高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三节 盐类的水解精练
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第2课时 影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用
1. 会用变化观念与平衡思想分析外界条件对盐类水解平衡的影响。
2.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用,培养科学态度与社会责任。
知识点一、影响盐类水解的主要因素
1.主要因素——盐水解的程度大小主要是由 所决定的。
生成盐的弱酸酸性越弱,其盐中弱酸根离子的水解程度 ;生成盐的弱碱碱性越弱,其盐中弱碱阳离子的水解程度 ,通常称为“越弱越水解”。
2.外界因素
(1)温度
升高温度,盐类水解程度 ,因为盐类水解都是 反应。
(2)浓度
稀释盐溶液,可以 水解,盐的浓度越小,水解程度 。
(3)外加物质
在盐溶液中加入适量 ,都会引起盐类水解平衡的移动和水解程度的改变。
知识点二、盐类水解的应用
1.热的纯碱溶液去油污
纯碱水解的离子方程式为:CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH- 。
加热 CO32-的水解,溶液碱性 ,去污能力增强。
2.盐溶液的配制
实验室配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,然后再用水稀释到所需的浓度,目的是通过溶液中的 。
3.盐类作净水剂
铝盐、铁盐等部分可溶性盐类水解可生成胶体,胶体有较强的吸附性,常用作净水剂。
如明矾水解的离子方程式为: 。
4.制备无机化合物
如用TiCl4制备TiO2。其反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl。
知识点三、盐的水解常数
1.若HA为一元弱酸(其电离常数为Ka),则NaA可水解:A-+H2OHA+OH-,其水解常数Kh表达式为Kh== 。HA的电离常数Ka、A-的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh= 。
2.若MOH为一元弱碱(其电离常数为Kb),则MCl可水解:M++H2OMOH+H+,其水解常数Kh表达式为Kh== 。MOH的电离常数Kb、M+的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh= 。
探究任务一 盐类水解的影响因素
1.影响盐类水解的主要因素
2.实例:若以CH3COONa溶液的水解平衡为例:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,结果如下:
【典例1】向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
(1)观察到的现象是 , 原因是 ;
(2)若微热溶液,观察到的现象是 ,原因是 ;
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是 ,原因是 ;
(4)若向该溶液中滴入过量的氯化钡溶液,观察到的现象是 ,原因是 。
【典例2】(2023·陕西榆林第二中学高二期中)在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH增大,应采取的措施是( )
A.加热B.通入HCl
C.加入适量Na2CO3(s)D.加入NaCl溶液
【变式训练1】对滴有酚酞溶液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
【变式训练2】(2023·湖南长沙高二检测)在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,eq \f(cHS-,cS2-)减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
探究任务二 盐类水解的应用
1. 盐类水解的应用
(1)设计物质水溶液的配制方法。
凡配制能水解的盐溶液时,通常需采取防水解措施。
①配制强酸弱碱盐溶液:滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解。如配制FeCl3的水溶液:FeCl3溶于水时会发生水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,因有Fe(OH)3的生成易使溶液变浑浊,通常先将FeCl3溶于较浓盐酸中,抑制Fe3+的水解,使溶液保持澄清,再加水稀释至所需浓度。
②配制强碱弱酸盐溶液:加入少量相应的强碱,可抑制弱酸根离子水解。如配制硫化钠的水溶液时,可加入少量氢氧化钠,抑制S2-的水解。
(2)选择试剂的保存方法。
某些实验试剂贮存时要考虑到盐的水解。如Na2SO3溶液因水解使溶液呈碱性,OH-与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶颈与瓶塞黏结,因而不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶贮存,可用带橡胶塞或软木塞的试剂瓶保存。
(3)解决离子能否大量共存问题。
在水溶液中水解相互促进的离子:
①若相互促进程度较小,则可以大量共存,如NH4+和CH3COO-、COeq \\al(2-,3)等;
②若相互促进的程度很大、很彻底,则不能大量共存,如Al3+与HCO3-在溶液中不能大量共存,因发生反应Al3++3 HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑,这类离子组合常见的有:
其中Fe3+与S2-、HS-因发生氧化还原反应也不能大量共存。
(4)某些化肥的混合施用。
草木灰不能与铵态氮肥混用,因草木灰的主要成分为K2CO3,溶于水时COeq \\al(2-,3)+H2O HCO3-+OH-,生成的OH-与NH4+发生反应NH4++OH-NH3↑+H2O,使氮肥肥效下降。
(5)利用盐的水解去除杂质。
如果两种离子的水解程度不一样,可通过调控溶液的pH将其中一种离子转化为氢氧化物沉淀而除去。
例如:MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质,因Fe3+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入MgO或Mg(OH)2、MgCO3等,使Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+。
(6)选择制备物质的方法。
①制备Fe(OH)3胶体。将FeCl3溶液滴入沸水中,在加热条件下,促进Fe3+的水解生成Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+。
②因Al3+和S2-在溶液中水解相互促进,故不能在水溶液中制取Al2S3,只能在固态无水条件下制取。
2.盐溶液蒸干后产物的判断方法
(1)加热盐溶液,需分析盐水解生成的酸的性质。如果是生成易挥发性酸,如AlCl3、FeCl3等溶液,最终蒸干得到的是金属氢氧化物,灼烧得到金属氧化物。如果是生成难挥发性酸,如MgSO4、Fe2(SO4)3等溶液,最终得到它们的溶质固体;
(2)加热盐溶液,需分析加热盐溶液的过程中,溶质是否发生氧化还原反应,如Na2SO3易被氧化为Na2SO4。
【典例3】在氯化铁溶液中存在下列水解平衡:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl ΔH>0。
回答下列问题:
(1)加热FeCl3溶液,溶液的颜色会不断加深,得到的 一种红褐色透明液体为 。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入 。
(3)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是 。
【典例4】在蒸发皿中加热蒸干下列物质的溶液并灼烧(低于400 ℃),可以得到该固体物质的是( )
