内容正文:
优化探究
专题3 水溶液中的离子反应
第三单元 盐类的水解
第1课时 盐类水解的原理
[课程标准要求] 1.认识盐类水解有一定限度,理解盐类水解的概念,能正确书写盐类水解的离子方程式和化学方程式。2.通过实验分析、推理等方法认识盐类水解的实质,掌握盐溶液呈现酸、碱性的原因和规律,能根据盐的组成判断溶液的酸、碱性。
任务一 盐溶液的酸碱性及原因
任务二 盐类水解方程式的书写
课时作业 巩固提升
任务一 盐溶液的酸碱性及原因
1.探究盐溶液的酸碱性
通过实验测定室温时下列0.1 mol·L-1盐溶液的pH,填写下表。
盐溶液 盐的类型 溶液pH 酸碱性
NaCl pH 7 性
CH3COONa pH 7 性
NH4Cl pH 7 性
Na2CO3 pH 7 性
AlCl3 pH 7 性
实验结论:“谁强显谁性,同强显中性”。
强酸强碱盐
=
中
强碱弱酸盐
>
碱
强酸弱碱盐
<
酸
强碱弱酸盐
>
碱
强酸弱碱盐
<
酸
2.盐溶液呈酸碱性的理论分析
(1)NaCl溶液呈中性的原因
NaCl===Na++Cl-
H2O⥫⥬H++OH-
NaCl溶于水后电离出的Na+和Cl-均不能与水电离出的OH-或H+结合,水的电离平衡不发生移动,溶液中c(H+) c(OH-),因而NaCl溶液呈 性。
=
中
(2)CH3COONa溶液呈碱性的原因
CH3COONa电离出的 与H2O电离出的 结合生成弱电解质 ,使水的电离平衡向 方向移动,导致溶液中c(OH-) c(H+),因而CH3COONa溶液呈 。
CH3COO-
H+
CH3COOH
电离
>
碱性
(3)NH4Cl溶液呈酸性的原因
NH4Cl电离出的N与H2O电离出的OH-结合生成弱电解质 ,使水的电离平衡向 方向移动,导致溶液中c(H+) c(OH-),因而NH4Cl溶液呈 。
NH3·H2O
电离
>
酸性
3.盐类的水解
(1)概念:盐在水溶液中电离出的离子与水电离出的 结合生成 的反应。
(2)实质
H+或OH-
弱电解质
H+
OH-
碱
酸
(3)特点
可逆
逆过程
分步进行的
第一步
4.盐类水解的规律
(1)有弱才水解——必须含有弱酸或弱碱的离子才能发生水解。
(2)无弱不水解——强酸强碱盐不发生水解。常见不水解的离子:①强酸阴离子:Cl-、S;②强碱阳离子:K+、Na+、Ca2+、Ba2+。
(3)谁弱谁水解——发生水解的是弱碱阳离子或弱酸阴离子。
(4)谁强显谁性——组成盐的酸根离子(碱的阳离子)是强酸根离子(强碱的阳离子),则显酸(碱)性。
(5)都弱都水解——弱酸弱碱盐因阴、阳离子都能发生水解且两水解过程可相互促进,所以水解程度较大,少数可以完全水解。
(6)同强显中性——①强酸强碱盐溶液显中性;②盐中的阳离子对应的碱的电离常数Kb与盐中的阴离子对应的酸的电离常数Ka相等时,盐溶液呈中性,如CH3COONH4溶液呈中性。
(7)越弱越水解——组成盐的酸根离子对应的酸(即水解生成的酸)酸性越弱(或阳离子对应的碱的碱性越弱),水解程度就越大,此即“越弱越水解”规律。
电离程度:CH3COOH>H2CO3>HCN>HC,水解程度:CH3COO-<HC。
(1)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。( )
(2)某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应。( )
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同。( )
(4)CH3COONH4水溶液呈中性,溶液中的c(H+)=c(OH-)。( )
√
×
√
√
1.怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、NH4Cl溶液和Na2CO3溶液?
