3.2.3 离子浓度大小比较与盐类的水解应用 -【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练(鲁科版2019选择性必修1)
2024-10-09
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2节 弱电解质的电离 盐类的水解 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 盐类的水解 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.55 MB |
| 发布时间 | 2024-10-09 |
| 更新时间 | 2024-10-09 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47827315.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第3章 物质在水溶液中的行为
第二节 弱电解质的电离 盐类的水解
第3课时 离子浓度大小比较与盐类的水解应用
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.能利用水解原理分析、解释生活生产中遇到盐类水解的现象,知道盐类水解在作净水剂、去污剂、灭火剂及溶液配制等方面的应用。
2.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科研中的重要作用。
3.能正确判断溶液中离子浓度大小关系。
重点:盐类水解的应用。
难点:溶液中离子浓度大小判断。
一、盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
实验
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,可使水解平衡向左移动,抑制阳离子的水解,如配制FeCl3、SnCl2溶液时,由于Fe3+、Sn2+水解程度较大,通常先将它们溶于盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
制备某些
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:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
保存碱性
溶液
Na2CO3、Na2S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
若将某些挥发性酸对应的盐,如AlCl3、FeCl3蒸干时,得不到无水盐,原因是在加热过程中,HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3或Fe(OH)3,加热Al(OH)3、Fe(OH)3继续分解得到Al2O3、Fe2O3。所以上述晶体只有在HCl气流中加热才能得到
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
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或MgCO3促进FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去,可表示为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,MgO+2H+===Mg2++H2O
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
实例
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。硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,反应的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。
用热的纯碱去污效果更好
CO+H2OHCO+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
泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器中使用的是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,两者混合时,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+H2ONH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
二、盐溶液“蒸干”问题
1.盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,
如Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)。
2.盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
3.强碱弱酸盐,如Na2CO3溶液等,蒸干后可得到原物质。
4.阴、阳离子均易水解,其水解产物易挥发的盐蒸干后得不到任何物质,如NH4Cl、(NH4)2S等。
5.考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2。
6.还原性盐在蒸干时会被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s);FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(s)。
7.有时要从多方面考虑。例如,蒸干NaClO溶液时,既要考虑ClO-水解,又要考虑HClO分解,所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
三、溶液中离子浓度大小关系及应用
1.电解质溶液中的三个守恒关系
(1)电荷守恒关系
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2SO3溶液中存在着Na+、SO、H+、OH-、HSO,它们存在如下关系:
c平(Na+)+c平(H+)=2c平(SO)+c平(HSO)+c平(OH-)。
(2)物料守恒关系
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2SO3溶液中SO能水解,故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为
c平(Na+)=2c平(SO)+2c平(HSO)+2c平(H2SO3)。
(3)质子守恒关系
质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时,存在H+的转移,在转移时,失去H+的物质的量与得到H+的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HSO)+2c平(H2SO3)。
2.离子浓度大小比较的方法
(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4溶液中:c平(H+)>c平(H2PO)>c平(HPO)>c平(PO)。
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c平(Na+)>c平(CO)>c平(OH-)>c平(HCO)>c平(H+)。
(3)混合溶液中各离子浓度的比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO-、HSO。如0.1 mol·L-1NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(NH)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+)。
②电离程度小于水解程度的有HCN和CN-、HCO和CO、HCO。
如0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(Na+)>c平(CN-)>c平(OH-)>c平(H+)。
【易错警示】根据离子浓度守恒关系判断大小问题,要抓住一个原理、两类平衡、三种守恒进行分析,即化学平衡移动原理,电离平衡和水解平衡,电荷守恒、物料守恒和质子守恒。若是“=”考虑三种守恒,若是“>”或“<”可考虑弱电解质的电离或盐类的水解。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)明矾既可以作净水剂也可以作消毒剂。( )
(2)实验室保存Na2S溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。( )
(3)将Cu(NO3)2固体溶于稀硝酸配制Cu(NO3)2溶液。( )
(4)泡沫灭火器中的试剂是Al2(SO4)3溶液与Na2CO3溶液。( )
【答案】(1)× 明矾不能用作消毒剂。
(2)× Na2S溶液呈碱性,不能保存在带有玻璃塞的试剂瓶中。
(3)√
(4)× 泡沫灭火器内的试剂为Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液。
2.下列过程或现象与盐类的水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.加热稀醋酸溶液其pH稍有减小
