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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題八 第3講 鹽類水解 蘇教版
[考綱要求] 1.理解鹽類水解的原理、過(guò)程、一般規(guī)律。2.了解影響鹽類水解平衡的主要因素。3.了解鹽類水解對(duì)水電離的影響。4.學(xué)會(huì)鹽類水解離子方程式的書寫。5.了解鹽類水解的應(yīng)用。
考點(diǎn)一 鹽類水解及其規(guī)律
1.定義
在溶液中鹽電離出來(lái)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(yīng)。
2.實(shí)質(zhì)
鹽電離―→―→
破壞了水的電離平衡―→水的電離程度增大―→c(H+)≠c(OH-)―→溶液呈堿性、酸性或中性
3.特點(diǎn)
4.規(guī)律
有弱才水解,越弱越水解;誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,同強(qiáng)顯中性。
鹽的類型
實(shí)例
是否水解
水解的離子
溶液的酸堿性
溶液的pH
強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽
NaCl、KNO3
否
中性
pH=7
強(qiáng)酸弱堿鹽
NH4Cl、Cu(NO3)2
是
NH、Cu2+
酸性
pH<7
弱酸強(qiáng)堿鹽
CH3COONa、Na2CO3
是
CH3COO-、CO
堿性
pH>7
深度思考
1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“”
(1)酸式鹽溶液不一定呈酸性( )
(2)離子能夠發(fā)生水解的鹽溶液一定呈酸性或堿性( )
(3)同濃度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比前者pH大;同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比后者pH小( )
(4)常溫下,pH=10的CH3COONa溶液與pH=4的NH4Cl溶液,水的電離程度相同( )
(5)常溫下,pH=11的CH3COONa溶液與pH=3的CH3COOH溶液,水的電離程度相同( )
答案 (1)√ (2) (3)√ (4)√ (5)
2.怎樣用最簡(jiǎn)單的方法區(qū)別NaCl溶液、氯化銨溶液和碳酸鈉溶液?
答案 三種溶液各取少許分別滴入紫色石蕊溶液,不變色的為NaCl溶液,變紅色的為氯化銨溶液,變藍(lán)色的為碳酸鈉溶液。
3.(1)現(xiàn)有0.1 molL-1的純堿溶液,用pH試紙測(cè)定溶液的pH,其正確的操作是__________。
你認(rèn)為該溶液pH的范圍一定介于________之間。
(2)為探究純堿溶液呈堿性是由CO引起的,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案:____________________________。
答案 (1)把一小塊pH試紙放在潔凈的表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待測(cè)溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部,試紙變色后,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來(lái)確定溶液的pH 7~13
(2)向純堿溶液中滴入酚酞溶液,溶液顯紅色;若再向該溶液中滴入過(guò)量氯化鈣溶液,產(chǎn)生白色沉淀,且溶液的紅色褪去。則可以說(shuō)明純堿溶液呈堿性是由CO引起的
題組一 規(guī)范書寫鹽類水解離子方程式
1.按要求書寫離子方程式
(1)AlCl3溶液呈酸性
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(2)Na2CO3溶液呈堿性
CO+H2OHCO+OH-、
HCO+H2OH2CO3+OH-。
(3)NH4Cl溶于D2O中
NH+D2ONH3HDO+D+。
(4)將NaHCO3溶液與AlCl3溶液混合
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(5)實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體
Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+。
(6)NaHS溶液呈堿性的原因
HS-+H2OH2S+OH-。
(7)對(duì)于易溶于水的正鹽MnRm溶液,若pH>7,其原因是_______________________;
若pH<7,其原因是____________________________________________。
(用離子方程式說(shuō)明)
答案 Rn-+H2OHR(n-1)-+OH-
Mm++mH2OM(OH)m+mH+
解析 pH大于7是由于酸根離子水解呈堿性,pH小于7是由于弱堿陽(yáng)離子水解呈酸性。
鹽類水解離子方程式的書寫要求
1.一般來(lái)說(shuō),鹽類水解的程度不大,應(yīng)該用可逆號(hào)“”表示。鹽類水解一般不會(huì)產(chǎn)生沉淀和氣體,所以不用符號(hào)“↓”和“↑”表示水解產(chǎn)物。
2.多元弱酸鹽的水解是分步進(jìn)行的,水解離子方程式要分步表示。
3.多元弱堿陽(yáng)離子的水解簡(jiǎn)化成一步完成。
4.水解分別是酸性和堿性的離子組由于相互促進(jìn)水解程度較大,書寫時(shí)要用“===”、“↑”、“↓”等。
