内容正文:
第3章 第2节 第2课时
1.(双选)室温下,水的电离达到平衡:H2OH++OH-。下列叙述正确的是( )
A.向水中加入少量金属Na,平衡正向移动,c(OH-)增大
B.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,Kw变小
C.向水中加入少量NaHSO4或NaHCO3固体,平衡均正向移动,水的电离程度增大
D.向水中加入少量CH3COONH4固体,溶液呈中性,水的电离程度增大
AD [水中加入少量金属Na,Na与水电离出的H+发生置换反应生成H2,平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大,A正确。水中加入CH3COOH,电离产生的H+抑制了水的电离,水的电离平衡逆向移动,由于温度不变,Kw不变,B错误。水中加入少量NaHSO4,电离产生的H+抑制了水的电离,水的电离平衡逆向移动,水的电离程度减小;加入NaHCO3固体,HCO水解则促进水的电离,水的电离程度增大,C错误。 CH3COONH4是弱酸弱碱盐,水中加入其固体,CH3COO-、NH均发生水解而促进水的电离,水的电离平衡正向移动,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,D正确。]
2.下列盐类水解的离子方程式中,正确的是( )
A.NaHCO3:HCO+H2OCO2↑+H2O+OH-
B.CuCl2:Cu2++2H2OCu(OH)2↓+2H+
C.NH4NO3:NH+H2ONH3·H2O+H+
D.Na2S:S2-+2H2OH2S+2OH-
C [HCO水解生成H2CO3,不能分解,A错误;Cu2+水解程度很小,不能生成沉淀,B错误;S2-要分步发生水解,第一步水解生成HS-,D错误。]
3.下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是( )
A.盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH-)
C.在CH3COONa溶液中,由水电离的c(H+)≠c(OH-)
D.水电离出的H+和OH-与盐电离出的弱酸根或弱碱阳离子结合,引起盐溶液呈酸碱性
C [盐溶液呈酸碱性的原因是盐电离产生的弱酸根或弱碱阳离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,A正确;NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中NH发生水解,结合水电离出的OH-,导致溶液中c(H+)>c(OH-),B正确;CH3COONa溶液中CH3COO-结合水电离出的H+生成CH3COOH,使得溶液中c(H+)<c(OH-),故溶液呈碱性,但水电离的c(H+)、c(OH-)仍相等,C错误;盐类水解的实质是盐电离出的弱酸根或弱碱阳离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,导致c(H+)≠c(OH-),使得盐溶液呈酸碱性,D正确。]
4.有四种物质的量浓度相同且由+1价阳离子A+、B+和-1价阴离子X-、Y-组成的盐溶液,常温下AX溶液和BY溶液的pH都为7,AY溶液的pH<7,BX溶液的pH>7,则可能不水解的盐是( )
A.AX B.BX
C.AY D.BY
D [AY溶液的pH<7,说明A+发生水解反应:A++H2OAOH+H+,则Y-可能不发生水解反应或发生水解反应,但水解程度较A+要小;BX溶液的pH>7,说明X-发生水解反应:X-+H2OHX+OH-,则B+可能不发生水解反应或发生水解反应,但水解程度较X-要小,综上所述,含有X-或A+的盐,如AX、BX、AY均能发生水解反应,故BY可能不发生水解反应。]
5.(教材改编题)结合所学盐类水解知识,回答问题:
(1)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”),原因是(用离子方程式表示)____________________、____________________________。
(2)常温下,实验测得0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH=5,则溶液中由水电离出来的c水(OH-)=________________________________________________________________________。
(3)常温下,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液充分反应所得溶液的pH=6,则此溶液中c(CH3COO-)和c(Na+)的大小关系是________________________。
解析 (1)莫尔盐溶液中NH、Fe2+都是弱碱的阳离子,均发生水解而使溶液呈酸性。
(2)常温下,0.1 mol/L NH4Cl溶液中NH发生水解,结合水电离出的OH-生成NH3·H2O,该溶液中H+全部来源于水的电离;水电离出来的c(OH-)、c(H+)始终相等,则该由水电离出来的c水(OH-)=c水(H+)=1×10-5 mol/L。
(3)常温下,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液充分反应所得溶液的pH=6,溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-);混合液呈电中性,据电荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),从而推知c(CH3COO-)>c(Na+)。
答案 (1)酸 NH+H2ONH3·H2O+H+ Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+
(2)1×10-5 mol/L
(3)c(CH3COO-)>c(Na+)
1.(教材改编题)现有SO、NH、Al3+、Na+、SO、Fe3+、HCO、CH3COO-、Cl-等离子,下列说法中不正确的是( )
A.发生水解而使溶液呈碱性的有SO、HCO 、CH3COO-
B.发生水解而使溶液呈酸性的有NH、Al3+、Fe3+
C.不能发生水解的有Na+、SO、Cl-
D.测得CH3COONH4溶液呈中性,说明NH、CH3COO-相互抑制,不发生水解反应
