内容正文:
课时冲关二十五 盐类的水解
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.(2024·黄山市质检)生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关
C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
解析:D [Mg2+水解呈酸性,故A错误;氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,与盐类水解有关,故B错误;用惰性电极电解食盐水的生成物是氢气、氢氧化钠与氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备消毒液,与盐类水解无关,故C错误;碳酸钠溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,加入氯化钡溶液后生成碳酸钡沉淀,CO浓度降低,使水解平衡逆向移动,溶液的碱性降低,所以红色逐渐褪去,故D正确。]
2.(2024·马鞍山市质检)室温下0.1 mol·L-1的NH4CN溶液的pH等于9.32,据此,在室温下,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更弱的电解质
C.上述溶液中CN-的水解程度大于NH的水解程度
D.室温下,0.1 mol·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:B [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,溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于NH的水解程度,由越弱越水解知,NH3·H2O是比HCN强的电解质,故B错误,C正确;CN-、NH的水解相互促进,所以0.1 mol·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。]
3.(2024·苏州高三期末)已知:常温下,Ka(HF)>Ka(HClO)。现有1 L 0.1 mol·L-1的两种溶液:①NaClO溶液;②NaF溶液。下列说法正确的是( )
A.c(H+):①>②
B.分别加入1 L 0.1 mol·L-1HCl溶液后,两溶液的pH:①<②
C.分别加入等浓度的盐酸至溶液呈中性,消耗盐酸的体积:①<②
D.n(HF)+n(F-)=n(HClO)+n(ClO-)
解析:D [A项:因为Ka(HF)>Ka(HClO),则酸性:HF>HClO,酸性越弱,对应的酸根离子的水解程度越大,所以NaClO的水解程度大,则NaClO溶液中氢氧根离子浓度大,氢离子浓度小,即c(H+):①<②,故A错误;B项:与盐酸恰好完全反应后所得溶液为氯化钠和弱酸,HClO的酸性小于HF,溶液的pH:①>②,故B错误;C项:溶液的碱性越强消耗的盐酸越多,溶液中c(OH-):①>②,故加入盐酸至中性所消耗盐酸体积:①>②,故C错误;D项:NaClO和NaF的物质的量相同,根据元素守恒可知n(HF)+n(F-)=n(HClO)+n(ClO-),故D正确。]
4.(2024·天津南开区一模)某温度下,关于①0.01 mol/L醋酸溶液,②pH=2的醋酸溶液,下列说法正确的是( )
A.c(CH3COOH):①>②
B.c(CH3COO-):①>②
C.c(CH3COOH)+c(CH3COO-):①=②
D.c(CH3COO-)+c(OH-):①<②
解析:D [A项:CH3COOH是一种弱酸,在水中会部分电离。①0.01 mol/L醋酸溶液中氢离子浓度小于0.01 mol/L,醋酸的浓度小于0.01 mol/L。②pH=2的醋酸溶液中氢离子浓度等于0.01 mol/L,醋酸的浓度大于0.01 mol/L。所以c(CH3COOH):①<②,故A错误;B项:c(CH3COO-):①<②,故B错误;C项:根据溶液中元素守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(CH3COOH)起始,所以c(CH3COOH)+c(CH3COO-):①<②,故C错误;D项:根据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+),所以①<②,故D正确。]
5.(2024·河南省实验中学高三开学考)已知常温下0.1 mol/L NaHSO3溶液pH<7,将10 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液缓慢滴加到10 mL 0.1 mol/L NaHSO3溶液中,下列说法不正确的是( )
A.滴加过程中,溶液中白色沉淀不断增加
B.常温下0.1 mol/L NaHSO3溶液中HSO电离程度大于其水解程度
C.当加入Ba(OH)2溶液体积为7.5 mL时,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(H+)
D.当加入的Ba(OH)2溶液体积小于5 mL时,溶液中的反应为:2HSO+Ba2++2OH-===BaSO3↓+2H2O+SO
