内容正文:
第12讲 盐类水解的实质与规律
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.理解盐类水解的实质。
2.掌握盐的水解原理及规律,并能正确书写水解方程式。
3.掌握相互抑制的水解和相互促进的水解,从而理解离子共存问题。
4.理解盐的水解常数及其应用,以及水解常数与离子积之间的关系。
5.了解电解质溶液中的三个守恒式,掌握电荷守恒、物料守恒、质子守恒的书写。
叫碱不是碱,溶液又像碱,生活大用处,除污不偷懒。你能猜出上述谜语的谜底吗?(打一化学试剂)
知识点1:盐溶液的酸碱性
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
弱酸弱碱盐
盐溶液的酸碱性
实例
NaCl、K2SO4
CH3COONa、K2CO3
CuSO4、NH4Cl
CH3COONH4、NH4HCO3
弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸与弱碱的相对强弱,若强弱程度相当,则呈 性;若弱碱相对较强,则显 性;反之则显 性,如CH3COONH4溶液呈中性,而NH4HCO3溶液呈碱性。
知识点2:盐类的水解
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫作盐类的水解。
2.盐溶液呈现不同酸碱性的原因
(1)强酸弱碱盐的水解
①水解规律:强酸弱碱盐溶于水后溶液呈酸性。
②理论分析(以NH4Cl溶液为例)溶液中存在如下平衡:
理论解释
NH4+和OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动
平衡时溶液酸碱性
溶液中c(H+) c(OH-),溶液呈 性
离子方程式
从水解条件上看,只有盐中含有 或 ,这些离子与H+或OH-结合成弱电解质,才能发生水解。强酸强碱盐电离出的离子不能与H+或OH-结合成弱电解质而不发生水解,水溶液呈中性。
(2)强碱弱酸盐的水解
①水解规律:强碱弱酸盐溶于水后溶液呈碱性。
②理论分析(以Na2CO3溶液为例)
由于H2CO3是二元酸,Na2CO3的水解分两步进行。
第一步,Na2CO3在水中电离出来的CO32-发生水解:
离子方程式为 。
第二步,生成的HCO3-进一步发生水解:
离子方程式为 。
Na2CO3的第二步水解程度远比第一步 ,平衡时溶液中H2CO3的浓度很 ,不能释放出CO2气体。
总的来看,Na2CO3电离出来的CO32-与水电离出来的H+结合生成HCO3-,HCO3-又与H+结合生成H2CO3,促使水继续电离,使溶液中的c(OH-)增大,溶液呈碱性。
(3)强酸强碱盐
①强酸强碱盐溶于水后溶液呈中性。
②理论分析(以NaCl溶液为例)
溶液中只存在水的电离平衡和NaCl的电离:H2OOH-+H+,NaCl===Na++Cl-,溶液中盐电离出的离子不能与H2O电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,则溶液中c(H+)=c(OH-),呈中性。
盐类水解规律
从水的电离角度看,酸或碱抑制水的电离,盐类的水解 水的电离。
酸式盐溶液的酸碱性
(1)强酸的酸式盐:因强酸不存在电离平衡,故强酸的酸式酸根离子在水溶液中完全电离,使溶液显酸性,如NaHSO4在水溶液中发生电离:NaHSO4===Na++H++SO42-。
(2)多元弱酸的酸式盐:因弱酸的酸式酸根离子既可以发生电离又可以发生水解,故盐溶液的酸碱性取决于弱酸的酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。若电离程度 水解程度,溶液呈 性,如NaHCO3溶液中:HCO3-+H2OH2CO3+OH-(主要),HCO3-H++CO32-(次要),类似离子还有 、
等;若电离程度 水解程度,溶液显 性,如NaHSO3溶液中:HSO3-H++SO32-(主要),HSO3-+H2OH2SO3+OH-(次要),类似离子还有 等。
3.盐类水解的实质
盐在水溶液中电离→生成弱电解质(弱酸或弱碱)并建立平衡→破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→可能导致c(H+)≠c(OH-)→溶液呈现不同的酸碱性。
盐溶液呈中性,该盐一定不水解吗?