D [弱酸根离子发生水解而使溶液呈碱性,弱碱阳离子发生水解而使溶液呈酸性,A、B均正确;强碱阳离子和强酸的酸根不发生水解反应,C正确;CH3COONH4溶液呈中性,其原因是NH、CH3COO-的水解程度相同,并非不发生水解,D错误。]
2.25℃时,浓度均为0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.都存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.前者溶液中c(OH-)小于后者
D.两溶液中c(Na+)之比为2∶1
C [Na2CO3溶液中存在水的电离平衡和CO的水解平衡,NaHCO3溶液中存在水和HCO的电离平衡,存在HCO的水解平衡,A正确。两溶液中均存在Na+、H+、OH-、HCO、CO、H2CO3及H2O,粒子种类相同,B正确。CO的第一步水解程度大于HCO的水解程度,故Na2CO3溶液的碱性强,c(OH-)大,C错误。0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3溶液中,c(Na+)分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L,其比值为2∶1,D正确。]
3.已知某酸H2B在水溶液中存在下列关系:H2BH++HB-,HB-H++B2-。则下列关于酸式盐NaHB溶液的说法中不正确的是( )
A.电离方程式为:NaHBNa++H++B2-
B.NaHB溶液可能呈酸性或碱性
C.NaHB和NaOH溶液反应的离子方程式为HB-+OH-===H2O+B2-
D.该溶液中有:c(Na+)= c(H2B)+ c(HB-)+ c(B2-)
A [H2B的第二步电离是可逆的,则NaHB溶于水主要以Na+和HB-离子形式存在,故电离方程式为NaHB===Na++HB-,A错误。NaHB溶液中存在HB-的电离平衡和水解平衡,若电离程度大于其水解程度,则NaHB溶液呈酸性,若水解程度大于电离程度,则NaHB溶液呈碱性,B正确;NaHB和NaOH溶液反应生成Na2B和H2O,离子方程式为HB-+OH-===H2O+B2- ,C正确;NaHB溶液中据物料守恒可得c(Na+)= c(H2B)+ c(HB-)+ c(B2-),D正确。]
4.常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA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,下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
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+)
D [0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合恰好完全反应生成NaA和H2O,由图可知,溶液中c(A-)小于0.1 mol·L-1,说明A-发生了水解反应,则HA是弱酸,A错误;A-发生水解生成HA和OH-,混合液呈碱性,pH>7,B错误;该混合液中离子浓度关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),故X、Y、Z分别表示OH-、HA和H+,C错误;所得溶液为NaA溶液,据物料守恒可得c(A-)+c(HA)=c(Na+),D正确。]
5.浓度均为0.1 mol·L-1的下列八种溶液:①HCl;
②H2SO4; ③CH3COOH; ④Ba(OH)2; ⑤KOH; ⑥NaF; ⑦KCl; ⑧NH4Cl 的pH由小到大的顺序是( )
A.②①③⑧⑦⑥⑤④ B.②①③⑥⑦⑧⑤④
C.①②③⑧⑦⑥④⑤ D.②①⑧③⑦⑥④⑤
A [NH4Cl溶液因NH水解而呈酸性,NaF溶液因F-水解而呈碱性,考虑盐类水解程度较小,NH4Cl溶液的酸性比①②③三种酸的弱,NaF溶液的碱性比④⑤两种碱的碱性弱;HCl是一元强酸,H2SO4是二元强酸,CH3COOH是一元弱酸,KOH是一元强碱,Ba(OH)2是二元强碱,KCl是强酸强碱盐,由于八种溶液的浓度均为0.1 mol·L-1,故溶液的pH:②<①<③<⑧<⑦<⑥<⑤<④。]
6.已知:常温下浓度为0.1 mol/L的下列溶液的pH如表:
溶质
NaCl
Na2CO3
NaClO
NaHCO3
pH
7
11.6
9.7
8.3
下列有关说法不正确的是( )
A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力:HCl>H2CO3> HClO
B.等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液与NaClO溶液中Cl-和ClO-离子数:Cl->ClO-
C.向Na2CO3溶液中逐滴滴入少量稀盐酸,反应为:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
D.若将CO2通入0.1 mol/L Na2CO3溶液至溶液中性,则溶液中:2c(CO)+c(HCO)=0.2 mol/L
C [常温下浓度为0.1 mol/L NaClO溶液的pH大于0.1 mol/L NaHCO3溶液,则酸性:H2CO3>HClO,电离程度:H2CO3>HClO,故同温、同浓度的三种酸溶液的导电能力为HCl>H2CO3> HClO,A正确; NaClO溶液中部分ClO-发生水解生成HClO,故等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液与NaClO溶液中Cl-、ClO-离子个数:Cl->ClO-,B正确;向Na2CO3溶液中逐滴滴入少量稀盐酸,发生的反应为Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl+H2O,C错误;0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(Na+)=0.2 mol/L,将CO2通入Na2CO3溶液至中性,则有c(H+)=c(OH-);此时CO2过量,反应生成了NaHCO3,由于该过程中溶液的体积不变,则溶液中c(Na+)仍等于0.2 mol/L,据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),则有c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)=0.2 mol/L,D正确。]
