高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用同步达标检测题

盐类水解的应用

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．草木灰是柴草燃烧后所留下的灰分，含有碳酸钾、硫酸钾以及磷、钙等多种元素。下列有关草木灰的说法中正确的是(　　)

①草木灰水可以去油污

②使用草木灰做肥料可以改良板结的酸性土壤

③把草木灰与铵态氮肥混用，可以增强肥效

④在农田中直接焚烧秸秆可以肥田

A．②③　　B．①④　　C．①②　　D．②④

C　[草木灰水中含有CO，水解显碱性，可用于去除油污、改良酸性土壤。]

2．《本草纲目》中对白矾之用有如下叙述：“吐利风热之痰涎，取其酸苦涌泄也；治诸血痛，脱肛……取其酸涩而收也”。下列说法错误的是(　　)

A．白矾治血痛的原因是利用了胶体的聚沉

B．白矾溶于水后微粒浓度排序：c平(SO)>c平(Al3＋)>c平(K＋)>c平(OH－)>c平(H＋)

C．检测“无矾油条”是否含“矾”的方法：将油条加热碳化→加水溶解→过滤→滤液中逐滴加入NaOH溶液

D．白矾在油条中作膨化剂的原理：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑

B　[白矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，治血痛是利用了胶体的聚沉，故A正确；白矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，铝离子水解，c平(K＋)>c平(Al3＋)，故B错误；检测“无矾油条”是否含“矾”的方法：将油条加热碳化→加水溶解→过滤→滤液中逐滴加入NaOH溶液，如果含有铝离子(含“矾”)，看到的现象为先生成白色沉淀，然后沉淀又逐渐溶解，故C正确；白矾在油条中作膨化剂是因为其可与碳酸氢钠发生双水解反应Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，故D正确。]

3．实验室在配制一定浓度的硫酸铁溶液时，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

B　[加入稀硫酸的目的是抑制Fe3＋的水解。]

4．用酒精灯加热下列溶液，蒸干后灼烧，所得固体质量最大的是(　　)

A．20 mL 2 mol·L－1FeCl3溶液

B．40 mL 1 mol·L－1NaHCO3溶液

C．20 mL 1 mol·L－1Na2SO3溶液

D．40 mL 2 mol·L－1NH4HCO3溶液

A　[选项A，20 mL 2 mol·L－1FeCl3溶液蒸干后灼烧得到0.02 mol Fe2O3，其质量为3.2 g；选项B，40 mL 1 mol·L－1NaHCO3溶液蒸干后灼烧得到0.02 mol Na2CO3，其质量为2.12 g；选项C，20 mL 1 mol·L－1Na2SO3溶液蒸干后灼烧得到0.02 mol Na2SO4，其质量为2.84 g；选项D，NH4HCO3溶液蒸干后灼烧，全部分解生成NH3、CO2、H2O而不残留固体。]

5．某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁，其工艺流程如下，下列说法中错误的是(　　)

A．若在实验室进行操作①，只需要漏斗和烧杯两种玻璃仪器

B．操作②是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等步骤

C．操作③通入HCl气流是为了抑制MgCl2的水解

D．在整个制备过程中，未发生置换反应

A　[A项，盐卤中加入足量的石灰浆，盐卤中的Mg2＋完全转化为Mg(OH)2沉淀，用过滤法进行分离，该操作需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，错误；B项，从MgCl2溶液中获得MgCl2·6H2O的操作：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等，正确；C项，若直接加热MgCl2·6H2O，MgCl2·6H2O水解生成Mg(OH)2和HCl，由于HCl的挥发会促进MgCl2·6H2O的水解，最终不能获得无水MgCl2，为了抑制MgCl2·6H2O的水解，需在HCl气流中加热，正确；D项，盐卤中加入足量石灰浆发生的反应和Mg(OH)2与盐酸的反应都为复分解反应，MgCl2·6H2O―→MgCl2以及MgCl2→Mg过程发生分解反应，整个制备过程中未发生置换反应，正确。]

6．在0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中，下列关系正确的是(　　)

A．c平(CH3COOH)＞c平(H＋)＞c平(CH3COO－)＞c平(OH－)