仅根据盐溶液呈中性,无法判断该盐是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因为NaCl是强酸强碱盐,不水解;而CH3COONH4溶液呈中性,是因为CH3COO-和NH4+的水解程度 ,水解后溶液中H+和OH-浓度仍 。
4.盐类水解反应的特征
(1)盐类水解的规律
可溶才水解,不溶不水解;有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性。常见的“弱”离子有:
①弱碱阳离子: 、Al3+、 、 等;
②弱酸酸根离子: 、 、[Al(OH)4]-、SO32-、 、HS-、 、 、F-等。
(2)盐类水解程度的判断技巧
①根据生成盐的对应酸的酸性强弱判断盐中阴离子的水解程度。例如,酸性:HCN<CH3COOH,则相同条件下CN-的水解程度大于CH3COO-,溶液的碱性:NaCN>CH3COONa。
②盐中弱酸酸根离子加上一个氢离子就得到该盐对应的酸。例如,HCO3-对应的酸为H2CO3,CO32-对应的酸为HCO3-,根据碳酸的两步电离常数可以判断酸性:H2CO3>HCO3-,则相同条件下水解程度:CO32->HCO3-,溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3。
重点1:盐类水解反应的离子方程式的书写
1.水解反应离子方程式的一般模式及特点
阴(或阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
(1)一般盐类水解程度很小,水解产物的量很小,通常不生成 和 ,生成物也不发生分解。
(2)盐类水解是可逆反应,是酸碱中和反应的逆反应,而酸碱中和反应一般趋于完全,故盐类的水解反应是微弱的,其离子方程式一般写“”。
2.不同类型盐水解的离子方程式
一元弱酸强碱盐
如CH3COONa:CH3COO⁻+H2OCH3COOH+OH-
一元弱碱强酸盐
如NH4Cl:NH4++H2ONH3·H2O+H+(不写成NH3+H2O)
多元弱酸强碱盐
多元弱酸强碱盐水解是分步进行的,应分步书写,水解程度主要取决于第一步反应,如
Na2CO3:CO32-+H2OHCO3-+OH(主要),
HCO3-+H2OH2CO3(不写成CO2+H2O)+OH-(次要)
多元弱碱强酸盐
多元弱碱强酸盐水解过程复杂,中学阶段仍写成一步,如
CuCl2:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
重点2:两种离子的水解问题
1.相互抑制的水解
由两种弱碱阳离子与酸根离子形成的可溶性复盐,溶于水后电离出的弱碱阳离子均能发生水解,但二者水解相互抑制,如在(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,Fe2+与NH4+水解相互抑制,致使相同条件下NH4+的水解程度:(NH4)2SO4 (NH4)2Fe(SO4)2。
水解结果:虽然二者水解相互抑制,但是最终使溶液中的氢离子浓度 。如0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH 0.1 mol·L-1(NH4)2SO4溶液的pH。
2.相互促进的水解
(1)弱酸弱碱盐在溶液中电离出的弱碱阳离子和弱酸酸根离子能发生相互促进的水解反应,如Al3+与HCO3-发生相互促进的水解反应。因水解程度很大,在溶液中不能大量共存。因水解相互促进而不能大量共存的离子组有:
Al3+
、 、 、 、 、 、
Fe3+
、 、 、 、
NH4+
、
(2)NH4+与 、 、 等构成的盐,在水溶液中电离出的阴、阳离子能发生相互促进的水解反应,但因水解程度较小,仍是少部分水解,离子可以大量共存于同一溶液中,如NH4HCO₃溶液中,NH4+与HCO3-浓度仍然较大。
重点3: 盐的水解常数及其应用
1.水解常数(K)的概念