C.NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
D.浓的硫化钠溶液有臭味
【答案】B
【解析】纯碱水解,溶液显碱性,有利于油脂的水解,A项与盐类水解有关;B项为醋酸,属于弱电解质,加热促进电离,与盐类水解无关;C项氯化铵和氯化锌水解都显酸性,可除锈,与盐类水解有关;D项溶液有臭味是因为硫化钠水解后产生了少量的硫化氢。
2.实验室在配制一定浓度的硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释至所需浓度,如此操作的目的是( )
A.防止硫酸铁分解 B.抑制硫酸铁水解
C.促进硫酸铁溶解 D.提高溶液的pH
【答案】B
【解析】加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。
►问题一 盐类水解的应用
【典例1】现需同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥,已知给定的化肥有①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2 ④(NH4)2SO4 ⑤氨水,最合适的组合是( )
A.①③④ B.②③④
C.①③⑤ D.②③⑤
【答案】B
【解析】氨水显碱性,易与Ca(H2PO4)2反应生成Ca3(PO4)2或CaHPO4从而使磷元素流失,氨水不可选;K2CO3水解使溶液显碱性,CO易与NH发生双水解反应,产生NH3降低肥效,K2CO3不可选;故能同时补充三种元素的化肥组合为②③④。
【变式1-1】下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.用NaHCO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
【答案】CD
【解析】AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分不相同,前者得到Al2O3,后者得到Al2(SO4)3,故A错误;配制FeCl3溶液时,应将FeCl3固体溶解在盐酸中,再加水稀释到所需的浓度,若溶于硫酸,会引入杂质离子SO,故B错误;Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向CuCl2溶液中加入CuO,消耗H+,使上述水解平衡正向移动生成氢氧化铁沉淀,达到调节pH除去溶液中混有的Fe3+的目的,故C正确;泡沫灭火器中常使用的原料是NaHCO3和Al2(SO4)3,故D正确。
【变式1-2】下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
完全沉淀时的pH
7.7
4.5
6.5
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
【答案】A
【解析】要使Fe2+和Fe3+全部除去,由题给信息可知,需将Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5。即可将Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,且保证Zn2+不沉淀。氧化Fe2+时不能引入新的杂质,只能用H2O2,调pH时也不能引入新的杂质,用ZnO能促进Fe3+的水解。
►问题二 电解质溶液中的三个守恒关系
【典例2】在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在着多种离子和分子,下列关系不正确的是( )
A.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+2c(S2-)
B.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+c(S2-)
C.c平(Na+)=2c(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S)
D.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S)
【答案】B
【解析】在电解质溶液里由电荷守恒得:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+2c(S2-),A项正确,B项错误;由物料守恒得:c平(Na+)=2c(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S),C项正确;由质子守恒得:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S),D项正确。
【变式2-1】在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,下列关系正确的是( )
A.c平(Na+)=2c平(CO)
B.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HCO)+c平(H2CO3)
C.c平(HCO)>c平(H2CO3)
D.c平(Na+)+c平(H+)=c平(CO)+c平(HCO)+c平(OH-)
【答案】C
【解析】碳酸根离子水解而钠离子不水解,所以c平(Na+)>2c平(CO),故A错误;碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,碳酸根离子、碳酸氢根离子水解和水电离都生成氢氧根离子,只有水电离生成氢离子,所以溶液中存在质子守恒:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HCO)+2c平(H2CO3),故B错误;碳酸根离子第一步水解程度远远大于第二步水解程度,所以c平(HCO)>c平(H2CO3),故C正确;溶液中存在电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HCO)+c平(OH-)+2c平(CO),故D错误。
【变式2-2】草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是 ( )
A.c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O)+c平(OH-)+c平(C2O)
B.c平(HC2O)+c平(C2O)=0.1 mol·L-1
C.c平(C2O)>c平(H2C2O4)
D.c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O)+2c平(C2O)
【答案】C
【解析】根据电荷守恒有c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O)+c平(OH-)+2c平(C2O),A错误;草酸氢钾溶液中存在H2C2O4、C2O、HC2O,根据物料守恒可知:c平(H2C2O4)+c平(C2O)+c平(HC2O)=0.1 mol·L-1,B错误;草酸氢钾溶液呈酸性,说明HC2O的电离程度大于水解程度,则c平(C2O)>c平(H2C2O4),C正确;根据物料守恒有c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O)+c平(C2O),D错误。
►问题三 离子浓度大小比较
【典例3】已知HF和HCN都是一元弱酸,但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100 mL 0.1 mol·L-1 的NaF溶液和100 mL 0.1 mol·L-1的NaCN溶液,下列有关这两种溶液的说法中不正确的是( )
A.溶液pH:NaF<NaCN
B.溶液中弱酸分子浓度:c平(HF)>c平(HCN)
C.NaF溶液中:c平(HF)=c平(OH-)-c平(H+)
D.NaCN溶液中:c平(Na+)=c平(CN-)+c平(HCN)
【答案】B
【解析】因为Ka(HF)>Ka(HCN),所以水解程度:NaF<NaCN,溶液pH:NaF<NaCN,溶液中弱酸分子浓度:c平(HF)<c平(HCN),故A正确,B不正确;NaF溶液中存在:H2OH++OH-、F-+H2OHF+OH-,根据质子守恒有c平(OH-)=c平(H+)+c平(HF),故C正确;NaCN溶液中存在物料守恒:c平(Na+)=c平(CN-)+c平(HCN),故D正确。
【变式3-1】将等体积的0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HNO3溶液混合,混合溶液中离子浓度由大到小顺序正确的是( )
A.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(NO)>c平(OH-)>c平(H+)
B.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(NO)>c平(H+)>c平(OH-)
C.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(NO)>c平(H+)
D.c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(NO)>c平(OH-)
【答案】B