A.AlCl3B.NaHCO3
C.Fe2(SO4)3D.KMnO4
【变式训练3】普通泡沫灭火器是常用的灭火器材,内置的玻璃器皿里盛硫酸铝溶液,外面的铁质器皿里盛碳酸氢钠溶液。回答下列问题:
(1)不能把硫酸铝溶液盛在铁质器皿里的原因是 (用离子方程式表示);不能把碳酸氢钠溶液盛在玻璃器皿里的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)灭火时打开阀门,并将泡沫灭火器倒置,此时发生反应的离子方程式是 。
(3)不用溶解度较大的碳酸钠代替碳酸氢钠的原因是 。
【变式训练4】 下列说法正确的是( )
A.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
探究任务三 溶液中离子浓度大小的比较
1.在判断能水解的盐溶液中离子浓度的大小时,首先要明确盐的水解是微弱的;其次要明确多元弱酸盐的水解是分步进行的,以第一步水解为主;最后不要忘记水的电离。
(1)简单盐溶液,如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液,根据其电离程度和水解程度的相对大小分析,如NaHSO3、NaH2PO4其电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,NaHSO3溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);NaHCO3、NaHS等其水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。
(4)不同溶液中同一离子的浓度大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
(5)混合溶液中各离子浓度比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 ml·L-1 NH4Cl和0.1 ml·L-1 NH3·H2O的混合溶液中:由于NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 ml·L-1 HCN和0.1 ml·L-1 NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
2.解决电解质溶液中离子浓度关系问题时,首先分析离子浓度大小的关系是相等还是不等。
(1)若使用的是“>”或“<”,应主要考虑“电离”和“水解”。
(2)若用“=”连接,应根据“守恒”原理,视不同情况,从下列几个方面思考:若等号一端全部是阴离子或阳离子,应首先考虑电荷守恒;若等号一端各项中都含有同一种元素时,首先考虑这种元素的原子守恒;若等号一端为c(H+)或c(OH-)时,首先考虑是否符合水电离过程中的守恒关系。
①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。
例如,NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)。
②物料守恒:物料守恒也就是元素守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。
例如,0.1 ml·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 ml·L-1。
③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。
例如,纯碱溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
【典例5】 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.室温下,向0.01 ml·L-1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(SOeq \\al(2-,4))>c(Na+)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HC QUOTE )>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HC QUOTE )+2c(H2CO3)
D.25 ℃时,pH=4.75、浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:c(CH3COO-)+c(OH-)
A.所得混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.混合后溶液pH=7
C.所得混合液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 ml·L-1
D.混合后溶液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
1.下列做法与盐的水解无关的是( )
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.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与碳铵(NH3HCO3)混合使用
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.配制FeCl2溶液时常常要在溶液中加入少量铁粉
2. 向未知溶液中加入CH3COONa晶体,测得c(Na+)与c(CH3COO-)几乎相等,则原来的溶液可能是( )
A.HCl溶液B.NaOH溶液
C.KCl溶液D.KOH溶液
3. 25 ℃时,浓度均为0.2 ml·L-1的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类不完全相同
C.c(OH-)前者小于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(COeq \\al(2-,3))均增大
4. 漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2OHClO+OH-,下列措施能提高其漂白效率的是( )
A.加H2O B.通入CO2
C.通入SO2 D.加少量NaOH
5. 室温下,向一定量1 ml·L-1氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸,直至盐酸过量。请分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)实验过程中水的电离程度变化趋势是先 (填“变大”“变小”或“不变”,下同)后 。
(2)实验过程中,当溶液pH恰好等于7时,此时溶液中主要溶质的化学式是 ,溶液中离子浓度的大小顺序是 。
6.(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是 。
(2)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用 。(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(3)为了提高生活用水的质量,自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化,以改善水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式 。
1.室温下,将碳酸钠溶液加热至70 ℃,其结果是( )
A.溶液中c(COeq \\al(2-,3))增大B.水的电离程度不变
C.KW将变小D.溶液的碱性增强
2.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A. COeq \\al(2-,3)+H2O HCO3-+OH-;用热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl;制备TiO2纳米粉