題組二 對(duì)鹽類水解實(shí)質(zhì)及規(guī)律的考查
2.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 CH3COONa NaHCO3
D.CH3COOH NH4Cl (NH4)2SO4 NaHCO3 NaOH
答案 B
解析 酸性從大到小的順序?yàn)殡婋x呈酸性>水解呈酸性>中性>水解呈堿性>電離呈堿性。
3.有四種物質(zhì)的量濃度相等且都由一價(jià)陽(yáng)離子A+和B+及一價(jià)陰離子X-和Y-組成的鹽溶液。據(jù)測(cè)定常溫下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判斷不水解的鹽是( )
A.BX B.AX C.AY D.BY
答案 B
解析 AY溶液的pH>7,說(shuō)明AY為強(qiáng)堿弱酸鹽,BX溶液的pH<7,說(shuō)明BX為強(qiáng)酸弱堿鹽,則AX為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不能發(fā)生水解,B對(duì)。
鹽類水解的規(guī)律及拓展應(yīng)用
1.“誰(shuí)弱誰(shuí)水解,越弱越水解”。如酸性:HCN
CH3COONa。
2.強(qiáng)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度和水解程度的相對(duì)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:正鹽>相應(yīng)酸式鹽,如CO>HCO。
5.相互促進(jìn)水解的鹽>單獨(dú)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(diǎn)二 多角度攻克影響鹽類水解的因素
1.內(nèi)因
酸或堿越弱,其對(duì)應(yīng)的弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子的水解程度越大,溶液的堿性或酸性越強(qiáng)。
2.外因
因素
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(yáng)離子的水解程度減小
堿
弱酸根離子的水解程度減小
例如,不同條件對(duì)FeCl3水解平衡的影響
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(填寫空格中內(nèi)容)
條件
移動(dòng)方向
H+數(shù)
pH
現(xiàn)象
升溫
向右
增多
減小
顏色變深
通HCl
向左
增多
減小
顏色變淺
加H2O
向右
增多
增大
顏色變淺
加NaHCO3
向右
減小
增大
生成紅褐色沉淀,放出氣體
深度思考
1.水解平衡右移,鹽的離子的水解程度是否一定增大?
答案 不一定。加水稀釋時(shí),水解平衡右移,水解程度一定增大,但增大水解離子的濃度,平衡也右移,但水解程度減小。
2.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(qiáng)嗎?
答案 鹽溶液的濃度越小,水解程度越大,但由于溶液中離子濃度小是主要因素,故溶液酸性(或堿性)越弱。
3.有人認(rèn)為,向CH3COONa溶液中加入少量冰醋酸,會(huì)與CH3COONa溶液水解產(chǎn)生的OH-反應(yīng),使平衡向水解方向移動(dòng),這種說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?
答案 不對(duì),原因是:體系中c(CH3COOH)增大,抑制了水解,會(huì)使平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-左移。
題組一 水解平衡的定向移動(dòng)及結(jié)果判斷
1.下圖所示三個(gè)燒瓶中分別裝入含酚酞的0.01 molL-1 CH3COONa溶液,并分別放置在盛有水的燒杯中,然后向燒杯①中加入生石灰,向燒杯③中加入NH4NO3晶體,燒杯②中不加任何物質(zhì)。
(1)含酚酞的0.01 molL-1 CH3COONa溶液顯淺紅色的原因?yàn)開_____________________
(用離子方程式和必要文字解釋)。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)燒瓶①中溶液紅色變深,燒瓶③中溶液紅色變淺,則下列敘述正確的是________(填字母)。
A.水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.NH4NO3溶于水時(shí)放出熱量
D.NH4NO3溶于水時(shí)吸收熱量
(3)向0.01 molL-1 CH3COONa溶液中分別加入NaOH固體、Na2CO3固體、FeSO4固體,使CH3COO-水解平衡移動(dòng)的方向分別為__________、______________、____________。(填“左”、“右”或“不移動(dòng)”)
答案 (1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液顯堿性 (2)BD (3)左 左 右
解析 (1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液顯堿性,酚酞溶液遇堿顯紅色。
(2)生石灰與水劇烈反應(yīng)放出大量熱,根據(jù)燒瓶①中溶液紅色變深,判斷水解平衡向右移動(dòng),說(shuō)明水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),同時(shí)燒瓶③中溶液紅色變淺,則NH4NO3溶于水時(shí)吸收熱量。