【解析】反应后溶液中溶质是CH3COONa、CH3COOH和NaNO3,且浓度都是0.05 mol·L-1,c平(Na+)=0.1 mol·L-1,c平(NO)=0.05 mol·L-1,此时醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,故溶液中c平(CH3COO-)>0.05 mol·L-1,c平(H+)>c平(OH-),故选B。
【变式3-2】常温下,将Na2S和NaHS两种盐[设=k,(0<k≤3)]溶于水得稀溶液,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系中,正确的是 ( )
A.若k=1,则c平(S2-)>c平(HS-)>c平(OH-)>c平(H+)
B.若k=2,则c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S)
C.k为任意值时:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+2c平(S2-)+c平(OH-)
D.若满足3c平(H+)+2c平(HS-)+5c平(H2S)=3c平(OH-)+c平(S2-),则可确定k=3
【答案】C
【解析】k=1时,S2-的水解程度大于HS-的电离和水解程度,故c平(HS-)>c平(S2-)>c平(OH-)>c平(H+),A错误;k=2时,电荷守恒式为c平(Na+)+c平(H+)=
c平(HS-)+2c平(S2-)+c平(OH-),物料守恒式为3c平(Na+)=5[c平(HS-)+c平(H2S)+c平(S2-)],整理两式得3c平(OH-)+c平(S2-)=3c平(H+)+2c平(HS-)+5c平(H2S),B、D错误,C正确。
►问题四 盐溶液“蒸干”问题
【典例4】在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧,可以得到该物质固体的是( )
A.AlCl3 B.Na2SO3
C.KMnO4 D.MgSO4
【答案】D
【解析】AlCl3溶液蒸干灼烧得Al2O3;Na2SO3在空气中被氧化成Na2SO4;KMnO4分解。
【变式4-1】把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到固体产物是( )
A.无水AlCl3 B.Al(OH)3 C.FeCl3·6H2O D.Al2O3
【解析】选D。在AlCl3溶液中存在:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl(正反应为吸热反应)。升高温度会导致平衡向右移动,促进AlCl3的水解,生成的HCl易挥发,从反应体系中脱离出来,使AlCl3完全转化成Al(OH)3,进一步加热,Al(OH)3分解成Al2O3。
【变式4-2】在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl ΔH>0
(1)将饱和FeCl3溶液,滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。向这种液体中加入稀硫酸产生的现象为___________________________________。
(2)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。
【解析】(1)将饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中得到Fe(OH)3胶体,加入稀硫酸则胶体聚沉而得到红褐色沉淀,当H2SO4过量时沉淀又溶解生成黄色溶液。(2)加热可促进盐类的水解,由于HCl挥发,可使水解进行彻底,得到Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3受热分解,最终产物为Fe2O3。
【答案】(1)先生成红褐色沉淀,又逐渐溶解生成黄色溶液 (2)Fe2O3
►问题五 分布曲线图像
【典例5】向等物质的量浓度的Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量,其中主要含硫物种(H2S、HS-、S2-)的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程中H2S气体的逸出),下列说法正确的是
A.含硫物种A表示H2S
B.在滴加盐酸过程中,溶液中c(Na+)与含硫物种浓度的关系为:c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
C.X、Y为曲线的两交叉点,若能知道X点处的pH,就可以计算出Na2S的Kh1
D.NaHS溶液呈碱性,溶液中c(HS—)>c(S2—)>c(OH—)>c(H+)
【答案】C
【分析】向等物质的量浓度的硫化钠和氢氧化钠混合溶液中滴加稀盐酸,盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水后,与硫化钠溶液先反应生成氯化钠和硫氢化钠,后与硫氢化钠溶液反应生成氯化钠和氢硫酸,反应中硫离子浓度减小,硫氢根离子浓度先增大后减小,氢硫酸浓度后增大,则含硫物种A表示硫离子、B表示氢硫酸根离子、C表示氢硫酸。
【解析】由分析可知,含硫物种A表示硫离子,故A错误;由物料守恒可知,等物质的量浓度的硫化钠和氢氧化钠混合溶液中钠元素物质的量是硫元素物质的量的3倍,则在滴加盐酸过程中,溶液中钠离子与含硫物种浓度的关系为c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)],故B错误;由图可知,X点溶液中硫离子浓度和氢硫酸根离子浓度相等,则硫化钠的一级水解常数Kh1== c(OH—),所以若能知道X点处的pH,就可以计算出硫化钠的一级水解常数Kh1,故C正确;硫氢化钠溶液呈碱性,说明氢硫酸根离子在溶液中的水解程度大于电离程度,则溶液中氢氧根离子浓度大于硫离子浓度,故D错误;故选C。
【变式5-1】常温下,向溶液中逐滴加入的盐酸,溶液中、HCN分布系数随溶液pH变化的关系如图甲所示,溶液pH变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是
A.的NaCN溶液中:
B.图甲中pH=9的溶液:
C.常温下,
D.图乙中b点的溶液:
【答案】D
【解析】根据质子守恒知,A项正确;溶液中存在电荷守恒①,物料守恒②,①②联立可得:,当pH=9,即时,则,B项正确;a点的,,C项正确;b点加入5mL盐酸,反应得到等物质的量的NaCN、HCN和NaCl的组成溶液,此时溶液呈碱性,则HCN的电离程度小于的水解程度,,因此,D项错误;故选D。
【变式5-2】常温下,溶液中、、三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图1所示,向溶液中滴加稀盐酸,所得混合溶液的pH与P[或]变化关系如图2所示。下列说法正确的是
A.图1中M点即为图2中N点,对应的
B.b点时,
C.水的电离程度:
D.d点时,
【答案】A
【分析】随着pH增大,的物质的量浓度减小,的物质的量浓度先增大后减小,的物质的量浓度增大,增大,减小,所以图1中1代表,2代表,3代表,图2中L1表示,L2表示。
【解析】根据图1得到,,根据图2N点得到,则有,,解得即M点即为图2中N点,对应的,故A正确;b点时,,则有,故B错误;、都是抑制水的电离,是促进水的电离,根据pH增大,的物质的量浓度减小,的物质的量浓度先增大后减小,的物质的量浓度增大,d、c两点pH相等,为同一溶液,两者水的电离程度相等,因此水的电离程度:,故C错误;d点时,电荷守恒有,,得到,再根据d点对应pH=3,根据图1信息得到,则有,故D错误。综上所述,答案为A。
►问题六 盐类水解的综合应用
【典例6】常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)/ mol·L-1
c(NaOH)/ mol·L-1
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
=a
乙
0.12
0.1
=7
丙
0.2
0.1
>7
丁
0.1
0.1
=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
________________________________________________________________________。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是________(填字母)。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)=________ mol·L-1。
【答案】(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸
(2)C
(3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10)
【解析】(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应时,HA酸性强弱可由完全中和后盐溶液的pH判断,a=7时为强酸,a>7时为弱酸。
(2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。
(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,由pH>7知A-的水解程度大于HA的电离程度,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),推导c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10) mol·L-1。