B．c平(CH3COOH)＞c平(CH3COO－)＞c平(H＋)＞c平(OH－)

C．c平(CH3COOH)＞c平(CH3COO－)＝c平(H＋)＞c平(OH－)

D．c平(CH3COOH)＞c平(CH3COO－)＞c平(OH－)＞c平(H＋)

A　[CH3COOHCH3COO－＋H＋，H2OH＋＋OH－。所以c平(CH3COOH)＞c平(H＋)＞c平(CH3COO－)＞c平(OH－)。]

7．常温下，若HA溶液和NaOH溶液混合后，混合液的pH＝7，下列说法不合理的是(　　)

A．反应后HA溶液可能有剩余

B．生成物NaA的水溶液的pH可能小于7

C．HA溶液和NaOH溶液的体积可能不相等

D．HA溶液中的c(H＋)和NaOH溶液中的c(OH－)可能不相等

B　[因为所用碱是强碱，与HA混合后溶液pH＝7，则有两种情况：一是HA是强酸，两者恰好完全反应，生成的NaA水溶液的pH＝7；二是HA是弱酸，两者反应后，由于HA过量才使混合液的pH＝7，则生成物NaA的水溶液的pH＞7。]

8．物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液，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．HX、HY、HZ

C．HZ、HY、HX  D．HY、HZ、HX

B　[利用盐类水解规律“越弱越水解，谁强显谁性”，结合同浓度三种酸对应的钠盐溶液的pH可推知，碱性越强则对应的酸越弱。]

9．完成下列与水解有关的问题：

(1)要求设计实验证明盐类水解是吸热过程，有四位学生分别做了以下实验，其中根据实验现象得出的结论正确的是________(填序号)。

A．甲学生：在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后溶液红色加深，说明盐类水解是吸热的

B．乙学生：将硝酸铵晶体溶于水，水温下降，说明硝酸铵水解是吸热的

C．丙学生：在盐酸中加入同温度的氨水，混合液的温度下降，说明盐类水解是吸热的

D．丁学生：在醋酸钠溶液中加入醋酸钠晶体，溶液温度下降，说明盐类水解是吸热的

(2)在浓NH4Cl溶液中加入镁单质会产生气体，气体的成分是________，用离子方程式表示产生上述现象的原因：____________________________。

(3)现有0.1 mol·L－1的纯碱溶液，试用pH试纸测定溶液的pH，其正确的操作是__________________________________；

纯碱溶液呈碱性的原因是_______________________(用离子方程式表示)。

(4)在纯碱溶液中滴入酚酞试液，溶液变红色，若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液，所观察到的现象是_____________，其原因是_____________。

(5)向纯碱溶液中加入少量氯化铁溶液，观察到的现象是______________，原因是_____________________。

[解析]　(1)A项，给滴有酚酞试液的醋酸钠溶液加热，溶液红色加深，说明溶液碱性增强，即升高温度促进盐类的水解，可证明盐类水解为吸热过程；B、D项，晶体溶解过程中伴有热效应，无法判断温度降低是由什么原因引起的，故无法证明盐类水解是吸热过程；C项，酸碱中和反应为放热反应，混合液的温度下降，可证明盐类水解是吸热过程。(2)浓NH4Cl溶液中存在：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg能与溶液中的H＋反应生成H2，使NH的水解平衡正向移动，c(NH3·H2O)增大，NH3·H2O分解产生NH3。

[答案]　(1)AC　(2)H2和NH3　Mg＋2NH===Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑　(3)把pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有Na2CO3溶液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后与标准比色卡比较，确定溶液的pH　CO＋H2OHCO＋OH－　(4)产生白色沉淀，且红色褪去　在纯碱溶液中存在CO的水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－，加入BaCl2溶液后，Ba2＋与CO反应生BaCO3白色沉淀，由于CO的浓度减小，CO的水解平衡向左移动，c平(OH－)减小，酚酞褪色