(3)堿抑制CH3COO-的水解;CO水解顯堿性,與CH3COO-的水解相互抑制;Fe2+水解顯酸性,與CH3COO-的水解相互促進(jìn)。
題組二 Ka(弱酸電離常數(shù))、Kw(水的離子積常數(shù))、Kh(水解常數(shù))三者關(guān)系的應(yīng)用
2.已知:CH3COOHCH3COO-+H+達(dá)到電離平衡時(shí),電離平衡常數(shù)可以表示為Ka=;CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-達(dá)到水解平衡時(shí),水解平衡常數(shù)可以表示為Kh=(式中各粒子濃度均為平衡時(shí)濃度)。
(1)對(duì)于任意弱電解質(zhì)來(lái)講,其電離平衡常數(shù)Ka、對(duì)應(yīng)離子的水解常數(shù)Kh以及水的離子積常數(shù)Kw的關(guān)系是______________________,由此可以推斷,弱電解質(zhì)的電離程度越小,其對(duì)應(yīng)離子的水解程度____________。
(2)由于CH3COOH的電離程度很小,計(jì)算時(shí)可將CH3COOH的平衡濃度看成是CH3COOH溶液的濃度,則c molL-1的CH3COOH溶液中c(H+)=________(不為0)。
(3)現(xiàn)用某未知濃度(設(shè)為c′)的CH3COOH溶液及其他儀器、藥品,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一定溫度下CH3COOH的電離平衡常數(shù),需測(cè)定的數(shù)據(jù)有(用簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明):
①實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度;
②________________________________________________________________________;
③用____________(填一種實(shí)驗(yàn)方法)測(cè)定溶液濃度c′。
答案 (1)KaKh=Kw 越大 (2) molL-1 (3)②溶液的pH?、鬯釅A中和滴定
解析 第(2)題中強(qiáng)調(diào)c(H+)不為0是為了防止有的學(xué)生從“計(jì)算時(shí)可將CH3COOH的平衡濃度看成是CH3COOH溶液的濃度”得到“CH3COOH不電離”的錯(cuò)誤結(jié)論。由于CH3COOH電離出的CH3COO-與H+濃度近似相等,平衡時(shí)c(CH3COOH)又可看成是CH3COOH溶液的濃度c,則Ka=c2(H+)/c,c(H+)= molL-1。
(3)要測(cè)定Ka,則必須要分別用pH換算c(H+)和用酸堿中和滴定的方法測(cè)定c′。
從定性、定量?jī)山嵌壤斫庥绊扄}類水解的因素
1.鹽類水解易受溫度、濃度、溶液的酸堿性等因素的影響,以氯化鐵水解為例,當(dāng)改變條件如升溫、通入HCl氣體、加水、加鐵粉、加碳酸氫鈉等時(shí),學(xué)生應(yīng)從移動(dòng)方向、pH的變化、水解程度、現(xiàn)象等方面去歸納總結(jié),加以分析掌握。
2.水解平衡常數(shù)(Kh)只受溫度的影響,它與Ka(或Kb)、Kw的定量關(guān)系為KaKh=Kw或KbKh=Kw。
考點(diǎn)三 鹽類水解的應(yīng)用
應(yīng)用
舉例
判斷溶液的酸堿性
FeCl3溶液顯酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判斷酸性強(qiáng)弱
NaX、NaY、NaZ三種鹽pH分別為8、9、10,則酸性HX>HY>HZ
配制或貯存易水解的鹽溶液
配制CuSO4溶液時(shí),加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量鹽酸;貯存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
膠體的制取
制取Fe(OH)3膠體的離子反應(yīng):Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+
泡沫滅火器原理
成分為NaHCO3與Al2(SO4)3,發(fā)生反應(yīng)為Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
作凈水劑
明礬可作凈水劑,原理為Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+
化肥的使用
銨態(tài)氮肥與草木灰不得混用
除銹劑
NH4Cl與ZnCl2溶液可作焊接時(shí)的除銹劑
深度思考
1.怎樣判斷酸式鹽溶液的酸堿性,試舉例說(shuō)明。
答案 酸式鹽的水溶液顯什么性質(zhì),要看該鹽的組成粒子的性質(zhì)。
(1)強(qiáng)酸的酸式鹽只電離,不水解,一定顯酸性。
如NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SO。
(2)弱酸的酸式鹽存在兩種趨勢(shì),既存在電離平衡又存在水解平衡:
HA-H++A2-(電離,顯酸性)
HA-+H2OH2A+OH-(水解,顯堿性)
如果電離程度大于水解程度,則顯酸性,如H2PO、HSO等;如果水解程度大于電離程度,則顯堿性,如HCO、HS-、HPO等。
2.配制FeSO4溶液要加入鐵粉,配制SnCl2溶液要加入鹽酸,二者原理是否相同?
答案 不相同,加入Fe粉是為了防止Fe2+被氧化,加入鹽酸是為了防止Sn2+的水解。
3.怎樣除去MgCl2酸性溶液中Fe3+,其原理是什么?