提示:将三种溶液各取少许于试管中,分别滴入紫色石蕊溶液,溶液不变色的为NaCl溶液,变红色的为NH4Cl溶液,变蓝色的为Na2CO3溶液。
2.怎样证明Na2CO3溶液呈碱性是由C水解引起的?
提示:向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去,可说明Na2CO3溶液呈碱性是由C水解引起的。
3.已知常温下HF和CH3COOH的电离常数分别为3.53×10-4、1.8×10-5,试判断等浓度的NaF和CH3COONa溶液pH的大小。
提示:依据越弱越水解判断,CH3COONa溶液的pH大于NaF溶液的pH。
1.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH分别为
8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A.HX、HZ、HY B.HX、HY、HZ
C.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX
B
2.有下列盐溶液:
①KNO3 ②CuSO4 ③K2CO3 ④FeCl3 ⑤K2SO4 ⑥NaClO
⑦NH4Cl ⑧AgNO3
呈酸性的是 (填序号,下同),呈碱性的是 ,呈中性的是
。
②④⑦⑧
③⑥
①⑤
CuSO4、AgNO3、FeCl3、NH4Cl属于强酸弱碱盐,溶液呈酸性;K2CO3、NaClO属于强碱弱酸盐,溶液呈碱性;KNO3、K2SO4属于强酸强碱盐,溶液呈中性。
3.等物质的量浓度的下列物质的溶液,其pH由小到大的顺序是
(填序号)。
①CH3COONa ②NaOH ③NaNO3 ④HCl
⑤Al2(SO4)3 ⑥CH3COOH
④⑥⑤③①②
4.常温下,某浓度的NH4Cl溶液的pH为4,回答下列问题:
(1)该NH4Cl溶液中含氮元素的微粒有 。
(2)该NH4Cl溶液中c水(H+)与pH=4的盐酸中c水(H+)比值为 。
N、NH3·H2O
106
(2)pH=4的NH4Cl溶液中水电离的c水(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4的盐酸中水电离的c水(H+)=10-10 mol·L-1,则该NH4Cl溶液中c水(H+)与pH=4的盐酸中
c水(H+)比值为=106。
任务二 盐类水解方程式的书写
1.盐类水解程度一般很小,水解时通常不生成沉淀和气体,书写水解反应的离子方程式时,一般用“⥫⥬”连接,产物不标“↑”或“↓”。
如:(1)NaClO:ClO-+H2O⥫⥬HClO+OH-。
(2)(NH4)2SO4:N+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+。
2.多元弱酸根离子的水解分步进行,以第一步为主。
如:Na2CO3:C+H2O⥫⥬H2CO3+
OH-。
3.多元弱碱阳离子水解反应过程复杂,要求一步写到底。
如AlCl3:Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3+3H+。
4.弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进。
(1)N、CH3COO-等组成的盐虽然水解相互促进,但水解程度较小,书写时仍用“⥫⥬”表示。如:N+CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+NH3·H2O。
(2)Al3+与C、HC、S2-、HS-、Al,Fe3+与C、HC等组成的盐水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀,书写时用“===”表示。如泡沫灭火器原理:Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。
1.下列有水参与的反应属于盐类水解反应的是( )
A.NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O
B.Al+2H2O⥫⥬Al(OH)3+OH-
C.H3BO3+H2O⥫⥬H++B(OH
D.HP+H3O+
B
NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O为化合反应,不属于盐的水解,故A不符合题意;
Al+2H2O⥫⥬Al(OH)3+OH-为Al的水解反应,故B符合题意;
H3BO3+H2O⥫⥬H++B(OH为H3BO3的电离方程式,不是水解反应,故C不符合题意;HP的电离方程式,不是水解反应,故D不符合题意。
2.写出下列物质发生水解反应的离子方程式,并指明水溶液的酸碱性:
(1)Na2S: 。
(2)CuSO4: 。
(3)CH3COONa: 。
(4)Fe2(SO4)3: 。
(5)NH4NO3: 。
S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-、HS-+H2O⥫⥬H2S+OH-;碱性
Cu2++2H2O⥫⥬Cu(OH)2+2H+;酸性
CH3COO-+H2O⥫⥬CH3COOH+OH-;碱性
Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+;酸性
N+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+;酸性
课时作业 巩固提升
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[对点训练]
题组一 盐类水解的实质及规律
1.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(OH-)≠c(H+)
D.水电离出的H+(或OH-)与盐中的弱酸酸根离子(或弱碱阳离子)结合,造成盐溶液呈碱(或酸)性
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C
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水电离出的c(H+)=c(OH-)一定成立,CH3COONa溶液显碱性,是由于水电离出的H+有一部分与CH3COO-结合成CH3COOH,从而使c(H+)<c(OH-)。