D.SiCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl;配制氯化亚锡溶液时加入NaOH
3. (2023辽宁丹东凤城第一中学高二月考)分别将下列物质:①FeCl3 ②CaO ③NaCl ④Ca(HCO3)2 ⑤Na2SO3 ⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是( )
A.②③B.③⑥C.①④D.⑤⑥
4.下列溶液中,操作和现象对应正确的是( )
5.在(NH4)2SO4溶液中,离子浓度大小顺序正确的是( )
A.c(NH4+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(H+)>c(OH-)
B.c(SOeq \\al(2-,4))>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(OH-)>c(H+)
D.c(SOeq \\al(2-,4))>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
6.欲使CH3COONa稀溶液中eq \f(cCH3COO-,cNa+)增大,可采取的措施是( )
A.升温 B.加水稀释
C.加少量的KOH固体D.加少量固体Na2CO3
7.25 ℃时,在浓度均为1 ml·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其c(N QUOTE )分别为a、b、c(单位为ml·L-1)。下列判断正确的是( )
A.a=b=cB.a>b>c
C.a>c>bD.c>a>b
8.常温下,有两种溶液:
①0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液
②0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液
(1)溶液①的pH (填“>”“<”或“=”)7,溶液中离子的电荷守恒的关系式是 。
(2)溶液②呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。其原因是 (用离子方程式和适当的叙述说明)。
(3)下列说法正确的是 (填序号)。
a.两种溶液中c(CH3COO-)都等于0.1 ml·L-1
b.两种溶液中c(CH3COO-)都小于0.1 ml·L-1
c.CH3COOH溶液中c(CH3COO-)小于CH3COONa溶液中c(CH3COO-)
9.为了使K2S溶液中 QUOTE 的比值变小,可加入的物质是( )
①适量HCl(g) ②适量NaOH(s) ③适量KOH(s) ④适量NaHS(s) ⑤适量的水
A.②④B.①②⑤
C.③④⑤D.②③
10.(2023·广东汕头潮阳实验学校高二检测)下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热,蒸发,浓缩结晶,灼烧,所得固体的成分相同
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,再加水稀释到所需的浓度
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.泡沫灭火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
11.常温下,0.2 ml·L-1的一元酸HA的溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法不正确的是( )
A.HA为弱酸
B.该混合液pH>7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
12.实验测得0.5 ml·L-1 CH3COONa溶液、0.5 ml·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随水温升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
13.常温下,有浓度均为0.5 ml·L-1的四种物质的溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③HCl ④NH3·H2O
(1)上述溶液中,可发生水解的是 (填序号)。
(2)向④的溶液中加入少量氯化铵固体,此时 QUOTE 的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的溶液的体积 (填“>”“=”或“<”)④的溶液的体积,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)取10 mL③的溶液,加水稀释到500 mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
14. (2023·安徽合肥六校高二上学期期末)已知K、Ka(Kb)、KW、Kh分别表示化学平衡常数、弱酸(弱碱)的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数。
(1)有关上述常数的说法正确的是 。
a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b.它们的大小都随温度的升高而增大
c.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka
d.一定温度下,在CH3COONa溶液中,KW=Ka·Kh
(2)25 ℃时,将a ml·L-1的氨水与0.01 ml·L-1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb= 。
(3)25 ℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2 ml·L-1,则该温度下pH=3、c(HSO3-)=0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)= 。
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第2课时 影响盐类水解的主要因素 盐类水解的应用
1. 会用变化观念与平衡思想分析外界条件对盐类水解平衡的影响。
2.了解盐类水解在生产生活、化学实验、科学研究中的应用,培养科学态度与社会责任。
知识点一、影响盐类水解的主要因素
1.主要因素——盐水解的程度大小主要是由 所决定的。
生成盐的弱酸酸性越弱,其盐中弱酸根离子的水解程度 ;生成盐的弱碱碱性越弱,其盐中弱碱阳离子的水解程度 ,通常称为“越弱越水解”。
2.外界因素
(1)温度
升高温度,盐类水解程度 ,因为盐类水解都是 反应。
(2)浓度
稀释盐溶液,可以 水解,盐的浓度越小,水解程度 。
(3)外加物质
在盐溶液中加入适量 ,都会引起盐类水解平衡的移动和水解程度的改变。
知识点二、盐类水解的应用
1.热的纯碱溶液去油污
纯碱水解的离子方程式为:CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH- 。
加热 CO32-的水解,溶液碱性 ,去污能力增强。
2.盐溶液的配制
实验室配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,然后再用水稀释到所需的浓度,目的是通过溶液中的 。
3.盐类作净水剂
铝盐、铁盐等部分可溶性盐类水解可生成胶体,胶体有较强的吸附性,常用作净水剂。
如明矾水解的离子方程式为: 。
4.制备无机化合物
如用TiCl4制备TiO2。其反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl。
知识点三、盐的水解常数
1.若HA为一元弱酸(其电离常数为Ka),则NaA可水解:A-+H2OHA+OH-,其水解常数Kh表达式为Kh== 。HA的电离常数Ka、A-的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh= 。
