(通用版)2022年高考化學一輪復習 第八章 水溶液中的離子平衡 第3節(jié) 鹽類的水解學案 新人教版
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1、(通用版)2022年高考化學一輪復習 第八章 水溶液中的離子平衡 第3節(jié) 鹽類的水解學案 新人教版 【考綱要求】 了解鹽類水解的原理。 了解影響鹽類水解程度的主要因素。 了解鹽類水解的應用。 考點一 鹽類水解及其規(guī)律 1.水解的定義 在溶液中鹽電離出來的離子跟水電離產(chǎn)生的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應。 2.水解的實質(zhì) 鹽電離→→促進水的電離→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈堿性或酸性。 3.水解的特點 4.水解的規(guī)律 有弱才水解,越弱越水解;誰強顯誰性,同強顯中性。 鹽的 類型 實例 是否 水解 水解的 離子 溶液的 酸堿性 溶液
2、的pH (25 ℃) 強酸強 堿鹽 NaCl、 KNO3 否 中性 pH=7 強酸弱 堿鹽 NH4Cl、 Cu(NO3)2 是 NH、 Cu2+ 酸性 pH<7 弱酸強 堿鹽 CH3COONa、 Na2CO3 是 CH3COO-、 CO 堿性 pH>7 5.水解方程式的書寫 例如:NH4Cl的水解離子方程式:NH+H2ONH3·H2O+H+。 (1)多元弱酸鹽水解:分步進行,以第一步為主,一般只寫第一步水解。 例如:Na2CO3的水解離子方程式:CO+H2OHCO+OH-。 (2)多元弱堿鹽水解:方程式一步寫完。
3、例如:FeCl3的水解離子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。 (3)陰、陽離子相互促進水解:水解程度較大,書寫時要用“===”“↑”“↓”等。 例如:NaHCO3與AlCl3混合溶液的反應離子方程式:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。 1.溶液呈中性的鹽一定是強酸、強堿生成的鹽( ) 2.酸式鹽溶液可能呈酸性,也可能呈堿性( ) 3.某鹽溶液呈酸性,該鹽一定發(fā)生了水解反應( ) 4.CO水解的離子方程式:CO+2H2OH2CO3+2OH-( ) 5.相同溫度下,相同濃度的Na2CO3和CH3COONa溶液相比,CH3COON
4、a溶液的pH大( ) 6.常溫下,pH=10的CH3COONa溶液與pH=4的NH4Cl溶液,水的電離程度相同( ) 答案:1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√ 題組一 考查水解離子方程式的書寫與判斷 1.按要求書寫離子方程式。 (1)AlCl3溶液呈酸性: 。 (2)Na2CO3溶液呈堿性: 。 (3)將NaHCO3溶液與AlCl3溶液混合:
5、 。 (4)實驗室制備Fe(OH)3膠體: 。 (5)NaHS溶液呈堿性的原因: 。 (6)對于易溶于水的正鹽MnRm溶液,若pH>7,其原因是 (用離子方程式說明,下同);若pH<7,其原因是
6、 。 答案:(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ (2)CO+H2OHCO+OH-(主)、HCO+H2OH2CO3+OH-(次) (3)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ (4)Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ (5)HS-+H2OH2S+OH- (6)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH- Mm++mH2OM(OH)m+mH+ 2.下列水解的離子方程式正確的是( ) A.HCO+H2OCO2↑+OH- B.S2-+2H2OH2S+2OH- C
7、.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+ D.CO+H2OHCO+OH- 解析:選D。一般鹽類水解程度很小,所以通常不放出氣體或生成沉淀,A、C選項錯誤;對于多元弱酸酸根離子應分步水解,B選項錯誤,D選項正確。 題組二 考查鹽類水解的規(guī)律和實質(zhì) 3.相同溫度、相同濃度下的八種溶液,其pH由小到大的順序如圖所示,圖中①②③④⑤代表的物質(zhì)可能分別為( ) A.NH4Cl (NH4)2SO4 CH3COONa NaHCO3 NaOH B.(NH4)2SO4 NH4Cl CH3COONa NaHCO3 NaOH C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaOH
8、CH3COONa NaHCO3 D.CH3COOH NH4Cl (NH4)2SO4 NaHCO3 NaOH 解析:選B。相同溫度、相同濃度下的溶液,其pH從小到大的順序為電離呈酸性<水解呈酸性<中性<水解呈堿性<電離呈堿性。 4.用一價離子組成的四種鹽溶液:AC、BD、AD、BC,其物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L-1。在室溫下前兩種溶液的pH=7,第三種溶液的pH>7,最后一種溶液pH<7,則正確的是( ) 選項 A B C D 堿性 AOH>BOH AOH<BOH AOH>BOH AOH<BOH 酸性 HC>HD HC>HD HC<HD HC<HD
