【高频考点】第24讲 盐类的水解 讲义(教师版) 2027版高考化学大一轮复习

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【高频考点】第24讲 盐类的水解 讲义(教师版) 2027版高考化学大一轮复习

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第24讲 盐类的水解
高考导向
构建体系
能力自测 判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1) (2016·江苏卷)0.1 mol/L Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小(×)
(2) (2022·江苏模拟)0.1 mol/L NH4Cl溶液从15 ℃升温到25 ℃时,))的值不变(×)
(3) (2019·江苏卷)用pH试纸测得CH3COONa溶液的pH约为9,NaNO2溶液的pH约为8,则HNO2电离出H+的能力比CH3COOH强(×)
(4) (2024·江苏卷)用pH试纸分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH,CH3COONa溶液pH大,说明结合H+能力:CH3COO->NO(×)
(5) (2021·江苏卷)聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水(√)
(6) (2021·江苏卷)用装置甲除去废铜屑表面的油污(√)
     
甲 乙
(7)(2020·江苏卷)明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水(√)
(8)(2019·江苏卷)用装置乙蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体(×)
(9)(2016·江苏卷)Fe2(SO4)3易溶于水,故可用作净水剂(×)
考点1 盐类水解及其应用
知 识 梳 理
盐类水解的原理及规律
1. 盐类水解的定义:在水溶液中,盐电离产生的离子与水电离产生的OH-或H+结合生成弱电解质的反应。水解反应可以看成是酸碱中和的逆反应,所以水解反应是吸热(填“吸热”或“放热”)反应。
2. 盐类水解的分类及水解反应的离子方程式
(1) 强酸强碱盐:不水解,如NaCl溶液,溶液显中性。
(2) 强碱弱酸盐
① CH3COONa溶液,水解的离子方程式:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-,溶液呈碱性。
② Na2CO3溶液,分步水解,水解的离子方程式:CO+H2O??HCO+OH-(第一步)、HCO+H2O??H2CO3+OH-(第二步)。
(3) 强酸弱碱盐
① NH4Cl溶液, 水解的离子方程式:NH+H2O??NH3·H2O+H+,
溶液呈酸性。
② FeCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+。
③ AlCl3溶液,分步水解,一步书写,水解的离子方程式:Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+。
(4) 弱酸弱碱盐
① CH3COONH4溶液, CH3COO-和NH都会水解,但二者水解程度相当,所以该溶液显中性
② (NH4)2CO3溶液, NH和CO都会水解,CO水解程度大,所以该溶液显碱性。
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。
例:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”
(1) (2025·苏北七市二模考前模拟)用pH计测得0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH,说明酸性:CH3COOH>H2CO3(×)
(2) (2025·无锡期末)用pH试纸分别测CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,CH3COONa溶液的pH大,说明电离平衡常数:Ka(CH3COOH)常见盐类水解平衡常数与对应弱电解质电离平衡常数的关系
1. CH3COONa
Kh==。
2. Na2CO3
第一步水解的离子方程式为
CO+H2O??HCO+OH-,
Kh1=)·c(OH-),c(CO))=。
第二步水解的离子方程式为
HCO+H2O??H2CO3+OH-,
Kh2=))=。
3. Na3PO4
第一步水解的离子方程式为
PO+H2O??HPO+OH-,
Kh1=)·c(OH-),c(PO))=。
第二步水解的离子方程式为
HPO+H2O??H2PO+OH-,
Kh2=)·c(OH-),c(HPO))=。
第三步水解的离子方程式为
H2PO+H2O??H3PO4+OH-,
Kh3=))=。
如何判断弱酸的酸式盐溶液的酸碱性
1. 酸式盐不能简单按分类来判断溶液的酸碱性。
(1) 碳酸氢钠溶液,HCO的水解程度大于其电离程度,所以溶液显碱性。
(2) 草酸氢钠溶液,HC2O的电离程度大于其水解程度,所以溶液显酸性。
2. 利用弱酸电解质的Ka及其盐的Kh来判断。
(1) 已知:25 ℃时,草酸(H2C2O4)的电离平衡常数Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4,则NaHC2O4的水解平衡常数Kh2==≈1.8×10-13,Kh2(2) 已知:25 ℃时,碳酸的电离平衡常数Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11,则NaHCO3的水解平衡常数Kh2==≈2.2×10-8,Kh2>Ka2,pH>7,溶液显碱性。
盐类水解的影响因素及应用
1. 影响盐类水解的内因:
① 酸、碱电离程度;②一、二级电离程度。
2. 影响盐类水解的外因:
① 浓度;②温度;③加入酸(或碱);④加入性质相同的盐;⑤加入性质相反的盐。
3. 促进盐类水解的实际应用
(1) 热的纯碱溶液的去油污效果较好,原因是CO+H2O??HCO+OH-,温度升高能促进CO的水解,溶液中c(OH-)增加,去污效果增强。
(2) 除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入MgCO3[或MgO或Mg(OH)2]后过滤。原理是Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,加入MgCO3[或MgO或Mg(OH)2]消耗氢离子,促进Fe3+水解,最终生成Fe(OH)3 沉淀,同时又不引入新杂质。
(3) 除去CuCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下,加入CuCO3[或CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]后过滤。原理是Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,加入CuCO3[或CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3]消耗氢离子,促进Fe3+水解,最终生成Fe(OH)3 沉淀,同时又不引入新杂质。
4. 抑制盐类水解的实际应用
(1) 在配制FeCl3、FeCl2、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量盐酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。在配制FeSO4溶液时,在加入铁粉防止Fe2+被氧化的同时,还经常加入一些硫酸抑制水解。
(2) 用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O的方法:蒸发浓缩,降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干。
(3) 用MgCl2·6H2O(或FeCl3·6H2O)晶体制备无水MgCl2(或FeCl3)的方法:在干燥的HCl气流中加热脱水。
(4) K2FeO4净水的原理:K2FeO4具有强氧化性,能杀菌消毒,产物Fe3+能水解产生Fe(OH)3胶体,从而净水。
盐溶液蒸干后所得物质的判断
考虑的因素 举例 产物(不考虑产物分解)
是否分解 有物质剩余 NaHCO3 Na2CO3
无物质剩余 NH4Cl —
是否发生氧化 还原反应 发生 Na2SO3 Na2SO4
不发生 Na2CO3 Na2CO3
水解生成酸 挥发性酸 AlCl3 Al(OH)3
不挥发性酸 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CuSO4 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CuSO4
典 题 悟 法
盐类水解方程式的书写
例1 (2025·江苏各地模拟重组)下列水解反应的离子方程式书写正确的是F(填字母)。