2.若MOH为一元弱碱(其电离常数为Kb),则MCl可水解:M++H2OMOH+H+,其水解常数Kh表达式为Kh== 。MOH的电离常数Kb、M+的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh= 。
【新知预习】
知识点一、1.盐的性质 越大 越大
2.(1)增大 吸热 (2)促进 增大 (3)酸或碱
知识点二、1.促进 增强 2.H+来抑制Fe3+的水解 3.Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
知识点三、1. QUOTE
2. QUOTE
探究任务一 盐类水解的影响因素
1.影响盐类水解的主要因素
2.实例:若以CH3COONa溶液的水解平衡为例:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,结果如下:
【典例1】向纯碱溶液中滴入酚酞溶液。
(1)观察到的现象是 , 原因是 ;
(2)若微热溶液,观察到的现象是 ,原因是 ;
(3)若向溶液中加入少量氯化铁溶液,观察到的现象是 ,原因是 ;
(4)若向该溶液中滴入过量的氯化钡溶液,观察到的现象是 ,原因是 。
【答案】(1)溶液变红 碳酸根离子水解:CO32-+H2OOH-+HCO3-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-,溶液呈碱性
(2)红色变深 加热,碳酸根离子水解平衡向生成OH-的方向移动,溶液碱性增强
(3)溶液红色变浅,同时生成红褐色沉淀,有气泡产生 氯化铁溶液与OH-反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,溶液中OH-浓度减小,促进碳酸钠水解,并产生二氧化碳
(4)溶液褪色,有白色沉淀生成Ba2++ COeq \\al(2-,3)==BaCO3↓,降低了COeq \\al(2-,3)的浓度,使水解平衡向左移动,溶液碱性减弱直到消失
【解析】碳酸钠属于强碱弱酸盐,水解呈碱性:Na2CO3+H2ONaOH+NaHCO3,水解反应是吸热反应。
(1)碳酸钠水解,溶液呈碱性,使酚酞溶液变红;
(2)加热促进碳酸钠水解,溶液碱性更强,所以溶液颜色变深;
(3)氯化铁溶液与OH-反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,减小了溶液中OH-的浓度,促进碳酸根离子水解,并产生二氧化碳,相当于发生相互促进的水解反应;
(4)向溶液中加入过量的氯化钡溶液,生成碳酸钡沉淀,降低了溶液中COeq \\al(2-,3)的浓度,减弱了碳酸根离子的水解程度,溶液碱性减弱直至消失,溶液褪色。
【典例2】(2023·陕西榆林第二中学高二期中)在Al3++3H2OAl(OH)3+3H+的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH增大,应采取的措施是( )
A.加热B.通入HCl
C.加入适量Na2CO3(s)D.加入NaCl溶液
【答案】D
【解析】加热能使平衡向水解的方向移动,c(H+)增大,pH减小,故A项不符合题意;通入HCl能增大c(H+),抑制水解,且pH减小,故B项不符合题意;加入适量Na2CO3(s),由于发生2Al3++3 COeq \\al(2-,3)+3H2O==2Al(OH)3↓+3CO2↑,Al3+浓度减小,水解平衡向逆反应方向进行,故C项不符合题意;加入NaCl溶液,相当于加水稀释,能促进水解,且c(H+)变小,故pH也增大,因而D项符合题意。
【变式训练1】对滴有酚酞溶液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
【答案】B
【解析】明矾水解显酸性,加热促进水解,酚酞在酸性溶液中不显色,故A项错误;CH3COONa水解显碱性,加热促进水解,c(OH-)增大,溶液红色加深,B项正确;氨水显弱碱性,NH4Cl水解显酸性,溶液中c(OH-)减小,红色变浅,C项错误;加入少量NaCl固体对NaHCO3水解不产生影响,溶液颜色无变化,D项错误。
【变式训练2】(2023·湖南长沙高二检测)在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,eq \f(cHS-,cS2-)减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】水解常数只与温度有关,A错误;Cu2++S2-===CuS↓,平衡左移,HS-浓度减小,B正确;水解为吸热反应,升高温度平衡右移,因而eq \f(cHS-,cS2-)比值增大,C错误;加入NaOH固体pH增大,D错误。
探究任务二 盐类水解的应用
1. 盐类水解的应用
(1)设计物质水溶液的配制方法。
凡配制能水解的盐溶液时,通常需采取防水解措施。
①配制强酸弱碱盐溶液:滴几滴相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制弱碱阳离子的水解。如配制FeCl3的水溶液:FeCl3溶于水时会发生水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,因有Fe(OH)3的生成易使溶液变浑浊,通常先将FeCl3溶于较浓盐酸中,抑制Fe3+的水解,使溶液保持澄清,再加水稀释至所需浓度。
②配制强碱弱酸盐溶液:加入少量相应的强碱,可抑制弱酸根离子水解。如配制硫化钠的水溶液时,可加入少量氢氧化钠,抑制S2-的水解。
(2)选择试剂的保存方法。
某些实验试剂贮存时要考虑到盐的水解。如Na2SO3溶液因水解使溶液呈碱性,OH-与玻璃的主要成分SiO2反应生成硅酸盐,使试剂瓶颈与瓶塞黏结,因而不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶贮存,可用带橡胶塞或软木塞的试剂瓶保存。
(3)解决离子能否大量共存问题。
在水溶液中水解相互促进的离子:
①若相互促进程度较小,则可以大量共存,如NH4+和CH3COO-、COeq \\al(2-,3)等;
②若相互促进的程度很大、很彻底,则不能大量共存,如Al3+与HCO3-在溶液中不能大量共存,因发生反应Al3++3 HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑,这类离子组合常见的有:
其中Fe3+与S2-、HS-因发生氧化还原反应也不能大量共存。
(4)某些化肥的混合施用。
草木灰不能与铵态氮肥混用,因草木灰的主要成分为K2CO3,溶于水时COeq \\al(2-,3)+H2O HCO3-+OH-,生成的OH-与NH4+发生反应NH4++OH-NH3↑+H2O,使氮肥肥效下降。
(5)利用盐的水解去除杂质。
如果两种离子的水解程度不一样,可通过调控溶液的pH将其中一种离子转化为氢氧化物沉淀而除去。
例如:MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质,因Fe3+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入MgO或Mg(OH)2、MgCO3等,使Fe3+的水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀而除去Fe3+。
(6)选择制备物质的方法。
①制备Fe(OH)3胶体。将FeCl3溶液滴入沸水中,在加热条件下,促进Fe3+的水解生成Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+。
②因Al3+和S2-在溶液中水解相互促进,故不能在水溶液中制取Al2S3,只能在固态无水条件下制取。
2.盐溶液蒸干后产物的判断方法
(1)加热盐溶液,需分析盐水解生成的酸的性质。如果是生成易挥发性酸,如AlCl3、FeCl3等溶液,最终蒸干得到的是金属氢氧化物,灼烧得到金属氧化物。如果是生成难挥发性酸,如MgSO4、Fe2(SO4)3等溶液,最终得到它们的溶质固体;
(2)加热盐溶液,需分析加热盐溶液的过程中,溶质是否发生氧化还原反应,如Na2SO3易被氧化为Na2SO4。
【典例3】在氯化铁溶液中存在下列水解平衡:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl ΔH>0。
