内容正文:
第28讲 盐类的水解
1.认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素。
2.掌握水解离子方程式的书写。
3.了解盐类水解的应用。
考点1 盐类的水解及其规律
➢ 对应学生用书P177
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.盐类水解的实质
盐电离→→促进水的电离→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性
3.盐类水解的特点
4.盐类水解的规律
口诀:有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
否
—
中性
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
是
N、Cu2+
酸性
强碱弱酸盐
CH3COONa、Na2CO3
是
CH3COO-、C
碱性
5.盐类水解方程式的书写
例如:NH4Cl水解的离子方程式为N+H2ONH3·H2O+H+。
(1)多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解。
例如:Na2CO3水解的离子方程式为C+H2OHC+OH-。
(2)多元弱碱盐水解:一步写完。
例如:FeCl3水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(3)阴、阳离子相互促进水解:水解程度较大,书写时要用“”“↑”“↓”等。
例如:NaHCO3与AlCl3在水溶液中反应的离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。
易丨错丨易丨混
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.盐溶液显酸性或碱性,一定是由水解引起的。 ( × )
2.溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐。 ( × )
3.pH相同的盐酸和氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)相同。 ( × )
4.盐类加入水中,水的电离一定被促进。 ( × )
5.显酸性的盐溶液,一定是该盐的阳离子发生了水解。 ( × )
6.Na2S水解的离子方程式为S2-+2H2OH2S+2OH-。 ( × )
7.FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Fe3++3C+3H2O2Fe(OH)3↓+3CO2↑。 ( √ )
1.(2023·全国·高三专题练习)下列方程式属于水解反应方程式的是 ( )
A.H2CO3HC+H+
B.HC+H2OH3O++C
C.HC+OH-H2O+C
D.C+H2OHC+OH-
解析 A.碳酸是一种二元弱酸,选项所给为碳酸的第一步电离方程式,A不符合题意;B.碳酸氢根水解生成碳酸和氢氧根,选项所给为碳酸氢根的电离方程式,B不符合题意;C.碳酸氢根水解生成碳酸和氢氧根,选项所给为碳酸氢根和氢氧根的反应,C不符合题意;D.碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,方程式为C+H2OHC+OH-,D符合题意。故选D。
答案 D
2.室温下,0.1mol·L-1的NH4CN溶液的pH等于9.32,据此,下列说法错误的是 ( )
A.上述溶液能使甲基橙试剂变黄色
B.室温下,NH3·H2O是比HCN弱的电解质
C.上述溶液中CN-的水解程度大于N的水解程度
D.室温下,0.1mol·L-1NaCN溶液中,CN-的水解程度小于上述溶液中CN-的水解程度
解析 室温下,溶液呈碱性,则溶液能使甲基橙试剂变黄色,故A正确;HCN和NH3·H2O均是弱电解质,NH4CN溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于N的水解程度,由“越弱越水解”可知,NH3·H2O是比HCN强的电解质,故B错误,C正确;CN-、N相互促进水解,所以0.1mol·L-1NaCN溶液中,CN-的水解程度小于同浓度下NH4CN溶液中CN-的水解程度,故D正确。故选B。
答案 B
3.(2023·济南模拟)物质与水发生的复分解反应称为水解反应。例如:Mg3N2+6H2O=== 3Mg(OH)2↓+2NH3↑。在一定条件下,BrCl、CuCl2、Mg2C3和K3P均可以发生水解。根据上述观点,下列说法不正确的是( )
A.BrCl的水解产物是HBrO和HCl
B.K3P的水解产物是KOH和H3PO4
C.Mg2C3的水解产物是Mg(OH)2和 C3H4
D.CuCl2的水解产物是Cu(OH)2和HCl
解析 BrCl中Cl为-1价,Br为+1价,所以BrCl的水解产物是HBrO和HCl,故A正确;K3P中P为-3价,水解生成PH3,即K3P的水解产物是KOH和PH3,不生成H3PO4,故B错误;Mg2C3中Mg为+2价,C为-价,则水解产物是Mg(OH)2和C3H4,故C正确;CuCl2中Cu为+2价,Cl为-1价,水解产物是Cu(OH)2和HCl,故 D正确。故选B。
答案 B
考点2 盐类水解的影响因素及其应用
➢ 对应学生用书P179
1.盐类水解的影响因素
(1)内因:弱酸根离子、弱碱阳离子对应的酸、碱越弱,就越易发生水解。
例如:酸性CH3COOH>H2CO3相同浓度的NaHCO3、CH3COONa溶液的pH大小关系为NaHCO3>CH3COONa。
(2)外因
不同条件对FeCl3水解平衡的影响[以F+3H2OFe(OH)3+3H+为例]:
条件
平衡移动方向
H+数目
pH
现象
升温
右移
增多
减小
溶液颜色变深
通HCl
左移
增多
减小
溶液颜色变浅
加H2O
右移
增多
增大
溶液颜色变浅
加NaHCO3
右移
减少
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
2.盐类水解的重要应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断酸性强弱
等物质的量浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:HX>HY>HZ
配制或贮存易
水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4,防止Cu2+水解;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
比较溶液中离子
浓度的大小
如:Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(C)>c(OH-)>c(HC)>c(H+)
判断盐溶液
蒸干时的产物
盐水解生成挥发性酸,蒸干灼烧后一般得氧化物。如AlCl3→Al2O3
盐水解生成难挥发性酸,蒸干后得原物质。如CuSO4→CuSO4
易丨错丨易丨混