【变式6-1】溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示:
盐碱地呈碱性的原因:_____________________________________;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:____________________________________________________________。
(2)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c(OH-)=__________。
(3)25 ℃时,将a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。
【答案】(1)Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH Na2CO3+CaSO4===CaCO3+Na2SO4
(2)1.0×10-8 mol·L-1 (3)中
【解析】(1)碳酸钠水解显碱性,石膏的主要成分是硫酸钙,硫酸钙与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸钙沉淀,降低了碳酸根离子的浓度,进而降低了碱性。 (2)溶液中的氢氧根离子是由水电离的,根据离子积常数和溶液的pH,求出c(OH-)=1.0×10-8 mol·L-1。(3)根据电荷守恒知c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-),c(NH)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),溶液为中性;根据混合后的溶液知,NH3·H2O的Kb===。
1.(23-24高二下·辽宁·期末)下列问题与盐类的水解有关的是
①热的纯碱溶液去油污效果好
②制备TiO2纳米粉TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
③为保存FeCl3溶液,要在溶液中加入少量盐酸
④实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.全部
【答案】A
【解析】①热的纯碱溶液水解生成OH-,油污在碱性条件下彻底水解,与盐的水解有关;
②TiCl4水解生成TiO2·xH2O从而得到TiO2纳米粉,与盐的水解有关;
③FeCl3溶液水解显酸性,为了抑制Fe3+水解,要在溶液中加入少量盐酸,与盐的水解有关;
④NaOH溶液与二氧化硅反应生成黏性物质硅酸钠,与盐的水解无关;
答案选A。
2.(23-24高二上·浙江丽水·期末)下列关于盐类水解应用的描述中不正确的是
A.实验室盛放Na2S溶液的试剂瓶不用玻璃塞
B.草木灰和铵态氮肥混合施用可增强肥效
C.制备MgCl2、AlCl3固体均不能采用将其溶液直接蒸干的方法
D.含较多Na2CO3的盐碱地可以通过施加适量石膏降低土壤的碱性
【答案】B
【解析】A.Na2S是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,在碱性环境中,玻璃的成分SiO2能够与碱反应产生可溶性硅酸盐,该物质有粘性,会将试剂瓶与玻璃塞粘在一起,因此实验室盛放Na2S溶液的试剂瓶不用玻璃塞,A正确;
B.草木灰主要成分是K2CO3,该物质是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,若草木灰与铵态氮肥混合施用,会反应产生氨气逸出,导致肥效降低,因此二者不能混合使用,B错误;
C.MgCl2、AlCl3都是强碱弱酸盐,水解产生难溶性金属氢氧化物和HCl,HCl易挥发,因此若要制备MgCl2、AlCl3固体,应该在HCl的气氛中加热相应的盐溶液,而不能采用将其溶液直接蒸干,否则HCl挥发逸出,导致最终制取得到的物质是Mg(OH)2、Al(OH)3,C正确;
D.Na2CO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,若向含有较多Na2CO3的盐碱地加入适量石膏,Na2CO3与CaSO4反应产生CaCO3沉淀和Na2SO4,CaCO3难溶于水,Na2SO4溶液显中性,使溶液碱性减弱,因而可降低土壤的碱性,D正确;
故合理选项是B。
3.(23-24高二上·陕西渭南·期末)盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用,有关应用或说法与盐类水解无关的是
A.溶液可用于除铁锈
B.用饱和溶液制备胶体
C.用稀硫酸除去铜器表面的铜绿
D.长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰
【答案】C
【解析】A.氯化铵属于强酸弱碱盐,铵根离子水解导致其溶液呈酸性,酸和锈反应生成盐和水,可以用氯化铵溶液除铁锈,与盐类水解有关,故A不选;
B.用饱和溶液制备胶体,利用了溶液水解生成,加热促进水解,进而得到胶体,与水解有关,故B不选;
C.用稀硫酸除去铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3,稀硫酸和铜绿反应生成硫酸铜、二氧化碳和水,与水解无关,故C选;
D.长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,和铵根离子水解有关,熟石灰显碱性,且价格便宜,常用来改良酸性土壤,故D不选;
答案选C。
4.(23-24高二上·四川绵阳·期末)下列做法不能用盐类水解原理解释的是
A.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热以增强去污效果
B.实验室配制CuSO4溶液时,加入少量稀硫酸
C.用可溶性铝盐、铁盐作净水剂
D.用次氯酸钠溶液作环境消毒剂
【答案】D
【解析】A.纯碱溶液清洗油污时,升高温度可以促进碳酸根水解生成氢氧根,可增强其去污效果,与盐类水解有关系,A不符合题意;
B.实验室配制CuSO4溶液时加入少量稀硫酸,可抑制Cu2+的水解,B不符合题意;
C.铝离子和铁离子均水解,分别生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,因此用铝盐和铁盐做净水剂,与盐类水解有关系,C不符合题意;
D.次氯酸钠具有强氧化性,能使蛋白质变性,可杀菌消毒,可以作环境消毒剂,D符合题意;
故答案选D。
5.(23-24高二上·北京东城·期末)下列物质的应用中,不能利用盐类水解反应的原理解释的是
A.配制溶液时,用较浓的盐酸溶解晶体
B.用热的溶液清洗附着在盘子表面的植物油
C.常用作消化道射线检查的造影剂
D.明矾可以用于净水
【答案】C
【解析】A.用FeCl3晶体配制溶液时,加水稀释,铁离子的水解平衡正向移动,先将其溶于较浓盐酸中,可抑制铁离子的水解,A不合题意;
B.热饱和Na2CO3溶液由于碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,植物油在碱性条件下易水解生成可溶性的物质,则用热饱和Na2CO3溶液清洗试管壁上附着的植物油与水解有关,B不合题意;
C.不溶于胃酸,可用于消化道射线检查的造影剂,与水解无关,C符合题意;
D.铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附悬浮性杂质,D不合题意;
故选C。
6.(23-24高二下·湖北十堰·期末)把预先设计好的图案置于覆铜板上用蜡覆盖,然后将其放到FeCl3溶液中,可以制作出我们所需要的图案。下列叙述正确的是
A.配制FeCl3溶液时应加入少许铁粉防止其氧化变质
B.发生反应的离子方程式为
C.氯化铁溶液在空气中蒸发,可制得FeCl3固体
D.加入KSCN溶液可检验反应后的溶液中是否含有Fe2+
【答案】B
【解析】A.配制FeCl3溶液时,应加入少量的稀盐酸以防止其水解,而不是加入铁粉来防止其氧化变质,A错误;
B.发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B正确;
C.氯化铁溶液中存在水解平衡,在蒸发过程中,随着温度的升高,不仅溶剂被蒸发,还促进了FeCl3的水解,最终得到的固体是Fe(OH)3的分解产物Fe2O3,C错误;
D.加入KSCN溶液可检验反应后的溶液中是否含有Fe3+,D错误;
故选B。
7.(23-24高二上·河南洛阳·期末)常温下,下列说法中正确的是
A.已知盐溶液NaHX的pH=8,则溶液中
B.和的混合溶液中,满足:
C.等pH的HX和HY两种酸,分别稀释相同倍数,pH变化大的酸性更强
D.测得一定浓度的溶液pH=5,则水电离出的
【答案】C
【解析】A.已知盐溶液NaHX的pH=8,溶液显碱性,HX-离子水解程度大于其电离程度,溶液中c(X-)<c(H2X),故A错误;
B.Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中溶质物质的量之比1:1时,满足:2c(Na+)═3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3),Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中溶质物质的量不知,不能判断离子浓度定量关系,故B错误;