9、 解析:選A。根據(jù)AD溶液pH>7,D-一定水解;根據(jù)BC溶液pH<7,B+一定水解;根據(jù)BD溶液pH=7,B+、D-的水解程度相同;A+、C-均不水解,或水解程度比B+、D-弱,所以堿性:AOH>BOH,酸性:HC>HD。 5.有①Na2CO3溶液、②CH3COONa溶液、③NaOH 溶液各25 mL,物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol·L-1,下列說法正確的是( ) A.三種溶液pH的大小順序是③>②>① B.若將三種溶液稀釋相同倍數(shù),pH變化最大的是② C.若分別加入25 mL 0.1 mol·L-1鹽酸后,pH最大的是① D.若三種溶液的pH均為9,則物質(zhì)的量濃度的大小順序③
10、>①>② 解析:選C。酸根離子越弱越易水解,因此三種溶液pH的大小順序應是③>①>②。若將三種溶液稀釋相同倍數(shù),由于Na2CO3溶液和CH3COONa溶液中存在水解平衡,隨著水的加入弱酸根離子會水解產(chǎn)生少量的OH-,因此pH變化最大的應是③;選項D正確的順序應為②>①>③。 鹽類水解的規(guī)律及拓展應用 (1)“誰弱誰水解,越弱越水解”。如酸性:HCN<CH3COOH,則相同條件下堿性:NaCN>CH3COONa。 (2)強酸的酸式鹽只電離,不水解,溶液顯酸性。如NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SO。 (3)弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性,取決于酸式酸根離子的電離程
11、度和水解程度的相對大小。 ①若電離程度小于水解程度,溶液呈堿性。如NaHCO3 溶液中:HCOH++CO(次要),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)。 ②若電離程度大于水解程度,溶液顯酸性。如NaHSO3溶液中:HSOH++SO(主要),HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)。 (4)相同條件下的水解程度 ①正鹽>相應酸式鹽,如CO>HCO。 ②水解相互促進的鹽>單獨水解的鹽>水解相互抑制的鹽。如NH的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2?!? 考點二 鹽類水解的影響因素及其應用[學生用書P128] 1.影響
12、鹽類水解的因素 (1)內(nèi)因:弱酸根離子、弱堿陽離子對應的酸、堿越弱,就越易發(fā)生水解。 例如:酸性CH3COOH>H2CO3相同濃度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小關(guān)系為NaHCO3>CH3COONa。 (2)外因 因素及其變化 水解 平衡 水解 程度 水解產(chǎn)生 離子的濃度 溫度 升高 右移 增大 增大 濃度 增大 右移 減小 增大 減小 (即稀釋) 右移 增大 減小 外加 酸堿 酸 弱堿陽離子水解程度減小 堿 弱酸陰離子水解程度減小 例如:不同條件對FeCl3水解平衡的影響[Fe3++3H2OFe(OH)3+3H
13、+] 條件 移動方向 H+數(shù) pH 現(xiàn)象 升溫 右移 增多 減小 溶液顏色變深 通HCl 左移 增多 減小 溶液顏色變淺 加H2O 右移 增多 增大 溶液顏色變淺 加NaHCO3 右移 減少 增大 生成紅褐色沉淀, 放出氣體 2.鹽類水解的應用 (1)判斷溶液的酸堿性 Na2CO3溶液呈堿性的原因:CO+H2OHCO+OH-(用離子方程式表示)。 (2)判斷鹽溶液中粒子的種類及濃度的大小 如Na2CO3溶液中存在的粒子有Na+ 、CO 、HCO、H2CO3、OH-、H+、H2O,且c(Na+)>2c(CO),c(OH-)>c(H
14、+)。 (3)判斷離子能否共存 若陰、陽離子發(fā)生水解相互促進的反應,水解程度較大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常見的水解相互促進的反應進行完全的有Al3+、Fe3+與CO、HCO、AlO等。 (4)配制、保存某些鹽溶液 如配制FeCl3溶液時,為防止出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀,常加幾滴鹽酸來抑制FeCl3的水解;在實驗室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞,應用橡膠塞。 (5)判斷鹽溶液蒸干灼燒時所得的產(chǎn)物 如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3,灼燒后得到Al2O3、Fe2O3,CuSO4溶液蒸干后得到CuSO4
15、固體。 (6)解釋生活中的現(xiàn)象或事實 如明礬凈水、熱純堿溶液除油污、草木灰不能與銨鹽混用、泡沫滅火器原理等。 (7)物質(zhì)的提純(水解除雜) 如MgCl2溶液中混有少量Fe3+雜質(zhì)時,因Fe3+水解的程度比Mg2+的水解程度大,可加入MgO或Mg(OH)2等,導致Fe3+的水解平衡向右移動,生成Fe(OH)3沉淀而除去。 1.稀溶液中,鹽的濃度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或堿性)也越強( ) 2.水解平衡向右移動,鹽離子的水解程度可能增大,也可能減小( ) 3.向CH3COONa溶液中,加入少量冰醋酸,平衡會向水解方向移動( ) 4.關(guān)于FeCl3溶液,加水稀釋時,
16、的值減小( ) 5.蒸干Na2CO3溶液最終得到的是Na2CO3固體( ) 6.CH3COO-和NH水解相互促進生成可溶酸和可溶堿,故二者不可大量共存( ) 答案:1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.× 題組一 考查鹽類水解的影響因素 1.對滴有酚酞試液的下列溶液,操作后顏色變深的是( ) A.明礬溶液加熱 B.CH3COONa溶液加熱 C.氨水中加入少量NH4Cl固體 D.小蘇打溶液中加入少量NaCl固體 解析:選B。 A項,明礬溶液中鋁離子水解使溶液呈酸性,加熱,鋁離子的水解程度增大,溶液的酸性增強,無顏色變化;B項,醋酸鈉溶液中醋酸根離子水解使溶液