我们用HA表示酸,MOH表示碱,MA表示由它们生成的盐。若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式可表示为
A-+H2OHA+OH-
反应的平衡常数可表示为Kh= ,Kh称为盐的水解常数。
2.Kh与Ka(Kb)、Kw的关系
当水解达到平衡时,溶液中还存在关系式:Ka=,
代入Kh的表达式可得,Kh=
同理,若MA为强酸弱碱盐,则有
例如:Na2CO3:
CO32-+H2OHCO3-+OH-
HCO3-+H2OH2CO3+OH-
3.Kh的应用
(1)判断盐的水解程度
在温度一定时,Kw为常数,则Kh与Ka(Kb)、Kw的关系表明,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐的Kh越大,即水解程度越大。
(2)判断多元弱酸酸式盐溶液的酸碱性
多元弱酸酸式钠盐(以NaHA为例)溶液中既存在水解平衡,也存在电离平衡:HA-+H2OH2A+OH-(使溶液碱性增强),HA-H+A2-(使溶液酸性增强)。其水溶液是显酸性还是显碱性,取决于其电离程度与水解程度的相对大小,而电离程度与水解程度的大小可根据Ka2与Kh2的大小判断,且有关系:
若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1 10-14(常温下),则电离程度 水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1 10-14 (常温下),则电离程度 水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
重点4:电解质溶液中的三个守恒
1.电荷守恒→溶液呈电中性
(1)含义:电解质溶液中无论含有多少种离子,溶液总是呈电中性的,即溶液中阳离子所带的电荷总数
阴离子所带的电荷总数。
(2)应用:NaHCO3溶液中有n(Na+)+n(H+)===n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-),因在同一溶液中,溶液体积相同,因此也可写作: 。
(3)注意:在应用电荷守恒时,必须弄清楚溶液中所存在的全部离子种类,同时不能忽略水电离产生的OH-与H+。
2.元素质量(物料)守恒→溶液中某元素的
质量守恒
(1)含义:在电解质溶液中,某些离子发生水解或电离引起某些元素的存在形式发生变化,但变化前后各元素的原子个数保持不变,不同元素之间的原子数目之比保持不变。
(2)应用:0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,假设HCO3-不发生电离或水解,则有c(Na+)=c(HCO3-)=0.1 mol·L-1。HCO3-在水溶液中发生电离:HCO3-H++CO32-,同时发生水解:HCO3-+H₂OH2CO3+OH-,因电离和水解消耗的c(HCO3-)等于生成的c(CO32-)和c(H2CO3)之和,则有 =0.1 mol·L-1。
(3)注意:在应用元素质量(物料)守恒时,务必弄清电解质溶液中某些离子的变化(或某些元素的所有存在形式),抓住元素质量(物料)守恒的本质。
3.质子守恒→分子或离子得失H+数目相等
(1)含义:在电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的得失,但各粒子接受的质子总数等于粒子电离出的质子总数。
(2)应用:NaHCO3溶液中的质子转移情况如图所示。
由图可得NaHCO3溶液中的质子守恒关系为 。
(3)注意:在应用质子守恒时,抓住电解质溶液中得、失质子的基准态物质,依据水电离产生的c(OH-)=c(H+)得出等式;质子守恒的关系式还可以由电荷守恒与元素质量(物料)守恒推导得到。
考点一 盐溶液的酸碱性
【典例1】室温下,下列溶液的浓度均为,最大的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【变式1-1】下列有关说法正确的是
