6.5.1 盐类的水解 基础知识一课过(Word教师用书)-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习(新教材Ⅰ)
2024-11-11
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教辅
内容正文:
大主题整合(五) 盐类的水解(2课时教学)
课标要求
微课时突破1 基础知识一课过(零散知识系统化,为深化学习奠基)
(对应学生用书P228)
[系统知识]
(一)盐类水解的概念及特点
(二)盐类的水解规律
无弱不水解、
有弱才水解
判断某种盐是否水解
谁弱谁水解、
都弱都水解
判断盐溶液中哪种微粒水解,据此书写水解的离子方程式
谁强显谁性、
同强显中性
判断某种盐溶液的酸碱性
(三)酸式盐的水溶液的酸碱性判断
1.强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液一定显酸性,如:NaHSO4===Na++H++SO。
2.弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
(1)电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液中:HCO ⥫⥬ H++CO(次要);HCO+H2O⥫⥬ H2CO3+OH-(主要)。使c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。同理NaHS溶液、Na2HPO4溶液显碱性。
(2)电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液中:HSO⥫⥬ H++SO(主要);HSO+H2O⥫⥬ H2SO3+OH-(次要)。使c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。同理NaH2PO4溶液显酸性。
(四)盐类水解的影响因素
1.内因:主要因素是盐本身的性质,酸(或碱)越弱,其对应的弱酸阴离子(或弱碱阳离子)的水解程度越大,溶液的碱性(或酸性)越强,即越弱越水解。
2.外因
影响因素
水解平衡
水解程度
水解产生离子的浓度
温度
升高
右移
增大
增大
浓度
增大
右移
减小
增大
减小(即稀释)
右移
增大
减小
外加酸、碱
酸
弱碱阳离子的水解程度减小
碱
弱酸根离子的水解程度减小
盐
水解形式相同的盐
相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的盐
相互促进[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
(五)水解常数(Kh)与电离常数的关系
1.水解常数的概念
含义
盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示
表达式
①对于A-+H2O⥫⥬ HA+OH-,
Kh=;
②对于B++H2OBOH+H+,
Kh=
意义和影响因素
①Kh越大,表示相应盐的水解程度越大;
②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh值增大
2.水解常数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-+H2O⥫⥬ CH3COOH+OH-;
Kh=
=
==,
因而Ka(或Kb)、Kh与Kw存在如下定量关系:
①Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw;
②Na2CO3的水解常数Kh=;
③NaHCO3的水解常数Kh=。
[基点查清]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)盐类水解的实质是促进水电离,水电离平衡右移,NaHCO3、NaHSO4都能促进水的电离(×)
(2)酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,某盐溶液呈酸性,该盐一定发生了水解反应(×)
(3)离子能够发生水解的盐溶液一定呈酸性或碱性,溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐(×)
(4)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同(√)
(5)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同(×)
(6)向Na[Al(OH)4]溶液和AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液,均有沉淀和气体生成(×)
2.(2022·海南等级考·改编)NaClO溶液具有漂白能力,已知25 ℃时,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列关于NaClO溶液说法正确的是( )
A.0.01 mol·L-1溶液中,c(ClO-)<0.01 mol·L-1
B.长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱
C.通入过量SO2,反应的离子方程式为
SO2+ClO-+H2O===HSO+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO) <c(ClO-)=c(Na+)
解析:选A NaClO溶液中ClO-会水解,故0.01 mol·L-1 NaClO 溶液中c(ClO-)<0.01 mol·L-1,A正确;长期露置在空气中,NaClO 容易与CO2反应生成HClO,HClO分解:2HClO===2HCl+O2↑,不会释放Cl2,B错误;将过量的SO2通入NaClO溶液中,SO2被氧化:SO2+ClO-+H2O===Cl-+SO+2H+,C错误;25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,存在电荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),则c(ClO-)=c(Na+),又因为Ka(HClO)=4.0×10-8,则ClO-的水解程度大于电离,要使pH=7.0,则c(HClO)>c(ClO-),所以c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D错误。
3.(2022·浙江等级考)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