解析:C [A.随钡离子和氢氧根离子的浓度增加,滴加过程中,逐渐产生亚硫酸钡沉淀,溶液中白色沉淀不断增加,故A正确;B.已知常温下0.1 mol·L-1NaHSO3溶液pH<7,说明亚硫酸氢钠的电离程度大于其水解程度,故B正确;C.当加入Ba(OH)2溶液体积为7.5 mL时,则氢氧化钡的物质的量为:0.75×10-3 mol,而NaHSO3的物质的量为1×10-3 mol,溶液中钠离子的物质的量为1×10-3 mol,亚硫酸根离子的物质的量1×10-3 mol-0.75×10-3 mol=0.25×10-3 mol,氢氧根离子的物质的量为:1.5×10-3 mol-1×10-3mol=0.5×10-3 mol,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(OH-)>c(SO)>c(H+),故C错误;D.当加入的Ba(OH)2溶液体积小于5 mL时,说明亚硫酸氢钠过量,则氢氧化钡少量,即氢氧化钡完全反应,所以钡离子与氢氧根离子之比等于1∶2,所以溶液中反应的离子方程式为:2HSO+Ba2++2OH-===BaSO3↓+2H2O+SO,故D正确。]
6.(2024·保定市高三开学考)某小组为了探究NaHSO3和Na2SO3溶液的相关性质,进行如下实验:
实验1:常温下,用pH计测得0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH为9.7,向溶液中缓慢通入SO2,使溶质恰好变为NaHSO3(忽略溶液体积变化),测得溶液的pH为5.28。
实验2:取10 mL 0.1 mol·L-1Na2SO3溶液,先加热,后降温,测得溶液pH与温度的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列叙述正确的是( )
A.常温下<Ka2(H2SO3)
B.常温下,Ka1(H2SO3)<Ka1(H2CO3)
C.a→b→c,主要原因是升高温度抑制SO水解,促进水电离
D.c→d,主要原因是降低温度使减小
解析:A [A.亚硫酸氢钠溶液显酸性,故HSO的电离能力大于HSO的水解能力,<Ka2(H2SO3),A正确;B.向碳酸氢钠溶液中通入SO2,转化成亚硫酸氢钠溶液,说明H2SO3的酸性比H2CO3的强,B错误;C.升高温度,水解程度、水的电离程度均增大,部分亚硫酸根离子被空气中的氧气氧化,导致因浓度降低而pH减小,C错误;D.c→d,主要原因是d溶液中部分亚硫酸根离子被空气中的氧气氧化导致c(SO)减小,SO水解平衡逆向移动,pH减小,D错误。]
7.(2024·房山区二模)用0.100 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定体积均为10.00 mL、浓度均为0.100 mol·L-1的HCl和CH3COOH溶液。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率(电导率越大表示溶液导电性越强)变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①代表向HCl中滴加NaOH
B.A点溶液的pH小于C点溶液的pH
C.A、B两点水的电离程度:A>B
D.C→D发生了反应:H++OH-===H2O
解析:C [A.HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,浓度相同时,HCl溶液的导电能力更强,所以曲线②代表向HCl溶液中滴加NaOH溶液,A错误;B.曲线①为向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液,当滴加的NaOH溶液为10.00 mL时,恰好与醋酸中和,所以A点溶质为CH3COONa,同理C点溶质为NaCl,由于醋酸根的水解,A点溶液显碱性,而C点溶液显中性,所以A点溶液的pH大于C点溶液的pH,B错误;C.A点溶质为CH3COONa,B点溶质为等物质的量的CH3COONa和NaOH,醋酸根的水解促进水的电离,而NaOH的电离会抑制水的电离,所以A点水的电离程度更大,C正确;D.C点溶质为NaCl,继续滴加NaOH溶液时不发生化学反应,D错误。]
8.(2024·贵阳市七校联考)丙三酸是一种有机三元酸,用H3A表示。25 ℃时,向1 mol·L-1的H3A溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含A的微粒的物质的量分数(δ)随溶液pH的变化曲线如图所示,下列相关说法正确的是( )
A.25 ℃时,H3A的第三级电离平衡常数的数量级为10-5
B.a点溶液中:c(H3A)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.b点溶液中:c(Na+)+c(H+)=3c(H2A-)+3c(A3-)+c(OH-)
D.25 ℃时,a、b、c三点溶液中水的电离程度:a>b>c
解析:C [A.由图可知,c点溶液中HA2-与A3-的浓度相等,溶液pH为5.83,由电离常数公式可知,H3A的三级电离常数Ka3(H3A)==c(H+)=10-5.83,则第三步电离平衡常数的数量级为10-6,故A错误;B.由图可知,a点溶液的pH为3.49,溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,故B错误;C.由图可知,b点溶液中HA2-与H2A-的浓度相等,由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(H2A-)+2c(HA2-)+3c(A3-)+c(OH-),可知溶液中c(Na+)+c(H+)=3c(H2A-)+3c(A3-)+c(OH-),故C正确;D.由图可知,向H3A溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液时,溶液中的氢离子浓度减小,抑制水的电离程度减小,则a、b、c三点溶液中水的电离程度为c>b>a,故D错误。]