A.常温下,某物质的水溶液的,则物质一定是电解质
B.常温下,将的溶液与的醋酸溶液等体积混合,则混合溶液
C.测出的溶液的,则的溶液的
D.常温下,用干燥的试纸测饱和溶液的,可证明为弱碱
【变式1-2】已知的,在水溶液中因发生水解而显碱性的
A. B. C. D.
考点二 离子共存问题
【典例2】下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.的溶液中:、、、
B.使pH试纸显红色的溶液中:、、、
C.通入足量的溶液:、、、
D.常温下,的溶液中:、、、
【变式2-1】时,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.含较多的溶液中:、、
B.的溶液中:、、
C.含的溶液中:、、
D.由水电离出的的溶液中:、、
【变式2-2】常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. NaOH溶液中:、、、
B.盐酸中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. KI溶液中:、、、
考点三 有关水解反应的离子方程式的判断
【典例3】下列离子方程式书写正确的是
A.的水解:
B.澄清的石灰水与盐酸的反应:
C.过氧化钠溶于水:
D.明矾可作为净水剂:(胶体)
【变式3-1】下列离子方程式与所述事实相符且书写正确的是
A.洪水过后,用明矾净化生活用水:
B.滴加氨水,除去溶液中的:
C.用酸性溶液滴定草酸溶液:
D.泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
【变式3-2】下列反应方程式属于盐类的水解反应且书写正确的是
A.Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+
B.HS-+H2OH3O++S2-
C.Na2O+H2O2Na++2OH-
D.CO+2H2OH2CO3+2OH-
考点四 盐类水解规律
【典例4】在常温下,有关下列4种溶液的叙述中不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液名称
氨水
氢氧化钠
醋酸
盐酸
pH
12
12
2
2
A.分别取1mL四种溶液稀释到10mL,所得溶液的pH大小:③<④<②<①
B.将溶液②、③等体积混合,所得溶液中:
C.将等量的Zn粉分别加入足量等体积的③、④两种溶液,生成的物质的量③>④
D.将溶液①、②等体积混合,混合溶液的pH为12
【变式4-1】燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
【变式4-2】强碱的溶液和弱酸的溶液混合后,下列说法不正确的是
A.二者等体积、等物质的量浓度混合,混合后的溶液中:
B.二者混合后的溶液呈中性时:
C.二者无论如何混合,混合后的溶液中:
D.二者等体积、等物质的量浓度混合,再加水时溶液中:会减小
1.下列溶液因水解呈酸性的是
A.稀H2SO4溶液 B.NaHSO4溶液 C.Na2CO3溶液 D.FeCl3溶液
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.含有的溶液中:、、、
C.澄清透明的溶液中:、、、
D.使酚酞变红色的溶液中:、、、
3.常温下,现有分别由体积相等、浓度均为0.01mol∙L-1的两种溶液混合而成的四组混合溶液:①KF溶液与KHSO3溶液②KF溶液与KOH溶液③KF溶液与KCl溶液④KF溶液与KHCO3溶液。下列关系错误的是
A.pH:②>④>③>① B.c(F-):②>③>④>①
C.c(HF):①>③>④>② D.:①>③>④>②
4.下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量:
B.向溶液中通入少量:
C.泡沫灭火器原理:
D.向溶液中加入少量溶液:
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol 与过量充分反应可生成数目为2
B.常温下,1L 0.1的溶液中数目小于0.1
C.0.1 HClO溶液含有的数目为小于0.1
D.1mol 在熔融状态下电离出的阴、阳离子总数目为3
6.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.溶液:
B.溶液:
C.pH=5的溶液:
D.溶液:
7.燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数、,的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的pH=5
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