(5)生成红褐色沉淀，放出无色气体　Fe3＋与OH－结合生成Fe(OH)3，促进CO的水解，同时会有CO2气体生成

10．在常温下，  现有下列五种溶液：

①0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液，②0.1 mol·L－1 CH3COONH4溶液，③0.1 mol·L－1 NH4HSO4溶液，④0.1 mol·L－1 NH3·H2O和0.1 mol·L－1 NH4Cl混合溶液，⑤0.1 mol·L－1 NH3·H2O溶液。请根据要求填写下列空白：

(1)溶液①呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是_____________________(用离子方程式表示)。

(2)溶液②、③中c平(NH)的大小关系是②________③(填“>”“<”或“＝”)。

(3)溶液④中，________(填离子符号，下同)的物质的量浓度为0.1 mol·L－1；NH3·H2O和________的物质的量浓度之和为0.2 mol·L－1。

(4)常温下，测得溶液②的pH＝7，则说明CH3COO－的水解程度________(填“>”“<”或“＝”，下同)NH的水解程度，CH3COO－与NH浓度的大小关系是c平(CH3COO－)________c平(NH)。

[解析]　(1)氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解使溶液显酸性：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。(2)②0.1 mol·L－1 CH3COONH4溶液中醋酸根离子的水解促进铵根离子的水解，③0.1 mol·L－1 NH4HSO4溶液中的氢离子抑制铵根离子的水解，则②、③溶液中c平(NH)的大小关系是②<③。(3)0.1 mol·L－1 NH3·H2O和0.1 mol·L－1 NH4Cl混合溶液中，氯离子的浓度为0.1 mol·L－1；根据氮元素守恒可得，NH3·H2O和NH的浓度之和为0.2 mol·L－1。(4)常温下，测得溶液②的pH＝7，说明0.1 mol·L－1 CH3COONH4溶液中醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同；溶液中存在电荷守恒：c平(CH3COO－)＋c平(OH－)＝c平(NH)＋c平(H＋)，pH＝7说明溶液中c平(H＋)＝c平(OH－)，则c平(CH3COO－)＝c平(NH)。

[答案]　(1)酸　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　(2)<　(3)Cl－　NH　(4)＝　＝

11．(素养题)“烂板液”指的是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量的Cl－、Fe3＋)。某化学兴趣小组用“烂板液”制取Zn(NO3)2·6H2O的过程如下：

已知：Zn(NO3)2·6H2O是一种无色晶体，其水溶液呈酸性，Zn(NO3)2能与碱反应，得到的产物具有两性。

(1)“烂板液”中溶质的主要成分是______(填化学式)。

(2)在操作①中保持pH＝8的目的是______________________。

(3)沉淀Ⅰ的主要成分是__________________(填化学式)。

(4)操作③中加热煮沸的目的是_________________________；

此步操作的理论依据是_____________________。

(5)操作④保持pH＝2的目的是_____________________________________________________________；

此步操作中加热所用的主要仪器有_____________________________________________________________

_____________________________________________________________。

[解析]　(1)由题意知，“烂板液”指的是稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”，所以“烂板液”中溶质的主要成分应为Zn(NO3)2。(2)因为Zn(OH)2具有两性，能与强碱反应，故操作①中保持pH＝8的目的是防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解。(3)在碱性条件下，Fe3＋、Zn2＋都会转化为氢氧化物沉淀，所以沉淀Ⅰ的主要成分为Zn(OH)2和Fe(OH)3。(4)操作③是为了分离Zn2＋和Fe3＋，故加热煮沸是为了促使Fe3＋完全水解。(5)由“Zn(NO3)2·6H2O是一种无色晶体，其水溶液呈酸性”可知，Zn(NO3)2是一种强酸弱碱盐，易水解，故保持pH＝2的目的是抑制Zn2＋水解。

[答案]　(1)Zn(NO3)2

(2)防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解

(3)Zn(OH)2和Fe(OH)3

(4)促使Fe3＋完全水解　温度越高，水解程度越大

(5)抑制Zn2＋水解　蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒

[拓展培优练]

12．已知甲、乙、丙、丁四种溶液分别为CH3COONa、NH3·H2O、CH3COOH、Na2SO4中的一种，相同温度下，甲与乙两种溶液的pH相同，甲与丙两种溶液中的水的电离程度相同，则丙为(　　)