答案 MgCl2溶液中混有少量的Fe3+雜質(zhì)時(shí),可加入Mg、MgO、Mg(OH)2或MgCO3而除去Fe3+,其原理是Fe3+的水解程度比Mg2+的水解程度大,加入這些物質(zhì),導(dǎo)致Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去。
水解除雜警示
利用水解除雜無(wú)論在化學(xué)工業(yè)還是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都具有非常重要的意義,其原理是根據(jù)鹽的水解程度的不同,通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH使部分離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。如MgCl2溶液中混有少量FeCl3雜質(zhì),因Fe3+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入鎂粉、MgO、Mg(OH)2或MgCO3等,調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+的水解平衡正向移動(dòng),生成Fe(OH)3沉淀而除去;注意不能加NaOH、NH3H2O等可溶性堿,因加這些物質(zhì)使溶液pH升高太迅速,且堿過(guò)量不易覺察,Mg2+也可能轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,還會(huì)引入NH、Na+等雜質(zhì)。
題組一 鹽溶液蒸干所得產(chǎn)物的判斷
1.(1)碳酸鉀溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是______________________________________,
原因是________________________________________________________________________。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固體物質(zhì)是__________,原因是_____________________。
(3)FeCl2溶液蒸干灼燒得到的固體物質(zhì)是__________,原因是______________________。
(4)碳酸氫鈉溶液蒸干灼燒得到的固體物質(zhì)是________,原因是________________________。
(5)亞硫酸鈉溶液蒸干灼燒得到的固體物質(zhì)是________,原因是___________________。
答案 (1)K2CO3 盡管加熱過(guò)程促進(jìn)水解,但生成的KHCO3和KOH反應(yīng)后又生成K2CO3
(2)KAl(SO4)212H2O 盡管Al3+水解,但由于H2SO4為難揮發(fā)性酸,最后仍然為結(jié)晶水合物。注意溫度過(guò)高,會(huì)脫去結(jié)晶水
(3)Fe2O3 Fe2+水解生成Fe(OH)2和HCl,在加熱蒸干過(guò)程中HCl揮發(fā),F(xiàn)e(OH)2逐漸被氧化生成Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3灼燒分解生成Fe2O3
(4)Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)Na2SO4 2Na2SO3+O2===2Na2SO4
解析 本題涉及的知識(shí)范圍較廣,除了鹽的水解外,還應(yīng)考慮到鹽的熱穩(wěn)定性、還原性等。
鹽溶液 蒸干灼燒時(shí)所得產(chǎn)物的幾種判斷類型
1.鹽溶液水解生成難揮發(fā)性酸時(shí),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(shí),蒸干灼燒后一般得對(duì)應(yīng)的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
2.酸根陰離子易水解的強(qiáng)堿鹽,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物質(zhì)。
3.考慮鹽受熱時(shí)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(shí)會(huì)被O2氧化,例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
題組二 與水解有關(guān)的離子共存問(wèn)題
2.無(wú)色透明溶液中能大量共存的離子組是( )
A.Na+、Al3+、HCO、NO
B.AlO、Cl-、Mg2+、K+
C.NH、Na+、CH3COO-、NO
D.Na+、NO、ClO-、I-
答案 C
解析 A項(xiàng),Al3+因與HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存;B項(xiàng),AlO與Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀不能大量共存;C項(xiàng),NH與CH3COO-雖能發(fā)生雙水解反應(yīng),但能大量共存;D項(xiàng),ClO-與I-能發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能大量共存。
3.下列指定溶液中一定能大量共存的離子組是( )
A.pH=1的溶液中:NH、Na+、Fe3+、SO
B.含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO、NO
C.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO
D.Na2S溶液中:SO、K+、Cu2+、Cl-
答案 A
解析 A項(xiàng),酸性條件下,H+抑制NH、Fe3+的水解,能大量共存;B項(xiàng),AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO,不能大量共存;C項(xiàng),Al3+水解呈酸性,因而在中性溶液中不能大量存在;D項(xiàng),Cu2++S2-===CuS↓,不能大量共存。
熟記下列因雙水解不能大量共存的離子組合
1.Al3+與HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
2.Fe3+與HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
3.NH與SiO、AlO。
特別提醒?、貼H與CH3COO-、HCO雖能發(fā)生雙水解反應(yīng),但能大量共存。②Fe3+在中性條件下已完全水解。
題組三 利用水解平衡移動(dòng)解釋實(shí)際問(wèn)題