8.由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数(25℃)
A.同物质的量浓度溶液的pH:
B.过量的HCN与溶液等体积混合:
C.溶液中,比程度大
D.溶液中存在:
9.常温下,用溶液滴定(,,)溶液,所得滴定曲线如图(忽略溶液混合时的体积变化和温度变化)。下列说法正确的是
A.水的电离程度:
B.点溶液中存在关系:
C.当时,溶液的
D.点溶液中存在关系:
10.了解电解质在水溶液中的存在形式及其行为,有助于从微观角度认识水溶液中离子反应的本质和规律。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
结合表中给出的电离常数回答下列问题:
(1)上述三种酸中,酸性最强的酸是 (用化学式表示)
(2)将少量气体通入NaClO溶液中,该反应离子方程式: 。
(3)0.1mol·L-1溶液水解平衡常数 。
(4)常温下的HCOOH、HClO溶液稀释过程如下图,曲线Ⅰ代表的酸是 ,a、b、c三点导电能力由大到小的顺序是 。
1.如图表示的是某离子X的水解过程示意图,则离子X可能是( )
A.CO B.HCO
C.Na+ D.NH
2.下列各组微粒,在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
3.下列表示物质变化的化学用语正确的是
A.NH3•H2O的电离方程式:NH3•H2O=NH+OH-
B.硫化钠水解的离子方程式:S2-+H2OHS-+OH-
C.碳酸钠水解的离子方程式:CO+2H2O2OH-+H2CO3
D.CO燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ•mol-1
4.室温下,相同体积的0.5mol·L-1的下列四种溶液:①KCl溶液、②FeCl3溶液、③HF溶液、④Na2CO3溶液,其中所含阳离子数由多到少的顺序是
A.④>①=②>③ B.①>④>②>③ C.④>①>③>② D.④>②>①>③
5.25℃时,浓度均为的溶液,其如表所示。有关说法正确的是
序号
①
②
③
④
溶液
7.0
7.0
8.1
8.4
A.酸性强弱:
B.①和②中溶质均未水解
C.离子的总浓度:①<③
D.④中:
6.由一价离子组成的四种盐:AC、BD、AD、BC的1 mol/L的溶液,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
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
A.A B.B C.C D.D
7.对于某酸的酸式盐NaHY的水溶液的下列叙述中,正确的是
A.该酸式盐的水溶液一定显酸性
B.该酸式盐的水溶液一定呈碱性
C.若HY-能水解,水解方程式为HY-+H2O⇌Y2-+H3O+
D.若HY-能水解,水解方程式为HY-+H2O⇌H2Y+OH-
8.常温下,在都等于9的和两种溶液中,设由水电离产生的浓度分别为与,则a和b的关系为
A. B. C. D.
9.常温下,某浓度的溶液的为4,回答下列问题。
(1)该氯化铵溶液中含氮元素的微粒有 。
(2)该溶液中的 (选填“>”“<”或“=”)。
(3)该氯化铵溶液中水电离的氢离子浓度 (选填“>”“<”或“=”)的盐酸中水电离的氢离子浓度。
(4)该氯化铵溶液中与的盐酸中的比为 。
10.10℃时,在烧杯中加入0.1mol·L-1的NaHCO3溶液400mL,加热,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃
10
20
30
50
70
pH
8.3
8.4
8.5
8.9
9.4
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。
(2)乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(3)丙同学认为:要确定上述哪种说法合理,只要把加热后的溶液冷却到10℃后再测定溶液pH,若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明甲正确;若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明乙正确。
(4)丁同学设计如图实验方案对甲、乙同学的解释进行判断:实验装置如图,加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中澄清石灰水变浑浊,说明 (填“甲”或“乙”)推测正确。
(5)将一定体积0.1mol·L-1的NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变),测其pH为9.8;将烧杯冷却至室温,过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1。据此资料可以判断 (填“甲”或“乙”)推测正确,原因是 。
