内容正文:
新知探究课15 盐类水解的影响因素及其应用
1.通过实验探究,认识影响盐类水解的主要因素,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
2.结合真实情境中的应用实例,了解盐类水解在生产、生活中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
一、影响盐类水解的主要因素
1.内因——反应物的性质
盐类的水解程度,主要由生成盐的酸碱的性质所决定的。生成盐的弱酸或弱碱越弱,盐的水解程度越大。如Ka(HF)>Ka(HClO),则同浓度的NaF与NaClO溶液的pH NaClO溶液较大。
2.外因
(1)升温:盐的水解平衡向右移动,水解程度增大。
(2)加水稀释:盐的水解平衡向右移动,水解程度增大。
(3)加酸、碱:水解显酸性的盐溶液,加碱会促进水解,加酸会抑制水解,反之亦然。
判一判 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)0.1 mol/L的NaA溶液比0.1 mol/L的NaB溶液的pH大,说明HA的酸性比HB的强。 ( × )
(2)加热促进了CH3COO-的水解,抑制了CH3COOH的电离。 ( × )
(3)向NH4Cl溶液中加入适量氯化钠固体,抑制了的水解。 ( × )
(4)向FeCl3溶液加水稀释,Fe3+水解程度变小。 ( × )
二、盐类水解的应用
1.作净水剂
铝盐、铁盐等部分盐类水解生成胶体,有较强的吸附性,常用作净水剂。
如明矾水解的离子方程式为(胶体)+3H+。
2.热碱水去油污
纯碱水解的离子方程式为+OH-。加热促进的水解,溶液碱性增强,去污能力增强。
3.盐溶液的配制和保存
配制、保存SnCl2或FeCl3等易水解的盐溶液时,加入少量盐酸的目的是抑制Sn2+或Fe3+的水解。
4.制备胶体
向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,并加热至沸腾以增大Fe3+的水解程度,从而制备Fe(OH)3胶体。
5.制备无机化合物
如用TiCl4制备TiO2。其反应的方程式为TiCl4+(x+2)H2O(过量)===TiO2·xH2O↓+4HCl。
想一想 盛放Na2CO3、Na2S溶液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞?
[提示] 因为Na2CO3、Na2S溶液水解显碱性,碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,而使瓶口和玻璃塞黏结不易打开。
三、盐的水解常数
1.A-+H2O⥫⥬HA+OH-,其水解常数Kh=。HA的电离常数Ka、A-的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=。
2.M++H2O⥫⥬MOH+H+,其水解常数Kh=。MOH的电离常数Kb、M+的水解常数Kh之间的关系表达式为Kh=。
25 ℃,0.1 mol/L的NaA溶液的pH=10,则A-的水解常数为____________________________________________________________________
_______________________________________________________(列出计算式)。
[提示] Kh=≈1×10-7
影响盐类水解的因素
外界因素对FeCl3水解平衡+3H+的影响。
可能影响因素
实验操作
现象
解释或结论
温度
将FeCl3溶液适当加热,测溶液的pH
溶液颜色变深,溶液pH变小
盐类的水解是吸热反应,加热,水解平衡向正反应方向移动
反应物的浓度
加入FeCl3固体,再测溶液的pH
溶液颜色变深,溶液的pH变小
加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向正反应方向移动
生成物的浓度
加浓盐酸后,测溶液的pH
溶液颜色变浅,溶液的pH变小
加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向逆反应方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量浓NaOH溶液
产生红褐色沉淀
加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动
[问题1] 向FeCl3溶液中加FeCl3(s)和加水,水解平衡均向右移动,二者的水解程度均增大吗?为什么?
[提示] 加FeCl3(s),水解平衡向右移动,但水解程度变小,因为Fe3+增加量大于水解消耗量;加水,水解平衡向右移动,水解程度增大,因为平衡右移,Fe3+消耗增多。
[问题2] FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液,有什么现象?Fe3+水解程度如何变化?反应的离子方程式如何写?