C.等体积、等pH的HX和HY两种酸,分别稀释相同倍数,强酸的pH变化范围大,即pH变化大的酸性更强,故C正确;
D.测得一定浓度的MCl2溶液pH=5,溶液显酸性,证明M2+离子发生水解,M2++2H2O⇌M(OH)2+2H+,水电离出的c(OH-)=10-5mol/L,故D错误;
答案选C。
8.(23-24高二上·陕西渭南·期中)合理利用某些盐能水解的性质,可以解决许多生产、生活中的问题。下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是
A.配制FeSO4 溶液时,加入一定量 Fe粉
B.沸水中加入饱和的氯化铁溶液制备Fe(OH)3胶体
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.热碱水清洗厨房里的油污
【答案】A
【解析】A.亚铁离子容易被氧化生成铁离子,加入Fe粉,Fe可与铁离子反应生成亚铁离子,从而防止亚铁离子被氧化,与盐类水解无关,A正确;
B.沸水中加入饱和氯化铁溶液,升高温度,铁离子水解平衡正向移动,因此能制备氢氧化铁胶体,与盐水解有关,B错误;
C.长期使用铵态氮肥,铵根离子水解生成氢离子,从而使土壤酸化,与盐水解有关,C错误;
D.升高温度,碱水中的碳酸根离子水解程度增大,溶液的碱性增强,去油污的能力也随之增强,与盐水解有关,D错误;
故答案选A。
9.(23-24高二下·重庆·期中)下列说法正确的是
A.将溶液和溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.配制溶液时,将固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用湿润的pH试纸测定溶液的pH,会使测得结果偏大
D.将溶液稀释10倍,溶液中不变
【答案】D
【解析】A.AlCl3水解生成氢氧化铝和盐酸,盐酸易挥发,加热、灼烧生成氧化铝,Al2(SO4)3溶液加热、蒸干、灼烧仍得到硫酸铝,因硫酸难挥发,故A错误;
B.加入盐酸,引入新杂质,为抑制水解,可加入少量硫酸,故B错误;
C.溶液呈碱性,用湿润的pH试纸测定溶液的pH,会稀释溶液, 碱性减弱,测量的pH结果偏小,C错误;
D.将溶液稀释10倍,溶液中是定值,D正确;故选D。
10.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是
A.0.1 mol/LFeCl3溶液中:
B.0.1 mol/LCH3COONa溶液中:
C.0.1 mol/LK2SO4溶液中:c(H+)=c(OH-)
D.室温下,pH=7的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合溶液中:
【答案】B
【解析】A.FeCl3电离方程式为:FeCl3=Fe3++3Cl-,该盐是强酸弱碱盐,Fe3+会发生水解反应而消耗,导致c(Fe3+)浓度降低,故在0.1 mol/LFeCl3溶液中离子浓度大小关系为c(Cl-)>3c(Fe3+),A正确;
B.CH3COONa是强碱弱酸盐,在溶液中CH3COO-发生水解反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,水解产生CH3COOH而消耗CH3COO-,因此溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(CH3COO-),CH3COO-水解消耗水电离产生的H+变为CH3COOH,导致溶液中c(OH-)>c(H+),且水溶液中还有水电离产生OH-,故溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),c(OH-)>c(CH3COOH),B错误;
C.K2SO4是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性,故离子浓度关系为c(OH-)=c(H+),C正确;
D.(NH4)2SO4与NH3·H2O混合溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c()=c(OH-)+2c(),在室温下,pH=7的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合溶液显中性,混合溶液中c(H+)=c(OH-),故该混合溶液中离子浓度大小关系为c()=2c(),D正确;故合理选项是B。
11.(23-24高二下·广东茂名·期中)常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和的关系如图所示,其中c点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法正确的是
A.常温下,
B.a点溶液中:
C.水的电离程度比较:d>c>b>a
D.当时,溶液中
【答案】A
【解析】A.由题干a点数据可知,pH=10即c(H+)=10-10mol/L,故c(OH-)=10-4mol/L,=0,c(AOH)=c(A+),则常温下,,A正确;
B.由题干a点数据可知,pH=10,=0,c(AOH)=c(A+),a点溶液中电荷守恒式为:c(H+)+c(A+)=c(OH-)+c(Cl-),即有c(H+)+c(AOH)=c(OH-)+c(Cl-),故,B错误;
C.由A项分析可知,AOH为弱碱,故随着盐酸的加入,溶液中的溶质由AOH到AOH、ACl再到ACl,最后为ACl和HCl,AOH和HCl的电离都抑制水的电离,只有ACl溶液中只有A+的水解,促进水的电离,故水的电离程度先增大后减弱,C错误;
D.当时,反应后溶液中溶质为等物质的量的ACl和AOH,由于,则A+的水解平衡常数为:,即AOH的电离程度大于A+的水解程度,溶液呈碱性,故溶液中,D错误;
故答案为:A。
12.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)一种吸收:SO2再经氧化得到硫酸盐的过程如下左图所示。室温下,用0.1mol⋅L-1NaOH溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,吸收液中含硫物种的浓度。的电离常数分别为、。已知SO2溶液中含硫微粒摩尔分数如下右图所示。下列说法不正确的是
A.“吸收”所得溶液中:
B.“吸收”所得溶液中:
C.pH=5时,“氧化”步骤中主要发生:
D.pH=7时,吸收液中:
【答案】D
【解析】A.采用NaOH溶液吸收SO2,得到Na2SO3溶液或NaHSO3溶液或二者的混合溶液,存在电荷守恒:,A正确;
B.用0.1mol⋅L-1NaOH溶液吸收SO2,若“吸收”所得溶液,该溶液为NaHSO3溶液,的电离常数分别为、,则的电离平衡常数为,水解程度Kh2=,说明的电离程度大于其水解程度,则,B正确;
C.由图可知,pH=5时,溶液中主要存在,“氧化”步骤中被O2氧化为,离子方程式为:,C正确;
D.若“吸收”后溶液pH=7,,由电荷守恒可知,,溶液溶质为NaHSO3和Na2SO3,由于的电离平衡常数小于的水解平衡常数Kh1==1.6×10-7,此时溶液中NaHSO3的物质的量大于Na2SO3,则,D错误;故选D。
13.(23-24高二上·浙江丽水·期末)常温下,向20mL0.01mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol•L-1KOH溶液,其pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的
A.①点时,
B.②点时,
C.③点时,
D.④点时,
【答案】B
【分析】①点为0.01mol•L-1CH3COOH溶液,②点为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COOK混合溶液,③点为少量CH3COOH、大量CH3COOK混合溶液呈中性,④点为CH3COOK溶液。
【解析】A.①点为0.01mol•L-1CH3COOH溶液,醋酸为弱电解质,少量发生电离,溶液中的氢离子来自醋酸和水的电离,故,故A正确;
B.②点为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COOK,混合溶液呈酸性,CH3COOH电离程度大于CH3COOK 的水解程度,所以,故B错误;
C.③点为少量CH3COOH、大量CH3COOK混合溶液呈中性,,根据电荷守恒,溶液中,③点满足,故C正确;
D.④点为CH3COOK溶液,CH3COO-水解溶液呈碱性,且水解的是少数,所以,故D正确;
故答案为:B。
14.(23-24高二上·福建三明·期末)实验测得浓度均为的溶液和溶液的pH随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.时,的电离平衡常数约为
B.升高温度,溶液中增大,pH减小
C.两溶液等体积混合后的溶液中,
D.后,溶液的pH随温度升高而增大的原因可能是水电离的增大
【答案】B
【解析】A.时,的pH为,溶液中为,,,的电离平衡常数约为,A错误;
B.升高温度,溶液中水解程度增大溶液中增大,pH减小,B正确;
C.浓度均为的溶液和溶液等体积混合后的溶液中,电荷守恒关系式①,物料守恒关系式为②,将①2+②得到,即,故C错误;
D.升高温度,电离程度增大,溶液中氢离子浓度增大;后,溶液的pH随温度升高而增大的原因可能是挥发导致溶液中氢离子浓度减小,pH增大,D错误;
故答案为:B。
15.(23-24高二上·北京通州·期末)室温时,向20 mL 0.1 mol/L的HCl、CH3COOH中分别滴加0.1 mol/LNaOH溶液,其pH变化如图。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化曲线