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意
9.(2024·日照市二模)常温下,向20 mL 0.1 mol/L的H2A溶液中滴加NaOH溶液,各微粒浓度和滴定曲线关系如图(pC=-lgc),下列说法正确的是( )
A.曲线③代表HA-,曲线④代表滴定曲线
B.常温下H2A电离常数Ka1=10-4.02
C.0.1 mol/L Na2A溶液pH约为9.6
D.0.1 mol/L NaHA溶液中:c(H+)>c(OH-)+c(A2-)
解析:AC [由图可知,曲线④代表滴定曲线,曲线①、②、③分别代表A2-、H2A和HA-的pC随氢氧化钠溶液体积的变化曲线。A.由分析可知,曲线④代表滴定曲线,曲线③代表HA-的pC随氢氧化钠溶液体积的变化曲线,故A正确;B.由图可知,溶液中H2A和HA-的pC相等时,溶液pH小于4.02,由电离常数公式可知,溶液中H2A和HA-的pC相等时,电离常数Ka1(H2A)==c(H+)>10-4.02,故B错误;C.由图可知,溶液中A2-和HA-的pC相等时,溶液pH为6.2,由电离常数公式可知,溶液中A2-和HA-的pC相等时,电离常数Ka2(H2A)==c(H+)=10-6.2,水解常数则Kh1====10-7.8,0.1 mol/L Na2A溶液中氢氧根离子浓度约为 mol/L=10-4.4 mol/L,溶液pH约为10-9.6,故C正确;D.由图可知,NaHA溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)和元素守恒关系c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)可知,溶液中c(OH-)+c(A2-)>c(H+),故D错误。]
10.(2024·日照市一模)25 ℃时,向一定浓度的Na2C2O4溶液中逐滴加入HCl,以X表示或。已知pX=-lgX,混合溶液pX与pH的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ表示p[]与pH的关系
B.H2C2O4第一步电离常数的数量级为10-14
C.pH=2.71时,c(HC2O)>c(C2O)=c(H2C2O4)
D.pH=1.23时,3c(H2C2O4)+c(H+)=c(Cl-)
解析:BD [当pX=0,c(HC2O)=c(C2O),Ka2==c(H+);当pX=0,c(HC2O)=c(H2C2O4),Ka1=c(H+);由于Ka1>Ka2,结合图像可知,曲线Ⅱ表示p[]与pH的关系、曲线Ⅰ表示p与pH的关系;A.由分析可知,Ⅰ表示p与pH的关系,A正确。B.由点(2.23,-1)可知,H2C2O4第一步电离常数为Ka1==101×10-2.23=10-1.23,其数量级为10-2,B错误。C.由图可知,pH=2.71时,p>0,则c(HC2O)>c(C2O);Ka1==101×10-2.23=10-1.23,由点(3.19,1)可知,Ka2==10-1×10-3.19=10-4.19;Ka1·Ka2==10-5.42,此时pH=2.71,则Ka1·Ka2==10-5.42,得c(C2O)=c(H2C2O4),C正确。D.由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HC2O)+2c(C2O);由元素守恒可知,c(Na+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2O)+2c(C2O);两式联立可得:
c(H+)+2c(H2C2O4)+c(HC2O)=c(OH-)+c(Cl-);Ka1==10-1.23,pH=1.23时,c(H2C2O4)=c(HC2O),则有3c(H2C2O4)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),D错误。]
11.(2024·潍坊市一模)常温下,将0.2 mol·L-1NH4Cl溶液与0.2 mol·L-1NaHA溶液等体积混合所得溶液pOH=6.2。向混合溶液中缓慢通入HCl气体或加入NaOH固体(无NH3逸出),溶液中的粒子分布系数δ(x)随溶液pOH的变化如图所示。
已知:δ(X)=或δ(X)=;a、b、c、d、e分别表示A2-、HA-、H2A、NH、NH3·H2O中的一种。Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5。
下列说法错误的是( )
A.图中曲线a表示的是NH3·H2O,曲线e表示的是H2A
B.pH=7时,c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O)-c(H2A)=0.1 mol/L
C.M点时,=
D.pOH=8时,c(H2A)>c(HA-)>c(OH-)>c(NH3·H2O)