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2.常温下,某溶液中由水电离产生的H+的浓度为1×10-5 mol·L-1,则该溶液中的溶质可能是下列物质中的( )
A.HCl B.NaHSO4
C.NH4Cl D.NaCl
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C
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常温下,某溶液中由水电离产生的H+的浓度为1×10-5 mol·L-1>1×
10-7 mol·L-1,说明溶质是促进水电离的物质,NH4Cl为强酸弱碱盐,促进水的电离,C正确。
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3.已知次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,下列说法不正确的是( )
A.H3PO2中磷元素的化合价为+1价
B.NaH2PO2的水溶液呈弱酸性
C.H3PO2在水中的电离形式只有H3PO2⥫⥬H++H2P
D.NaH2PO2属于正盐
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B
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根据化合物中各元素化合价之和为0可知,H3PO2中磷元素的化合价为+1价,A正确;次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,因此NaH2PO2的水溶液呈弱碱性,B错误;次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,因此H3PO2在水中的电离形式只有H3PO2⥫⥬H++H2P,C正确;次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,因此NaH2PO2属于正盐,D正确。
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4.一元酸HA的溶液中,加入一定量的一元强碱MOH的溶液后,恰好完全反应,则关于反应后的溶液,下列判断一定正确的是( )
A.c(A-)≥c(M+)
B.c(A-)=c(M+)
C.若MA不水解,则c(OH-)<c(H+)
D.若MA水解,则c(OH-)>c(H+)
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D
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若MA不水解,则溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),再根据电荷守恒可知,c(A-)=
c(M+);若MA水解,说明HA为一元弱酸,则MA溶液中c(OH-)>c(H+),再根据电荷守恒可知,c(A-)<c(M+)。
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5.下列一定能说明HClO是弱电解质的是( )
A.25 ℃时,用pH试纸测0.01 mol·L-1HClO的pH
B.25 ℃时,NaClO溶液的pH大于7
C.25 ℃时,若测得HClO溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得pH=b,b-a<1,则HClO是弱酸
D.浓度相同的NaOH溶液分别与pH相同的次氯酸、盐酸反应呈中性,前者消耗的NaOH溶液的体积多
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B
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A项,HClO能氧化漂白pH试纸,错误;C项,25 ℃时,若测得HClO溶液pH>6,无论弱酸还是强酸,稀释10倍后,pH一定小于7,错误;D项,酸的体积未知,故不能根据消耗的NaOH溶液的体积的多少判断酸性强弱,错误。
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题组二 盐类水解方程式
6.下列离子方程式属于盐的水解且书写正确的是( )
A.MgCl2溶液:Mg2++2H2O⥫⥬Mg(OH)2↓+2H+
B.NaHCO3溶液:HC+H2O⥫⥬H2CO3+OH-
C.Na2SO3溶液:S+2H2O⥫⥬H2SO3+2OH-
D.KCN溶液:CN-+H2O===HCN+OH-
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A项,Mg(OH)2不应标“↓”;C项,S应分步水解;D项,应用“⥫⥬”。
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7.下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是( )
①HCl+H2O⥫⥬H3O++Cl-
②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl
③Na2CO3+2H2O⥫⥬H2CO3+2NaOH
④碳酸氢钠溶液:HC+H3O+
⑤NH4Cl溶于D2O中:N+D2O⥫⥬NH3·D2O+H+
A.①②③④ B.①②③
C.②③⑤ D.全部
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氯化氢不能发生水解,①错误;氯化铝水解的方程式应用“⥫⥬”连接,②错误;C应分步水解,③错误;碳酸氢根离子的水解方程式为HC+H2O
⥫⥬H2CO3+OH-,④错误;NH4Cl溶于D2O中,水解反应的离子方程式为N+D2O⥫⥬NH3·DHO+D+,⑤错误。