17、呈堿性,加熱,醋酸根離子的水解程度增大,溶液的堿性增強,溶液的顏色加深;C項,加入少量氯化銨固體,氨水的電離程度減弱,堿性減弱,溶液顏色變淺;D項,溶液的酸堿性不變,溶液的顏色沒有變化。 2.一定條件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,下列說法正確的是( ) A.加入少量NaOH固體,c(CH3COO-)增大 B.加入少量FeCl3固體,c(CH3COO-)增大 C.稀釋溶液,溶液的pH增大 D.加入適量醋酸得到的酸性混合溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-) 解析:選A。加入少量NaOH固體,會增
18、大溶液中OH-的濃度,使平衡向左移動,c(CH3COO-)增大,故A項正確;加入少量FeCl3固體,F(xiàn)eCl3水解顯酸性,CH3COONa水解顯堿性,在同一溶液中相互促進水解,c(CH3COO-)減小,故B項不正確;稀釋溶液,c(OH-)減小,溶液的pH減小,故C項不正確;若c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-),則有c(Na+)+c(H+)>c(OH-)+c(CH3COO-),不符合電荷守恒原理,故D項不正確。 題組二 考查鹽類水解的應用 3.為除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加熱攪拌的條件下加入一種試劑,過濾后再加入適量鹽酸,這種試劑是( ) A.NH3·
19、H2O B.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO3 解析:選D。除去MgCl2溶液中的Fe3+,不能混入新雜質(zhì),因此加入試劑不能帶入新的雜質(zhì)離子,應選MgCO3。 4.下列有關(guān)問題與鹽的水解有關(guān)的是( ) ①NH4Cl與ZnCl2溶液可作焊接金屬中的除銹劑 ②草木灰與銨態(tài)氮肥不能混合施用 ③實驗室盛放碳酸鈉溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞 ④加熱蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固體 A.僅①②③ B.僅②③④ C.僅①④ D.①②③④ 解析:選D。①NH4Cl與ZnCl2溶液水解均顯酸性,可以除去金屬表面的銹;②草木灰的主要成分為碳酸鉀,水解顯堿性,
20、而銨態(tài)氮肥水解顯酸性,因而不能混合施用;③碳酸鈉溶液水解顯堿性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅會與堿反應生成硅酸鈉,將瓶塞與瓶口黏合在一塊兒而打不開,因此實驗室盛放碳酸鈉的試劑瓶應用橡膠塞;④CuCl2 溶液中存在水解平衡:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加熱時,HCl揮發(fā)使平衡不斷右移,最終得到Cu(OH)2固體。 鹽溶液蒸干灼燒時所得產(chǎn)物類型的判斷 (1)鹽溶液水解生成難揮發(fā)性酸時,蒸干后一般得原物質(zhì),如CuSO4(aq) CuSO4(s);鹽溶液水解生成易揮發(fā)性酸時,蒸干灼燒后一般得對應的氧化物,如AlCl3(aq) Al(OH)3Al2O3。 (2)酸根陰離子易水
21、解的強堿鹽,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物質(zhì)。 (3)考慮鹽受熱時是否分解 Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固體受熱易分解,因此蒸干灼燒后分別為Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。 (4)還原性鹽在蒸干時會被O2氧化 如Na2SO3(aq)―→Na2SO4(s)?!? 題組三 考查鹽類水解平衡原理解釋問題的規(guī)范描述 5.按要求回答下列問題。 (1)把AlCl3溶液蒸干灼燒,最后得到的主要固體是什么?為什么?(用化學方程式表示并配以必要的文字說
22、明)。 (2)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。 (3)直接蒸發(fā)CuCl2溶液,能不能得到CuCl2·2H2O晶體,應如何操作? (4)在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液變紅色,若在該溶液中滴入過量的BaCl2溶液,現(xiàn)象是 , 請結(jié)合離子方程式,運用平衡原理進行解釋: 。 答案:(1)最后得到的固體是Al2O3。在AlCl3溶液中存在著如下平衡:AlCl3+3H2O
23、Al(OH)3+3HCl,加熱時水解平衡右移,HCl濃度增大,蒸干時HCl揮發(fā),使平衡進一步向右移動得到Al(OH)3,在灼燒時發(fā)生反應2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固體是Al2O3。 (2)在NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg與H+反應放出H2,使溶液中c(H+) 降低,水解平衡向右移動,使Mg粉不斷溶解。 (3)不能,應在HCl氣流中加熱蒸發(fā)。 (4)產(chǎn)生白色沉淀,且紅色褪去 在Na2SO3溶液中,SO水解:SO+H2OHSO+OH-,加入BaCl2后,Ba2++SO===BaSO3↓(白色),由于c(SO)減小,