回答下列问题:
(1)加热FeCl3溶液,溶液的颜色会不断加深,得到的 一种红褐色透明液体为 。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入 。
(3)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是 。
【答案】(1)Fe(OH)3胶体 (2)少许盐酸
(3)MgCO3能与H+反应,促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去
【解析】(1)加热FeCl3溶液得到的红褐色透明液体为Fe(OH)3胶体。(2)为防止浑浊,应加入盐酸抑制FeCl3水解。(3)CO32-与Fe3+发生相互促进的水解反应,生成的Fe(OH)3可过滤除去。
【典例4】在蒸发皿中加热蒸干下列物质的溶液并灼烧(低于400 ℃),可以得到该固体物质的是( )
A.AlCl3B.NaHCO3
C.Fe2(SO4)3D.KMnO4
【答案】C
【解析】AlCl3水解生成的HCl易挥发,加热促进水解,灼烧后最终所得的固体是Al2O3,A不符合题意;NaHCO3受热分解得到Na2CO3,B不符合题意;Fe2(SO4)3水解生成的H2SO4难挥发,灼烧后所得的固体依然为Fe2(SO4)3,C符合题意;KMnO4受热时会分解,D不符合题意。
【变式训练3】普通泡沫灭火器是常用的灭火器材,内置的玻璃器皿里盛硫酸铝溶液,外面的铁质器皿里盛碳酸氢钠溶液。回答下列问题:
(1)不能把硫酸铝溶液盛在铁质器皿里的原因是 (用离子方程式表示);不能把碳酸氢钠溶液盛在玻璃器皿里的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)灭火时打开阀门,并将泡沫灭火器倒置,此时发生反应的离子方程式是 。
(3)不用溶解度较大的碳酸钠代替碳酸氢钠的原因是 。
【答案】(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ HCO3-+H2OH2CO3+OH-
(2)Al3++3 HCO3- ==Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)比较Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑和Al2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+3CO2↑可知,等物质的量的Al2(SO4)3和Na2CO3反应产生的CO2的量较少,且生成CO2的速率慢
【解析】(1)因水解反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al2(SO4)3溶液呈酸性,会腐蚀铁质器皿;因HCO3- +H2OH2CO3+OH-,碳酸氢钠溶液呈碱性,会腐蚀玻璃器皿。(2)泡沫灭火器倒置时,两溶液混合发生互相促进的水解反应,使Al3+、HCO3-水解完全,据此写出反应的离子方程式。
【变式训练4】 下列说法正确的是( )
A.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
【答案】D
探究任务三 溶液中离子浓度大小的比较
1.在判断能水解的盐溶液中离子浓度的大小时,首先要明确盐的水解是微弱的;其次要明确多元弱酸盐的水解是分步进行的,以第一步水解为主;最后不要忘记水的电离。
(1)简单盐溶液,如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)。
(3)多元弱酸的酸式盐溶液,根据其电离程度和水解程度的相对大小分析,如NaHSO3、NaH2PO4其电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,NaHSO3溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);NaHCO3、NaHS等其水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。
(4)不同溶液中同一离子的浓度大小比较,要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。
(5)混合溶液中各离子浓度比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 ml·L-1 NH4Cl和0.1 ml·L-1 NH3·H2O的混合溶液中:由于NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 ml·L-1 HCN和0.1 ml·L-1 NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
2.解决电解质溶液中离子浓度关系问题时,首先分析离子浓度大小的关系是相等还是不等。
(1)若使用的是“>”或“<”,应主要考虑“电离”和“水解”。
(2)若用“=”连接,应根据“守恒”原理,视不同情况,从下列几个方面思考:若等号一端全部是阴离子或阳离子,应首先考虑电荷守恒;若等号一端各项中都含有同一种元素时,首先考虑这种元素的原子守恒;若等号一端为c(H+)或c(OH-)时,首先考虑是否符合水电离过程中的守恒关系。
①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。
例如,NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)。
②物料守恒:物料守恒也就是元素守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。
例如,0.1 ml·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 ml·L-1。
③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。
例如,纯碱溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)。
【典例5】 下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.室温下,向0.01 ml·L-1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(SOeq \\al(2-,4))>c(Na+)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
B.0.1 ml·L-1 NaHCO3溶液:c(Na+)>c(OH-)>c(HC QUOTE )>c(H+)
C.Na2CO3溶液:c(OH-)-c(H+)=c(HC QUOTE )+2c(H2CO3)
D.25 ℃时,pH=4.75、浓度均为0.1 ml·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液:c(CH3COO-)+c(OH-)
【解析】0.01 ml·L-1NH4HSO4中加NaOH溶液,当OH-与H+按物质的量比1∶1反应结束后,由于NH4+水解呈酸性,需再加NaOH与NH4+反应使溶液呈中性,所以c(Na+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(NH4+),A项错误。B项中,虽然HCO3-水解呈碱性,但水解微弱,所以c(HCO3-)>c(OH-),故B项错误。C项中,把c(H+)移项得:c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+),符合质子守恒,所以C项正确。D项,由电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由物料守恒有:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),两式联立得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),因溶液pH=4.75,即c(H+)>c(OH-),得c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),D项错误。
