-)=c(Na+),=1,C正确;向CH3COONa溶液中加入少量水,温度不变,不会影响CH3COOH的电离常数,即=不变,D错误。
题组二 盐类水解的应用
3.下列物质制取、贮存和用途与盐类水解有关的是( A )
①实验室配制Na2S溶液时常加入几滴NaOH溶液
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可用作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤少量的硫酸铁溶于水能吸附水中悬浮杂质
A.①②③④⑤ B.仅②③④
C.仅①④⑤ D.仅①②③
解析:①实验室配制Na2S溶液时加入几滴NaOH溶液,抑制硫离子水解,与盐类水解有关;②NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和Al(OH)3,可用作泡沫灭火剂,与盐类水解有关;③草木灰中的碳酸根离子和铵根离子发生相互促进的水解反应,会损失肥效,因此草木灰与铵态氮肥不能混合施用,与盐类水解有关;④Na2CO3水解产生NaOH,NaOH会和玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,Na2SiO3溶液有黏性,会将玻璃塞黏在试剂瓶上,故实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,与盐类水解有关;⑤少量的硫酸铁溶于水,Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体可以吸附水中的悬浮杂质,与盐类水解有关。故选A。
4.(2024·河北石家庄模拟)将硝酸铝溶液和硫酸铝溶液分别蒸干、灼烧,最后得到的固体是( D )
A.都是Al2O3
B.依次为AlCl3、Al2(SO4)3
C.都是Al(OH)3
D.依次为Al2O3、Al2(SO4)3
解析:硝酸铝为强酸弱碱盐,水解生成Al(OH)3和HNO3,Al(NO3)3+3H2O Al(OH)3+3HNO3,而HNO3是挥发性酸,受热挥发会导致水解平衡右移,Al(NO3)3彻底水解为Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3又会分解为Al2O3,故将硝酸铝溶液蒸干并灼烧得到的固体物质是Al2O3,Al2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解出H2SO4和Al(OH)3,而H2SO4是不挥发性酸,受热不能挥发,即Al2(SO4)3的水解不能彻底,故最终得到Al2(SO4)3,故D符合题意。
盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)CuSO4(s);盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
(2)酸根离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
考点三 水解常数及其应用
1.水解常数
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式:
①对于A-+H2O HA+OH-,Kh=;
②对于B++H2O BOH+H+,Kh=。
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,促进水解,Kh增大。
2.Kh与Ka或Kb的换算关系
(1)一元弱酸或弱碱的Ka或Kb与弱酸根离子或弱碱阳离子的Kh关系
Ka=或Kb=。
(2)二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的水解常数Kh1、Kh2的关系
Ka1=,Ka2=。
3.水解常数的应用
(1)判断水解程度
Kh越大,水解程度越大。
(2)判断弱酸弱碱盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NH4HCO3,由于Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),则Kh(NH)<Kh(HCO),水解程度:HCO>NH,溶液呈碱性,c(NH)>c(HCO)。
(3)判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NaHRO3(R为非金属元素,H2RO3为二元弱酸)溶液,若Ka2(H2RO3)>Kh(HRO),电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(RO)>c(H2RO3);反之,溶液呈碱性,c(H2RO3)>c(RO)。
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( D )
A.混合溶液的pH<7
B.混合溶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-1NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
解析:CN-的水解常数Kh=1.6×10-5,则HCN的电离常数为Ka===6.25×10-10,Kh>Ka,所以水解程度更大,溶液显碱性,pH>7,A错误;CN-的水解促进水的电离,HCN电离抑制水的电离,而水解程度更大,所以水的电离受到促进,混合液中水的电离程度大于纯水的,B错误;CN-的水解程度大于HCN的电离程度,所以c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),C错误;c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合后溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),溶液显中性,所以c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)= mol·L-1,溶液中还存在元素守恒:c(HCN)+c(CN-)=c(Na+),所以c(HCN)=c(Na+)-c(CN-)= mol·L-1,所以有Ka===6.25×10-10,解得c=,D正确。
2.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,回答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是③<②<①(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH<(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈碱(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明判断理由:Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.6×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性。