24、SO水解平衡左移,c(OH-)減小,紅色褪去 利用平衡移動原理解釋問題的思維模板 (1)解答此類題的思維過程 ①找出存在的平衡體系(即可逆反應或可逆過程) ②找出影響平衡的條件 ③判斷平衡移動的方向 ④分析平衡移動的結(jié)果及移動結(jié)果與所解答問題的聯(lián)系 (2)答題模板 ……中存在……平衡,……(條件)……(變化),使平衡向……(方向)移動,……(結(jié)論)?!? [學生用書P130] 1.下列說法中不正確是( ) A.(2016·高考全國卷Ⅰ,10C)配制氯化鐵溶液時,將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋 B.(2016·高考全國卷Ⅲ,13B)將CH3COONa溶液從
25、20 ℃ 升溫至30 ℃,溶液中增大 C.(2014·高考全國卷Ⅰ,8C)施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用,是因為K2CO3與NH4Cl反應生成氨氣會降低肥效 D.(2014·高考天津卷)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中 答案:B 2.(2015·高考天津卷)室溫下,將0.05 mol Na2CO3固體溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物質(zhì),有關(guān)結(jié)論正確的是( ) 加入的物質(zhì) 結(jié)論 A.50 mL 1 mol·L-1H2SO4 反應結(jié)束后, c(Na+)=c(SO) B.0.05 mol CaO
26、 溶液中增大 C.50 mL H2O 由水電離出的 c(H+)·c(OH-)不變 D.0.1 mol NaHSO4 固體 反應完全后,溶液pH 減小,c(Na+)不變 解析:選B。室溫下,將0.05 mol Na2CO3固體溶于水配成100 mL溶液,溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,使溶液呈堿性。A項加入50 mL 1 mol·L-1 H2SO4,H2SO4與Na2CO3恰好反應,則反應后溶液中溶質(zhì)為Na2SO4,根據(jù)物料守恒,反應結(jié)束后c(Na+)=2c(SO),故A項錯誤;B項加入0.05 mol CaO,則CaO+H2O===Ca(OH)2,則c(
27、OH-)增大,且Ca(OH)2與Na2CO3反應生成CaCO3和NaOH,使CO+H2OHCO+OH-平衡左移,c(HCO)減小,溶液中增大,故B項正確;C項加入50 mL H2O,溶液體積變大,CO+H2OHCO+OH-平衡右移,但c(OH-)減小,Na2CO3溶液中的OH-來源于水的電離,因由水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-),故由水電離出的c(H+)·c(OH-)減小,故C項錯誤;D項加入0.1 mol NaHSO4固體,NaHSO4為強酸酸式鹽,電離出的H+與CO反應,則反應后溶液為Na2SO4溶液,溶液呈中性,溶液pH減小,引入了Na+,c(Na+)增大,故D項錯誤。 3
28、.(2014·高考全國卷Ⅱ,11,6分)一定溫度下,下列溶液的離子濃度關(guān)系式正確的是( ) A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1 B.pH=a的氨水溶液,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b+1 C.pH=2的H2C2O4溶液與pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O) D.pH相同的①CH3COONa?、贜aHCO3 ③NaClO三種溶液的c(Na+):①>②>③ 解析:選D。A.pH=5的H2S溶液中H+的濃度為1×10-5 mol·L-1,但是HS-的濃度會小于H+的濃度,H+來自于
29、H2S的第一步電離、HS-的電離和水的電離,故H+的濃度大于HS-的濃度,錯誤。B.弱堿不完全電離,弱堿稀釋10倍時,pH減小不到一個單位,a碳酸的酸性>次氯酸的酸性,根據(jù)越弱越水解的原則,pH相同的三種鈉鹽,濃度的大小關(guān)系為醋酸鈉>碳酸氫鈉>次氯酸鈉,則鈉離子的濃度為①>②>③,正確。 4.(2015·高考江蘇卷)室溫下,向下列溶液中通入相應的氣體至溶液pH=7(通入氣體對溶液體積的影響可忽略),溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(
30、) A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通CO2:c(NH)=c(HCO)+c(CO) B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通NH3:c(Na+)>c(NH)>c(SO) C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通SO2:c(Na+)=2[c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)] D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-) 解析:選D。A選項,由電荷守恒知:c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),當c(H+)=c(OH-)時,上式變?yōu)閏(NH)=