【变式训练5】 (2023·山东昌邑文山中学高二检测)常温时将0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后(若混合后溶液体积为两者体积之和),恰好完全反应,则下列有关所得混合液的说法正确的是( )
A.所得混合液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.混合后溶液pH=7
C.所得混合液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 ml·L-1
D.混合后溶液中存在c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)
【答案】C
【解析】二者混合后溶质为CH3COONa。根据物料守恒,反应后的溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= ×0.1 ml·L-1=0.05 ml·L-1,C正确。CH3COONa水解显碱性,pH>7,B不正确;混合液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),A不正确;由电荷守恒知,混合液中存在c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D不正确。
1.下列做法与盐的水解无关的是( )
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.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与碳铵(NH3HCO3)混合使用
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.配制FeCl2溶液时常常要在溶液中加入少量铁粉
【答案】D
【解析】碳酸钠溶液水解呈碱性,盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞,A项做法与水解有关;K2CO3水解呈碱性,与碳铵混合生成氨气,使氮肥失效,B项做法与水解有关;碳酸钠溶液水解呈碱性,促进油脂的水解,C项做法与水解有关;配制FeCl2溶液时常常要在溶液中加入少量铁粉,为了防止亚铁盐的氧化,D项做法与水解无关;故选D。
2. 向未知溶液中加入CH3COONa晶体,测得c(Na+)与c(CH3COO-)几乎相等,则原来的溶液可能是( )
A.HCl溶液B.NaOH溶液
C.KCl溶液D.KOH溶液
【答案】D
【解析】CH3COO-发生水解反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,要想使溶液中的c(Na+)与c(CH3COO-)几乎相等,就要保证该平衡逆向移动并且原溶液中不能含有这两种离子,故选D。
3. 25 ℃时,浓度均为0.2 ml·L-1的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类不完全相同
C.c(OH-)前者小于后者
D.分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(COeq \\al(2-,3))均增大
【答案】B
【解析】二者都存在盐的水解和水的电离,A项正确;NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中存在的粒子种类相同,B项错误;HCO3-的水解弱于COeq \\al(2-,3),所以c(OH-)是前者小于后者,C项正确;D项中,加入NaOH固体,前者因OH-与HCO3-反应而使c(COeq \\al(2-,3))增大,后者因OH-抑制COeq \\al(2-,3)的水解而使c(COeq \\al(2-,3))增大,所以D项正确。
4. 漂白粉在溶液中存在下列平衡:ClO-+H2OHClO+OH-,下列措施能提高其漂白效率的是( )
A.加H2O B.通入CO2
C.通入SO2 D.加少量NaOH
【答案】B
【解析】A项,加水稀释,HClO浓度下降;C项,SO2与HClO发生氧化还原反应,D项,加入少量NaOH,使平衡左移,HClO浓度下降;B项,通入CO2,使平衡右移,HClO浓度增大,漂白效率增加。
5. 室温下,向一定量1 ml·L-1氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸,直至盐酸过量。请分析上述实验过程,回答下列问题:
(1)实验过程中水的电离程度变化趋势是先 (填“变大”“变小”或“不变”,下同)后 。
(2)实验过程中,当溶液pH恰好等于7时,此时溶液中主要溶质的化学式是 ,溶液中离子浓度的大小顺序是 。
【答案】 (1)变大 变小 (2)NH4Cl和NH3·H2O
c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
【解析】(1)因为酸、碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离,所以向氨水中加入盐酸时,二者反应生成NH4Cl,NH4+发生水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,从而促进水的电离,当HCl过量时,H+又抑制水的电离。
(2)当氨水和盐酸恰好反应时,溶质为NH4Cl,其水解使溶液呈酸性,溶液pH=7时,说明氨水稍过量,所以溶质为NH4Cl和NH3·H2O,依据电荷守恒并结合盐类水解程度较微弱的特点得出:c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)。
6.(1)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是 。
(2)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用 。(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(3)为了提高生活用水的质量,自来水厂常用Cl2和FeSO4·7H2O对水进行消毒、净化,以改善水质。简述原因并写出有关反应的离子方程式 。
【答案】(1)分解出HCl气体,抑制CeCl3加热时发生水解
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来),从而消除Cd2+污染
(3)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-,Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而净化水;Cl2+H2OH++Cl-+HClO,生成的HClO具有强氧化性,能杀菌消毒
【解析】 (1)由“加热条件下CeCl3易发生水解”,可知NH4Cl的作用肯定是抑制其水解,CeCl3水解会生成HCl,NH4Cl的作用是受热时分解出HCl气体,抑制CeCl3水解。
(2)氯化铝溶于水,Al3+发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来),从而消除Cd2+污染。
(3)Cl2与Fe2+反应生成Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质一起沉积到水底,达到净化水的目的;同时过量的Cl2与H2O反应生成HClO,HClO可杀灭水中的病菌。
1.室温下,将碳酸钠溶液加热至70 ℃,其结果是( )
A.溶液中c(COeq \\al(2-,3))增大B.水的电离程度不变
C.KW将变小D.溶液的碱性增强
【答案】D
【解析】温度升高,COeq \\al(2-,3)的水解程度增大,故溶液中c(COeq \\al(2-,3))变小,溶液的碱性增强,水解促进水的电离,温度升高,KW变大。