解析:(1)Ka越大,Kh越小,所以①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的水解程度依次减小,pH依次减小。(2) NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。(3)Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.6×10-7,Ka37。
判断某些混合溶液的酸碱性及粒子浓度大小
(1)如对于等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液,由于Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5>=Kh(NH),NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液呈碱性,c(NH)>c(NH3·H2O)。
(2)如对于等浓度的HCN和NaCN混合溶液,由于Ka(HCN)=6.7×10-10<=Kh(CN-),CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液呈碱性,c(HCN)>c(CN-)。
1.(2023·北京卷)下列过程与水解反应无关的是( B )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
解析:纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性、加热条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意;Fe3+能发生水解反应生成Fe(OH)3,加热能增大Fe3+的水解程度,D不符合题意。
2.(2024·贵州卷)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理:B(OH)3+2H2O H3O++Ka=5.8×10-10;②lg≈0.38。
下列说法正确的是( B )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
解析:Na2B4O5(OH)4·8H2O水解生成等物质的量的B(OH)3和Na[B(OH)4],硼酸遇水发生反应B(OH)3+2H2O H3O++B(OH),根据元素守恒,c(Na+)={c[B(OH)3]+c[B(OH)]},A错误;根据已知,硼酸遇水发生反应B(OH)3+2H2O H3O++B(OH),其中的H+是由水提供的,B正确;25 ℃时, B(OH)3+2H2O H3O++B(OH) Ka==5.8×10-10,c(H+)===×10-6,因lg≈0.38,pH≈6-0.38≈5.62,C错误;B(OH)3的电离平衡常数Ka=5.8×10-10,B(OH)的水解平衡常数Kh===×10-4,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误。
3.(2022·湖南卷)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( D )
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:铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,A合理;在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,生成亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,生成蓝色沉淀,B合理;实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度的FeCl3溶液,根据溶液变红褐色,说明Fe3+发生水解反应,滴加K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀产生,说明没有发生还原反应,C合理;结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,因证据不足不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,D不合理。
4.(2023·海南卷改编)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( B )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)=2×10-4 mol·L-1
解析:由题图可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)>0.01 mol·L-1,A错误;盐溶液越稀越水解,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,B正确;结合题图可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1时,pH=12,Kh=≈=2×10-4,则Ka2==5×10-11,C错误;0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合,c(CO)=0.1 mol·L-1,c(HCO)=0.15 mol·L-1,Kh==2×10-4,代入得c(OH-)=×10-4 mol·L-1<2×10-4 mol·L-1,D错误。
5.(2023·重庆卷)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是( B )
A.M点Kw等于N点Kw
B.M点pH大于N点pH
C.N点降温过程中有2个平衡发生移动
D.P点c(H+)+c(NH)+c(NH3·H2O)=c(OH-)+2c(SO)
解析:温度升高,水的电离程度增大,则M点Kw小于N点Kw,A错误;升高温度促进铵根离子的水解,水解生成氢离子浓度更大,且N点铵根离子的浓度更大,N点酸性更强,故M点pH大于N点pH,B正确;N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;P点为硫酸铵的不饱和溶液,由电荷守恒可知,c(H+)+c(NH)=c(OH-)+2c(SO),D错误。
课时作业44
(总分:60分)
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题只有1个选项符合题意)