[提示] 有红褐色沉淀和气体生成,变大===Fe(OH)3↓+3CO2↑。
影响盐类水解的因素
(1)内因——主要因素
弱酸根离子、弱碱阳离子对应的酸、碱越弱,就越易发生水解,溶液的碱性或酸性越强。
(2)外界因素对盐类水解的影响
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
外加
其他
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]
[注意] 稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,但由于溶液体积的增大是主要的,故水解产生的H+或OH-的浓度是减小的,则溶液酸性(或碱性)越弱。
1.关于FeCl3溶液水解的说法错误的是( )
A.水解达到平衡时加水稀释,平衡向正反应方向移动
B.浓度为5 mol·L-1和0.5 mol·L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+水解程度前者比后者小
C.有50 ℃和20 ℃的同浓度的FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者比后者小
D.为抑制Fe3+水解,较好地保存FeCl3溶液应加入少量HCl
C [升高温度促进盐的水解,所以50 ℃和20 ℃的同浓度的FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者比后者大,故C错误。]
2.为了使(NH4)2SO4溶液中接近2∶1,可采取的措施是( )
A.加热 B.加适量NaOH(s)
C.加水 D.通HCl
D [加热、加NaOH、加水均促进水解而使比值减小,通入HCl抑制水解,使接近2∶1,D符合题意。]
盐类水解的应用
1.水解反应在科学研究中的应用
应用
举例
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,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
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、、S2-、HS-、;Fe3+与、、
续表
应用
举例
混合盐溶液中的除杂和提纯
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,如加入MgO时发生反应+3H+
2.水解反应在工农业生产和生活中的应用
应用
原理分析
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
用热的纯碱溶液去污效果更好
+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:===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:+H2O⥫⥬NH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
某些化肥不能混合施用
草木灰不能与铵态氮肥混用,因草木灰的主要成分为K2CO3,溶于水时与水解相互促进,容易放出NH3,使氮肥肥效下降
3.盐溶液蒸干时所得产物的判断
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4(s)。
(2)盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得到对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼烧得Al2O3。
(3)考虑盐受热时是否分解。
原物质
蒸干灼烧后固体物质
Ca(HCO3)2
CaCO3或CaO
NaHCO3
Na2CO3
KMnO4
K2MnO4和MnO2
NH4Cl
分解为NH3和HCl,
无固体物质存在
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化。如Na2SO3(aq)蒸干得Na2SO4(s)。
1.下列与盐类水解有关的是( )
①为保存FeCl3溶液,要在溶液中加入少量盐酸 ②实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞 ③在NH4Cl溶液中加入镁条会产生气泡 ④长期施用硫酸铵,土壤的酸性增强
A.①②④ B.②③④
C.①③④ D.全部
D [①保存FeCl3溶液,在溶液中加入少量盐酸,可以抑制Fe3+水解生成Fe(OH)3;②Na2CO3、可水解使溶液呈碱性,从而腐蚀玻璃,故实验室盛放Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞;③NH4Cl水解使溶液呈酸性,镁可以置换出溶液中的H+,放出H2,从而产生气泡;④硫酸铵水解使溶液呈酸性,长期施用此化肥,土壤的酸性将增强。故①②③④都与盐类的水解有关。]
2.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)+3H+明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl
制备TiO2·xH2O
D.SnCl2+H2O⥫⥬Sn(OH)Cl+HCl
配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
D [热的纯碱溶液碱性增强、去污能力增强;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,吸附水中的悬浮物,具有净水作用;TiCl4与H2O作用水解可以制得TiO2·xH2O,A、B、C项正确;SnCl2易水解,配制SnCl2溶液时若加入NaOH溶液,会促进SnCl2水解而生成Sn(OH)Cl或Sn(OH)2沉淀,所以配制SnCl2溶液应将SnCl2固体溶于盐酸中,再稀释至所需浓度,D错误。]
3.(1)不断加热FeCl3溶液,蒸干水分并灼烧得到的固体可能是________。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入__________________。
(3)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)加热可促进盐类水解,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。
(2)为防止浑浊,应加入稀盐酸抑制FeCl3水解。