学科网(北京)股份有限公司
$$
第12讲 盐类水解的实质与规律
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.理解盐类水解的实质。
2.掌握盐的水解原理及规律,并能正确书写水解方程式。
3.掌握相互抑制的水解和相互促进的水解,从而理解离子共存问题。
4.理解盐的水解常数及其应用,以及水解常数与离子积之间的关系。
5.了解电解质溶液中的三个守恒式,掌握电荷守恒、物料守恒、质子守恒的书写。
叫碱不是碱,溶液又像碱,生活大用处,除污不偷懒。你能猜出上述谜语的谜底吗?(打一化学试剂)
知识点1:盐溶液的酸碱性
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
弱酸弱碱盐
盐溶液的酸碱性
中性
碱性
酸性
不确定
实例
NaCl、K2SO4
CH3COONa、K2CO3
CuSO4、NH4Cl
CH3COONH4、NH4HCO3
弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸与弱碱的相对强弱,若强弱程度相当,则呈中性;若弱碱相对较强,则显碱性;反之则显酸性,如CH3COONH4溶液呈中性,而NH4HCO3溶液呈碱性。
知识点2:盐类的水解
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫作盐类的水解。
2.盐溶液呈现不同酸碱性的原因
(1)强酸弱碱盐的水解
①水解规律:强酸弱碱盐溶于水后溶液呈酸性。
②理论分析(以NH4Cl溶液为例)溶液中存在如下平衡:
理论解释
NH4+和OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离的方向移动
平衡时溶液酸碱性
溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性
离子方程式
NH4++H2ONH3·H2O+H+
从水解条件上看,只有盐中含有弱酸酸根离子或弱碱阳离子,这些离子与H+或OH-结合成弱电解质,才能发生水解。强酸强碱盐电离出的离子不能与H+或OH-结合成弱电解质而不发生水解,水溶液呈中性。
(2)强碱弱酸盐的水解
①水解规律:强碱弱酸盐溶于水后溶液呈碱性。
②理论分析(以Na2CO3溶液为例)
由于H2CO3是二元酸,Na2CO3的水解分两步进行。
第一步,Na2CO3在水中电离出来的CO32-发生水解:
离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-。
第二步,生成的HCO3-进一步发生水解:
离子方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-。
Na2CO3的第二步水解程度远比第一步小,平衡时溶液中H2CO3的浓度很小,不能释放出CO2气体。
总的来看,Na2CO3电离出来的CO32-与水电离出来的H+结合生成HCO3-,HCO3-又与H+结合生成H2CO3,促使水继续电离,使溶液中的c(OH-)增大,溶液呈碱性。
(3)强酸强碱盐
①强酸强碱盐溶于水后溶液呈中性。
②理论分析(以NaCl溶液为例)
溶液中只存在水的电离平衡和NaCl的电离:H2OOH-+H+,NaCl===Na++Cl-,溶液中盐电离出的离子不能与H2O电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,则溶液中c(H+)=c(OH-),呈中性。
盐类水解规律
从水的电离角度看,酸或碱抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离。
酸式盐溶液的酸碱性
(1)强酸的酸式盐:因强酸不存在电离平衡,故强酸的酸式酸根离子在水溶液中完全电离,使溶液显酸性,如NaHSO4在水溶液中发生电离:NaHSO4===Na++H++SO42-。
(2)多元弱酸的酸式盐:因弱酸的酸式酸根离子既可以发生电离又可以发生水解,故盐溶液的酸碱性取决于弱酸的酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性,如NaHCO3溶液中:HCO3-+H2OH2CO3+OH-(主要),HCO3-H++CO32-(次要),类似离子还有HS-、HPO42-等;若电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液中:HSO3-H++SO32-(主要),HSO3-+H2OH2SO3+OH-(次要),类似离子还有H2PO4-等。
3.盐类水解的实质
盐在水溶液中电离→生成弱电解质(弱酸或弱碱)并建立平衡→破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→可能导致c(H+)≠c(OH-)→溶液呈现不同的酸碱性。
盐溶液呈中性,该盐一定不水解吗?