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题组三 溶液中微粒数目的简单比较
8.物质的量相等的下列物质形成的等体积溶液中,所含微粒种类最多的是( )
A.CaCl2 B.CH3COONa
C.NH3 D.K2S
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D
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CaCl2不水解,其溶液中存在的微粒有5种:Ca2+、Cl-、OH-、H+、H2O;
CH3COONa发生水解,其溶液中存在的微粒有6种:Na+、CH3COO-、CH3COOH、H+、OH-、H2O;氨水中存在的微粒有6种:NH3、NH3·H2O、
N、OH-、H+、H2O;K2S中S2-发生两步水解,其溶液中存在7种微粒:K+、S2-、HS-、H2S、OH-、H+、H2O。
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9.物质的量浓度相同的下列各物质的溶液,由水电离出的c(H+)由大到小的顺序是( )
①NaHSO4 ②NaHCO3 ③Na2CO3 ④Na2SO4
A.④③②① B.①②③④
C.③②④① D.③④②①
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C
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水中存在电离平衡:H2O⥫⥬H++OH-,若将自身能电离出H+或OH-的物质加入水中,则水的电离程度减小;若将能结合水中H+或OH-的物质加入水中,则水的电离程度增大。NaHSO4抑制水的电离,Na2CO3、NaHCO3均能促进水的电离且Na2CO3比NaHCO3的促进程度更大,Na2SO4不影响水的电离。
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[综合强化]
10.R+、R-、RH-、R2+、RH3、R六种微粒均含有10个电子,其中不影响水的电离平衡的微粒有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.6种
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A
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六种微粒依次为Na+、F-、OH-、Mg2+、NH3、N能发生水解而促进水的电离,OH-和NH3抑制水的电离,只有Na+对水的电离平衡无影响。
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11.由一价离子组成的四种盐溶液:AC、BD、AD、BC各1 mol·L-1,在室温下,前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液的pH<7,则下列说法正确的是( )
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A
A B C D
碱性 AOH>BOH AOH<BOH AOH>BOH AOH<BOH
酸性 HC>HD HC>HD HC<HD HC<HD
根据盐类的水解规律可知,弱离子越弱,水解程度越大,可进行如下归类分析:
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综上可知,电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即酸性:HC>HD,碱性:
AOH>BOH,A项正确。
12.25 ℃时,有关浓度均为0.2 mol·L-1NaHCO3和Na2CO3溶液的判断不正确的是( )
A.均存在电离平衡和水解平衡
B.存在的粒子种类相同
C.c(OH-)前者大于后者
D.加入等量NaOH固体,恢复到原温度,c(C)均增大
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C
两种溶液中均存在水的电离平衡,NaHCO3溶液中还存在HC+H2O⥫⥬ H2CO3+OH-,Na2CO3溶液中还存在C+OH-,故A正确;两种溶液中均存在Na+、C、H2CO3、OH-、H+、H2O,故B正确;浓度相同时,C
,故Na2CO3溶液中的c(OH-)更大,故C错误;向NaHCO3溶液中加入NaOH固体,HC,c(C)增大,Na2CO3溶液中加入NaOH固体,导致C的水解平衡逆向移动,c(C)增大,故D正确。
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13.有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阳离子和一种阴离子且互不重复)。
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阳离子 K+、Na+、Ba2+、N
阴离子 CH3COO-、Cl-、OH-、S
已知:①A、C溶液的pH均大于7,B溶液的pH小于7,A、B溶液中水的电离程度相同;D物质的焰色试验呈黄色;②C溶液和D溶液相遇时可生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时可生成有刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A的名称是 。
(2)写出C溶液和D溶液反应的化学方程式:
。
(3)25 ℃时,pH=9的A溶液和pH=9的C溶液中水的电离程度小的是
(填A或C的化学式)。
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醋酸钾
Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH
Ba(OH)2