31、c(HCO)+2c(CO),所以錯誤;B選項,由電荷守恒知c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),由物料守恒知c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),兩者相減得c(NH)+c(H+)=c(SO)-c(H2SO3)+c(OH-),當c(H+)=c(OH-)時,上式變?yōu)閏(NH)+c(H2SO3)=c(SO),因此c(NH)<c(SO),所以錯誤;C選項,由物料守恒知,在亞硫酸鈉溶液中即存在該守恒式,當通入二氧化硫后,硫原子個數(shù)增多,因此原等式肯定不成立,所以錯誤;D選項,由電荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(O
32、H-)+c(Cl-),由物料守恒知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),兩式相減得c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-)+c(Cl-),當c(H+)=c(OH-)時,上式變?yōu)閏(CH3COOH)=c(Cl-),而溶液中的c(Na+)>c(CH3COOH),因此c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),所以正確。 5.(2015·高考天津卷)FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題: (1)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K
33、1 Fe(OH)2++H2OFe(OH)+H+ K2 Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H+ K3 以上水解反應的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是 。 通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為xFe3++yH2OFex(OH)+yH+ 欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號) 。 a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3 室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是
34、 。 (2)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為 mg·L-1。 解析:(1)Fe3+進行分步水解,水解程度如同多元弱酸根的水解,水解程度第一步大于第二步,第二步大于第三步,故水解反應平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K1>K2>K3。鹽類的水解是吸熱反應,降溫使平衡逆向移動;越稀越水解,加水稀釋,可以促進水解平衡正向移動;NH4Cl溶于水呈酸性,使水解平衡逆向移動;NaHCO3與H+反應,使水解平衡正向移動,故可以采用的方法是b、d。根據(jù)生成聚合氯化鐵的離子方程式可
35、以看出,室溫下要使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是控制H+的濃度,即調(diào)節(jié)溶液的pH。 (2)凈化污水主要考慮兩個方面:去除污水中的渾濁物和還原性物質(zhì)。由圖中數(shù)據(jù)可以看出,渾濁度的去除率最高時聚合氯化鐵約為18 mg·L-1,還原性物質(zhì)的去除率最高時聚合氯化鐵約為20 mg·L-1,綜合兩方面考慮,聚合氯化鐵的最佳范圍約為18~20 mg·L-1。 答案:(1)K1>K2>K3 bd 調(diào)節(jié)溶液的pH (2)18~20 [學生用書P289(單獨成冊)] 一、選擇題 1. 常溫下,稀釋0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液,下圖中的橫坐標表示加水的量,則縱坐標可以表
36、示的是( ) A.NH水解的平衡常數(shù) B.溶液的pH C.溶液中NH數(shù) D.溶液中c(NH) 解析:選B。溫度不變,NH水解的平衡常數(shù)不變,故A項不符合題意;NH4Cl水解呈酸性,加水稀釋,水解程度增大,但酸性減弱,溶液的pH將增大,溶液中NH數(shù)將減少,c(NH)也減小,故B項符合題意,C、D項不符合題意。 2.下列根據(jù)反應原理設計的應用,不正確的是( ) A.CO+H2OHCO+OH- 用熱的純堿溶液清洗油污 B.Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ 明礬凈水 C.TiCl4+(x+2)H2O(過量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制備TiO2納
37、米粉 D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亞錫溶液時加入氫氧化鈉 解析:選D。配制SnCl2溶液時應加入稀鹽酸抑制SnCl2的水解,加入NaOH會促進SnCl2的水解,而發(fā)生變質(zhì)。 3.常溫下,有關(guān)0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液(pH<7),下列說法不正確的是( ) A.根據(jù)以上信息,可推斷NH3·H2O為弱電解質(zhì) B.加水稀釋過程中,c(H+)·c(OH-)的值增大 C.加入K2CO3固體可促進NH的水解 D.同pH的NH4Cl溶液和CH3COOH溶液,由水電離出的c(H+)前者大 解析:選B。0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液(pH<