仅根据盐溶液呈中性,无法判断该盐是否水解。例如:NaCl溶液呈中性,是因为NaCl是强酸强碱盐,不水解;而CH3COONH4溶液呈中性,是因为CH3COO-和NH4+的水解程度相同,水解后溶液中H+和OH-浓度仍相等。
4.盐类水解反应的特征
(1)盐类水解的规律
可溶才水解,不溶不水解;有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性。常见的“弱”离子有:
①弱碱阳离子:NH4+、Al3+、Fe3+、Cu2+等;
②弱酸酸根离子:CO32-、HCO3-、[Al(OH)4]-、SO32-、S2-、HS-、ClO-、CH3COO-、F-等。
(2)盐类水解程度的判断技巧
①根据生成盐的对应酸的酸性强弱判断盐中阴离子的水解程度。例如,酸性:HCN<CH3COOH,则相同条件下CN-的水解程度大于CH3COO-,溶液的碱性:NaCN>CH3COONa。
②盐中弱酸酸根离子加上一个氢离子就得到该盐对应的酸。例如,HCO3-对应的酸为H2CO3,CO32-对应的酸为HCO3-,根据碳酸的两步电离常数可以判断酸性:H2CO3>HCO3-,则相同条件下水解程度:CO32->HCO3-,溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3。
重点1:盐类水解反应的离子方程式的书写
1.水解反应离子方程式的一般模式及特点
阴(或阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
(1)一般盐类水解程度很小,水解产物的量很小,通常不生成沉淀和气体,生成物也不发生分解。
(2)盐类水解是可逆反应,是酸碱中和反应的逆反应,而酸碱中和反应一般趋于完全,故盐类的水解反应是微弱的,其离子方程式一般写“”。
2.不同类型盐水解的离子方程式
一元弱酸强碱盐
如CH3COONa:CH3COO⁻+H2OCH3COOH+OH-
一元弱碱强酸盐
如NH4Cl:NH4++H2ONH3·H2O+H+(不写成NH3+H2O)
多元弱酸强碱盐
多元弱酸强碱盐水解是分步进行的,应分步书写,水解程度主要取决于第一步反应,如
Na2CO3:CO32-+H2OHCO3-+OH(主要),
HCO3-+H2OH2CO3(不写成CO2+H2O)+OH-(次要)
多元弱碱强酸盐
多元弱碱强酸盐水解过程复杂,中学阶段仍写成一步,如
CuCl2:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
重点2:两种离子的水解问题
1.相互抑制的水解
由两种弱碱阳离子与酸根离子形成的可溶性复盐,溶于水后电离出的弱碱阳离子均能发生水解,但二者水解相互抑制,如在(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,Fe2+与NH4+水解相互抑制,致使相同条件下NH4+的水解程度:(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
水解结果:虽然二者水解相互抑制,但是最终使溶液中的氢离子浓度增加。如0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于0.1 mol·L-1(NH4)2SO4溶液的pH。
2.相互促进的水解
(1)弱酸弱碱盐在溶液中电离出的弱碱阳离子和弱酸酸根离子能发生相互促进的水解反应,如Al3+与HCO3-发生相互促进的水解反应。因水解程度很大,在溶液中不能大量共存。因水解相互促进而不能大量共存的离子组有:
Al3+
HCO3-、CO32-、[Al(OH)4]-、SiO32-、HS-、S2-、ClO-
Fe3+
HCO3-、CO32-、[Al(OH)4]-、SiO32-、ClO-
NH4+
SiO32-、[Al(OH)4]-
(2)NH4+与HCO3-、CO32-、CH3COO-等构成的盐,在水溶液中电离出的阴、阳离子能发生相互促进的水解反应,但因水解程度较小,仍是少部分水解,离子可以大量共存于同一溶液中,如NH4HCO₃溶液中,NH4+与HCO3-浓度仍然较大。
重点3: 盐的水解常数及其应用
1.水解常数(K)的概念
我们用HA表示酸,MOH表示碱,MA表示由它们生成的盐。若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式可表示为
A-+H2OHA+OH-
反应的平衡常数可表示为Kh=,Kh称为盐的水解常数。
2.Kh与Ka(Kb)、Kw的关系
当水解达到平衡时,溶液中还存在关系式:Ka=,
代入Kh的表达式可得,Kh=