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强。 ( × )
2.水解平衡右移,盐的离子的水解程度一定增大。 ( × )
3.在CH3COONa溶液中加入冰醋酸,能抑制CH3COO-水解。 ( √ )
4.通入适量的HCl气体使FeCl3溶液中增大。 ( × )
5.水解相互促进的离子在同一溶液中一定不能共存。 ( × )
6.将Fe2(SO4)3溶液加热蒸干并灼烧,最后得到Fe2O3。 ( × )
7.将光亮Mg条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,产生的气体只有H2。 ( × )
题组一 盐类水解的影响因素
1.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是 ( )
A.b点水解程度最大
B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动
D.水解是吸热反应
解析 碳酸钠溶液中存在碳酸根离子的水解平衡C+H2OHC+OH-和水的电离平衡H2OH++OH-;图中显示温度升高溶液的碱性先增强后减弱,水的电离是吸热过程,纯水中温度升高pH会降低,碳酸钠溶液中温度升高pH有增大的过程,说明水解受到促进,即水解为吸热反应;后pH下降,说明温度升高水电离出更多的氢氧根离子抑制了碳酸根离子的水解,据此分析作答。A.根据分析可知,水解是吸热反应,温度越高,水解程度越大,故A错误;B.随温度升高,盐类水解得到促进,对水的电离也起到促进作用,水电离出的氢氧根离子浓度抑制水解平衡,导致溶液pH减小,因此水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响,故B正确;C.a→b段说明升温促进水解,使水解平衡向右移动,故C正确;D.根据分析可知,水解是吸热反应,故D正确。故选A。
答案 A
2.(2023·上海市建平中学阶段练习)某化学兴趣小组同学通过测量氯化铵溶液的pH在实验前后的变化,探究影响盐类水解的因素。根据实验现象和原理,下列对水解程度的判断正确的是( )
选项
实验
pH变化
水解程度
A
加入氯化铵固体
减小
增大
B
加热氯化铵溶液
减小
减小
C
加入醋酸钠固体
增大
增大
D
加入NaCl溶液
增大
不变
解析 氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解生成一水合氨和氢离子,溶液呈酸性。A.向氯化铵溶液中加入氯化铵固体,溶液中铵根离子浓度增大,平衡右移,溶液中氢离子浓度增大,溶液pH减小,但铵根离子的水解程度减小,故A不符合题意;B.铵根离子在溶液中的水解反应是吸热反应,加热氯化铵溶液,水解平衡右移,溶液中氢离子浓度增大,溶液pH减小,铵根离子的水解程度增大,故B不符合题意;C.向氯化铵溶液中加入醋酸钠固体,醋酸根离子与溶液中的氢离子反应,使溶液中氢离子浓度减小,水解平衡右移,溶液pH增大,铵根离子的水解程度增大,故C符合题意;D.向氯化铵溶液中加入氯化钠溶液相当于稀释氯化铵溶液,水解平衡右移,铵根离子的水解程度增大,故D不符合题意。故选C。
答案 C
题组二 盐类水解的应用
3.(2023·首都师范大学附属中学阶段练习)下列问题与盐类的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰(主要成分K2CO3)与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干CuCl2溶液并灼烧,可以得到CuO固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可通入氧化剂Cl2
A.①②③ B.②③④
C.①④⑤ D.①②③④⑤
解析 ①NH4Cl与ZnCl2溶液水解显酸性,可作焊接金属中的除锈剂,与水解有关;②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液分别水解呈碱性和酸性,可发生互促水解,可作泡沫灭火剂,与水解有关;③K2CO3水解呈碱性,铵态氮肥水解呈酸性,可发生互促水解,不能混合施用,否则会降低肥效,与水解有关;④实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,因为碳酸钠水解呈碱性,和盐类水解有关;⑤CuCl2水解生成氢氧化铜和盐酸,加热促进水解,盐酸易挥发,可得到Cu(OH)2固体,进而受热分解为CuO,与水解有关;⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可通入氧化剂Cl2,是由于发生了反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,与水解无关。综上分析可知,①②③④⑤均与盐类的水解有关。故选D。
答案 D
4.实验室用TiCl4水解法制备纳米TiO2的简易流程如下,下列说法错误的是 ( )
A.TiCl4 发生水解反应,可生成TiO2·xH2O
B.氨水的作用可用勒夏特列原理解释
C.可用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净
D.制得的TiO2纳米颗粒能产生丁达尔现象
解析 TiCl4和H2O在冰水浴下搅拌,发生反应:TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,A正确;加入氨水调节pH,可以消耗TiCl4水解产生的H+,使得水解反应正向进行,符合勒夏特列原理,B正确;沉淀上会附着有Cl-,因此可以用AgNO3溶液来检验沉淀是否洗涤干净,C正确;TiO2纳米颗粒为固体颗粒,不是胶体,不能产生丁达尔现象,D错误。故选D。
答案 D
题组三 水解平衡原理解释问题的规范描述
5.按要求回答下列问题。
(1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)
(2)分析Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因。
(3)直接蒸发CuCl2溶液,能否得到CuCl2·2H2O晶体?如果不能应如何操作?
(4)向Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变为红色,若再向该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是 ,请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释:
。
答案 (1)最后得到的固体是Al2O3。在AlCl3溶液中存在着如下平衡:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固体是Al2O3。
(2)在NH4Cl溶液中存在水解平衡:N+H2ONH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg与H+反应放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡右移,使Mg粉不断溶解。