38、7),說明NH4Cl為強酸弱堿鹽,可推斷NH3·H2O為弱電解質(zhì),故A正確;Kw=c(H+)·c(OH-),Kw只與溫度有關(guān),溫度不變Kw不變,加水稀釋過程中Kw不變,故B錯誤;K2CO3固體水解成堿性,NH4Cl溶液的pH<7,所以加入K2CO3固體可促進NH的水解,故C正確;NH4Cl水解促進水電離,CH3COOH抑制水電離,所以由水電離出的c(H+)前者大,故D正確。 4.有一種酸式鹽AHB,它的水溶液呈弱堿性?,F(xiàn)有以下說法: ①相同物質(zhì)的量濃度的AOH溶液和H2B溶液,前者的電離程度大于后者的電離程度; ②H2B不是強酸; ③HB-的電離程度大于HB-的水解程度; ④該鹽溶液
39、的電離方程式一般寫成:AHBA++HB-,HB-H++B2-。 其中錯誤選項的組合是( ) A.①② B.③④ C.②③ D.①④ 解析:選B。酸式鹽AHB的水溶液呈弱堿性,說明AOH的堿性相對較強,H2B的酸性相對較弱,且HB-的電離程度小于HB-的水解程度,相同物質(zhì)的量濃度的AOH溶液和H2B溶液,前者的電離程度大于后者的電離程度;AHB溶液的電離方程式一般寫成AHB===A++HB-,HB-H++B2-。 5.下列應用與碳酸鈉或碳酸氫鈉能發(fā)生水解的事實無關(guān)的是( ) A.實驗室盛放碳酸鈉溶液的試劑瓶必須用橡膠塞而不能用玻璃塞 B.泡沫滅火器用
40、碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁溶液,使用時只需將其混合就可產(chǎn)生大量二氧化碳的泡沫 C.廚房中常用碳酸鈉溶液洗滌餐具上的油污 D.可用碳酸鈉與醋酸制取少量二氧化碳 解析:選D。A項是因為Na2CO3水解顯堿性與玻璃中的SiO2作用生成具有黏性的Na2SiO3;B項是因為NaHCO3 與Al2(SO4)3相互促進水解:Al3++3HCO===Al(OH)3↓ +3CO2↑;C項是因為CO水解顯堿性,能夠除去油污;D項與鹽類的水解無關(guān)。 6.常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1的下列四種鹽溶液,其pH測定如下表所示: 序號 ① ② ③ ④ 溶液 CH3COONa NaHCO3
41、Na2CO3 NaClO pH 8.8 9.7 11.6 10.3 下列說法正確的是( ) A.四種溶液中,水的電離程度:①>②>④>③ B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子種類相同 C.將等濃度的CH3COOH和HClO溶液比較,pH小的是HClO D.Na2CO3溶液中:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3) 解析:選B。A.該溶液為四種鹽溶液,均促進了水的電離,根據(jù)越弱越水解,水解均顯堿性,水解程度越大, pH越大,則四種溶液中,水的電離程度:③>④>②>①, A錯誤;B.Na2CO3和NaHCO3溶液中都存在H+、OH-、 CO、HC
42、O、H2CO3、Na+、H2O,B正確;C.醋酸的酸性強于次氯酸,在物質(zhì)的量濃度相等的情況下,pH小的是醋酸,C錯誤;D.根據(jù)物料守恒,Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO )+2c(H2CO3),D錯誤。
7.已知在常溫下測得濃度均為0.1 mol·L-1的下列三種溶液的pH:
溶質(zhì)
NaHCO3
Na2CO3
NaCN
pH
9.7
11.6
11.1
下列說法中正確的是( )
A.陽離子的物質(zhì)的量濃度之和:Na2CO3>NaCN>NaHCO3
B.相同條件下的酸性:H2CO3 43、Na2CO3溶液的溫度,減小
解析:選C。三種溶液中陽離子均為Na+和H+,Na2CO3溶液中Na+濃度是其他兩種溶液的兩倍,陽離子濃度最大,NaCN溶液和NaHCO3溶液中Na+濃度相等,NaCN溶液中H+濃度小于NaHCO3溶液,故陽離子濃度大小順序為Na2CO3>NaHCO3>NaCN,A項錯誤;HCO的水解能力小于CN-,故酸性:H2CO3>HCN,B項錯誤;升高Na2CO3溶液的溫度,促進其水解,增大,D項錯誤。
8.已知NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合加熱煮沸能產(chǎn)生CO2氣體。下列說法中正確的是( )
A.NaHSO3溶液因水解而呈堿性
B.兩溶液混合后產(chǎn)生CO2的 44、原因是二者發(fā)生相互促進的水解反應
C.向NaHSO3溶液中加入三氯化鐵溶液既有沉淀生成,又有氣體生成
D.0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中:c(HSO)+2c(SO)+c(OH-)-c(H+)=0.1 mol·L-1
解析:選D。A.NaHSO3溶液中亞硫酸氫根離子電離程度大于水解程度,溶液呈酸性,故A錯誤;B.亞硫酸氫根離子電離使溶液呈酸性和碳酸鈉反應生成二氧化碳,不是水解互相促進反應生成,故B錯誤;C.亞硫酸氫鈉和氯化鐵兩溶液混合沒有沉淀和氣體生成,故C錯誤;D.溶液中存在電荷守恒c(HSO)+2c(SO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(Na+)=0. 45、1 mol·L-1,得到c(HSO)+2c(SO)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.1 mol·L-1,故D正確。