这八种离子形成的碱性物质中一定含有OH-或CH3COO-,而酸性物质则只可能含有N,即为水解显酸性的盐,又因A、B溶液中水的电离程度相等,则A应为水解显碱性的物质,即CH3COO-形成的盐,C中含有OH-。D中除含Na+外,另一离子与C中的阳离子可形成白色沉淀,因此D为Na2SO4,而C为Ba(OH)2,B一定为NH4Cl,剩余的离子形成CH3COOK(A),显碱性。盐类水解促进水的电离,而加入酸或碱将抑制水的电离。
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14.Ⅰ.现有①0.1 mol·L-1 CuCl2溶液、②0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液、③0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液、④0.1 mol·L-1 NH3·H2O和0.1 mol·L-1 NH4Cl混合液、⑤0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,请根据要求回答下列问题:
(1)溶液①呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,原因是_____________________
(用离子方程式表示)。
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酸
Cu2++2H2O⥫⥬2H++
Cu(OH)2
Ⅰ.(1)CuCl2为强酸弱碱盐,溶液显酸性,Cu2+水解的离子方程式为Cu2++2H2O⥫⥬2H++Cu(OH)2。
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(2)在溶液④中,NH3·H2O和 的浓度之和为0.2 mol·L-1。
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N
(2)0.1 mol·L-1 NH3·H2O和0.1 mol·L-1 NH4Cl混合液中,根据N元素质量守恒,NH3·H2O和N的浓度之和为0.2 mol·L-1。
(3)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度 (填“>”“<”或“=”,下同)N的水解程度,CH3COO-与N浓度的大小关系是c(CH3COO-) c(N)。
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=
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(3)0.1 mol·L-1 CH3COONH4的pH=7,溶液呈中性,则CH3COO-的水解程度与N的水解程度相同;CH3COONH4溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)
=c(N)+c(H+),已知溶液显中性,则c(OH-)=c(H+),所以c(CH3COO-)=c(N)。
Ⅱ.(4)常温下,某溶液M中存在的离子有Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。
①写出酸H2A的电离方程式: 。
②若溶液M由2 mol·L-1 NaHA溶液与2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH (填“>”“<”或“=”)7。
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H2A⥫⥬H++HA-、HA-⥫⥬H++A2-
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Ⅱ.(4)①由题意知H2A为弱酸,多元弱酸分步电离,电离方程式为H2A⥫⥬H++HA-、HA-⥫⥬H++A2-。②等浓度的NaHA溶液和NaOH溶液等体积混合生成Na2A,Na2A是强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性,pH>7。
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(5)现有室温下pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液。
①两种溶液中,c(H+)·c(OH-)= 。
②各取5 mL上述溶液,分别加水稀释至50 mL,pH较大的是 溶液。
③各取5 mL上述溶液,分别加热到90 ℃,pH较小的是 溶液。
④H2SO4和NH4Cl两种溶液中,由水电离出的c(H+)分别为 、 。
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1×10-14
H2SO4
NH4Cl
1×10-9 mol·L-1
1×10-5 mol·L-1
(5)①室温下两种溶液中水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14。②各取
5 mL pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,分别加水稀释至50 mL,即稀释10倍,H2SO4溶液的pH变为6,加水稀释促进铵根离子水解,则NH4Cl溶液的pH小于6,所以pH较大的是H2SO4溶液。③各取5 mL pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,分别加热到90 ℃,H2SO4溶液中氢离子浓度变化不大,水解是吸热反应,加热促进水解,所以氯化铵溶液中氢离子浓度增大,故溶液pH较小的是氯化铵溶液。④在pH为5的H2SO4溶液中,c酸(H+)·c水(OH-)
=10-14,则水电离出的氢离子的浓度c水(OH-)=1×10-9 mol·L-1=c水(H+);在pH为5的氯化铵溶液中,水电离出的氢离子的浓度为1×10-5 mol·L-1。
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