A. K2CO3的水解平衡:CO+2H2O??OH-+H2CO3
B. NaHCO3的水解平衡:HCO+H2O??H3O++CO
C. Na2S溶液呈碱性:S2-+2H2O??H2S+2OH-
D. 可溶性铝盐净水原理:2Al3++3H2O===Al2O3+6H+
E. NaHS的水解平衡:HS-+H2O??S2-+H3O+
F. CuSO4溶液呈酸性:Cu2++2H2O??Cu(OH)2+2H+
【解析】 CO的水解是分步进行的,以第一步水解为主:CO+H2O??OH-+HCO,A错误;HCO结合水电离出的H+生成H2CO3,B错误;S2-为二元弱酸根离子,水解是分步进行的,C错误;可溶性铝盐在溶液中水解:Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+,生成的氢氧化铝胶体可以吸附水中悬浮杂质而达到净水的作用,D错误;HS-水解应该生成H2S,E错误。
盐类水解的规律和实质
例2 (2025·江苏各地模拟重组)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是(D)
选项 探究方案 探究目的
A 向含酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2 固体,观察溶液颜色变化 Na2CO3溶液中存在水解平衡
B 用pH试纸分别测定0.1 mol/L CH3COONa溶液和0.1 mol/L NaNO2溶液pH,CH3COONa溶液pH大 结合H+能力:CH3COO->NO
C 测量0.1 mol/L CH3COONH4溶液的pH 比较Kb(NH3·H2O)与Ka(CH3COOH)的大小
D 用pH计测量NaClO溶液和NaCN溶液的pH,比较HClO和HCN的Ka大小 Ka(HClO)与Ka(HCN)的大小关系
【解析】 Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O??HCO+OH-,向其中加入少量BaCl2固体,钡离子与碳酸根离子反应生成白色沉淀,使水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱,导致颜色变浅,故通过溶液颜色变化可以探究Na2CO3溶液中存在水解平衡,A能达到实验目的;根据酸越弱,对应盐的碱性越强, CH3COONa溶液的 pH更大,则酸性:CH3COOH<HNO2,故结合H+能力:CH3COO->NO,B能达到实验目的;CH3COONH4为弱酸弱碱盐,在水溶液中发生相互促进的水解反应,若测得溶液pH=7,可说明Kb(NH3·H2O)=Ka(CH3COOH),若测得溶液pH>7,则Kb(NH3·H2O)>Ka(CH3COOH),若测得溶液pH<7,则Kb(NH3·H2O)<Ka(CH3COOH),C能达到实验目的;若要比较Ka(HClO)与Ka(HCN)的大小,应用pH计测量相同浓度的NaClO溶液和NaCN溶液的pH,D不能达到实验目的。
等浓度弱酸(碱)与对应盐的混合溶液的酸碱性的判断
例3 (1) 25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,等浓度的NH3·H2O与NH4Cl混合溶液中,Kh(2) 25℃时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=1.75×10-5,等浓度的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,Kh<Ka(填“>”“<”或“=”),可见以CH3COOH电离为主,溶液pH<7。
(3) 25 ℃时,HCN的电离平衡常数Ka=6.2×10-10,等浓度HCN与NaCN的混合溶液中,Kh>Ka,可见以CN-水解为主,溶液pH>7。
【解析】 (1) NH4Cl的水解常数Kh==Ka,说明以CN-水解为主,溶液呈碱性。
单一弱酸酸式盐溶液中主要平衡的判断
例4 (1) (2025·高邮联考)已知:室温时,H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2、Ka2=1.02×10-7,则NaHSO3溶液中c(SO)>c(H2SO3)(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2) 已知:室温时,H2C2O4电离平衡常数分别为Ka1=5.6×10-2、Ka2=1.5×10-4,则0.10 mol/L NaHC2O4溶液中:c(C2O)>c(H2C2O4)。
(3) 室温下,测得0.01 mol/L NaHSO3溶液的pH约为5。由此可得出结论:Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)>Kw。
【解析】 (1) NaHSO3溶液中,Ka2=1.02×10-7,Kh2==c(H2SO3)。(2) NaHC2O4溶液中,HC2O的电离常数Ka2=1.5×10-4,水解常数Kh2==c(H2C2O4)。(3) pH约为5,说明NaHSO3溶液显酸性,HSO以电离为主,Ka2(H2SO3)>Kh(HSO)=,则Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)>Kw。
盐类水解的影响因素
例5 (2024·江苏卷)钕铁硼在空气中焙烧转化为Nd2O3、Fe2O3等(忽略硼的化合物),用0.4 mol/L盐酸酸浸后过滤得到NdCl3溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率×100%))随浸取时间变化如图所示。
浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是浸出初期,c(H+)较大,铁的浸出率较大,约5 min后,溶液酸性减弱,Fe3+水解生成Fe(OH)3进入滤渣。
【解析】 浸出初期,Fe2O3溶解,铁的浸出率增大,约5 min随着Nd的浸出率增大,稀盐酸中的H+的浓度逐渐减小,pH逐渐增大导致Fe3+水解生成Fe(OH)3进入滤渣,铁的浸出率又减小。
盐类水解的相关实验装置的正误判断
例6 (2025·江苏各地模拟重组)下列说法正确的是(B)
   
甲 乙
A. 用装置甲蒸干MnCl2溶液获得MnCl2·4H2O
B. 用装置乙除去废铁屑表面的油污
C. 在空气中加热蒸发BeCl2和MgCl2溶液都能得到BeCl2和MgCl2固体
D. 用装置甲蒸干FeCl3溶液获得无水FeCl3
【解析】 加热会促进Mn2+的水解和HCl的挥发,蒸干溶液无法获得MnCl2·4H2O,A错误;Na2CO3溶液呈碱性,可促进油脂水解生成溶于水的物质,常用于去除油污,B正确;在空气中加热BeCl2和MgCl2溶液,促进Be2+、Mg2+的水解和HCl的挥发,得不到BeCl2和MgCl2 固体,C错误;加热会促进Fe3+的水解和HCl的挥发,蒸干溶液无法获得无水FeCl3,D错误。
盐类水解的应用
例7 (2025·江苏各地模拟重组)下列说法不正确的是(A)
A. CH3MgCl水解生成CH3OH
B. 利用Na2CO3 溶液沉淀Co2+时,Na2CO3溶液的滴速过快或浓度太大,会导致产品中含有Co(OH)2
C. Na2CO3溶液可用于去除油污
D. 若用pH试纸检测NaClO溶液的pH,则无法判断NaClO是否发生了水解
【解析】 CH3MgCl水解过程中,CH结合水中的H+生成CH4,而不是CH3OH,A错误;Na2CO3溶液的滴速过快或浓度太大将导致溶液碱性增强,会产生Co(OH)2杂质,导致产品不纯,B正确;Na2CO3水溶液呈碱性,可用于去除油污,C正确;NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸检测NaClO溶液的pH,D正确。
一些特殊化合物水解反应的化学方程式
1. 泡沫灭火器中发生水解反应的离子方程式:Al2++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
2. AlP水解的化学方程式:AlP+3H2O===Al(OH)3↓+PH3↑
3. AlN水解的化学方程式:AlN+3H2O===Al(OH)3↓+NH3↑
4. CaC2水解的化学方程式:CaC2+2H2O===Ca(OH)2+CH≡CH↑
5. Al(CH3)3水解的化学方程式:Al(CH3)3+3H2O===Al(OH)3↓+3CH4↑
考点2 缓冲溶液
知 识 梳 理
缓冲溶液
1. 定义:弱酸(或弱碱)及其所对应的弱酸(弱碱)盐组成的混合溶液,在一定程度上能抵御外来少量的酸、碱或稀释,而溶液酸碱性基本保持不变的溶液。
2. 类型
CH3COOH-CH3COONa混合溶液
NH3·H2O-NH4Cl混合溶液
Na2CO3-NaHCO3混合溶液
3. 缓冲溶液的有关公式推导
(1) HA(弱酸)+NaA(弱酸盐)(溶液):例CH3COOH-CH3COONa混合溶液
Ka=?c(H+)=Ka·?pH=pKa+p
(2) BOH(碱)+BCl(盐)(溶液):
pOH=pKb+p
4. 缓冲溶液中粒子浓度变化