9.下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀時溶液的pH。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+雜質(zhì),為制得純凈的ZnSO4,應加入的試劑是( )
金屬離子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
完全沉淀時的pH
7.7
4.5
6.5
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
解析:選A。要使Fe2+和Fe3+全部除去,由題給信息可知,需將Fe2+全部氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液pH,將Fe 46、3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,且保證Zn2+不沉淀。氧化Fe2+時不能引入新的雜質(zhì),只能用H2O2,調(diào)pH時也不能引入新的雜質(zhì),用ZnO能促進Fe3+的水解。
10.常溫下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2SO3溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH 溶液。有關(guān)微粒的物質(zhì)的量變化如圖所示(其中Ⅰ表示H2SO3、Ⅱ表示HSO、Ⅲ表示SO)。根據(jù)圖示判斷正確的是( )
A.當V(NaOH)=0時,由水電離出的c(H+)=1.0×10-7mol·L-1
B.當V(NaOH)=20 mL時:c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
C.當V(Na 47、OH)=40 mL時:c(Na+)=2c(SO)
D.當V(NaOH)=40 mL后,繼續(xù)滴加NaOH溶液,溶液的溫度會繼續(xù)升高
解析:選B。 H2SO3溶液是酸性溶液,水的電離會受到抑制,A選項錯誤;當V(NaOH)=20 mL時,溶液中的溶質(zhì)是NaHSO3,根據(jù)圖像分析知,溶液中c(SO)>c(H2SO3),故HSO的電離程度大于其水解程度,溶液呈酸性,B選項正確;當V(NaOH)=40 mL時,溶質(zhì)為Na2SO3,SO存在水解現(xiàn)象,故c(Na+)>2c(SO),C選項錯誤;當V(NaOH)=40 mL后,繼續(xù)滴加NaOH溶液,溶液中不再發(fā)生中和反應,溶液的溫度不會繼續(xù)升高,D選項錯誤 48、。
二、非選擇題
11.常溫下,某水溶液中存在的離子有Na+、A-、H+、OH-,根據(jù)題意,回答下列問題:
(1)若由0.1 mol/L HA溶液與0.1 mol/L NaOH溶液等體積混合而得,則溶液的pH 7(填“>”“≥”“=”或“<”,下同)。
(2)若溶液pH>7,則c(Na+) c(A-),理由是
。
(3)若溶液由pH=3的HA溶液V1 mL與pH=11的NaOH溶液V2 mL混合而得,則下列說法正確的是 。
A.若反應后溶液呈中性,則c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mo 49、l/L
B.若V1=V2,反應后溶液pH一定等于7
C.若反應后溶液呈酸性,則V1一定大于V2
D.若反應后溶液呈堿性,則V1一定小于V2
解析:(1)0.1 mol/L HA溶液與0.1 mol/L NaOH溶液等體積混合恰好反應生成NaA,如果是強酸,則溶液顯中性;如果是弱酸,則生成的鹽水解,溶液顯堿性,則溶液的pH≥7。
(2)由pH>7,可知c(OH-)>c(H+),根據(jù)電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),可推出c(Na+)>c(A-)。
(3)A.常溫下,中性溶液中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol/L,則c(H+)+c(OH-)=2 50、×10-7 mol/L,A正確;B.當HA為弱酸時,若V1=V2,反應后HA過量,所得溶液呈酸性,pH<7,B錯誤;C.根據(jù)B中分析可知C錯誤;D.HA可能是強酸, c(HA)=c(H+)=10-3 mol/L,而c(NaOH)=c(OH-)=10-3 mol/L,若要混合液呈堿性,NaOH溶液必須過量;HA是弱酸c(HA)>c(H+)=10-3 mol/L,則V1一定小于V2,D正確。
答案:(1)≥ (2)> 根據(jù)電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由于c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-) (3)AD
12.X、Y、Z、W分別是HNO3、NH4 51、NO3、NaOH、NaNO2四種強電解質(zhì)中的一種。下表是常溫下濃度均為0.01 mol·L-1的X、Y、Z、W溶液的pH。
0.01 mol·L-1的溶液
X
Y
Z
W
pH
12
2
8.5
4.5
(1)X、W的化學式分別為 、 。
(2)W在溶液中的電離方程式為 。
(3)25 ℃時,Z溶液的pH>7的原因是
(用離子方程式表示)。
52、(4)將X、Y、Z各1 mol同時溶于水中制得混合溶液,則混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序為
。
(5)Z溶液與W溶液混合加熱,可產(chǎn)生一種無色無味的單質(zhì)氣體,該反應的化學方程式為
。
解析:HNO3是強酸、NaOH是強堿,NH4NO3是強酸弱堿鹽、NaNO2是強堿弱酸鹽,因NH、NO的水解是微弱的, 53、而NaOH、HNO3的電離是完全的,從溶液的pH可知X、Y、Z、W分別為NaOH、HNO3、NaNO2和NH4NO3。