4.已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強(qiáng)氧化性。將溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀為氫氧化物,需溶液的pH分別為6.4、9.6、3.7?,F(xiàn)有含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl22H2O),為制取純凈的CuCl22H2O,首先將其制成水溶液,然后按圖示步驟進(jìn)行提純:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑X是________(填字母)。
A.K2Cr2O7 B.NaClO
C.H2O2 D.KMnO4
(2)物質(zhì)Y是________。
(3)本實(shí)驗(yàn)用加堿沉淀法能不能達(dá)到目的?__________,原因是_______________________。
(4)除去Fe3+的有關(guān)離子方程式是_________________________________________。
(5)加氧化劑的目的是________________________________________。
(6)最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl22H2O晶體?________,應(yīng)如何操作?___________。
答案 (1)C
(2)CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
(3)不能 因加堿的同時(shí)也會(huì)使Cu2+生成Cu(OH)2沉淀
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O[或Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O等]
(5)將Fe2+氧化為Fe3+,便于生成沉淀而與Cu2+分離
(6)不能 應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)
解析 (1)能把Fe2+氧化為Fe3+,同時(shí)又不能引入新的雜質(zhì),符合要求的只有H2O2。(2)當(dāng)CuCl2溶液中混有Fe3+時(shí),可以利用Fe3+的水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3與溶液中的H+作用,從而使水解平衡右移,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。(3)若用加堿法使Fe3+沉淀,同時(shí)也必將使Cu2+沉淀。(6)為了抑制CuCl2水解,應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)。
利用平衡移動(dòng)原理解釋問(wèn)題的思維模板
1.解答此類題的思維過(guò)程
(1)找出存在的平衡體系(即可逆反應(yīng)或可逆過(guò)程)
(2)找出影響平衡的條件
(3)判斷平衡移動(dòng)的方向
(4)分析平衡移動(dòng)的結(jié)果及移動(dòng)結(jié)果與所解答問(wèn)題的聯(lián)系
2.答題模板
……存在……平衡,……(條件)……(變化),使平衡向……(方向)移動(dòng),……(結(jié)論)。
3.應(yīng)用舉例
(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(xué)方程式表示并配以必要的文字說(shuō)明)。
(2)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。
提示 (1)在AlCl3溶液中存在著如下平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加熱時(shí)水解平衡右移,HCl濃度增大,蒸干時(shí)HCl揮發(fā),使平衡進(jìn)一步向右移動(dòng)得到Al(OH)3,在灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固體是Al2O3。
(2)在NH4Cl溶液中存在NH+H2ONH3H2O+H+,加入Mg粉,Mg與H+反應(yīng)放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡向右移動(dòng),使Mg粉不斷溶解。
探究高考 明確考向
1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“”
(1)(xx高考試題組合)
①加熱0.1 molL-1Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大( )
(xx江蘇,11C)
②施肥時(shí),草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用,是因?yàn)镵2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效( )
(xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,8C)
③小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一( )
(xx福建理綜,6D)
④將NH4Cl溶液蒸干制備NH4Cl固體( )
(xx福建理綜,8B)
⑤NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中( )
(xx天津理綜,3B)
(2)(xx高考試題組合)
①向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和氣體生成( )
(xx重慶理綜,2C)
②飽和小蘇打溶液中:c(Na+)=c(HCO)( )
(xx廣東理綜,12B)
③Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固體,CO的水解程度減小,溶液的pH減小( )
(xx江蘇,11D)
④室溫下,對(duì)于0.1 molL-1氨水,用HNO3溶液完全中和后,溶液不顯中性( )
(xx福建理綜,8C)
⑤已知NaHSO3溶液顯酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO+H2OH2SO3+OH-①
HSOH++SO②
向0.1 molL-1的NaHSO3溶液中
a.加入少量金屬Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO)增大( )
(xx安徽理綜,13A)
b.加入少量NaOH溶液,、的值均增大( )
(xx安徽理綜,13C)
答案 (1)①√?、凇獭、邸獭、堋、荨? (2)①?、凇、邸、堋獭、輆. b.√
2.[xx福建理綜,23(3)]能證明Na2SO3溶液中存在SO+H2OHSO+OH-水解平衡事實(shí)的是____________(填序號(hào))。
A.滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液后紅色褪去
B.滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色褪去