25 ℃时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L的一组醋酸、醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。
(1) 该图中虚线表示c(CH3COOH)随pH的变化,实线表示c(CH3COO-)随pH的变化。
W点时,=1, p=0,Ka=c(H+)=10-4.75,故有
pH=pKa+p=4.75。
(2) 该缓冲溶液中分别加入一定量的H2O、HCl、NaOH后的变化。
① 在W点,加H2O将混合溶液稀释10倍,基本不变,p≈0,pH=pKa+p≈pKa=4.75,pH基本不变。
② 在W点,加一定量的HCl,使=,pH=pKa+p=4.75-1=3.75。
③ 在W点,加一定量的NaOH,使=,pH=pKa+p=4.75+1=5.75。
(3) 缓冲溶液的区间:pH=3.75~5.75,即阴影部分,该阴影部分加H2O、HCl、NaOH,pH变化不大;pH超过这个3.75~5.75范围,就不再有缓冲作用。
(4) 缓冲溶液的应用:控制溶液的pH,等浓度的CH3COOH和CH3COONa混合溶液,测得pH,进而可计算CH3COOH电离平衡常数。
典 题 悟 法
例8 (2020·江苏卷改编)室温下,将两种浓度均为0.1 mol/L的溶液等体积混合。若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列各混合溶液中粒子物质的量浓度关系正确的是(D)
A. NaHCO3-Na2CO3混合溶液(pH=10.30):c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B. 氨水-NH4Cl混合溶液(pH=9.25):c(NH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
C. CH3COOH-CH3COONa混合溶液(pH=4.76):c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
D. H2C2O4-NaHC2O4混合溶液(pH=1.68,H2C2O4为二元弱酸):c(H2C2O4)+c(H+)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-)
【解析】 CO的水解程度大于HCO,则c(HCO)>c(CO),A错误;该溶液中元素守恒式为c(NH)+c(NH2·H2O)=2c(Cl-),电荷守恒式为c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),联立二式可得:c(NH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(NH3·H2O),B错误;溶液pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),C错误;根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)①,根据元素守恒有2c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)②,②-①得c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-),D正确。
考点3 电解质溶液中粒子浓度的比较
知 识 梳 理
电解质溶液中的“三守恒”
1. Na2CO3稀溶液
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
元素守恒:c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO)
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
2. NaHCO3稀溶液
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
元素守恒:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)
质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
粒子浓度比较——单一电解质溶液粒子浓度关系比较及等式关系
粒子浓度大小关系要点:左边粒子浓度>右边粒子浓度
1. 一元弱酸(或弱碱)
(1) 0.100 0 mol/L CH3COOH溶液
电离平衡:CH3COOH??CH3COO-+H+(H2O的电离平衡不写,下同)
粒子种类:CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-(除H2O,下同)
元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 0 mol/L
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)
粒子浓度比较:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
(2) 0.100 0 mol/L NH3·H2O溶液
电离平衡:NH3·H2O??NH+OH-
粒子种类:NH3·H2O、NH、OH-、H+
元素守恒:c(NH3·H2O)+c(NH)=0.100 0 mol/L
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
粒子浓度比较:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
2. 二元弱酸(一级电离程度?二级电离程度)
0.100 0 mol/L H2C2O4溶液
电离平衡:H2C2O4??H++HC2O、HC2O??H++C2O
粒子种类:H2C2O4、H+、HC2O、C2O、OH-
元素守恒:c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)=0.100 0 mol/L
电荷守恒:2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(H+)
粒子浓度比较:c(H2C2O4)>c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)[或c(OH-)]
3. 强酸弱碱盐(或强碱弱酸盐)
(1) NH4Cl稀溶液
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
元素守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
粒子浓度比较:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
(2) CH3COONa稀溶液
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
元素守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
粒子浓度比较:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
粒子浓度比较——有关电离程度与水解程度大小判断的类型与方法
1. 等浓度等体积的弱酸(或弱碱)与对应盐
如等浓度等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液[已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5]:
(1) 等式关系
元素守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
(2) 大小关系
① 电离生成了H+:CH3COOH??CH3COO-+H+(Ka)
② 水解生成了OH-:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-(Kh)
结果:若不考虑CH3COOH电离和CH3COO-水解,则c(Na+)=c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
③ 思路1:实验角度
实验测得,常温下,等浓度等体积的CH3COOH、CH3COONa混合溶液的pH<7,说明CH3COOH的电离程度>(填“>”或“<”)CH3COO-的水解程度,则粒子浓度关系:
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思路2:电离平衡常数角度
Ka=1.75×10-5,Kh==≈5.7×10-10,Kh(填“>”或“<”)CH3COO-的水解程度,则粒子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