(3)不能。应在HCl气流中加热蒸发。
(4)产生白色沉淀,且溶液红色褪去 在Na2SO3溶液中,S水解:S+H2OHS+OH-,加入BaCl2后,Ba2++SBaSO3↓(白色),由于c(S)减小,S水解平衡左移,c(OH-)减小,溶液红色褪去
利用平衡移动原理解释问题的思维模板
(1)解答此类题的思维过程
①找出存在的平衡体系(即可逆反应或可逆过程);
②找出影响平衡的条件;
③判断平衡移动的方向;
④分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系。
(2)答题模板
……中存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移动,……(结论)。
微专题12 水解常数与电离常数的关系及应用
➢ 对应学生用书P181
1.水解常数的概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数,该常数就叫水解常数。
2.水解常数的影响因素
水解常数仅受温度的影响,因水解反应是吸热反应,故水解平衡常数随温度的升高而增大。
3.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=
=
=
=(Ka为CH3COOH的电离常数)
因而Ka(或Kb)与Kw的定量关系为
(1)Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw。
(2)Na2CO3的水解常数Kh=。
(3)NaHCO3的水解常数Kh=。
4.判断溶液的酸碱性
如HC的水解常数大于其电离常数,NaHCO3溶液呈碱性。
1.已知常温下,Na2CO3溶液的水解常数Kh=2×10-4,则当溶液中c(HC)∶c(C)=2∶1时,试求该溶液的pH= 。
解析 Kh==2×10-4,又c(HC)∶c(C)=2∶1,则c(OH-)=10-4mol·L-1,结合常温下,Kw=1.0×10-14,可得c(H+)=10-10mol·L-1,则pH=10。
答案 10
2.常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算:所得溶液中= 。(常温下H2SO3的电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
解析 NaOH电离出的OH-抑制水的电离,Na2SO3电离出的S水解促进水的电离。S+H2OHS+OH-的水解常数Kh===,所以==60。
答案 向右 60
3.已知常温下,Ka(HCN)=6.2×10-10。常温下,含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性,c(CN-) (填“>”“<”或“=”)c(HCN)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
解析 常温下,NaCN的水解常数Kh==≈1.61×10-5,Kh>Ka(HCN),故CN-的水解程度大于HCN的电离程度,由于NaCN与HCN的物质的量相等,故水解产生的c(OH-)大于电离生成的c(H+),混合溶液显碱性,且c(CN-)<c(HCN)。
答案 碱 <
c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
4.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13。回答下列问题:
(1)常温下,同浓度溶液①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序为 (用序号表示)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH (填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:
。
解析 (2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2P的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
答案 (1)③<②<① (2)<
(3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.6×10-7,Kh>Ka3,即HP的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
微专题13 溶液中微粒浓度的大小比较
➢ 对应学生用书P182
一、熟悉两大理论,构建思维基点
1.电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,以第一步电离为主(第一步电离程度远大于第二步电离),如H2S溶液中H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(相互促进水解反应除外),但由于水的电离,水解后酸性溶液中 c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度,如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,以第一步水解为主,如Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握三大守恒,明确等量关系
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都呈电中性,即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
2.元素守恒
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化。离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
三、掌握粒子浓度大小比较的思维方法
1.判断下列溶液中粒子浓度大小顺序(由大到小)。
(1)氨水中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是____________________________________。
(2)在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是________________________________。
(3)NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是___________________________。
(4)在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是_________________________。
答案 (1)c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)