C.滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色褪去
答案 C
解析 Na2SO3溶液滴入酚酞溶液變紅,說(shuō)明SO發(fā)生了水解反應(yīng),溶液顯堿性。加入H2SO4溶液,SO與H+生成HSO,HSO與H+反應(yīng)放出SO2氣體,同時(shí)H+中和SO水解產(chǎn)生的OH-,即使溶液中不存在水解平衡,溶液紅色也會(huì)褪去,故A錯(cuò);氯水具有酸性和強(qiáng)氧化性,加入氯水后,Cl2和HClO氧化SO、HSO生成SO,H+中和SO水解產(chǎn)生的OH-,HClO能氧化漂白指示劑酚酞,并不能體現(xiàn)SO水解反應(yīng)的可逆性,故B錯(cuò);加入BaCl2溶液,Ba2+與SO結(jié)合生成BaSO3沉淀,c(SO)減小,溶液的紅色褪去,說(shuō)明溶液中c(OH-)減小,水解平衡逆向移動(dòng),證明存在SO的水解平衡,故C正確。
3.[xx山東理綜,29(4)]25 ℃時(shí),H2SO3HSO+H+的電離常數(shù)Ka=110-2molL-1,則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=______molL-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
答案 110-12 增大
解析 Ka=
Kh==
===110-12molL-1。
HSO+H2OH2SO3+OH-,當(dāng)加少量I2時(shí),發(fā)生I2+HSO+H2O===2I-+3H++SO,導(dǎo)致水解平衡左移,c(H2SO3)稍減小,c(OH-)減小,所以=增大。
4.[xx山東理綜,29(4)]NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25 ℃時(shí),將a mol NH4NO3溶于水,溶液顯酸性,原因是_______________(用離子方程式表示)。向該溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,則滴加氨水的過(guò)程中水的電離平衡將________(填“正向”、“不”或“逆向”)移動(dòng),所滴加氨水的濃度為________molL-1。(NH3H2O的電離平衡常數(shù)取Kb=210-5 molL-1)
答案 NH+H2ONH3H2O+H+ 逆向
解析 NH水解使NH4NO3溶液顯酸性:NH+H2ONH3H2O+H+;滴加氨水時(shí)水的電離平衡將逆向移動(dòng),溶液呈中性,由電荷守恒可知c(NH)+c(H+)=c(NO)+c(OH-),則n(NH)+n(H+)=n(NO)+n(OH-),因?yàn)槠胶夂笕芤撼手行裕琻(H+)=n(OH-),則n(NH)=n(NO)=a mol,設(shè)加入的氨水的濃度為c molL-1,反應(yīng)后溶液體積為V L。
由Kb=
=
=210-5 molL-1,得 c=。
5.[xx山東理綜,29(3)]研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的作用時(shí),涉及如下反應(yīng):
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1
ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2
ΔH2<0 (Ⅱ)
實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收NO2,反應(yīng)為2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液與0.2 mol NO2恰好完全反應(yīng)得1 L溶液A,溶液B為0.1 molL-1的CH3COONa溶液,則兩溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的順序?yàn)開_______。(已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.110-4molL-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.710-5molL-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。
a.向溶液A中加適量水
b.向溶液A中加適量NaOH
c.向溶液B中加適量水
d.向溶液B中加適量NaOH
答案 c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-) bc
解析 由反應(yīng)方程式計(jì)算可知:c(NaNO3)=c(NaNO2)=0.1 molL-1,c(CH3COONa)=0.1 molL-1;由電離平衡常數(shù)可知酸性:HNO3>HNO2>CH3COOH,酸越弱其對(duì)應(yīng)鹽溶液中的離子水解程度越大,則c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)。
由越弱越水解可知,A溶液的堿性比B溶液的堿性弱,pHAK(HX)>K2(H2Y),則下列敘述不正確的是( )
A.物質(zhì)的量濃度相同時(shí),各溶液的pH關(guān)系為pH(Na2Y)>pH(NaX)>pH(NaHY)
B.a(chǎn) molL-1 HX溶液與b molL-1 NaOH溶液等體積混合,所得溶液中c(Na+)>c(X-),則不一定ac(X-),所以溶液呈堿性,當(dāng)a、b相等時(shí),恰好完全反應(yīng)生成強(qiáng)堿弱酸鹽,也能使溶液呈堿性,B項(xiàng)正確;較強(qiáng)的酸可以制得較弱的酸,HX的酸性比HY-的強(qiáng),但比H2Y的弱,因此反應(yīng)方程式為HX+Y2-===X-+HY-,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)酸式鹽的水解能力大于其電離能力時(shí),溶液呈堿性,反之溶液呈酸性,D項(xiàng)正確。
6.在一定條件下,Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.稀釋溶液,增大
B.通入CO2,溶液pH減小
C.升高溫度,平衡常數(shù)增大
D.加入NaOH固體,減小
答案 A
解析 水解平衡常數(shù)Kh=,Kh只隨溫度的變化而變化,所以稀釋后達(dá)平衡,此值不變;B選項(xiàng)中通入CO2,會(huì)使溶液中OH-濃度減小,所以溶液的pH也減??;C選項(xiàng)中升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng),而鹽的水解吸熱,所以平衡常數(shù)增大;D中加入OH-時(shí)抑制CO水解,所以CO濃度增大,而HCO濃度減小,所以減小。
7.常溫下,下列關(guān)于電解質(zhì)溶液的判斷正確的是( )
A.在pH=12的溶液中,K+、Cl-、HCO、Na+可以大量共存
B.在pH=0的溶液中,Na+、NO、SO、K+可以大量共存