B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)为1×10-11 mol/L
C.滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(Cl-) = c(CH3COO-)
D.向CH3COOH中滴加20mLNaOH溶液时,溶液中微粒浓度:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
【答案】C
【分析】盐酸和醋酸都是一元酸,醋酸是弱酸,不能完全电离,盐酸是强酸,可完全电离,因此相同物质的量浓度的盐酸和醋酸,醋酸的氢离子浓度小于盐酸,则pH比盐酸的大,所以曲线I代表醋酸,曲线II代表盐酸;
【解析】A.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,相同浓度的盐酸和醋酸,盐酸的pH小,曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化pH曲线,故A正确;
B.由图可知,20mL0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,即c(H+)=10-3mol/L,根据Kw=c(H+)•c(OH-),解得:c(OH-)=10-11mol/L,再由水电离的氢离子等于水电离的氢氧根浓度,故B正确;
C.醋酸钠为强碱弱酸盐,溶液显碱性,当pH=7时,加入的氢氧化钠不足,醋酸还有剩余,而盐酸中恰好反应,此时c(Cl-)>c(CH3COO-),故C错误;
D.醋酸钠为强碱弱酸盐,因醋酸根水解溶液显碱性,所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确;
故选:C。
16.(23-24高二上·浙江台州·期末)常温下,用NaOH溶液滴定20mL溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.点①所示溶液溶质为和,且
B.点②所示溶液中:
C.点①、②、③所示溶液中,水的电离程度最大的是③
D.滴定过程中可能出现:
【答案】C
【分析】常温下,用NaOH溶液滴定20mL溶液,则理论上滴加20mLNaOH溶液时恰好达到滴定终点,所得溶液溶质恰好为CH3COONa溶液,CH3COONa为强碱弱酸盐,其溶液显碱性。
【解析】A.由滴定所用的NaOH浓度为0.100mol/L,被滴定的溶液为20mL,可知当消耗10mLNaOH时所得为等浓度的和混合溶液,此时溶液显酸性,醋酸根离子的水解程度小于醋酸的电离程度,此时,A错误;
B.滴定开始后溶液存在电荷守恒,点②pH=7,且此时为常温状态下,则氢离子浓度等于氢氧根离子浓度, ,B错误;
C.滴定中①→②→③的过程中随着醋酸逐渐被消耗,溶液中溶液溶质变化过程为→、→,水的电离由开始的被抑制逐渐过渡到被促进,则水的电离程最大的是③,C正确;
D.滴定开始后溶液存在电荷守恒, 当时,因此不可能出现,D错误;
故选C。
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第3章 物质在水溶液中的行为
第二节 弱电解质的电离 盐类的水解
第3课时 离子浓度大小比较与盐类的水解应用
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.能利用水解原理分析、解释生活生产中遇到盐类水解的现象,知道盐类水解在作净水剂、去污剂、灭火剂及溶液配制等方面的应用。
2.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科研中的重要作用。
3.能正确判断溶液中离子浓度大小关系。
重点:盐类水解的应用。
难点:溶液中离子浓度大小判断。
一、盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
实验
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,可使水解平衡向左移动,抑制阳离子的水解,如配制FeCl3、SnCl2溶液时,由于Fe3+、Sn2+水解程度较大,通常先将它们溶于盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
制备某些
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:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
保存碱性
溶液
Na2CO3、Na2S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
若将某些挥发性酸对应的盐,如AlCl3、FeCl3蒸干时,得不到无水盐,原因是在加热过程中,HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3或Fe(OH)3,加热Al(OH)3、Fe(OH)3继续分解得到Al2O3、Fe2O3。所以上述晶体只有在HCl气流中加热才能得到
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
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或MgCO3促进FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去,可表示为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,MgO+2H+===Mg2++H2O
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
实例
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。硫酸铝钾或硫酸铝中的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,反应的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体有较强的吸附能力,常用作净水剂。
用热的纯碱去污效果更好
CO+H2OHCO+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
泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器中使用的是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,两者混合时,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+H2ONH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
二、盐溶液“蒸干”问题
1.盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,
如Al2(SO4)3(aq)Al2(SO4)3(s)。
2.盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)Al(OH)3Al2O3。
3.强碱弱酸盐,如Na2CO3溶液等,蒸干后可得到原物质。
4.阴、阳离子均易水解,其水解产物易挥发的盐蒸干后得不到任何物质,如NH4Cl、(NH4)2S等。
5.考虑盐受热时是否分解
Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为Ca(HCO3)2―→CaCO3(CaO);NaHCO3―→Na2CO3;KMnO4―→K2MnO4+MnO2。
6.还原性盐在蒸干时会被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s);FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(s)。
7.有时要从多方面考虑。例如,蒸干NaClO溶液时,既要考虑ClO-水解,又要考虑HClO分解,所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
三、溶液中离子浓度大小关系及应用
1.电解质溶液中的三个守恒关系
(1)电荷守恒关系
电解质溶液中,不论存在多少种离子,溶液总是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如Na2SO3溶液中存在着Na+、SO、H+、OH-、HSO,它们存在如下关系:
c平(Na+)+c平(H+)=2c平(SO)+c平(HSO)+c平(OH-)。
(2)物料守恒关系
电解质溶液中,由于某些离子能水解或电离,离子种类增多,但原子总数是守恒的,如Na2SO3溶液中SO能水解,故硫元素以SO、HSO、H2SO3三种形式存在,它们之间的守恒关系为
c平(Na+)=2c平(SO)+2c平(HSO)+2c平(H2SO3)。
(3)质子守恒关系
质子守恒是指电解质在水溶液中发生电离、水解时,存在H+的转移,在转移时,失去H+的物质的量与得到H+的物质的量是相等的。如Na2SO3溶液中有关系式:c平(OH-)=c平(H+)+c平(HSO)+2c平(H2SO3)。
2.离子浓度大小比较的方法