(2)c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)
(3)c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)
(4)c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)
2.写出下列溶液中粒子守恒关系式。
(1)Na2CO3溶液
①元素守恒:____________________________________________________________________。
②电荷守恒:____________________________________________________________________。
③质子守恒:____________________________________________________________________。
(2)浓度均为0.1 mol·L-1 NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合
①电荷守恒:____________________________________________________________________。
②元素守恒:____________________________________________________________________。
(3)浓度为0.1 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合
①电荷守恒:___________________________________________________________________。
②元素守恒:____________________________________________________________________。
答案 (1)①c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
②c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
③c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)
(2)①c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
②2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
(3)①c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)
②c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Cl-)
3.(1)浓度均为0.1 mol·L-1的①H2S溶液、②NaHS溶液、③Na2S溶液、④H2S和NaHS混合液,溶液pH从大到小的顺序是________________。
(2)相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4溶液、②CH3COONa溶液、③CH3COOH溶液,c(CH3COO-)由大到小的顺序是________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为________________。
答案 (1)③>②>④>① (2)②>①>③
(3)④>②>③>①
4.(2023·山东临沂期末)下列说法正确的是( )
A.常温下,将0.1 mol·L-1NH4Cl溶液与0.05 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合(pH=9.25):
c(Cl-)>c(Na+)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.pH相等的①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③NH4HSO4三种溶液,c(NH)大小顺序为①>②>③
C.常温下,0.1 mol·L-1 NaHA溶液的pH=8,则溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.常温下,NaB溶液的pH=8,c(Na+)-c(B-)=9.9×10-9 mol·L-1
解析 混合后部分NH4Cl与NaOH发生反应,溶液呈碱性,所得溶液中NH4Cl、NH3·H2O、NaCl物质的量之比为1∶1∶1,由于NH3·H2O电离程度大于NH水解程度,有c(NH)>c(Na+),则c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),A错误;硫酸铵和氯化铵溶液中NH水解使溶液呈酸性,pH相等则c(NH)相等,硫酸氢铵溶液中主要因HSO电离出H+使溶液呈酸性,并且抑制NH的水解,c(NH)最小,c(NH)大小顺序为①=②>③,B错误;常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液中HA-存在电离和水解两个过程,溶液呈碱性,说明HA-的水解程度大于其电离程度,使得c(H2A)>c(A2-),Na+不水解,其浓度最大,有c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-),C正确;由电荷守恒可知c(Na+)-c(B-)=c(OH-)-c(H+)=10-6 mol·L-1-10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1,D错误。故选C。
答案 C
[对应学生用书P183]
1.(2022·高考浙江1月卷)水溶液呈酸性的盐是 ( )
A.NH4Cl B.BaCl2
C.H2SO4 D.Ca(OH)2
解析 A.NH4Cl盐溶液存在N+H2ONH3·H2O+H+而显酸性,A符合题意;B.BaCl2溶液中Ba2+和Cl-均不水解,是强酸强碱盐,溶液显中性,B不符合题意;C.H2SO4属于酸,不是盐类,C不符合题意;D.Ca(OH)2是碱,溶液显碱性,D不符合题意。故选A。
答案 A
2.(2022·高考江苏卷)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c(HC)+c(C)。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是 ( )
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HC)
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(C)
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