例:(1) 常温下,已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,等浓度等体积的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液中粒子浓度比较:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
(2) 常温下,已知Ka(HCN)=6.2×10-10等浓度等体积的NaCN和HCN混合溶液(pH>7)中粒子浓度比较:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
2. 等浓度的酸式盐和正盐的混合溶液
常温下,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。写出浓度均为0.100 0 mol/L NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中的粒子浓度比较:
[分析] ① HCO电离生成了H+:HCO??H++CO(Ka2)
②CO水解生成了OH-:CO+H2O??HCO+OH-(Kh1)
③ HCO水解生成了OH-:HCO+H2O??H2CO3+OH-(Kh2)
结果:Kh1==≈2.1×10-4,
Kh2==≈2.2×10-8,Kh1?Kh2?Ka2,以CO的水解为主,溶液中离子浓度比较:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)。
强酸(或强碱)滴定弱碱(或弱酸)过程中粒子浓度的大小关系
常温下,用0.100 0 mol/L盐酸滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L氨水
关键点 溶液中溶质成分及粒子浓度大小关系
点①:V(HCl)=10 溶质成分是点①:等物质的量的NH4Cl和NH3·H2O
粒子浓度大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
点②:pH=7 粒子浓度大小关系:点②:c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
点③:V(HCl)=20 溶质成分是点③:NH4Cl
粒子浓度大小关系:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)
特别注意:强酸(或强碱)滴定弱碱(或弱酸)过程中粒子浓度的大小,也可以用分布分数图呈现,见大单元整合
典 题 悟 法
例9 (2025·江苏各地模拟重组)下列说法正确的是(D)
A. NH4HCO3溶液中存在:c(NH)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
B. 0.100 mol/L Na2SO3溶液中存在:c(H+)+c(SO)+c(HSO)+2c(H2SO3)=c(OH-)
C. 已知室温时:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4。则室温下,0.10 mol/L NaHC2O4溶液中存在:c(C2O)<c(H2C2O4)
D. pH=6的NH4Cl溶液中存在:c(NH3·H2O)=9.9×10-7 mol/L
【解析】 NH4HCO3溶液中元素守恒式为c(NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),A错误;Na2SO3溶液中的质子守恒式为c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)=c(OH-),B错误;室温下,0.10 mol/L NaHC2O4溶液中,Ka2(H2C2O4)=1.5×10-4>,说明电离程度大于水解程度,故有c(H2C2O4)<c(C2O),C错误。
例10 (2024·江苏卷)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol/L NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol/L酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是(D)
A. 实验1所得溶液中:c(HSO)+c(SO)>c(H+)
B. 实验2所得溶液中:c(SO)>c(HSO)
C. 实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D. 实验3所得溶液中:c(SO)>c(Mn2+)
【解析】 SO2的水溶液中存在电荷守恒式为c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),则有c(H+)>c(HSO)+c(SO),A错误;实验2所得溶液的pH=4,即c(H+)=1×10-4 mol/L,代入Ka2(H2SO3)=),c(HSO))=6.2×10-8,可得),c(HSO))=6.2×10-4<1,则c(SO)<c(HSO),B错误;NaHSO3受热易分解,且易被空气中的O2氧化,故经过蒸干、灼烧无法得到NaHSO3固体,C错误;将SO2气体通入0.1 mol/L酸性KMnO4溶液中发生反应:5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+,生成的SO多于Mn2+,故实验3所得溶液中:c(SO)>c(Mn2+),D正确。
1. 下列物质的性质和用途不具有对应关系的是(C)
A. 明矾水解生成胶体,可用作絮凝剂
B. NH4Cl溶液呈酸性,可用于去除铁锈
C. Al2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂
D. NaHCO3溶液显碱性,可用于制胃酸中和剂
【解析】 Al2(SO4)3溶于水电离出的Al3+水解可生成Al(OH)3胶体,胶体具有吸附性,可用作净水剂,C错误。
2. (2025·江苏各地模拟重组)根据下列实验操作和现象所得到的结论或作出的解释错误的是(B)
选项 实验操作和现象 结论或解释
A 25 ℃时,测得0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH约为9,0.1 mol/L NaNO2溶液的pH约为8 电离出H+的能力:HNO2>
CH3COOH
B 向pH=10的CH3COONa溶液中加入少量NaCl固体,充分溶解后测量pH CH3COONa溶液中存在水解平衡
C 向FeSO4溶液中滴加2~3滴紫色石蕊试液,观察溶液颜色变化 Fe2+是否水解
D 将5 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液混合,生成红褐色沉淀和气体 Fe3+与HCO发生了双水解反应
【解析】 根据“越弱越水解”,说明HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强,A正确;向pH=10的CH3COONa溶液中加入少量NaCl固体,NaCl为强酸强碱盐,不与CH3COONa反应,也不影响CH3COONa的水解平衡,溶液的pH不变,故不能验证CH3COONa溶液中存在水解平衡,B错误;Fe2+发生水解反应使溶液显酸性,向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊试液,溶液变红,能达到探究目的,C正确;Fe3+与HCO发生了水解互促反应:Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑,生成红褐色沉淀和气体,D正确。
3. (2025·南京、盐城一模)室温下,通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9。
实验1:用pH试纸测得0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH约为8。
实验2:将0.1 mol/L NaHCO3溶液加热煮沸后冷却至室温,溶液pH约为11。
实验3:向10 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加0.1 mol/L CaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确的是(C)
A. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(H2CO3)>c(CO)+c(OH-)
B. 实验2所得溶液中:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C. 实验2所得溶液中:c(CO)>c(HCO)
D. 实验3中发生反应的离子方程式为Ca2++HCO===CaCO3↓+H+