(4)X、Y、Z三者各1 mol同時溶于水得到等物質(zhì)的量濃度的NaNO3和NaNO2,故溶液呈堿性,離子濃度的大小順序為c(Na+)>c(NO)>c(NO)>c(OH-)>c(H+)。
(5)NaNO2與NH4NO3溶液混合加熱生成的無色無味的氣體應為N2。這是由于NaNO2中+3價的氮元素與NH中-3價的氮元素發(fā)生反應NaNO2+NH4NO3NaNO3+N2↑+2H2O。
答案:(1)NaOH NH4NO3
(2)NH4NO3===NH+NO
(3)NO+H2O 54、HNO2+OH-
(4)c(Na+)>c(NO)>c(NO)>c(OH-)>c(H+)
(5)NaNO2+NH4NO3NaNO3+N2↑+2H2O
13.10 ℃時加熱NaHCO3飽和溶液,測得該溶液的pH發(fā)生如下變化:
溫度(℃)
10
20
30
加熱煮沸后冷卻到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
(1)甲同學認為,該溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故堿性增強,該水解反應的離子方程式為 。
(2)乙同學認為,溶液pH升高的原因是NaHCO3受熱分解,生成了Na2CO 55、3,并推斷Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3,該分解反應的化學方程式為 。
(3)丙同學認為甲、乙的判斷都不充分。丙認為:
①只要在加熱煮沸的溶液中加入足量的試劑BaCl2溶液,若產(chǎn)生沉淀,則乙判斷正確。原因是 (用離子方程式解釋原因)。能不能選用Ba(OH)2溶液? (填“能”或“不能”)。
②將加熱后的溶液冷卻到10 ℃,若溶液的pH (填“大于”“小于”或“等于”)8.3,則 (填“甲”或“乙”)判斷正確。
解析:(1) 56、NaHCO3為強堿弱酸鹽,在溶液中發(fā)生:HCO+H2OH2CO3+OH-,水解呈堿性。(2)加熱時,NaHCO3可分解生成Na2CO3,Na2CO3水解程度較大,溶液堿性較強;該分解反應的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(3)①只要在加熱煮沸的溶液中加入足量的試劑BaCl2溶液,若產(chǎn)生沉淀,則乙判斷正確,原因是Ba2++CO===BaCO3↓;不能用加入Ba(OH)2溶液的方法判斷,原因是Ba(OH)2溶液與碳酸鈉、碳酸氫鈉都會發(fā)生反應產(chǎn)生BaCO3沉淀,因此不能確定物質(zhì)的成分;②將加熱后的溶液冷卻到10 ℃,若溶液的pH等于8.3,則證明甲判斷正確;若pH大于8 57、.3,則證明乙判斷正確。
答案:(1)HCO+H2OH2CO3+OH-
(2)大于 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)①Ba2++CO===BaCO3↓ 不能
②等于 甲(或大于 乙)
14.現(xiàn)有0.175 mol·L-1醋酸鈉溶液500 mL(已知醋酸的電離常數(shù)Ka=1.75×10-5)。
(1)寫出醋酸鈉水解反應的化學方程式:
(2)下列圖像能說明醋酸鈉的水解反應達到平衡的是
。
58、
A.溶液中c(Na+) 與反應時間t的關(guān)系
B.CH3COO-
的水解速率與反應時間t的關(guān)系
C.溶液的pH與反應時間t的關(guān)系
D.Kw與反應時間t的關(guān)系
(3)在醋酸鈉溶液中加入下列少量物質(zhì),能使水解平衡右移的有 。
A.冰醋酸 B.純堿固體
C.醋酸鈣固體 D.氯化銨固體
(4)欲配制0.175 mol·L-1醋酸鈉溶液500 mL,可采用以下兩種方案;
方案一:用托盤天平稱取 g無水醋酸鈉,溶于適量水中,配成500 mL溶液。
方案二:用體積均為250 mL且濃度均為 mol·L-1的醋酸與氫氧化鈉兩溶液混合而成(設混合后的體積等于混合 59、前兩者體積之和)。
(5)在室溫下,0.175 mol·L-1醋酸鈉溶液的pH約為 [已知醋酸根離子水解反應的平衡常數(shù)Kh=]。
解析:(1)醋酸鈉水解生成醋酸和氫氧化鈉,化學方程式為CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。(2)A項,鈉離子不水解,所以濃度始終不變,錯誤;B項,醋酸根離子開始時水解速率最大,后逐漸減小,平衡時不再變化,正確;C項,隨著水解的逐漸進行,pH逐漸增大,平衡時不再發(fā)生變化,正確;D項,Kw是溫度常數(shù),溫度不變,Kw不變,錯誤。(3)A項,加入冰醋酸,溶液中醋酸濃度增大,平衡左移,錯誤;B項,加入純堿固體,由于CO的水解會產(chǎn)生OH-,抑制CH3 60、COO-的水解,平衡左移,錯誤;C項,加入醋酸鈣固體,溶液的醋酸根離子濃度增大,平衡右移,正確;D項,加入氯化銨固體,銨根離子與水解生成的氫氧根離子結(jié)合成一水合氨,使溶液中氫氧根離子濃度減小,平衡右移,正確。(4)由m=nM得醋酸鈉的質(zhì)量為7.175 g,由托盤天平的精確度知托盤天平稱量的質(zhì)量為7.2 g;醋酸與氫氧化鈉溶液等濃度等體積混合,混合后的溶液濃度減半為0.175 mol·L-1,所以原來的濃度為0.35 mol·L-1。(5)醋酸根離子水解反應的平衡常數(shù)Kh===,則=,得c(OH-)=10-5 mol·L-1,pH=9
答案:(1)CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
(2)BC (3)CD (4)7.2 0.35 (5)9
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