(1)多元弱酸溶液,根据多步电离分析,如在H3PO4溶液中:c平(H+)>c平(H2PO)>c平(HPO)>c平(PO)。
(2)多元弱酸的正盐溶液,根据弱酸根的分步水解分析,如Na2CO3溶液中:c平(Na+)>c平(CO)>c平(OH-)>c平(HCO)>c平(H+)。
(3)混合溶液中各离子浓度的比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①电离程度大于水解程度的有NH3·H2O和NH、CH3COOH和CH3COO-、HSO。如0.1 mol·L-1NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(NH)>c平(Cl-)>c平(OH-)>c平(H+)。
②电离程度小于水解程度的有HCN和CN-、HCO和CO、HCO。
如0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液中:由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c平(Na+)>c平(CN-)>c平(OH-)>c平(H+)。
【易错警示】根据离子浓度守恒关系判断大小问题,要抓住一个原理、两类平衡、三种守恒进行分析,即化学平衡移动原理,电离平衡和水解平衡,电荷守恒、物料守恒和质子守恒。若是“=”考虑三种守恒,若是“>”或“<”可考虑弱电解质的电离或盐类的水解。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)明矾既可以作净水剂也可以作消毒剂。( )
(2)实验室保存Na2S溶液用带有玻璃塞的试剂瓶。( )
(3)将Cu(NO3)2固体溶于稀硝酸配制Cu(NO3)2溶液。( )
(4)泡沫灭火器中的试剂是Al2(SO4)3溶液与Na2CO3溶液。( )
2.下列过程或现象与盐类的水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.加热稀醋酸溶液其pH稍有减小
C.NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂
D.浓的硫化钠溶液有臭味
2.实验室在配制一定浓度的硫酸铁溶液时,先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中,再加水稀释至所需浓度,如此操作的目的是( )
A.防止硫酸铁分解 B.抑制硫酸铁水解
C.促进硫酸铁溶解 D.提高溶液的pH
►问题一 盐类水解的应用
【典例1】现需同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥,已知给定的化肥有①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2 ④(NH4)2SO4 ⑤氨水,最合适的组合是( )
A.①③④ B.②③④
C.①③⑤ D.②③⑤
【变式1-1】下列说法中正确的是( )
A.AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B.实验室配制FeCl3溶液时,往往在FeCl3溶液中加入少量的盐酸
C.向CuCl2溶液中加入CuO,调节pH可除去溶液中混有的Fe3+
D.用NaHCO3和Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
【变式1-2】下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是( )
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
完全沉淀时的pH
7.7
4.5
6.5
A.H2O2、ZnO B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3 D.NaOH溶液
►问题二 电解质溶液中的三个守恒关系
【典例2】在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在着多种离子和分子,下列关系不正确的是( )
A.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+2c(S2-)
B.c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+c平(OH-)+c(S2-)
C.c平(Na+)=2c(S2-)+2c平(HS-)+2c平(H2S)
D.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S)
【变式2-1】在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,下列关系正确的是( )
A.c平(Na+)=2c平(CO)
B.c平(OH-)=c平(H+)+c平(HCO)+c平(H2CO3)
C.c平(HCO)>c平(H2CO3)
D.c平(Na+)+c平(H+)=c平(CO)+c平(HCO)+c平(OH-)
【变式2-2】草酸是二元弱酸,草酸氢钾溶液呈酸性。在0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,下列关系正确的是 ( )
A.c平(K+)+c平(H+)=c平(HC2O)+c平(OH-)+c平(C2O)
B.c平(HC2O)+c平(C2O)=0.1 mol·L-1
C.c平(C2O)>c平(H2C2O4)
D.c平(K+)=c平(H2C2O4)+c平(HC2O)+2c平(C2O)
►问题三 离子浓度大小比较
【典例3】已知HF和HCN都是一元弱酸,但Ka(HF)>Ka(HCN)。现有100 mL 0.1 mol·L-1 的NaF溶液和100 mL 0.1 mol·L-1的NaCN溶液,下列有关这两种溶液的说法中不正确的是( )
A.溶液pH:NaF<NaCN
B.溶液中弱酸分子浓度:c平(HF)>c平(HCN)
C.NaF溶液中:c平(HF)=c平(OH-)-c平(H+)
D.NaCN溶液中:c平(Na+)=c平(CN-)+c平(HCN)
【变式3-1】将等体积的0.2 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HNO3溶液混合,混合溶液中离子浓度由大到小顺序正确的是( )
A.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(NO)>c平(OH-)>c平(H+)
B.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(NO)>c平(H+)>c平(OH-)
C.c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(NO)>c平(H+)
D.c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(H+)>c平(NO)>c平(OH-)
【变式3-2】常温下,将Na2S和NaHS两种盐[设=k,(0<k≤3)]溶于水得稀溶液,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系中,正确的是 ( )
A.若k=1,则c平(S2-)>c平(HS-)>c平(OH-)>c平(H+)
B.若k=2,则c平(OH-)=c平(H+)+c平(HS-)+2c平(H2S)
C.k为任意值时:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HS-)+2c平(S2-)+c平(OH-)
D.若满足3c平(H+)+2c平(HS-)+5c平(H2S)=3c平(OH-)+c平(S2-),则可确定k=3
►问题四 盐溶液“蒸干”问题
【典例4】在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧,可以得到该物质固体的是( )
A.AlCl3 B.Na2SO3
C.KMnO4 D.MgSO4
【变式4-1】把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到固体产物是( )
A.无水AlCl3 B.Al(OH)3 C.FeCl3·6H2O D.Al2O3
【变式4-2】在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl ΔH>0
(1)将饱和FeCl3溶液,滴入沸腾的蒸馏水中可得到一种红褐色透明液体。向这种液体中加入稀硫酸产生的现象为___________________________________。
(2)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。
►问题五 分布曲线图像
【典例5】向等物质的量浓度的Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量,其中主要含硫物种(H2S、HS-、S2-)的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程中H2S气体的逸出),下列说法正确的是
A.含硫物种A表示H2S
B.在滴加盐酸过程中,溶液中c(Na+)与含硫物种浓度的关系为:c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
C.X、Y为曲线的两交叉点,若能知道X点处的pH,就可以计算出Na2S的Kh1