7.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 一元酸HR溶液中逐渐通入氨气[已知常温下,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5 mol/L],使溶液的温度和体积保持不变,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如下图所示。下列叙述中正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 HR溶液的pH约为3
B.HR为弱酸,常温下Ka(HR)=1.0×10-7 mol/L
C.当通入0.1 mol NH3时,溶液中c(R-)=c(NH)
D.当c(HR)=c(R-)时,溶液呈中性
A [由图可知,pH=5时,lg [c(R-)/c(HR)]=0,则有c(R-)/c(HR)=1,说明HR在溶液中不能完全电离,则HR是弱酸,存在电离平衡:HRH++R-,HR的电离平衡常数为Ka(HR)=[c(H+)·c(R-)]/c(HR)=c(H+)=1×10-5 mol/L,由于温度不变,则Ka(HR)始终不变。设HR溶液中c(H+)=x mol·L-1,则有Ka(HR)=x2/(0.1 mol·L-1)=1×10-5 mol·L-1,解得x=1×10-3 mol·L-1,则pH=3,A正确。由A项分析可知,HR为弱酸,常温下Ka(HR)=1.0×10-5mol/L,B错误。1 L 0.1 mol·L-1 一元酸HR溶液中通入0.1 mol NH3,二者恰好完全反应生成NH4R,由于Ka(HR)<Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5 mol/L,则R-的水解程度大于NH的水解程度,故溶液中c(R-)<c(NH),C错误。由图可知,当c(HR)=c(R-)时,lg [c(R-)/c(HR)]=0,pH=5,溶液呈酸性,D错误。]
8.醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠是其常见的盐。[已知:25℃,Ka(CH3COOH)=1.69×10-5 mol/L]。请回答下列问题:
(1)写出醋酸钠溶液中存在的平衡(离子方程式):_________________________________________________________________________。
(2)在CH3COONa溶液中离子浓度由大到小的顺序为
________________________________________________________________________。
(3)25℃时,醋酸的电离平衡常数表达式为Ka=________。0.10 mol·L-1的醋酸溶液的pH约为________(提示:醋酸的电离常数很小,lg 1.3=0.114)。
(4)常温时,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”),该溶液中电荷守恒表达式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)常温时,将m mol·L-1的醋酸和n mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,则m与n的大小关系是m__________n,醋酸溶液中c(H+)________NaOH溶液中c(OH-) (填“>”“<”或“=”)。
解析 (1)CH3COONa溶液中存在CH3COO-的水解平衡和H2O的电离平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-。
(2)在CH3COONa溶液中,CH3COO-发生水解而使溶液呈碱性,则有c(OH-)>c(H+);据电荷守恒可得:c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),则有c(Na+)>c(CH3COO-),故离子浓度大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,则电离平衡常数表达式为
Ka=。0.10 mol·L-1的醋酸溶液中,c(H+)≈c(CH3COO-),c(CH3COOH)≈0.10 mol·L-1,则有Ka(CH3COOH)=≈==1.69×10-5 mol/L,解得c(H+)=1.3×10-3 mol·L-1,故pH=-lg (1.3×10-3)=3-lg 1.3=3-0.114≈2.89。
(4)常温时,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,发生中和反应后,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-);据电荷守恒可得:c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),从而推知:c(Na+)<c(CH3COO-)。
(5)常温时,将m mol·L-1的醋酸和n mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,此时溶液呈中性;若二者恰好完全反应生成CH3COONa,溶液显碱性,欲使溶液呈中性,醋酸要稍过量,则有m>n。由于醋酸是弱电解质,部分电离,NaOH是强电解质,完全电离,则有醋酸溶液中c(H+)小于NaOH溶液中c(OH-)。
答案 (1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-
(2)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(3) 2.89
(4)< c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(OH-)
(5)> <
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