解析:AD [常温下,将0.2 mol·L-1NH4Cl溶液与0.2 mol·L-1NaHA溶液等体积混合所得溶液pOH=6.2,溶液显碱性,则NaHA水解程度大于其电离程度,且大于NH4Cl水解程度;混合液随着pH变大,NH3·H2O浓度变大、NH浓度减小、H2A浓度减小、HA-浓度先减小后增大、A2-浓度增大,故a、b、c、d、e分别表示A2-、NH3·H2O、HA-、NH、H2A曲线。A.由分析可知,曲线a表示的是A2-,曲线e表示的是H2A,A错误;B.等体积混合所得初始混合液pOH=6.2,此时pH=7时,则必定为加入了HCl,则根据元素守恒可知:c(NH)+c(NH3·H2O)=0.1 mol/L、c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1 mol/L、c(Na+)=0.1 mol/L,根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-),c(H+)=c(OH-);以上式子联立可得,c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O)-c(H2A)=0.1 mol/L;B正确;C.Ka2(H2A)=,可得=;Kw=c(H+)·c(OH-)、Kb(NH3·H2O)=;M点时溶液显碱性,应该加入了氢氧化钠,根据元素守恒可知:c(NH)+c(NH3·H2O)=0.1 mol/L,以上式子可得c(H+)=;c(H+)代入=中得=,C正确;D.pOH=8时,c(NH)+c(NH3·H2O)=0.1 mol/L、c(OH-)=10-8 mol/L,Kb(NH3·H2O)===1.7×10-5,则c(NH3·H2O)≈6×10-5 mol/L,故c(OH-)<c(NH3·H2O),D错误。]
三、非选择题
12.(2024·威海市检测)含硫化合物在生产生活中有重要应用。回答下列问题:
(1)已知25 ℃时0.1 mol/L NaHSO3溶液的pH约为6,下列关于NaHSO3、Na2SO3的说法正确的是( )
A.Na2SO3溶液和NaHSO3溶液都能促进水的电离
B.含等物质的量的Na2SO3和NaHSO3的溶液中,Na2SO3溶液中阴离子数目多
C.0.1 mol/L NaHSO3溶液中:<Ka2(H2SO3)
D.将0.1 mol/L Na2SO3溶液与0.1 mol/L CaCl2溶液等体积混合,产生白色沉淀,可得出混合溶液中:c(Ca2+)·c(SO)<Ksp(CaSO3)
(2)某同学在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 mol/L Na2SO3溶液和40 mL 0.2 mol/LNaHSO3溶液,分别用0.4 mol/L盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
①图中向NaHSO3溶液中滴加盐酸的曲线是______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
②当滴加盐酸的体积为V1mL时(b点),所发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)工业上常利用Na2SO3溶液作为吸收液脱除硫酸工厂烟气中的SO2。
①Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________。
②当吸收液呈中性时,c(Na+)=______________________(用含离子浓度的关系式表示)。
③常温下,当吸收液中n(SO):n(HSO)=1∶1时,混合溶液的pH为7.2,Kh1(Na2SO3)=______________。
解析:(1)A.已知0.1 mol/L亚硫酸氢钠溶液的pH约为6,说明亚硫酸氢根离子的水解程度小于其电离程度,亚硫酸氢钠抑制水的电离,A错误;B.等物质的量的Na2SO3和NaHSO3溶液中,阴离子均为SO、HSO、OH-三种,根据元素守恒,c(SO)+c(HSO)两溶液相同,但是Na2SO3溶液pH较大,Na2SO3溶液中c(OH-)大于NaHSO3中c(OH-),故亚硫酸钠中阴离子数目多,B正确;C.=,Ka2=,因为亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度,因此c(H+)·c(SO)>c(OH-)·c(H2SO3),C正确;D.将0.1 mol/L亚硫酸钠和0.1 mol/L氯化钙混合,产生白色沉淀,此时达到沉淀溶解平衡,混合溶液中c(Ca2+)·c(SO)=Ksp(CaSO3),D错误。
(2)①亚硫酸氢钠溶液呈酸性,向亚硫酸氢钠溶液中滴加盐酸,立即会有气体产生,图中向NaHSO3溶液中滴加盐酸的曲线为乙、丙。②20 mL 0.4 mol/L Na2SO3溶液中滴加0.4 mol/L盐酸,当滴加盐酸20 mL时Na2SO3已全部转化为NaHSO3,继续滴加盐酸,发生反应的离子方程式为HSO+H+===H2SO3。
(3)①Na2SO3中亚硫酸根离子水解生成HSO和OH-,水部分电离产生氢离子和氢氧根离子,因此Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)。