【解析】 NaHCO3溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),元素守恒式为c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),联立可得:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-),故c(H2CO3)c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),B错误;Ka2(H2CO3)=),c(HCO))=4.7×10-11,当pH=11时,c(H+)=10-11 mol/L,则),c(HCO))===4.7>1,故当溶液的pH=11时,溶液中c(CO)>c(HCO),C正确;向NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液,由于NaHCO3过量,故发生反应的离子方程式为Ca2++2HCO===CaCO3↓+H2O+CO2↑,D错误。
4. 常温下,用物质的量浓度为0.020 0 mol/L NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol/L HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η))的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(A)
A. b点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)
B. c点:c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]
C. 水的电离程度:c>b>a
D. 常温下CH3COONa的水解平衡常数约为10-9.24
【解析】 用氢氧化钠滴定盐酸和醋酸的混合溶液,氢氧化钠先和盐酸反应,当η=1时,溶质为氯化钠和醋酸。b点η=1.5,溶质为NaCl、CH3COONa、CH3COOH,物质的量之比为2∶1∶1,溶液呈酸性,CH3COO-的 水解程度小于CH3COOH的电离程度,故有c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),A错误;c点η=2,溶质为等物质的量的NaCl、CH3COONa,根据元素守恒:c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)],B正确;c点溶质为NaCl、CH3COONa,CH3COONa水解促进水电离,c点之前η越小,剩余的酸越多,对电离的抑制作用越大,所以水的电离程度:c>b>a,C正确;a点η=1,溶质是浓度均为0.01 mol/L的NaCl、CH3COOH,醋酸电离使溶液呈酸性,pH=3.38,则Ka=≈=10-4.76,常温下的水解平衡常数约为Kh===10-9.24,D正确。
练习1 盐类的水解及其应用
1. 水溶液呈酸性的盐是(A)
A. NH4Cl B. BaCl2
C. H2SO4 D. Ca(OH)2
【解析】 NH4Cl溶液中存在平衡:NH+H2O??NH3·H2O+H+,溶液显酸性,A正确;BaCl2溶液中的Ba2+和Cl-均不水解,是强酸强碱盐,溶液显中性,B错误;H2SO4属于酸,溶液显酸性,C错误;Ca(OH)2属于碱,溶液显碱性,D错误。
2. 下列说法不正确的是(C)
A. SO2Cl2遇水强烈水解生成两种强酸:SO2Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-
B. 向Ca(ClO)2溶液中滴加少量酚酞溶液,溶液先变红后褪色,说明Ca(ClO)2溶液中存在:ClO-+H2O??HClO+OH-
C. 向盛有0.01 mol/L CH3COONa溶液的小试管中滴加酚酞溶液,溶液变红,再加入少量CH3COONa固体,溶液红色加深,证明CH3COONa水解程度增大
D. 不可直接加热MgCl2·6H2O脱去结晶水制得无水MgCl2
【解析】 再加入少量CH3COONa固体,CH3COONa溶液浓度增大,c(CH3COO-)增大,水解生成的c(OH-)增大,溶液红色加深,由越稀越水解知,浓度较大时,CH3COONa的水解程度较小,C错误。
3. 无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分为Fe,还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下。下列说法正确的是(B)
A. “过滤”所得滤液中大量存在的离子:Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B. “氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C. 将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D. “脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解,原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
【解析】 铁屑的主要成分为Fe,Fe和Fe3+反应生成Fe2+,故“过滤”所得滤液中大量存在的离子有Fe2+、H+、Cl-,A错误;氯水具有氧化性,且不引入新杂质,故“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂,B正确;Fe3+水解生成Fe(OH)3,加热促进Fe3+水解和HCl挥发,且蒸干会失水,故将“氧化”后的溶液蒸干不能获得FeCl3·6H2O,C错误;SOCl2与水反应生成SO2和HCl,D错误。
4. 下列叙述不正确的是(A)
A. 某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B. KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体
C. 0.1 mol/L盐酸中,Ba2+、K+、NO、CH3COO-不能大量共存
D. 碳酸钠可用于去除餐具的油污
【解析】 根据“越弱越水解”,HA的Ka越小,HA酸性越弱,故A-的水解程度越大,A错误;KAl(SO4)2·12H2O溶于水电离出的Al3+水解可形成Al(OH)3胶体,B正确;CH3COO-与H+结合生成弱酸CH3COOH,故在盐酸中CH3COO-不能大量存在,C正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,油脂在碱性条件下水解,故可用于去除餐具的油污,D正确。
5. (2025·江苏各地模拟) 下列溶液中的粒子浓度关系正确的是(C)
A. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(H2CO3)>c(CO)+c(OH-)
B. 1 L 0.1 mol/L Na2S溶液中:c(OH)--c(H+)=c(HS-)+c(H2S)
C. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(CO)-c(H2CO3)
D. 0.1 mol/L H2S溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
【解析】 NaHCO3溶液中质子守恒式为c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO),则有c(H2CO3)6. 235U是核反应堆中应用广泛的核燃料。UF6在水中发生强烈水解,不能储存在玻璃器皿中,原因是UF6遇水水解产生的HF腐蚀玻璃。
7. 某硫酸铁溶液中,可以通过稀释除去Fe3+,结合离子方程式解释原理:稀释使溶液的pH升高,有利于Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+正向移动。
【解析】 铁离子在溶液中存在如下平衡:Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+,加水稀释时,平衡正向移动,有利于铁离子转化为氢氧化铁沉淀,所以为减少碱用量,可以通过稀释浸出液除去铁离子
8. 某小组制备FeC2O4·2H2O晶体时,称取5.0 g (NH4)2Fe(SO4)2晶体,加入少量1 mol/L H2SO4溶液和15 mL蒸馏水加热溶解;若不加入硫酸,溶液会出现浑浊现象,加入硫酸的目的是抑制Fe2+的水解。
练习2 单一电解质溶液中粒子浓度比较
1. 25 ℃时,下列关于0.1 mol/L Na2S溶液的说法正确的是(B)
A. 升高温度,溶液的碱性降低
B. 加入NaOH固体,溶液中的c(Na+)、c(S2-)均增大
C. c(Na+)>c(S2-)>c(H+)>c(OH-)
D. 2c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
【解析】 水解过程吸热,升高温度,S2-水解程度增大,碱性增强,A错误;Na2S水解,使溶液显碱性,加入NaOH固体,电离出Na+和OH-,OH-抑制了S2-的水解,溶液中c(Na+)、c(S2-)均增大,B正确;Na2S水解使溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),根据水解过程微弱规律可知,Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),C错误;Na2S溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],D错误。