解析:选C 苯酚的酸性比乙酸的弱,C6H5ONa的水解程度大于CH3COONa,若二者溶液的pH相等,则后者的浓度较大,c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A项错误;C6H5ONa溶液因水解而显碱性,加热促进水解,c(OH-)增大,但同时Kw也增大,则c(H+)可能减小,即pH可能增大,NaOH溶液因NaOH电离而显碱性,加热时c(OH-)不变,Kw增大,则c(H+)增大,pH减小,B项错误;pH=10.00,则c(H+)=10-10mol·L-1,而Ka=,则==1.0,故此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH),C项正确;苯酚溶液中存在电离平衡C6H5OHC6H5O-+H+,加入苯酚钠固体,该电离平衡逆向移动,促进水的电离,D项错误。
4.常温下,滴有两滴酚酞溶液的Na2CO3溶液中存在CO+H2O⥫⥬ HCO+OH-平衡,溶液呈红色,下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,减小
B.通入CO2或者加入少量氯化铵溶液,溶液pH均增大
C.升高温度,红色变深,平衡常数增大
D.加入NaOH固体,减小
解析:选B 稀释溶液,水解平衡常数Kh=不变,而溶液的碱性变弱,即c(H+)增大,故变小,故A正确;通入CO2或者加入少量氯化铵溶液,均能消耗氢氧根离子,导致c(OH-)减小,c(H+)增大,故溶液pH减小,故B错误;盐类水解吸热,故升高温度,水解平衡右移,水解平衡常数增大,且溶液中c(OH-)增大,故红色变深,故C正确;加入氢氧化钠固体,增大了c(OH-),而水解平衡常数Kh=不变,故减小,故D正确。
(1)组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,弱酸根离子水解使溶液显碱性。盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
(2)多元弱酸的酸根离子比相应的酸式酸根离子的水解程度大得多。如相同浓度时,CO比HCO的水解程度大。
(3)相同条件下的水解程度
①正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
②水解相互促进的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如相同条件下NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。 [思维建模] 盐类水解程度大小的比较
(对应学生用书P230)
[系统知识]
1.在科学研究和实验中的应用
应用
实例
配制易
水解的
盐溶液
配制某些强酸弱碱盐时,需要加入相应的强酸,抑制阳离子的水解,如配制FeCl3、SnCl2溶液时,通常先将它们溶于盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
制备胶体
利用水解原理制备胶体,如向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,产生红褐色胶体
保存碱性
溶液
Na2CO3、Na2S、NaHCO3、NaHS等溶液水解显碱性,因碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应,所以保存时不能使用磨口玻璃塞,应用带橡胶塞的试剂瓶保存
制备
某些
无水盐
某些挥发性酸对应的盐如AlCl3、FeCl3蒸干过程中,水解生成的HCl不断挥发,水解得到Al(OH)3或Fe(OH)3,加热继续分解得到Al2O3、Fe2O3。只有在HCl气流中加热才能得到AlCl3、FeCl3等晶体
判断离子
是否共存
常见的因强烈水解而不能大量共存的离子:Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、[Al(OH)4]-;Fe3+与HCO、CO、[Al(OH)4]-;NH与[Al(OH)4]-、SiO等
应用
实例
混合盐
溶液中
的除杂
和提纯
①采用加热法来促进溶液中某些盐的水解,使之生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中的某些金属离子,如除去KNO3溶液中的Fe3+;②除去酸性MgCl2溶液中的FeCl3,可加入MgO、Mg(OH)2、MgCO3等促进FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去
2.在工、农业生产和生活中的应用
应用
原理
明矾或
FeCl3可作
净水剂
利用Al3+、Fe3+水解产生的胶体,其表面积大,能够吸附水中的悬浮物形成沉淀而起到净水的作用
用热的
纯碱去污
效果更好
CO+H2O⥫⥬ HCO+OH-,水解反应为吸热反应,加热平衡右移,溶液的碱性增强,去污效果更好
泡沫
灭火器
灭火
泡沫灭火器中Al2(SO4)3溶液和NaHCO3 溶液,混合时,发生相互促进的水解反应,直至水解完全:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、H2O、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
用盐溶
液除锈
用NH4Cl溶液可除去金属表面的氧化膜:NH+H2O⥫⥬ NH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
3.盐溶液蒸干、灼烧后所得产物的判断
(1)强酸强碱盐溶液和水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后一般得到原物质,如NaCl溶液蒸干得NaCl固体,CuSO4溶液蒸干得CuSO4固体。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干后一般得到对应的弱碱,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若再灼烧则会生成Al2O3、Fe2O3。
(3)酸根阴离子易水解的强碱盐,蒸干后可得到原物质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体。
(4)Ca(HCO3)2、NaHCO3、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3、NaHCO3→Na2CO3、NH4Cl→NH3↑+HCl↑。
(5)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4;FeSO4溶液蒸干得到Fe2(SO4)3。