A．NH3·H2O     B．CH3COONa

C．CH3COOH  D．Na2SO4

C　[甲与乙两种溶液的pH相同，甲与乙一定是CH3COONa、NH3·H2O中的一种；甲与丙两种溶液中的水的电离程度相同，甲与丙一定是NH3·H2O、CH3COOH中的一种；则甲为NH3·H2O、乙为CH3COONa、丙为CH3COOH。]

13．下列说法不正确的是(　　)

A．0.1 mol·L－1的碳酸钠溶液的pH大于0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液的pH

B．向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红：原因是CO＋H2OHCO＋OH－

C．由0.1 mol·L－1一元酸HA溶液的pH＝3，可推知NaA溶液存在A－＋H2OHA＋OH－

D．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7

D　[酸性：H2CO3<CH3COOH，所以水解程度：CO＞CH3COO－，所以pH：0.1 mol·L－1的碳酸钠溶液＞0.1 mol·L－1的醋酸钠溶液；Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红，说明CO水解显碱性；由0.1 mol·L－1一元酸HA溶液的pH＝3，知HA为弱酸，在NaA溶液中A－会发生水解而使溶液呈碱性；氨水中加入NH4Cl抑制一水合氨的电离，c(OH－)减小，溶液pH<8.2时无色，不一定是pH<7。]

14．物质的量浓度相同的下列溶液中，按pH由小到大的顺序排列的是(　　)

A．Na2CO3、NaHCO3、NaCl、NH4Cl

B．Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、NaCl

C．(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S

D．NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3

C　[CO的水解程度大于HCO的，则pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液，故选项A、B不符合要求；NH水解使NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液显酸性，物质的量浓度相同时，(NH4)2SO4溶液中NH浓度大于NH4Cl溶液中NH浓度，则pH：(NH4)2SO4溶液<NH4Cl溶液，NaNO3不水解，S2－水解使Na2S溶液显碱性，选项C符合要求，选项D不符合要求。]

15．10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：

甲同学认为该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大，碱性增强。

(1)乙同学认为该溶液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的水解程度。

(2)丙同学认为甲、乙的判断都不充分，还需要进一步补做实验来验证。

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，则乙同学的判断正确。其中试剂X是________(填序号)。

A．Ba(OH)2溶液     B．BaCl2溶液

C．NaOH溶液  D．澄清石灰水

②将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃，若溶液的pH________(填“高于”“低于”或“等于”)8.3，则甲同学的判断正确。

③查阅资料，发现NaHCO3的分解温度为150 ℃，丙同学断言________(填“甲”或“乙”)同学的判断是错误的，理由是____________________。

(3)下列关于NaHCO3饱和水溶液的表述正确的是________(填序号)。

a．c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)

b．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)

c．HCO的电离程度大于HCO的水解程度

[解析]　(1)如果溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3，可推断Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度。

(2)①如果乙同学的判断是正确的，即溶液中存在Na2CO3，则应加入能和碳酸钠反应而不和碳酸氢钠反应的试剂，并且与碳酸钠反应应有明显现象。四种试剂中，Ba(OH)2、澄清石灰水和碳酸钠、碳酸氢钠都能生成碳酸钡或碳酸钙白色沉淀，无法验证；NaOH与碳酸氢钠反应但无明显现象，与碳酸钠不反应，无法验证；BaCl2能和碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀，和碳酸氢钠不反应，故选B。②将加热煮沸后的溶液冷却到10 ℃，若溶液的pH等于8.3，则说明碳酸氢钠没有分解，则甲同学的判断正确。③NaHCO3的分解温度为150 ℃，常压下加热NaHCO3的水溶液，溶液的温度达不到150 ℃，故乙同学的判断是错误的。

(3)在NaHCO3饱和水溶液中，含钠元素的微粒和含碳元素的微粒的总物质的量浓度相等，即存在物料守恒：c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)，故a正确；在NaHCO3饱和水溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(OH－)，故b错误；NaHCO3饱和水溶液显碱性，说明HCO的电离程度小于HCO的水解程度，故c错误。

[答案]　(1)大于

(2)①B　②等于　③乙　常压下加热NaHCO3的水溶液，溶液的温度达不到150 ℃

(3)a