2. 下列关于0.1 mol/L Na2SO3溶液的说法正确的是 (A)
A. 加入少量NaOH固体,c(SO)与c(Na+)均增大
B. c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
C. c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+2c(HSO)+c(OH-)
D. 升高温度,溶液的碱性降低
【解析】 Na2SO3溶液因SO水解而呈碱性,加入少量NaOH固体,增大了Na+、OH-的物质的量,抑制了Na2SO3的水解,故c(SO)与c(Na+)均增大,A正确;Na2SO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),B错误;Na2SO3溶液中存在电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),C错误;水解是吸热过程,升高温度,促进SO水解,碱性增强,D错误。
3. 常温下,浓度均为 0.1 mol/L 的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是(C)
A. 氨水中:c(NH)=c(OH-)=0.1 mol/L
B. NH4Cl 溶液中:c(NH)>c(Cl-)
C. Na2SO4 溶液中:c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D. Na2CO3 溶液中:c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
【解析】 氨水显碱性,根据电荷守恒知,c(NH)+c(H+)=c(OH-),c(OH-)>c(NH),A错误;NH4Cl溶液显酸性,根据电荷守恒知,c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),由c(OH-)<c(H+),得c(NH)<c(Cl-),B错误;c(Na+)=2c(SO),该溶液为中性,故c(OH-)=c(H+),C正确;Na2CO3溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),D错误。
4. 常温下,下列有关0.1 mol/L Na2CO3和0.1 mol/L NaHCO3溶液的叙述正确的是(B)
A. 两种溶液中微粒的种类不同
B. 两种溶液中的c(HCO)的大小关系:Na2CO3<NaHCO3
C. 两种溶液都存在关系式:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
D. 两种溶液都存在关系式:c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+)
【解析】 两种溶液中,都含有以下微粒:Na+、HCO、CO、H2CO3、OH-、H+、H2O,微粒的种类相同,A错误;Na2CO3发生部分水解生成HCO,而NaHCO3完全电离生成HCO,故NaHCO3溶液中c(HCO)较大,B正确;Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),NaHCO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3),C错误;NaHCO3溶液中存在元素守恒:c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(Na+),Na2CO3溶液中存在元素守恒:2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3)=c(Na+),D错误。
5. 已知:HF 的电离常数是 3.5×10-4、CH3COOH的电离常数是 1.8×10-5。下列说法正确的是(C)
A. 浓度均为 0.1 mol/L NaF、CH3COONa溶液相比较,CH3COONa溶液碱性较弱
B. HF溶液中:c(HF)>c(F-)>c(H+)>c(OH-)
C. 等浓度等体积的NaF和HF混合溶液中:2c(H+)+c(HF)=2c(OH-)+c(F-)
D. 相同浓度的下列溶液中,c(CH3COO-)由大到小的顺序:CH3COONH4>CH3COONa>CH3COOH
【解析】 酸性:HF>CH3COOH,则水解程度:CH3COO->F-,相同浓度时,CH3COONa溶液碱性较强,A错误;HF溶液中,水也会电离出H+,故c(HF)>c(H+)>c(F-)>c(OH-),B错误;根据元素质量守恒式为2c(Na+)=c(HF)+c(F-),电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-),合并二式消去c(Na+)可得2c(H+)+c(HF)=2c(OH-)+c(F-),C正确;醋酸铵溶液中存在相互促进的水解反应,醋酸钠溶液中只存在单水解,故相同浓度时,CH3COO-的浓度:CH3COONa>CH3COONH4,D错误。
6. 以一定浓度NaOH溶液吸收H2S可制备Na2S或NaHS。若通入H2S所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度c总=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)。室温下,H2S的电离常数分别为Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。下列说法正确的是(C)
A. Na2S溶液显碱性的原因:S2-+2H2O??H2S+2OH-
B. NaOH恰好转化为Na2S的溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(S2-)
C. 吸收所得c总=c(Na+)的溶液中:c(H2S)>c(S2-)
D. NaOH溶液吸收H2S过程中,溶液的温度下降
【解析】 S2-的水解分步进行,以第一步水解为主,离子方程式为S2-+H2O??HS-+OH-,A错误;NaOH恰好转化为Na2S,则Na2S溶液中,质子守恒式为c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),B错误;c总=c(Na+),即c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=c(Na+),为NaHS溶液,Ka2=1.3×10-13,HS-的水解平衡常数Kh=≈9.1×10-8,则HS-的水解程度大于其电离程度,c(H2S)>c(S2-),C正确;NaOH溶液吸收H2S的反应是酸碱中和反应,可放出热量,溶液温度升高,D错误。
7. 电解质溶液中的三大守恒。
(1) ① 0.1 mol/L CH3COOH溶液中:
微粒种类:(除H2O,下同)CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-。
元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L。
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)。
② 0.1 mol/L CH3COONa溶液中:
水解平衡:CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-。
微粒种类:CH3COO-、Na+、CH3COOH、OH-、H+。
元素守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)=0.1 mol/L。
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)。
(2) ① 0.1 mol/L NH3·H2O溶液中:
微粒种类:NH、OH-、H+、NH3·H2O。
元素守恒:c(NH3·H2O)+c(NH)=0.1 mol/L。
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)。
② 0.1 mol/L NH4Cl溶液中:
元素守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)=0.1 mol/L。
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。
质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)。
③ 常温下,等浓度等体积的NH4Cl和NH3·H2O混合溶液(pH>7)中:
元素守恒:2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)。
电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+)。