[基点查清]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大(√)
(2)将氯化铵溶液加水稀释时,的值减小(√)
(3)实验室储存NaF溶液时可以选用玻璃瓶(×)
(4)配制FeSO4溶液时,应加入铁粉防止Fe2+氧化,并加入盐酸抑制Fe2+水解(×)
(5)碳酸钠溶液可以用于除去油污(√)
(6)制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法(√)
2.(2023·北京等级考)下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
解析:选B 热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意; Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,D不符合题意。
3.下列有关问题,与盐类的水解有关的是( )
①NH4Cl与ZnCl2溶液作焊接金属中的除锈剂
②用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶
⑤用加MgO的方法可以除去MgCl2溶液中的 Fe3+
⑥实验室保存 FeCl2需要加入适量 Fe粉
⑦加热蒸干 AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤⑦
C.①②③④⑤⑥ D.全部
解析:选B 氯化铵和氯化锌都为强酸弱碱盐,因铵根离子和锌离子水解其溶液均呈酸性,能将铁锈溶解,①符合题意;HCO和Al3+属于带相反电荷的弱离子,二者能发生相互促进的水解反应直至完全,产生不支持燃烧的二氧化碳,所以可用来灭火,②符合题意;草木灰的化学成分主要是碳酸钾,铵态氮肥含有铵根离子,CO和NH属于带相反电荷的弱离子,二者相互促进水解,使铵态氮肥失效,③符合题意;磨口玻璃塞处有暴露着的二氧化硅,碳酸钠溶液水解呈碱性,能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠,导致瓶塞难以打开,④符合题意;Fe3+极易水解,加MgO可以消耗Fe3+水解得到的氢离子,从而促使Fe3+转化为氢氧化铁与镁离子分离,故⑤符合题意;实验室保存 FeCl2需要加入适量 Fe粉是为了防止亚铁离子被氧化,⑥不符合题意;氯化铝水解产生氢氧化铝和HCl,蒸干过程中,氯化氢挥发,导致水解平衡正向移动,得到氢氧化铝固体,⑦符合题意。
4.对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项
现象或事实
解释
A
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接和油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时,草木灰不能与NH4Cl混合使用
CO与NH相互促进水解,生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可与覆铜板制作印刷电路板
FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜
解析:选C 碳酸钠水解导致溶液呈碱性,碳酸钠水解生成的NaOH促进油脂水解,但是碳酸钠和油脂不反应,故A错误;漂白粉中的有效成分次氯酸钙和空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙,次氯酸见光分解,漂白粉失效,故B错误;草木灰中K2CO3与NH4Cl混合使用,则二者的水解作用相互促进,使N元素以氨气的形式逸出,从而使肥效降低,故C正确;氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板的制作,故D错误。
大概念知识体系构建
[课时跟踪检测] (对应配套卷P440)
1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐类水解的性质无关的是( )
A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂
B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
解析:选B NH4Cl水解溶液显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故A和盐类水解有关;亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化,B与盐类的水解无关;铵根离子水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,C与盐类的水解有关;FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,D和盐类的水解有关。
2.测定0.1 mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下:
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O⥫⥬ HSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw值相等
解析:选C Na2SO3是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,存在水解平衡:SO+H2O⥫⥬ HSO+OH-,A项正确;SO被氧化,④中的SO数目大,SO数目小,所以④中的OH-数目小于①中的OH-数目,pH不同,B项正确;①→③的过程中,温度升高,SO的水解平衡正向移动,而c(SO) 减小,水解平衡逆向移动,二者对水解平衡移动方向的影响不一致,C项错误;Kw只与温度有关,D项正确。
3.(2024·江苏苏州模拟)室温下,探究Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质,进行如下实验:
①测量混合溶液的pH,pH为10
②向混合溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅
③向混合溶液中通入过量CO2,无明显现象
④向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
由上述实验现象能得出的结论是( )
A.实验1溶液中存在c(HCO)>c(Na+)
B.实验2中随水的不断加入,溶液中c(OH-)逐渐减小