(3)MgCO3与水解产生的H+反应:MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O,使水解平衡正向移动,生成的Fe(OH)3在加热搅拌条件下发生聚沉,在过滤时Fe(OH)3和未反应的MgCO3一同被除去。
[答案] (1)Fe2O3 (2)少许稀盐酸 (3)MgCO3与H+反应,促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为沉淀而除去
水解常数与电离常数的关系及
应用
碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性,可用作食用碱或工业用碱。已知:25 ℃时,碳酸的电离常数为Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。
[问题1] 写出H2CO3的Ka1、Ka2表达式的Kh1、Kh2表达式,并分析其关系。
[提示] Ka1=,
Ka2=;Kh1=,
Kh2=;Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw。
[问题2] 25 ℃时,等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液谁的碱性强?请利用水解常数加以说明。
[提示] 的Kh1===的Kh2===×10-7,
Kh1>Kh2,Na2CO3溶液的碱性较强。
[问题3] 碳酸氢钠溶液为什么显碱性,请利用水解常数和电离常数加以说明。
[提示] 的电离常数Ka2=的Kh2=×10-7>Ka2,故的水解程度大于电离程度,呈碱性。
1.水解常数的意义:Kh定量地表示水解反应趋势的大小,Kh越大,水解趋势越大。
2.一元弱酸或弱碱对应盐的水解常数关系Kh=或Kh=。
3.二元弱酸对应盐的水解常数
二元弱酸H2CO3的电离常数为Ka1、Ka2,则Na2CO3的水解常数Kh为,NaHCO3的水解常数为。
1.已知常温下CN-的水解常数Kh=1.61×10-5。常温下,含等物质的量的HCN与NaCN的混合溶液,下列说法不正确的是( )
A.溶液显酸性
B.溶液显碱性
C.溶液中c(CN-)<c(HCN)
D.溶液中c(Na+)>c(CN-)
A [Ka(HCN)==×10-9<Kh(CN-),故该混合液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液显碱性,A错误。]
2.已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=______mol·L-1。(已知≈2.36)
[解析] 根据题干信息可知,该温度下1 mol·L-1的NH4Cl溶液的水解平衡常数Kh==≈5.56×10-10,又根据水解平衡表达式可知Kb=,则c(H+)=≈2.36×10-5。
[答案] 2.36×10-5
1.升温促进盐的水解。
2.加水稀释促进盐的水解,盐溶液越稀水解程度越大。
3.水解呈酸性的盐,加入碱性物质促进水解。
4.盐的水解在科研和生产、生活中有重要应用。
5.水解常数与电离常数之积为水的离子积。
1.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
B [水解平衡常数只与温度有关,稀释溶液不改变水解平衡常数的大小,A项错误;通入CO2会消耗溶液中的OH-,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,B项正确;升高温度会使该水解平衡正向移动浓度减小浓度增大,故增大,C项错误;NaOH固体溶解会电离出OH-,使溶液中的OH-浓度增大,溶液的pH增大,D项错误。]
2.为了使Na2S溶液中c(Na+)/c(S2-)的值变小,可采取的措施是( )
A.加水稀释 B.加入适量NaOH固体
C.适当升温 D.加入适量K2S固体
[答案] D
3.(生活素材)(2023·咸阳高二月考)土壤中游离的Al3+越多,绣球花的颜色越蓝。若想种出蓝色绣球花,可向土壤中加入硫酸铝。为保证调色效果,不宜同时施用( )
A.硫酸亚铁 B.硝酸钾
C.碳酸钾 D.氯化铵
[答案] C
4.(生活素材)下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和的混合固体
B.除去MgCl2中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的反应:Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑与CO2的反应)
C [A项,加热蒸发Na2CO3溶液,得不到NaOH,虽然加热促进水解,但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3,错误;B项,Mg2+和Fe3+均可与OH-反应生成沉淀,且引入了新杂质Na+,应用MgO或MgCO3固体,错误;D项,KCl不水解,不可能得到KOH固体,错误。]
5.(1)25 ℃时+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在室温下,0.175 mol·L-1醋酸钠溶液的pH约为________[已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5]。
[解析] (1)NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=====1×10-12。由Kh=得=,加入I2后被氧化为H2SO4,c(H+)增大,c(OH-)减小,Kh不变,所以增大。(2)醋酸根离子水解反应的平衡常数Kh===,则=,得c(OH-)=10-5mol·L-1,pH=9。
[答案] (1)1×10-12 增大 (2)9
新知探究课固基练(十五) 盐类水解的影响因素及其应用
1.实验室有下列试剂,其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是( )
①NaOH溶液 ②Na2SiO3溶液 ③Na2S溶液 ④NH4Cl溶液 ⑤澄清石灰水 ⑥浓HNO3 ⑦浓H2SO4
A.①⑥ B.①②③⑤
C.①②③⑥⑦ D.⑤⑦
[答案] B
2.盐类水解与生活密切联系,下列做法与盐类水解无关的是( )
A.实验室配制FeCl3溶液时,应先将其溶解在盐酸中,而后加水稀释
B.盐酸可作铁制品的除锈剂
C.用浓NaHCO3溶液与浓Al2(SO4)3溶液混合作灭火剂
D.加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