1.(2024·湖北武汉模拟)如图是某离子M的水解过程示意图,M可能是( C )
A.CO B.Al3+
C.NH D.HSO
解析:根据盐的水解原理结合题图所示的内容可知,M离子水解显酸性,碳酸根离子水解显碱性,不符合;Al3+水解结合水电离出的氢氧根离子生成氢氧化铝,不符合;铵根离子水解溶液显酸性,NH+H2O NH3·H2O+H+,符合;HSO水解生成H2SO3和OH-,不符合。故选C。
2.根据表中信息,判断0.10 mol·L-1的下列各物质的溶液的pH最大的是( D )
酸 电离常数(常温下)
CH3COOH Ka=1.75×10-5
H2CO3 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
H2S Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13
A.CH3COONa B.Na2CO3
C.NaHCO3 D.Na2S
解析:根据表格中的酸的电离常数可知,酸性:CH3COOH>H2CO3>H2S>HCO>HS-,根据越弱越水解的规律可知,水解能力:S2->CO>HS->HCO>CH3COO-,则选项中Na2S溶液的pH最大。
3.下列离子方程式不正确的是( D )
A.明矾用于净水:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
B.泡沫灭火器灭火:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
C.用纯碱清洗油污:CO+H2O HCO+OH-
D.浓硫化钠溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
解析:硫化钠分步水解,离子方程式必须分步书写,应使用可逆符号,D错误。
4.下列关于盐的水解应用不正确的是( A )
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: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。
5.采取下列措施后,溶液颜色变深的是( B )
A.加热0.10 mol·L-1明矾溶液(滴有酚酞溶液)
B.加热0.10 mol·L-1Na2CO3溶液(滴有酚酞溶液)
C.0.10 mol·L-1氨水(滴有酚酞溶液)中加入少量NH4Cl固体
D.0.10 mol·L-1小苏打溶液(滴有酚酞溶液)中加入少量NaCl固体
解析:加热后铝离子的水解程度增大,溶液的酸性增强,故溶液颜色无变化,A不符合题意;加热后碳酸根离子的水解程度增大,溶液的碱性增强,溶液的红色加深,B符合题意;加入氯化铵固体,一水合氨的电离程度减弱,溶液的碱性减弱,则溶液的颜色变浅,C不符合题意;加入NaCl固体,小苏打溶液的酸碱性不变,溶液的颜色没有变化,D不符合题意。
6.下列实验操作不能达到实验目的的是( B )
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: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,蒸干得到Mg(OH)2,B符合题意。
7.利用传感技术测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度(T)的关系,曲线如图,下列分析错误的是( C )
A.碳酸钠水解是吸热反应
B.ab段说明水解平衡正向移动
C.bc段说明水解平衡逆向移动
D.水的电离平衡也对pH产生影响
解析:分析图像,碳酸钠溶液中碳酸根离子水解,升温pH增大,说明水解是吸热反应,A正确;碳酸钠是弱酸强碱盐,水解使溶液显碱性,而升高温度使平衡正向移动,溶液的碱性增强,B正确;水解是吸热的,温度不断升高只会导致平衡不断正向移动,此时溶液pH却出现反常下降,这是由于水本身也存在电离,温度改变对水的电离平衡造成了影响,因此水的电离平衡也对溶液的pH产生影响,C错误,D正确。
8.25 ℃时,二元弱酸H2A的Ka1=5.6×10-2,Ka2=1.5×10-4,下列说法正确的是( C )
A.NaHA溶液中c(A2-)B.将等浓度的H2A溶液和H2SO4溶液稀释10倍,前者pH较小
C.H2A+A2- 2HA-的化学平衡常数K=
D.向0.1 mol·L-1H2A溶液中滴加NaOH溶液至中性时c(HA-)>c(A2-)
解析:Kh(HA-)==9.常温下,部分弱电解质的电离常数如表:
弱电解质 电离常数
HCOOH Ka=1.8×10-4
HCN Ka=6.2×10-10
H2CO3 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
NH3·H2O Kb=1.8×10-5
下列说法错误的是( B )
A.结合H+的能力:HCO>HCOO-
B.0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液中存在关系:c(HCO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C.等体积、等浓度的HCN溶液与氨水混合,充分反应后溶液呈碱性
D.25 ℃时,pH=7的HCOONa与HCOOH的混合溶液中存在关系:c(H+)=c(OH-)
解析:酸的电离常数越大,酸根离子结合氢离子的能力越小,所以酸根离子结合氢离子能力的大小顺序是CO>CN->HCO>HCOO-,A正确;H2CO3的第一步电离常数小于NH3·H2O,则HCO的水解程度大于NH,所以NH4HCO3溶液呈碱性,则c(H+)c(HCO),所以离子浓度大小顺序是c(NH)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+),B错误;HCN的电离常数小于NH3·H2O,等体积、等浓度的HCN溶液与氨水混合,得到NH4CN溶液,溶液呈碱性,C正确;25 ℃时,pH=7的HCOONa与HCOOH的混合溶液呈中性,存在关系:c(H+)=c(OH-),D正确。
10.(2025·江苏徐州高三期中)燃煤烟气脱硫的方法有多种,方法之一是常温下用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成NH4HSO4。已知H2SO3的电离常数Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-7。下列说法正确的是( C )
A.NH4HSO3溶液中:c(HSO)>c(NH)
B.NH4HSO3溶液中:c(NH)+c(H+)=c(HSO)+c(SO)+c(OH-)
C.若溶液中=0.15时,溶液的pH=4
D.向NH4HSO3溶液中通入空气发生反应的离子方程式:2SO+O2===2SO
解析:NH4HSO3溶液中,NH4HSO3===NH+HSO,由于HSO电离常数Ka2=1.0×10-7,NH的水解常数Kh==<1.0×10-7,则可知HSO电离程度大于NH水解程度,且HSO还存在水解,则c(HSO)二、非选择题(共30分)