练习3 混合电解质溶液中粒子浓度比较
1. (2025·前黄中学)工业上用 H2S、Na2S等处理废水中Cu2+、Hg2+等重金属离子。已知: 25 ℃时H2S饱和溶液浓度为0.1 mol/L ,H2S的Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-12,Ksp(CuS)=1.3×10-36。下列说法正确的是(D)
A. 0.1 mol/L H2S溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
B. 0.1 mol/L NaHS溶液中:c(H+)·c(S2-)>c(OH-)·c(H2S)
C. 0.1 mol/L Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)>2c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)+2c(H2S)
D. 向0.1 mol/L CuSO4溶液中通入 H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cu2+)
【解析】 H2S溶液中存在电荷守恒式为c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A错误;HS-水解平衡常数Kh==1.0×10-7,故Ka2<Kh,即<,则c(H+)·c(S2-)<c(OH-)·c(H2S),B错误;Na2S溶液呈碱性,故c(H+)<c(OH-),根据元素守恒式:c(Na+)=2c(H2S)+2c(HS-)+2c(S2-),故有(H+)+c(Na+)<2c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)+2c(H2S),C错误;CuSO4溶液中通入 H2S气体至饱和,发生反应:CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4,c(H2SO4)≈0.1 mol/L,c(Cu2+)== mol/L=×10-18 mol/L,则c(H+)>c(Cu2+),D正确。
2. (2025·金陵中学)室温下,通过下列实验探究NaHSO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量0.1 mol/L NaHSO3溶液的pH,测得pH约为5。
实验2:向10 mL 0.1 mol/L NaHSO3溶液中加入等体积0.1 mol/L氨水溶液,充分混合,溶液pH约为9。
实验3:向10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加几滴0.1 mol/L NaHSO3溶液,无明显现象。
实验4:向10 mL 0.1 mol/L NaHSO3溶液中加入10 mL 0.05 mol/L Ba(ClO)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是(D)
A. 由实验1可得出:Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)B. 实验2所得溶液中存在:c(H+)+c(H2SO3)+c(HSO)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
C. 由实验3可得出:Ka2(H2SO3)D. 实验4所发生反应的离子方程式为2HSO+Ba2++2ClO-===BaSO4↓+2Cl-+SO+2H+
【解析】 由实验1可知0.1 mol/L NaHSO3溶液的pH 约为5,说明HSO的电离程度大于水解程度,则Ka2(H2SO3)=),c(HSO))>Kh(HSO)=))=,则Ka2(H2SO3)·Ka1(H2SO3)>Kw,A错误;所得溶液为等浓度的Na2SO3、(NH4)2SO3溶液,质子守恒式为c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO)=c(OH-)+c(NH3·H2O),B错误;实验3中NaHSO3的量不足,无明显现象,不能得出:Ka2(H2SO3)3. 向25 mL 0.1 mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L醋酸溶液,曲线如图所示。下列有关溶液中粒子浓度关系的描述错误的是(B)
A. 在A、B间可能存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B. 在B点:a=12.5,且有c(Na+)=c(CH3COO-)
C. 在C点:c(CH3COO-) > c(Na+) >c(H+)>c(OH-)
D. 在D点:c(CH3COO-) + c(CH3COOH)=2c(Na+)
【解析】 当加入的醋酸的物质的量等于或略少于氢氧化钠时,溶液呈碱性,在A、B间可能存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),A正确;a=12.5,则为醋酸钠溶液,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),醋酸钠水解呈碱性,c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(CH3COO-),B错误;在C点,溶液显酸性,故有c(OH-)<c(H+),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(CH3COO-) >c(Na+),离子浓度大小为c(CH3COO-) > c(Na+) >c(H+)>c(OH-),C正确;D点溶质是等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠,根据元素守恒,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),D正确。
4. (2025·南京市中华中学)已知柠檬酸是一种三元有机酸,其化学式为H3C6H5O7,Ka1(H3C6H5O7)=7.1×10-4,Ka2(H3C6H5O7)=1.68×10-5,Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.0×10-11。室温下,某小组做如下实验:
实验Ⅰ:测定0.100 mol/L NaH2C6H5O7溶液pH<7。
实验Ⅱ:向0.100 mol/L H3C6H5O7溶液中滴加一定量的NaOH溶液,测得反应后溶液的pH=7。
实验Ⅲ:向5 mL 0.100 mol/L Na2CO3溶液中逐滴滴加5滴0.100 mol/L H3C6H5O7溶液
实验Ⅳ:将浓度均为0.100 mol/L盐酸与Na3C6H5O7溶液等体积混合,测得反应后溶液的pH=b。
下列说法正确的是(D)
A. 实验Ⅰ中:c(H3C6H5O7)>2c(C6H5O)+c(HC6H5O)
B. 实验Ⅱ所得溶液中:c(C6H5O)C. 实验Ⅲ反应的离子方程式:CO+H3C6H5O7===CO2↑+HC6H5O+H2O
D. 实验Ⅳ中:b<7
【解析】 0.100 mol/L NaH2C6H5O7溶液pH<7,说明H2C6H5O的水解程度小于其电离程度,则c(H3C6H5O7)c(HC6H5O),B错误;根据Ka2(H3C6H5O7)>Ka1(H2CO3)>Ka3(H3C6H5O7)>Ka2(H2CO3),向5 mL 0.100 mol/L Na2CO3溶液中逐滴滴加5滴0.100 mol/L H3C6H5O7溶液(酸少量)应生成碳酸氢根离子和C6H5O,C错误;将浓度均为0.100 mol/L盐酸与Na3C6H5O7溶液等体积混合,生成Na2HC6H5O7,存在电离平衡和水解平衡,电离平衡常数Ka3(H3C6H5O7)=4.1×10-7,故其水解平衡常数K==5. (2025·苏锡常镇一模)测定湖盐(盐湖中提取的天然盐)中Na2CO3和NaHCO3含量的实验过程如下:
已知:25 ℃时H2CO3的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=5×10-11。
下列说法不正确的是(B)
A. 用甲基橙作指示剂滴定时发生反应:HCO+H+===CO2↑+H2O
B. 滴定过程溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
C. 在滴定过程中,pH=8的溶液中存在:),c(CO))=200
D. 在滴定过程中,pH=4.4的溶液中存在:c(H2CO3)>c(HCO)>c(CO)
【解析】 用酚酞作指示剂时,到达滴定终点时Na2CO3转变为NaHCO3,当用甲基橙作指示剂时,达到滴定终点时NaHCO3转变为NaCl、CO2和H2O,A正确;滴定过程中,溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+c(Cl-),B错误;溶液中),c(CO))=)·c(H+),c(CO)·c(H+))===200,C正确;pH=4.4时,),c(HCO))===5×10-6.6<1,则c(CO)c(HCO)>c(CO),D正确。