B [B项,盐酸显酸性,铁屑的主要成分是铁的氧化物,能与盐酸反应,盐酸可作铁制品的除锈剂,与盐类水解无关。]
3.常温下,稀释0.1 mol/L NH4Cl溶液,如图中的横坐标表示加水的量,则纵坐标可以表示的是( )
水解的平衡常数
B.溶液的pH
C.溶液中物质的量
D.溶液中
B 水解的平衡常数只与温度有关,加水稀释水解的平衡常数不变,故A不选; NH4Cl水解呈酸性,加水稀释,水解程度增大,但酸性减弱,溶液的pH将增大,故选B;加水稀释的水解程度增大,溶液中的物质的量将减小,故C不选;加水稀释水解程度增大,且溶液的体积增大减小, D不选。]
4.能证明Na2SO3溶液中存在+OH-水解平衡的事实是( )
A.滴入酚酞试液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞试液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞试液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚酞试液变红,再加入氢氧化钠后溶液红色加深
C [无论Na2SO3是否完全水解,加硫酸都会中和OH-,酚酞都会褪色,只能证明发生了水解,而无法说明是否存在水解平衡,A选项错误;氯水既可能中和OH-,又可能将酚酞和氧化,所以褪色不足以说明存在水解平衡,B选项错误;加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则该沉淀一定是BaSO3,说明没有水解完全,红色褪去,说明c(OH-)减小,因为OH-与BaCl2不反应,只能说明平衡向左移动引起其浓度的减小,C选项正确;加入氢氧化钠溶液后,即使不存在平衡,溶液的碱性增强,红色也会加深,D选项错误。]
5.水质检验中,测定水的硬度时,用到氨-氯化氨(NH3-NH4Cl)缓冲溶液,控制溶液在pH=10左右。则关于该缓冲溶液的说法不正确的是( )
A.将缓冲溶液加水稀释时,pH一定会减小
B.将缓冲溶液升温,pH一定没有变化
C.在缓冲溶液中,水的电离受到抑制
D.在缓冲溶液中,一定有>c(Cl-)
B [pH=10左右,溶液呈碱性,稀释后碱性减弱,pH一定会减小, A正确;升高温度,溶液中的电离平衡、水解平衡都会受到影响,pH会变化, B错误;在缓冲溶液中,存在氨水的电离平衡和铵根离子的水解平衡,因为缓冲溶液显碱性,氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,氨水的电离对水的电离起到抑制作用,所以水的电离受到抑制, C正确;溶液中的电荷守恒+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液显示碱性,所以c(H+)<c(OH-),则有>c(Cl-), D正确。]
6.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 [利用盐类水解规律“越弱越水解,谁强显谁性”,结合同浓度三种酸对应的钠盐的溶液的pH可推知,碱性越强则对应的酸越弱。]
7.常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、、
B.pH=12的溶液:K+、Na+、、
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液:K+、Ca2+、Cl-、
B [A项在酸性条件下氧化Fe2+,错误;C项,Cu2+与S2-反应生成CuS沉淀,错误;D项水解呈碱性,pH>7,错误。]
8.(1)Fe(NO3)3的水溶液呈________(填“酸”“中”或“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):____________________________________。实验室在配制的溶液时,常将Fe(NO3)3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以______________ (填“促进”或“抑制”)其水解。
(2)在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的____________。
(3)25 ℃,Ka(HA)=1×10-6,则0.01 mol/L的NaA溶液的pH=________。
[解析] (1)硝酸铁是强酸弱碱盐,铁离子水解,溶液显酸性,水解方程式是+3H+;因此在配制硝酸铁溶液时,先将Fe(NO3)3固体溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,目的就是抑制铁离子水解。(2)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解,溶液显碱性。所以在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的氢氧化钠固体以抑制硫离子水解。(3)Ka=1×10-6则Kh=1×10-8,Kh===1×10-8,
c(OH-)=1×10-5mol/L pH=9。
[答案] (1)酸 Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+ 抑制 (2)氢氧化钠固体(或NaOH) (3)9
9.测定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溶液做对比试验,④产生白色沉淀多。下列说法错误的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:+OH-
B.④的pH与①不同,是由于浓度减小造成的
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相等
C [Na2SO3属于强碱弱酸盐存在水解平衡:+OH-、+H2O⥫⥬H2SO3+OH-,A项正确;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,说明实验过程中部分被氧化成Na2SO4,①与④温度相同,④与①对比浓度减小,溶液中c(OH-)降低,④的pH小于①,即④的pH与①不同,是由于浓度减小造成的,B项正确;盐类水解为吸热过程,①→③的过程,升高温度水解平衡向右移动减小,水解平衡向左移动,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反,C项错误;Kw只与温度有关,①与④温度相同,Kw相等,D项正确。]