C.实验3中随CO2的不断通入,溶液中增大
D.实验4反应的离子方程式为Ba2++CO===BaCO3↓
解析:选B 实验1溶液中存在电荷守恒:c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),用pH计测得混合溶液的pH为10,则c(OH-)>c(H+),因此c(HCO)+2c(CO)<c(Na+),c(HCO)<c(Na+),故A错误;实验2中随蒸馏水的不断加入,溶液红色变浅,说明碱性减弱,溶液中c(OH-)逐渐减小,故B正确;实验3中随CO2的不断通入,碳酸根离子会和二氧化碳反应转化为碳酸氢根离子,故减小,故C错误;实验3所得溶液中溶质为NaHCO3,NaHCO3与少量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+CO+2H2O,故D错误。
4.(2024·浙江杭州模拟)物质与水发生的复分解反应称为水解反应,如FeCl3+3H2O⥫⥬ Fe(OH)3+3HCl。根据以上信息推断,下列说法错误的是( )
A.NaF的水解产物是NaOH和HF
B.Al2S3的水解产物是Al(OH)3和SO2
C.Mg3N2的水解产物是Mg(OH)2和NH3
D.CaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2
解析:选B 物质与水发生的复分解反应称为水解反应,反应过程中元素化合价不发生变化,NaF的水解产物是NaOH和HF,故A正确;Al2S3的水解产物是Al(OH)3和H2S,故B错误;Mg3N2的水解产物是Mg(OH)2和NH3,故C正确;CaO2中O为-1价,水解产物是Ca(OH)2和H2O2,故D正确。
5.苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法错误的是( )
注:温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分
A.充CO2的饮料比不充的抑菌能力高
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)减小
C.当pH为5.0时,饮料中=6.25
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
解析:选D 由题中信息可知,苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-,充CO2的饮料中c(HA)增大,所以相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较高,A正确;提高CO2充气压力,溶液的酸性增强,抑制HA电离,所以溶液中c(A-)减小,B正确;当pH为5.0时,饮料中===6.25,C正确; 根据电荷守恒可知,该碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)+c(A-),D错误。
6.(2023·北京西城区模拟)某同学进行如下实验,下列说法不正确的是( )
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
解析:选C 氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,故A正确;根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,故B正确;Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误;根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,故D正确。
7.现有0.175 mol·L-1醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离常数Ka=1.75×10-5)。
(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式:_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是__________。
A.溶液中c(Na+)与反应时间t的关系
B.CH3COO-的水解速率与反应时间t的关系
C.溶液的pH与反应时间t的关系
D.Kw与反应时间t的关系
(3)在醋酸钠溶液中加入少量下列物质,能使水解平衡右移的有________。
A.冰醋酸 B.纯碱固体
C.醋酸钙固体 D.氯化铵固体
(4)欲配制0.175 mol·L-1醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案。
方案一:用托盘天平称取______g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为________mol·L-1的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。
(5)在室温下,0.175 mol·L-1醋酸钠溶液的pH约为________已知醋酸根离子水解反应的平衡常数Kh=。
解析:(1)醋酸钠水解生成醋酸和氢氧化钠,化学方程式为CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。(2)A项,钠离子不水解,所以浓度始终不变,错误;B项,醋酸根离子开始时水解速率最大,后逐渐减小,平衡时不再变化,正确;C项,随着水解的逐渐进行,pH逐渐增大,平衡时不再发生变化,正确;D项,Kw是温度常数,温度不变,Kw不变,与水解平衡无关,错误。(3)A项,加入冰醋酸,溶液中醋酸浓度增大,平衡左移,错误;B项,加入纯碱固体,由于CO的水解会产生OH-,抑制CH3COO-的水解,平衡左移,错误;C项,加入醋酸钙固体,溶液的醋酸根离子浓度增大,平衡右移,正确;D项,加入氯化铵固体,铵根离子与水解生成的氢氧根离子结合成一水合氨,使溶液中氢氧根离子浓度减小,平衡右移,正确。(4)由m=nM得醋酸钠的质量为7.175 g,由托盘天平的精确度知托盘天平称量的质量为7.2 g;醋酸与氢氧化钠溶液等浓度等体积混合,混合后的溶液浓度减半为0.175 mol·L-1,所以原来的浓度为0.35 mol·L-1。(5)醋酸根离子水解反应的平衡常数Kh===,则=,得c(OH-)=10-5 mol·L-1,pH=9。
答案:(1)CH3COONa+H2O⥫⥬ CH3COOH+NaOH (2)BC (3)CD (4)7.2 0.35 (5)9