2.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A. COeq \\al(2-,3)+H2O HCO3-+OH-;用热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl;制备TiO2纳米粉
D.SiCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl;配制氯化亚锡溶液时加入NaOH
【答案】D
【解析】SnCl2水解显酸性,所以在配制氯化亚锡溶液时要加入HCl抑制其水解,故D错误。
3. (2023辽宁丹东凤城第一中学高二月考)分别将下列物质:①FeCl3 ②CaO ③NaCl ④Ca(HCO3)2 ⑤Na2SO3 ⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是( )
A.②③B.③⑥C.①④D.⑤⑥
【答案】B
【解析】①加热蒸干FeCl3溶液得到Fe(OH)3;②CaO投入水中,生成Ca(OH)2,加热蒸干得到Ca(OH)2;③加热蒸干NaCl溶液得到NaCl固体;④加热蒸干Ca(HCO3)2溶液得到CaCO3;⑤加热蒸干Na2SO3溶液得到Na2SO4;⑥加热蒸干K2SO4溶液得到K2SO4,故选B。
4.下列溶液中,操作和现象对应正确的是( )
【解析】B
【解析】明矾溶液中Al3+水解使溶液呈酸性,加热,Al3+的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化,A项错误;加入NH4Cl固体,氨水的电离程度减小,碱性减弱,溶液颜色变浅,B项正确;加入少量CH3COONa固体会使CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-平衡向右移动,c(OH-)增大,颜色变深,C项错误;加热氯化铁溶液时促进FeCl3水解为红褐色的Fe(OH)3,颜色加深,D项错误。
5.在(NH4)2SO4溶液中,离子浓度大小顺序正确的是( )
A.c(NH4+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(H+)>c(OH-)
B.c(SOeq \\al(2-,4))>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(OH-)>c(H+)
D.c(SOeq \\al(2-,4))>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
【答案】A
【解析】(NH4)2SO4是强电解质,完全电离,c(NH4+)接近c(SOeq \\al(2-,4))的两倍,铵根离子水解消耗水电离产生的OH-,所以c(H+)>c(OH-);但是盐的水解程度是微弱的,盐的电离远大于水的电离,因此c(H+)、c(OH-)都比较小,故:c(NH4+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(H+)>c(OH-)。
6.欲使CH3COONa稀溶液中eq \f(cCH3COO-,cNa+)增大,可采取的措施是( )
A.升温 B.加水稀释
C.加少量的KOH固体D.加少量固体Na2CO3
【答案】C
【解析】根据水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,升温,水解平衡正向移动,c(CH3COO-)减小;加水稀释水解平衡正向移动,c(CH3COO-)减小;加少量的KOH固体,增大了c(OH-),水解平衡逆向移动,c(CH3COO-)增大;加入少量固体Na2CO3,因为加入了Na+,c(Na+)增大,eq \f(cCH3COO-,cNa+)减小。
7.25 ℃时,在浓度均为1 ml·L-1的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2的溶液中,测得其c(N QUOTE )分别为a、b、c(单位为ml·L-1)。下列判断正确的是( )
A.a=b=cB.a>b>c
C.a>c>bD.c>a>b
【答案】D
【解析】NH4+水解使溶液显酸性,CO32-水解使溶液显碱性,所以碳酸铵溶液中NH4+浓度最小。Fe2+水解使溶液显酸性,抑制NH4+的水解,所以三种溶液中c(NH4+)大小顺序是c>a>b。
8.常温下,有两种溶液:
①0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液
②0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液
(1)溶液①的pH (填“>”“<”或“=”)7,溶液中离子的电荷守恒的关系式是 。
(2)溶液②呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。其原因是 (用离子方程式和适当的叙述说明)。
(3)下列说法正确的是 (填序号)。
a.两种溶液中c(CH3COO-)都等于0.1 ml·L-1
b.两种溶液中c(CH3COO-)都小于0.1 ml·L-1
c.CH3COOH溶液中c(CH3COO-)小于CH3COONa溶液中c(CH3COO-)
【答案】(1)< c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(2)碱 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,CH3COO-水解使溶液显碱性
(3)bc
【解析】(1)醋酸属于酸,所以溶液①的pH小于7,满足电荷守恒,即c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
(2)CH3COONa为弱酸强碱盐,水解使溶液呈碱性,离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;
(3)水解和电离都是微弱的,所以两种溶液中c(CH3COO-)都小于0.1 ml·L-1,且CH3COOH溶液中c(CH3COO-)小于CH3COONa溶液中c(CH3COO-)。
9.为了使K2S溶液中 QUOTE 的比值变小,可加入的物质是( )
①适量HCl(g) ②适量NaOH(s) ③适量KOH(s) ④适量NaHS(s) ⑤适量的水
A.②④B.①②⑤
C.③④⑤D.②③
【答案】A
【解析】溶液中的S2-发生水解反应:S2-+H2OOH-+HS-,S2-的水解平衡逆向移动,即 QUOTE \* MERGEFORMAT 的比值变小。①氢离子浓度增大,使水解平衡正向移动,错误;②氢氧根离子浓度增大,使水解平衡逆向移动,正确;③氢氧根离子浓度增大,使水解平衡逆向移动,但K+浓度增大更多,错误;④HS-浓度增大,使水解平衡逆向移动,正确;⑤加水稀释,各离子浓度都减小,平衡正向移动,S2-数目减少,K+数目不变,则 QUOTE \* MERGEFORMAT 的比值增大。
10.(2023·广东汕头潮阳实验学校高二检测)下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热,蒸发,浓缩结晶,灼烧,所得固体的成分相同
B.配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,再加水稀释到所需的浓度
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.泡沫灭火器中常使用的原料是Na2CO3和Al2(SO4)3
【答案】C
【解析】A项不正确,AlCl3和Al2(SO4)3的水解方程式分别为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3+3H2SO4,加热,由于盐酸易挥发,硫酸难挥发,故前者蒸发、浓缩结晶、灼烧后得到Al2O3,后者蒸发、浓缩结晶、灼烧后得到Al2(SO4)3;B项不正确,FeCl3固体溶于硫酸中,会引入杂质SO42- ;C项正确,由于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO消耗H+,会促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,除去Fe3+;D项错误,为加快产生CO2的速率,泡沫灭火器中使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3。