C.由0.1 molL-1一元堿BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液中存在BOH===B++OH-
D.由0.1 molL-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液中存在A-+H2OHA+OH-
答案 D
解析 pH=12的溶液呈堿性,HCO不能大量共存,故A錯(cuò)誤;pH=0的溶液呈酸性,SO與NO不能大量共存,故B錯(cuò)誤;若0.1 molL-1一元堿BOH溶液的pH=10,則c(OH-)=110-4 molL-1,說(shuō)明BOH是弱堿,其電離方程式應(yīng)為BOHB++OH-,故C錯(cuò)誤;若0.1 molL-1一元酸HA溶液的pH=3,即c(H+)=110-3 molL-1,說(shuō)明HA是弱酸,則NaA是強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性:A-+H2OHA+OH-,故D正確。
8.(xx三門峽模擬)有一種酸式鹽AHB,它的水溶液呈弱堿性。則以下說(shuō)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(qiáng)酸;
③HB-的電離程度大于HB-的水解程度;
④該鹽溶液的電離方程式一般寫成:AHBA++HB-,HB-H++B2-
其中錯(cuò)誤選項(xiàng)的組合是( )
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
答案 B
解析 酸式鹽AHB的水溶液呈弱堿性,說(shuō)明AOH的堿性相對(duì)較強(qiáng),H2B的酸性相對(duì)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-。
9.下列說(shuō)法不正確的是( )
A.在Na2CO3溶液中,c(OH-)大于c(HCO)
B.Kw為水的離子積常數(shù),若溶液中c2(OH-)=Kw,溶液pH可能小于7
C.1 molL-1 CH3COOH溶液加水稀釋時(shí),溶液中某種離子濃度可能增大
D.在CH3COOH溶液中加入堿性固體物質(zhì),平衡一定向電離方向移動(dòng)
答案 D
解析 A選項(xiàng),CO水解,生成HCO和OH-,HCO再水解生成H2CO3和OH-,所以c(OH-)大于c(HCO);B選項(xiàng)中,由c2(OH-)=Kw可求出c(OH-)=c(H+),由于未指明溫度,所以溶液的pH可能小于7;C選項(xiàng)中加水,溶液中c(OH-)增大;D選項(xiàng),CH3COONa的水溶液呈堿性,在CH3COOH溶液中加入CH3COONa,平衡向電離的逆方向移動(dòng),所以D不正確。
10.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)電解質(zhì)溶液進(jìn)行如下的歸納總結(jié)(均在常溫下):
①pH=1的強(qiáng)酸溶液,加水稀釋后,溶液中所有離子的濃度一定降低
②pH=2的鹽酸和pH=1的鹽酸,c(H+)之比為2∶1
③pH相等的四種溶液:a.CH3COONa、b.C6H5ONa、c.NaHCO3、d.NaOH,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度由小到大的順序?yàn)閐c(SO),④錯(cuò);⑥中設(shè)常溫下,甲為酸溶液,乙為堿溶液,且甲溶液的pH=x,乙溶液的pH=2x,若x+2x=14,甲、乙兩溶液混合后,pH=7,⑥正確。
11.常溫下,有濃度均為1 molL-1的下列四種溶液:
①H2SO4溶液?、贜aHCO3溶液 ③NH4Cl溶液 ④NaOH溶液
(1)這四種溶液pH由大到小的順序是______,其中由水電離的H+濃度最小的是______。(均填序號(hào))
(2)②中各離子濃度由大到小的順序是________,NaHCO3的水解平衡常數(shù)Kh=______molL-1。(已知碳酸的電離常數(shù)K1=410-7,K2=5.610-11)
(3)向③中通入少量氨氣,此時(shí)的值____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)若將③和④混合后溶液恰好呈中性,則混合前③的體積______④的體積(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案 (1)④②③①?、佟?2)c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO) 2.510-8 (3)減小
(4)大于
解析 (1)④是強(qiáng)堿,溶液中c(OH-)=1 molL-1,①是二元強(qiáng)酸,溶液中c(H+)=2 molL-1,二者均抑制水的電離,①抑制程度大。(2)依據(jù)NaHCO3===Na++HCO、HCO+H2OH2CO3+OH-(程度大)、HCOCO+H+(程度小)、H2OH++OH-可知溶液中各離子濃度大小;Kh=、K1=可知KhK1=Kw。(3)依據(jù)NH+H2ONH3H2O+H+,通入氨氣使c(NH3H2O)增大,平衡左移,使c(NH)增大,但c(NH3H2O)增大的多。(4)如果等體積混合,恰好完全反應(yīng)生成NaCl、NH3H2O,溶液顯堿性,所以NH4Cl過(guò)量。
12.NaClO和KAl(SO4)2都是重要的化工產(chǎn)品,均可應(yīng)用于造紙業(yè)。
(1)NaClO溶液pH>7,用離子方程式表示原因_________________。
(2)根據(jù)NaClO的性質(zhì)推測(cè),在紙漿中加入NaClO溶液的目的是__________。
(3)某小組同學(xué)用如圖所示裝置探究飽和NaClO和KAl(SO4)2溶液混合反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。打開活塞向燒瓶中加入飽和KAl(SO4)2溶液,產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀。反應(yīng)的離子方程式是___________________。
答案 (1)ClO-+H2OHClO+OH-
(2)漂白紙漿
(3)Al3++3ClO-+3H2O===3HClO+Al(OH)3↓
解析 (1)寫水解反應(yīng)方程式即可。(2)次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性,能漂白紙漿。(3)考慮Al3+與ClO-的雙水解。
13.根據(jù)下列化合物:①NaCl、②NaOH、③HCl、④NH4Cl、⑤CH3COONa、⑥CH3COOH、⑦NH3H2O、⑧H2O,回答下列問(wèn)題。
(1)NH4Cl溶液顯________性,用離子方程式表示原因___________________,
其溶液中離子濃度大小順序?yàn)開________________________________________。
(2)常溫下,pH=11的CH3COONa溶液中,水電離出來(lái)的c(OH-)=________,在pH=3的CH3COOH溶液中,水電離出來(lái)的c(H+)=______________________。