8.(2023·北京海淀区模拟)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为______。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
ClO+____Fe2++_____===______Cl-+____Fe3++______。
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O⥫⥬ Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2O⥫⥬ Fe(OH)+H+ K2
Fe(OH)++H2O⥫⥬ Fe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________________。
通过控制条件,使以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3++yH2O⥫⥬ Fex(OH)+yH+。
欲使平衡正向移动可采用的方法是______________(填序号)。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是________________。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为________mg·L-1。
解析:(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)①根据电荷守恒:c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小,在这里可以忽略不计),则c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2 mol·L-1,则溶液pH=-lg(1.0×10-2)=2。②NaClO3氧化氯化亚铁离子方程式为ClO+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O。(3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,即K1>K2>K3。控制条件使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,水解平衡正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动。由反应的离子方程式可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键条件是溶液的pH。(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg·L-1时,去除率达到最大值。
答案:(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 2Fe3++Fe===3Fe2+
(2)①2 ②1 6 6H+ 1 6 3H2O (3)K1>K2>K3 bd 溶液的pH (4)18~20
9.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,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,其理由是___________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中c(NH)________(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中c(NH)。
(3)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-1 NH4Al(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-1 NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________________________________________________________________________。
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4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)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)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH均发生水解,NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性抑制NH水解,HSO电离出H+同样抑制NH水解,但HSO电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4中NH水解程度比NH4Al(SO4)2中的小。(3)①NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ。②根据电荷守恒,可以求出2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=10-3 mol·L-1 [c(OH-)太小,可忽略]。(4)a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完电离出H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,a点水的电离程度最大,b点溶液呈中性,即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三种成分,a点时c(Na+)=c(SO),b点时c(Na+)>c(SO),根据电荷守恒可以得出c(SO)>c(NH),故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 胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水
(2)小于 (3)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
②10-3 mol·L-1 (4)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
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