11.(15分)平衡思想是化学研究的一个重要观念。电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题:
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
①常温下,物质的量浓度相同的下列三种溶液:
a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,pH由大到小的顺序是c>b>a(填字母)。
②常温下,Na2CO3溶液pH=9,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是CO+H2O HCO+OH-,溶液中=4.7×10-2。
③向NaCN溶液通入少量CO2,离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCO+HCN。
(2)SO2属于酸性氧化物,将其通入NaOH溶液中,得到NaHSO3溶液。
①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是亚硫酸氢根电离程度大于水解程度。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH减小为2,用平衡移动原理解释溶液pH减小的原因是HSO H++SO,亚硫酸根与钙离子反应生成亚硫酸钙沉淀,亚硫酸氢根电离平衡正向移动,氢离子浓度增大。
(3)某溶液是由体积相等的NaOH溶液和醋酸混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(NaOH)小于(填“大于”“等于”或“小于”,下同)c(CH3COOH),混合后溶液中c(CH3COO-)等于c(Na+)。
解析:(1)①根据弱酸的电离常数得到酸的强弱顺序为HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,常温下,物质的量浓度相同的三种溶液A.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,根据越弱越水解,则pH由大到小的顺序是c>b>a。②常温下,Na2CO3溶液pH=9,碳酸根水解生成氢氧根和碳酸氢根,则用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是CO+H2O HCO+OH-,溶液中===4.7×10-2。③向NaCN溶液通入少量CO2,由于H2CO3>HCN>HCO,则反应生成HCN和碳酸氢根,其反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCO+HCN。(2)①亚硫酸氢根电离显酸性,水解显碱性,NaHSO3溶液呈酸性,其原因是亚硫酸氢根电离程度大于水解程度。②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH减小为2,用平衡移动原理解释溶液pH减小的原因是HSO H++SO,亚硫酸根与钙离子反应生成亚硫酸钙沉淀,亚硫酸氢根电离平衡正向移动,氢离子浓度增大。(3)某溶液是由体积相等的NaOH溶液和醋酸混合而成,且恰好呈中性,若等体积等浓度混合,溶液为醋酸钠,则溶液显碱性,而该溶液呈中性,说明混合前c(NaOH)小于c(CH3COOH),生成的溶质为CH3COONa和CH3COOH混合物,根据电荷守恒和溶液呈中性,则混合后溶液中c(CH3COO-)等于c(Na+)。
12.(15分)(2025·湖南长沙期末)NH4Al(SO4)2常作食品加工中的食品添加剂,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,其原理是Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+(用离子方程式说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中的c(NH)小于(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中的c(NH)。
(3)几种均为0.1 mol·L-1的电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图所示。
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Ⅰ(填罗马数字),导致NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的原因是NH4Al(SO4)2水解吸热且水解使溶液呈酸性,升高温度,盐的水解程度增大,溶液中氢离子浓度变大。
②25 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=10-3-10-11 mol·L-1。
解析:(1)NH4Al(SO4)2电离产生的Al3+会发生水解反应产生Al(OH)3胶体,Al(OH)3胶体表面积大,吸附力强,能够吸附水中悬浮的固体小颗粒,使之形成沉淀,从而具有净水作用,该反应的离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+。(2)NH4Al(SO4)2溶于水发生电离产生铝离子、铵根离子,两者发生水解对对方水解起到抑制作用;NH4HSO4溶于水发生电离产生铵根离子和氢离子,氢离子对铵根离子的水解起到抑制作用,由于相同条件下,NH4HSO4电离出的氢离子浓度远大于铝离子水解产生的氢离子浓度,故NH4HSO4电离出的氢离子对铵根离子水解抑制作用更大,故0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中的c(NH)小于0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中的c(NH)。(3)①NH4Al(SO4)2水解吸热且水解使溶液呈酸性,升高温度,盐的水解程度增大,溶液中氢离子浓度变大,因而溶液的pH减小,则符合的曲线为Ⅰ。②25 ℃时0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液pH=3,c(H+)=10-3 mol·L-1、c(OH-)=10-11 mol·L-1;在溶液中存在电荷守恒:c(NH)+3c(Al3+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),则2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11)mol·L-1。

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