(3)已知純水中存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH- ΔH>0,現(xiàn)欲使平衡向右移動(dòng),且所得溶液顯酸性,可選擇的方法是________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4固體
B.向水中加Na2CO3固體
C.加熱至100 ℃[其中c(H+)=110-6 molL-1]
D.向水中加入(NH4)2SO4固體
(4)若將等pH、等體積的②NaOH溶液和⑦NH3H2O溶液分別加水稀釋m倍、n倍,稀釋后兩種溶液的pH仍相等,則m________n(填“<”、“>”或“=”)。
答案 (1)酸 NH+H2ONH3H2O+H+
c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
(2)10-3 molL-1 10-11 molL-1 (3)D (4)<
解析 (1)NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽,由于NH水解,其溶液呈酸性,故其溶液中離子濃度的大小關(guān)系為c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。(2)CH3COONa溶液中由于醋酸根離子的水解促進(jìn)水的電離,故pH=11的CH3COONa溶液中,水電離出來(lái)的c(OH-)=10-3 molL-1;在pH=3的CH3COOH溶液中水的電離受到抑制,故水電離出來(lái)的c(H+)=10-11 molL-1。(3)A項(xiàng)使溶液呈酸性但電離平衡向左移動(dòng);B項(xiàng)雖使平衡向右移動(dòng)但溶液呈堿性;C項(xiàng)操作雖使平衡右移但水仍然呈中性;D項(xiàng)中由于NH的水解,促進(jìn)水的電離而使溶液呈酸性。(4)由于NH3H2O是弱電解質(zhì),存在電離平衡,故m<n。
14.Ⅰ.NH4Al(SO4)2是食品加工中最為快捷的食品添加劑,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)相同條件下,0.1 molL-1NH4Al(SO4)2中c(NH)________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 molL-1NH4HSO4中c(NH)。
(2)如圖1是0.1 molL-1電解質(zhì)溶液的pH隨溫度變化的圖像。
①其中符合0.1 molL-1NH4Al(SO4)2的pH隨溫度變化的曲線是________(填字母)。
②室溫時(shí),0.1 molL-1NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________molL-1(填數(shù)值)。
(3)室溫時(shí),向100 mL 0.1 molL-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL-1NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖2所示:
試分析圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn),水的電離程度最大的是____________;在b點(diǎn),溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是________________________________。
Ⅱ.pC是指極稀溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值,類似pH。如某溶液溶質(zhì)的濃度為110-3molL-1,則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg10-3=3。已知H2CO3溶液中存在下列平衡:CO2+H2OH2CO3、H2CO3H++HCO、HCOH++CO
圖3為H2CO3、HCO、CO在加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液后,達(dá)到平衡時(shí)溶液中三種成分的pCpH圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在pH=9時(shí),H2CO3溶液中濃度最大的含碳元素的離子為______。
(2)pH<4時(shí),溶液中H2CO3的pC總是約等于3的原因是____________________。
(3)已知M2CO3為難溶物,則其Ksp的表達(dá)式為______;現(xiàn)欲將某溶液中的M+以碳酸鹽(Ksp=110-12)的形式沉淀完全,則最后溶液中的CO的pC最大值為______(溶液中的離子濃度小于110-5molL-1時(shí),沉淀完全)。
答案?、?(1)小于
(2)①A ②10-3或(10-3-10-11)
(3)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
Ⅱ.(1)HCO
(2)c(H+)增大后,H2CO3H++HCO平衡向左移動(dòng),放出CO2,碳酸濃度保持不變
(3)Ksp=c2(M+)c(CO) 2
解析 Ⅰ.(1)NH4HSO4電離提供的H+大于NH4Al(SO4)2水解提供的,所以NH4HSO4中對(duì)NH+H2ONH3H2O+H+抑制程度大,c(NH)大。(2)①NH4Al(SO4)2水解顯酸性,溫度升高,水解程度增大,酸性增強(qiáng),pH減小,只有A曲線符合;②看到等號(hào)想到守恒,由電荷守恒c(NH)+3c(Al3+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)可知2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-),由圖1可知pH=3,故c(H+)=10-3molL-1、c(OH-)=10-11molL-1。(3)NH4HSO4===NH+H++SO,加入NaOH,OH-先與H+反應(yīng),對(duì)水的抑制程度降低,a點(diǎn)時(shí),OH-恰好與H+完全反應(yīng),只有NH促進(jìn)水的電離,其余三點(diǎn)均有NH3H2O生成,抑制水的電離;a點(diǎn)溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的Na2SO4、(NH4)2SO4,a到b點(diǎn)NaOH與(NH4)2SO4反應(yīng)生成Na2SO4、NH3H2O,溶質(zhì)的物質(zhì)的量關(guān)系為Na2SO4>(NH4)2SO4>NH3H2O,以此比較離子濃度大小。Ⅱ.(1)注意pC越小,離子濃度越大,pH=9時(shí)HCO濃度最大。(3)由Ksp=c2(M+)c(CO)=(110-5)2c(CO)=110-12可知c(CO)=10-2molL-1。
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