②当吸收液呈中性,即c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)+c(HSO),则c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)。③Na2SO3水解的离子方程式为SO+H2OHSO+OH-,Kh1=,pH=7.2,则c(OH-)=10-6.8 mol/L,n(SO)∶n(HSO)=1∶1,Kh1=c(OH-)=10-6.8。
答案:(1)BC (2)①乙丙 ②HSO+H+===H2SO3 (3)①c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+) ②2c(SO)+c(HSO) ③10-6.8
13.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题:
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
(25 ℃)
Ka=
1.75×10-5
Ka=
6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
①0.1 mol·L-1 NaCN溶液和0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,c(CN-)________c(HCO)(填“>”“<”或“=”)。
②常温下,pH相同的三种溶液:
A.CH3COONa
B.NaCN
C.Na2CO3
其物质的量浓度由大到小的顺序是______(填字母)。
③已知25 ℃时,CH3COOH(aq)+OH-(aq)===CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1,醋酸电离的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤室温下,一定浓度的CH3COONa溶液pH=9,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
溶液中=________。
(2)室温下,用0.100 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的某氨水溶液,滴定曲线如图所示(横坐标为盐酸的体积)。
①d点所示的溶液中离子浓度由大到小的顺序为
________________________________________________________________________。
②b点所示的溶液中c(NH3·H2O)-c(NH)=________________(用溶液中的其他离子浓度表示)。
解析:(1)①由于Ka(HCN)<Ka1(H2CO3),可知HCN的酸性比H2CO3酸性弱,依据越弱越水解规律,0.1 mol·L-1 NaCN溶液中CN-的水解能力大于0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HCO的水解能力,则c(CN-)<c(HCO)。②由于Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),依据越弱越水解规律可知,等物质的量浓度的CH3COONa、NaCN、Na2CO3溶液的水解能力CO>CN->CH3COO-,此时溶液pH由大到小的顺序为:Na2CO3>NaCN>CH3COONa;则pH相同时,浓度由大到小的顺序为:CH3COONa>NaCN>Na2CO3,即A>B>C。③将所给的两个热化学方程式依次编号为(ⅰ)、(ⅱ),依据盖斯定律,由(ⅰ)-(ⅱ)式得到醋酸电离的热化学方程式为CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH=(-a+b)kJ·mol-1。④根据表中数据可知,Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),依据强酸制弱酸的规律可知,将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式为:CN-+CO2+H2O===HCN+HCO。
⑤CH3COONa溶液显碱性的原因是,CH3COO-发生水解反应,水解的离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;在溶液中CH3COOH的电离平衡常数Ka==1.75×10-5,pH=9,c(H+)=10-9 mol·L-1,所以=1.75×104。
(2)①d点时溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),又由电荷守恒可知c(Cl-)>c(NH),所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
②b点时,所加盐酸体积为10 mL,此时溶液为等浓度的氯化铵和一水合氨的混合物,由于一水合氨的电离程度大于氯化铵的水解程度,溶液显碱性,根据溶液中的电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)、元素守恒:
2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O),可以推知c(NH3·H2O)-c(NH)=2c(H+)-2c(OH-)。
答案:(1)①< ②A>B>C ③CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH=(-a+b)kJ·mol-1
④CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
⑤CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
1.75×104
(2)①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②2c(H+)-2c(OH-)
14.(2024·青岛莱西市检测)铵盐在日常生活中用处广泛,NH4Al(SO4)2常作食品加工中的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其原理是____________________(用离子方程式说明)。
(2)相同条件下,下列五种溶液中c(NH)由大到小的顺序是____________________。
①0.1 mol/L NH4Cl溶液;②0.1 mol/L CH3COONH4溶液;③0.1 mol/L NH4HSO4溶液;④0.1 mol/L氨水;⑤NH4Al(SO4)2溶液
(3)25 ℃时,已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)≈1.75×10-5。则判断常温下,CH3COONH4溶液中的pH________7(填“>”“=”或“<”),理由是____________________。
(4)如图1所示是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是________(填字母),导致pH随温度变化的原因是__________________________________________________。
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________________。
(5)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是
________________________________________________________________________。
解析:(1)NH4Al(SO4)2溶液中,Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降。
(2)①0.1 mol/L NH4Cl溶液中,Cl-对NH的水解无影响;②0.1 mol/L CH3COONH4溶液,CH3COO-水解生成的OH-促进NH的水解;③0.1 mol/L NH4HSO4溶液中,HSO电离出的H+抑制NH的水解;④0.1 mol/L氨水中,NH3·H2O电离产生NH;⑤NH4Al(SO4)2溶液中,Al3+水解生成的H+抑制NH的水解,但生成的H+比HSO电离出的少,c(NH)小于③中的;综上所述,c(NH)由大到小的顺序是:③>⑤>①>②>④。
(3)CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,则CH3COONH4溶液中CH3COO-和NH的水解常数相等,则CH3COONH4溶液中的pH=7。
(4)①由于NH4Al(SO4)2溶于水电离出的NH、Al3+均水解使溶液显酸性,且水解是吸热的,加热促进水解,溶液的酸性增强,pH减小,因此符合条件的曲线是Ⅰ。
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中pH=3,根据电荷守恒可知,20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)+c(OH-)=c(NH)+c(H+)+3c(Al3+),则2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11) mol·L-1。
(5)向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液反应的离子方程式依次为H++OH-===H2O、OH-+NH===NH3·H2O。a点恰好中和H+,溶液中的NH水解促进水的电离。a点之后NH浓度减小,所以溶液中水的电离程度最大是a点;在b点pH=7,溶液显中性,溶液中的溶质是硫酸钠、硫酸铵和一水合氨,则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)。
答案:(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降
(2)③>⑤>①>②>④
(3)= CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,则CH3COONH4溶液中CH3COO-和NH的水解常数相等,则CH3COONH4溶液中的pH=7
(4)①Ⅰ NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度使其水解程度增大,pH减小
②(10-3-10-11) mol·L-1
(5)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>
c(OH-)=c(H+)
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