解析 A.KOH吸收CO2所得到的溶液,若为Na2CO3溶液,则C主要发生第一步水解,溶液中c(H2CO3)<c(HC),若为NaHCO3溶液,则HC发生水解的程度很小,溶液中c(H2CO3)<c(HC),A不正确;B.KOH完全转化为K2CO3时,依据电荷守恒,溶液中c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),依据物料守恒,溶液中c(K+)=2[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)],则c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),B不正确;C.KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1mol·L-1,c总=0.1mol·L-1,则溶液为KHCO3溶液,Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明HC以水解为主,所以溶液中c(H2CO3)>c(C),C正确;D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,发生反应CO2+2KOHK2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2OCaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3与KHCO3的混合物,则原理相同),二式相加得CO2+CaOCaCO3↓,该反应放热,溶液的温度升高,D不正确。故选C。
答案 C
3.(2022·高考湖南卷)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1mol·L-1)。
实验
操作与现象
①
在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
②
在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③
在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀产生,另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是 ( )
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明S对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
解析 铁离子水解显酸性,亚硫酸根离子水解显碱性,两者之间存在相互促进的水解反应,同时铁离子具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,两者还会发生氧化还原反应,在同一反应体系中,铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争,结合实验分析如下:实验①为对照实验,说明铁离子在水溶液中显棕黄色,存在水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,煮沸,促进水解平衡正向移动,得到红褐色的氢氧化铁胶体;实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后,两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体,根据铁氰化钾检测结果可知,同时发生氧化还原反应,使铁离子被还原为亚铁离子,而出现特征蓝色沉淀;实验③通过反滴操作,根据现象描述可知,溶液仍存在铁离子的水解反应,但由于铁离子少量,没检测出亚铁离子的存在,说明铁离子的水解反应速率快,铁离子的还原反应未来得及发生。A.铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;B.在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;C.实验③中在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;D.结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。故选D。
答案 D
4.(2021·新高考广东卷)鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列叙述正确的是 ( )
A.0.001mol/LGHCl水溶液的pH=3
B.0.001mol/LGHCl水溶液加水稀释,pH升高
C.GHCl在水中的电离方程式为GHClG+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
解析 A.GHCl为强酸弱碱盐,电离出的GH+会发生水解,弱离子的水解较为微弱,因此0.001mol/LGHCl水溶液的pH>3,故A错误;B.稀释GHCl溶液时,GH+水解程度将增大,根据勒夏特列原理可知溶液中c(H+)将减小,溶液pH将升高,故B正确;C.GHCl为强酸弱碱盐,在水中电离方程式为GHClGH++Cl-,故C错误;D.根据电荷守恒可知,GHCl溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故D错误。故选B。
答案 B
5.(2023·高考湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
解析 用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定同浓度的HCl和CH3COOH的混合溶液,在滴定过程中NaOH溶液先与强酸HCl反应,再与弱酸CH3COOH反应。点a时η=1.00,此时标准溶液与待测溶液体积相同,盐酸恰好被中和,醋酸还没有反应,此时溶液中c(NaCl)=c(CH3COOH)=0.01 mol·L-1,pH=3.38,即c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,根据元素守恒可得,c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),A、B正确。点b时η=1.50,醋酸反应掉一半,此时溶液中溶质为NaCl、CH3COONa和CH3COOH且c(CH3COOH)=c(CH3COONa),此时溶液pH<7,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以c(CH3COOH)<c(CH3COO-),C正确。点c时η=2.00,此时溶液恰好被中和,溶液中溶质为NaCl和CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,c点之前有剩余的酸,c点之后有过量的碱,均会抑制水的电离,故c点水的电离程度最大,D错误。故选D。
答案 D
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