6. (2025·南京、盐城一调)室温下,通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9。
实验1:用pH试纸测得0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH约为8。
实验2:将0.1 mol/L NaHCO3溶液加热煮沸后冷却至室温,溶液pH约为11。
实验3:向10 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加0.1 mol/L CaCl2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确的是(C)
A. 0.1 mol/L NaHCO3溶液中:c(H2CO3)>c(CO)+c(OH-)
B. 实验2所得溶液中:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
C. 实验2所得溶液中:c(CO)>c(HCO)
D. 实验3中发生反应的离子方程式:Ca2++HCO===CaCO3↓+H+
【解析】 NaHCO3溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),元素守恒式为c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),联立可得:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-),故c(H2CO3)c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),B错误;Ka2(H2CO3)=),c(HCO))=4.7×10-11,当pH=11时,c(H+)=10-11 mol/L,则),c(HCO))===4.7>1,故当溶液的pH=11时,溶液中c(CO)>c(HCO),C正确;向NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液,由于NaHCO3过量,故发生反应的离子方程式为Ca2++2HCO===CaCO3↓+H2O+CO2↑,D错误。
7. (2025·淮阴中学)常温下,通过下列实验探究H2S、Na2S溶液的性质。
实验1:向0.1 mol/L H2S溶液中通入一定体积NH3,测得溶液pH为7。
实验2:向0.1 mol/L H2S溶液中加等体积同浓度NaOH溶液,充分反应后再滴入2滴酚酞,溶液呈红色。
实验3:向1 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中加入1 mL 0.1 mol/L H2S溶液。
已知:Ka1(H2S)=9.1×10-8,Ka2(H2S)=1.0×10-12,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。
下列说法正确的是(C)
A. 实验1得到的溶液中存在:c(NH)B. 由实验2可得出:KwC. 实验3中:反应S2-+H2S===2HS-的平衡常数K=9.1×104
D. 向Na2S溶液中通入少量CO2的离子方程式:CO2+S2-+H2O===H2S↑+CO
【解析】 该溶液中存在电荷守恒式为c(NH)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),溶液为中性,c(H+)=c(OH-),故有c(NH)=2c(S2-)+c(HS-),则c(NH)>c(HS-),A错误; 实验2得到的溶液为NaHS溶液,溶液呈碱性,说明溶液中HS-的水解程度大于电离程度,则HS-的水解常数Kh=>Ka2(H2S),则Kw>Ka1(H2S)·Ka2(H2S), B错误;反应S2-+H2S===2HS-的平衡常数K=,由Ka1(H2S)=, Ka2(H2S)=可得K====9.1×104,C正确;因为Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S),故酸性:H2CO3>H2S,HCO>HS-,离子方程式为CO2+S2-+H2O===HS-+HCO,D错误。
8. (2025·无锡期末) 室温下,通过下列实验制备少量NaHCO3并探究其性质。
实验1:测得100 mL 14 mol/L氨水的pH约为12;
实验2:向上述氨水中加入NaCl至饱和,通足量CO2,经过滤、洗涤、干燥得到NaHCO3固体;
实验3:配制100 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液,测得溶液pH为8.0;
实验4:向2 mL 0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加几滴0.1 mol/L Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列说法正确的是(D)
A. 依据实验1推测:Kb(NH3·H2O)≈7×10-26
B. 实验2所得滤液中存在:c(NH)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)
C. 实验3的溶液中存在:c(CO)-c(H2CO3)=9.9×10-7 mol/L
D. 实验4发生反应的离子方程式:2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O
【解析】 Kb=)·c(OH-),c(NH3·H2O))=≈7×10-6,A错误;实验2所得滤液中存在NaHCO3和NH4Cl,溶液中的电荷守恒式:c(NH)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),B错误;实验3的溶液中的质子守恒式:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO),故c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)=(10-6-10-8) mol/L=9.9×10-7 mol/L,C错误。
9. (2025·苏北四市一调)室温下,通过下列实验探究邻苯二甲酸氢钾(,以KHA表示)溶液性质。
实验1:用pH计测定0.05 mol/L KHA溶液的pH,测得pH约为4.01。
实验2:向10.00 mL 0.05 mol/L KHA溶液中滴加10.00 mL 0.05 mol/L KOH溶液。
实验3:向0.05 mol/L KHA溶液中滴加少量澄清石灰水,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是(D)
A. 0.05 mol/L KHA溶液中:c(H2A)>c(A2-)
B. 实验2滴加KOH溶液过程中,水的电离程度逐渐减小
C. 实验2所得的溶液中:c(H+)+c(H2A)+c(HA-)=c(OH-)
D. 实验3中反应的离子方程式:Ca2++2OH-+2HA-===CaA↓+A2-+2H2O
【解析】 KHA溶液显酸性,故HA-的电离程度大于水解程度,故溶液中:c(H2A)10. (2025·南通一调)室温下,用0.1 mol/L氨水吸收SO2,再向溶液中通入O2。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2、Ka2(H2SO3)=6.2×10-8,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。下列说法正确的是(C)
A. 0.1 mol/L氨水:10B. 向0.1 mol/L氨水中通入适量SO2得pH=7的溶液:c(NH)=c(HSO)+c(SO)
C. NH4HSO3溶液中:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO)+c(NH3·H2O)
D. 向吸收了足量SO2的溶液中通O2,反应过程中),c(H2SO3))的值增大
【解析】 在0.1 mol/L氨水中c(OH-)≈≈×10-3 mol/L,则溶液的pH=11+lg1.8,故溶液的pH>11,A错误;氨水中通入SO2所得溶液中存在电荷守恒式:c(H+)+c(NH)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),pH=7时c(H+)=c(OH-),则c(NH)=c(HSO)+2c(SO),B错误;NH4HSO3溶液中存在质子守恒式:c(H+)+c(H2SO3)=c(OH-)+c(SO)+c(NH3·H2O),C正确;吸收了足量SO2的溶液中的溶质为NH4HSO3,通O2后溶质逐渐转变为NH4HSO4,溶液酸性增强,Ka1(H2SO3)=)·c(H+),c(H2SO3)),),c(H2SO3))=,Ka1(H2SO3)不变,c(H+)增大,则反应过程中),c(H2SO3))的值逐渐减小,D错误。

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