10.常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液,含A元素的有关粒子物质的量变化如图所示。根据图示判断,下列说法正确的是( )
A.NaHA溶液呈酸性
B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水大
C.当V(NaOH)=30 mL时,溶液中存在以下关系:2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-)
D.当V(NaOH)=20 mL时,溶液中各粒子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
AC [当V(NaOH)=20 mL时,发生反应为NaOH+H2A===NaHA+H2O,H2A溶液与NaOH溶液恰好反应生成NaHA,由图像可知,此时,c(A2-)>c(H2A),即HA-的电离程度大于其水解程度,NaHA溶液呈酸性,故A正确;等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后生成NaHA,由A项分析可知,HA-的电离程度大于其水解程度,则HA-抑制水的电离,故其溶液中水的电离程度比纯水小,故B错误;当V(NaOH)=30 mL时,发生的反应为NaOH+H2A===NaHA+H2O,NaHA+NaOH===Na2A+H2O,溶液为等物质的量的NaHA、Na2A的混合溶液,根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)①,根据物料守恒可知:3c(HA-)+3c(A2-)+3c(H2A)=2c(Na+)②,①×2+②得:2c(H+)+c(HA-)+3c(H2A)=c(A2-)+2c(OH-),故C正确;当V(NaOH)=20 mL时,溶质为NaHA,HA-的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故D错误。]
11.常温下,有浓度均为0.1 mol·L-1的下列4种溶液:
①NaCN溶液 ②NaOH溶液 ③CH3COONa溶液 ④NaHCO3溶液
HCN
H2CO3
CH3COOH
Ka=6.2×10-10
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka=1.75×10-5
(1)这4种溶液pH由大到小的顺序是________(填序号),其中②由水电离的H+浓度为________。
(2)①中各离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(3)④的水解平衡常数Kh=________。
(4)若向等体积的③和④中滴加盐酸至呈中性,则消耗盐酸的体积③__________(填“>”“<”或“=”)④。
(5)25 ℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则约为______(保留2位有效数字)。向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________。
[解析] (1)相同浓度的溶液中,①NaCN溶液水解显碱性,②NaOH溶液为强碱溶液,③CH3COONa溶液水解显碱性,④NaHCO3溶液水解显碱性,因为酸性:醋酸>碳酸>HCN>碳酸氢根离子,越弱越水解,因此溶液的碱性:②>①>④>③,4种溶液pH由大到小的顺序是②>①>④>③;常温下,0.1 mol·L-1 NaOH溶液的pH=13,由水电离的H+浓度为1.0×10-13mol·L-1。(2)NaCN溶液中,CN-水解使溶液显碱性,NaCN溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。的水解平衡常数为Kh====≈2.2×10-8。(4)等体积浓度均为0.1 mol·L-1的③CH3COONa溶液和④NaHCO3溶液中NaHCO3水解程度大于CH3COONa,NaHCO3溶液的碱性强于CH3COONa,滴加盐酸至呈中性,消耗盐酸的体积:③<④。(5)由HCN的电离平衡常数Ka=可知,==≈0.016,Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),故碳酸的酸性强于HCN,碳酸氢根离子的酸性弱于HCN,向NaCN溶液中通入少量CO2,反应生成HCN与NaHCO3,该反应的离子方程式为。
[答案] (1)②>①>④>③ 1.0×10-13mol·L-1
(2)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(3)2.2×10-8 (4)<
(5)0.016
12.已知25 ℃时0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,待晶体溶解后发现溶液的pH增大,对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出的大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。你认为上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。
(1)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验:向0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的________(填编号),然后测定溶液的pH。(已知25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,CH3COOH的Ka=1.8×10-5)
A.固体CH3COOK
B.固体CH3COONH4
C.气体NH3
D.固体NaHCO3
(2)若________(填“甲”或“乙”)的解释正确,溶液的pH应________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)25 ℃时,NH4Cl的水解常数约为____________。
[解析] (1)由NH3·H2O的Kb与CH3COOH的Ka可知,二者电离程度相同,所以应呈中性,所以是最好的选择。(3)Kh==≈5.6×10-10。
[答案] 乙 (1)B (2)乙(甲) 增大(不变) (3)5.6×10-10
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