D.NaHS溶液呈碱性,溶液中c(HS—)>c(S2—)>c(OH—)>c(H+)
【变式5-1】常温下,向溶液中逐滴加入的盐酸,溶液中、HCN分布系数随溶液pH变化的关系如图甲所示,溶液pH变化曲线如图乙所示。下列说法错误的是
A.的NaCN溶液中:
B.图甲中pH=9的溶液:
C.常温下,
D.图乙中b点的溶液:
【变式5-2】常温下,溶液中、、三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图1所示,向溶液中滴加稀盐酸,所得混合溶液的pH与P[或]变化关系如图2所示。下列说法正确的是
A.图1中M点即为图2中N点,对应的
B.b点时,
C.水的电离程度:
D.d点时,
►问题六 盐类水解的综合应用
【典例6】常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)/ mol·L-1
c(NaOH)/ mol·L-1
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
=a
乙
0.12
0.1
=7
丙
0.2
0.1
>7
丁
0.1
0.1
=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
________________________________________________________________________。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是________(填字母)。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)=________ mol·L-1。
【变式6-1】溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示:
盐碱地呈碱性的原因:_____________________________________;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:____________________________________________________________。
(2)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c(OH-)=__________。
(3)25 ℃时,将a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。
1.(23-24高二下·辽宁·期末)下列问题与盐类的水解有关的是
①热的纯碱溶液去油污效果好
②制备TiO2纳米粉TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
③为保存FeCl3溶液,要在溶液中加入少量盐酸
④实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.全部
2.(23-24高二上·浙江丽水·期末)下列关于盐类水解应用的描述中不正确的是
A.实验室盛放Na2S溶液的试剂瓶不用玻璃塞
B.草木灰和铵态氮肥混合施用可增强肥效
C.制备MgCl2、AlCl3固体均不能采用将其溶液直接蒸干的方法
D.含较多Na2CO3的盐碱地可以通过施加适量石膏降低土壤的碱性
3.(23-24高二上·陕西渭南·期末)盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用,有关应用或说法与盐类水解无关的是
A.溶液可用于除铁锈
B.用饱和溶液制备胶体
C.用稀硫酸除去铜器表面的铜绿
D.长期使用硫酸铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰
4.(23-24高二上·四川绵阳·期末)下列做法不能用盐类水解原理解释的是
A.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热以增强去污效果
B.实验室配制CuSO4溶液时,加入少量稀硫酸
C.用可溶性铝盐、铁盐作净水剂
D.用次氯酸钠溶液作环境消毒剂
5.(23-24高二上·北京东城·期末)下列物质的应用中,不能利用盐类水解反应的原理解释的是
A.配制溶液时,用较浓的盐酸溶解晶体
B.用热的溶液清洗附着在盘子表面的植物油
C.常用作消化道射线检查的造影剂
D.明矾可以用于净水
6.(23-24高二下·湖北十堰·期末)把预先设计好的图案置于覆铜板上用蜡覆盖,然后将其放到FeCl3溶液中,可以制作出我们所需要的图案。下列叙述正确的是
A.配制FeCl3溶液时应加入少许铁粉防止其氧化变质
B.发生反应的离子方程式为
C.氯化铁溶液在空气中蒸发,可制得FeCl3固体
D.加入KSCN溶液可检验反应后的溶液中是否含有Fe2+
7.(23-24高二上·河南洛阳·期末)常温下,下列说法中正确的是
A.已知盐溶液NaHX的pH=8,则溶液中
B.和的混合溶液中,满足:
C.等pH的HX和HY两种酸,分别稀释相同倍数,pH变化大的酸性更强
D.测得一定浓度的溶液pH=5,则水电离出的
8.(23-24高二上·陕西渭南·期中)合理利用某些盐能水解的性质,可以解决许多生产、生活中的问题。下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是
A.配制FeSO4 溶液时,加入一定量 Fe粉
B.沸水中加入饱和的氯化铁溶液制备Fe(OH)3胶体
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.热碱水清洗厨房里的油污
9.(23-24高二下·重庆·期中)下列说法正确的是
A.将溶液和溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.配制溶液时,将固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用湿润的pH试纸测定溶液的pH,会使测得结果偏大
D.将溶液稀释10倍,溶液中不变
10.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是
A.0.1 mol/LFeCl3溶液中:
B.0.1 mol/LCH3COONa溶液中:
C.0.1 mol/LK2SO4溶液中:c(H+)=c(OH-)
D.室温下,pH=7的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合溶液中:
11.(23-24高二下·广东茂名·期中)常温下,将稀盐酸滴加到等浓度的弱碱AOH溶液中,测得混合液的pH和的关系如图所示,其中c点表示HCl和AOH恰好完全反应时的数据。下列说法正确的是
A.常温下,
B.a点溶液中:
C.水的电离程度比较:d>c>b>a
D.当时,溶液中
12.(23-24高二上·江苏宿迁·期末)一种吸收:SO2再经氧化得到硫酸盐的过程如下左图所示。室温下,用0.1mol⋅L-1NaOH溶液吸收SO2,若通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,吸收液中含硫物种的浓度。的电离常数分别为、。已知SO2溶液中含硫微粒摩尔分数如下右图所示。下列说法不正确的是
A.“吸收”所得溶液中:
B.“吸收”所得溶液中:
C.pH=5时,“氧化”步骤中主要发生:
D.pH=7时,吸收液中:
13.(23-24高二上·浙江丽水·期末)常温下,向20mL0.01mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol•L-1KOH溶液,其pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的
A.①点时,
B.②点时,
C.③点时,
D.④点时,
14.(23-24高二上·福建三明·期末)实验测得浓度均为的溶液和溶液的pH随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.时,的电离平衡常数约为
B.升高温度,溶液中增大,pH减小
C.两溶液等体积混合后的溶液中,
D.后,溶液的pH随温度升高而增大的原因可能是水电离的增大
15.(23-24高二上·北京通州·期末)室温时,向20 mL 0.1 mol/L的HCl、CH3COOH中分别滴加0.1 mol/LNaOH溶液,其pH变化如图。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化曲线
B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)为1×10-11 mol/L
C.滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(Cl-) = c(CH3COO-)
D.向CH3COOH中滴加20mLNaOH溶液时,溶液中微粒浓度:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
16.(23-24高二上·浙江台州·期末)常温下,用NaOH溶液滴定20mL溶液所得滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.点①所示溶液溶质为和,且
B.点②所示溶液中:
C.点①、②、③所示溶液中,水的电离程度最大的是③
D.滴定过程中可能出现:
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