11.常温下,0.2 ml·L-1的一元酸HA的溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法不正确的是( )
A.HA为弱酸
B.该混合液pH>7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
【答案】C
【解析】由图像可知,反应后溶液中A-的浓度小于0.1 ml·L-1,说明HA是弱酸,与等物质的量的氢氧化钠反应后生成的NaA发生水解,使A-浓度小于0.1 ml·L-1,A项正确;因为HA是弱酸,氢氧化钠是强碱,得到的NaA是强碱弱酸盐,所以溶液呈碱性,pH>7,B项正确;因为得到的溶液为NaA溶液,发生水解反应,使溶液呈碱性,溶液中的离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),所以X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,C项错误;Y是HA,根据物料守恒,Na元素与A元素的浓度相等,则c(A-)+c(HA)=c(Na+),D项正确。
12.实验测得0.5 ml·L-1 CH3COONa溶液、0.5 ml·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随水温升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
【答案】C
【解析】随温度升高,KW增大,但纯水中的c(H+)仍然等于c(OH-),A错误;随温度升高,CH3COONa水解平衡和水的电离平衡均会正向移动,c(OH-)增大,图中pH略有减小,应是水的电离平衡正向移动所致,B错误;随温度升高,CuSO4水解程度增大,c(H+)增大,pH减小,而且升温也会导致水的电离平衡正向移动,KW增大,C正确;D项,随水温升高,CH3COO-、Cu2+水解平衡均正向移动,D错误。
13.常温下,有浓度均为0.5 ml·L-1的四种物质的溶液:①Na2CO3 ②NaHCO3 ③HCl ④NH3·H2O
(1)上述溶液中,可发生水解的是 (填序号)。
(2)向④的溶液中加入少量氯化铵固体,此时 QUOTE 的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的溶液的体积 (填“>”“=”或“<”)④的溶液的体积,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)取10 mL③的溶液,加水稀释到500 mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
【答案】(1)①② (2)增大
(3)< c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
(4)10-12 ml·L-1
【解析】有弱才水解,所以①②都能水解,向NH3·H2O的溶液中加入氯化铵固体,NH4+浓度增大,OH-浓度减小,所以 QUOTE \* MERGEFORMAT 的值增大;若将③和④的溶液混合后恰好完全反应,则溶液显酸性,根据题意反应后溶液显中性,所以氨水应该稍过量,此时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-);取10 mL③的溶液,加水稀释到500 mL,此时溶液中c(H+)=0.01 ml·L-1,溶液中c(OH-)=1×10-12ml·L-1,则该溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12 ml·L-1。
14. (2023·安徽合肥六校高二上学期期末)已知K、Ka(Kb)、KW、Kh分别表示化学平衡常数、弱酸(弱碱)的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数。
(1)有关上述常数的说法正确的是 。
a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b.它们的大小都随温度的升高而增大
c.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka
d.一定温度下,在CH3COONa溶液中,KW=Ka·Kh
(2)25 ℃时,将a ml·L-1的氨水与0.01 ml·L-1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb= 。
(3)25 ℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2 ml·L-1,则该温度下pH=3、c(HSO3-)=0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)= 。
【答案】 (1)ad (2)中 (3)0.01 ml/L
【解析】 (1)对于正反应为放热反应的化学平衡,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,b项错误;温度不变,CH3COOH的电离平衡常数不变,c项错误。(2)根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),因为c(NH4+)=c(Cl-),所以c(H+)=c(OH-),故溶液显中性。Kb= QUOTE \* MERGEFORMAT =。
(3)由Ka= QUOTE \* MERGEFORMAT ,代入数据得c(H2SO3)=0.01 ml/L。
因素
对盐类水解程度的影响
内因
组成盐的酸或碱越弱,水解程度越大
外界条件
温度
升高温度能够促进水解
浓度
盐溶液浓度越小,水解程度越大
外加
酸、碱
水解显酸性的盐溶液,加非组成盐的碱会促进水解,加非组成盐的酸会抑制水解,反之亦然
外加
盐
加入与盐的水解性质相反的盐会促进盐的水解
移动
方向
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
c(OH-)
c(H+)
pH
水解
程度
加热
右
减小
增大
增大
减小
增大
增大
加水
右
减小
减小
减小
增大
减小
增大
加
CH3COOH
左
增大
增大
减小
增大
减小
减小
加
CH3COONa
右
增大
增大
增大
减小
增大
减小
加NaOH
左
增大
减小
增大
减小
增大
减小
加HCl
右
减小
增大
减小
增大
减小
增大
选项
溶液
操作
现象
A
滴有酚酞的
明矾溶液
加热
颜色变深
B
滴有酚酞的氨水
加入少量NH4Cl固体
颜色变浅
C
滴有酚酞的
CH3COONa溶液
加入少量的CH3COONa固体
颜色变浅
D
氯化铁溶液
加热
颜色变浅
因素
对盐类水解程度的影响
内因
组成盐的酸或碱越弱,水解程度越大
外界条件
温度
升高温度能够促进水解
浓度
盐溶液浓度越小,水解程度越大
外加
酸、碱
水解显酸性的盐溶液,加非组成盐的碱会促进水解,加非组成盐的酸会抑制水解,反之亦然
外加
盐
加入与盐的水解性质相反的盐会促进盐的水解
移动
方向
c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
c(OH-)
c(H+)
pH
水解
程度
加热
右
减小
增大
增大
减小
增大
增大
加水
右
减小
减小
减小
增大
减小
增大
加
CH3COOH
左
增大
增大
减小
增大
减小
减小
加
CH3COONa
右
增大
增大
增大
减小
增大
减小
加NaOH
左
增大
减小
增大
减小
增大
减小
加HCl
右
减小
增大
减小
增大
减小
增大
选项
溶液
操作
现象
A
滴有酚酞的
明矾溶液
加热
颜色变深
B
滴有酚酞的氨水
加入少量NH4Cl固体
颜色变浅
C
滴有酚酞的
CH3COONa溶液
加入少量的CH3COONa固体
颜色变浅
D
氯化铁溶液
加热
颜色变浅
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