同理,若MA为强酸弱碱盐,则有
例如:Na2CO3:
CO32-+H2OHCO3-+OH-
HCO3-+H2OH2CO3+OH-
3.Kh的应用
(1)判断盐的水解程度
在温度一定时,Kw为常数,则Kh与Ka(Kb)、Kw的关系表明,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐的Kh越大,即水解程度越大。
(2)判断多元弱酸酸式盐溶液的酸碱性
多元弱酸酸式钠盐(以NaHA为例)溶液中既存在水解平衡,也存在电离平衡:HA-+H2OH2A+OH-(使溶液碱性增强),HA-H+A2-(使溶液酸性增强)。其水溶液是显酸性还是显碱性,取决于其电离程度与水解程度的相对大小,而电离程度与水解程度的大小可根据Ka2与Kh2的大小判断,且有关系:
若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1>10-14(常温下),则电离程度>水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1<10-14 (常温下),则电离程度<水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
重点4:电解质溶液中的三个守恒
1.电荷守恒→溶液呈电中性
(1)含义:电解质溶液中无论含有多少种离子,溶液总是呈电中性的,即溶液中阳离子所带的电荷总数等于阴离子所带的电荷总数。
(2)应用:NaHCO3溶液中有n(Na+)+n(H+)===n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-),因在同一溶液中,溶液体积相同,因此也可写作:c(Na+)+c(H+)===c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)。
(3)注意:在应用电荷守恒时,必须弄清楚溶液中所存在的全部离子种类,同时不能忽略水电离产生的OH-与H+。
2.元素质量(物料)守恒→溶液中某元素的
质量守恒
(1)含义:在电解质溶液中,某些离子发生水解或电离引起某些元素的存在形式发生变化,但变化前后各元素的原子个数保持不变,不同元素之间的原子数目之比保持不变。
(2)应用:0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中,假设HCO3-不发生电离或水解,则有c(Na+)=c(HCO3-)=0.1 mol·L-1。HCO3-在水溶液中发生电离:HCO3-H++CO32-,同时发生水解:HCO3-+H₂OH2CO3+OH-,因电离和水解消耗的c(HCO3-)等于生成的c(CO32-)和c(H2CO3)之和,则有c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1。
(3)注意:在应用元素质量(物料)守恒时,务必弄清电解质溶液中某些离子的变化(或某些元素的所有存在形式),抓住元素质量(物料)守恒的本质。
3.质子守恒→分子或离子得失H+数目相等
(1)含义:在电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H+)的得失,但各粒子接受的质子总数等于粒子电离出的质子总数。
(2)应用:NaHCO3溶液中的质子转移情况如图所示。
由图可得NaHCO3溶液中的质子守恒关系为c(CO32-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)。
(3)注意:在应用质子守恒时,抓住电解质溶液中得、失质子的基准态物质,依据水电离产生的c(OH-)=c(H+)得出等式;质子守恒的关系式还可以由电荷守恒与元素质量(物料)守恒推导得到。
考点一 盐溶液的酸碱性
【典例1】室温下,下列溶液的浓度均为,最大的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】A
【详解】A.是强碱弱酸盐,会发生水解:、,使溶液显碱性,pH>7;
B.在水溶液中完全电离:,溶液中增大,溶液显酸性,pH<7;
C.是强酸弱碱盐,发生水解:,使溶液显酸性,pH<7;
D.是强酸强碱盐和都不水解,溶液呈中性,pH=7;
比较可知,溶液碱性最强,pH最大,故选A。
【变式1-1】下列有关说法正确的是
A.常温下,某物质的水溶液的,则物质一定是电解质
B.常温下,将的溶液与的醋酸溶液等体积混合,则混合溶液
C.测出的溶液的,则的溶液的
D.常温下,用干燥的试纸测饱和溶液的,可证明为弱碱
【答案】D
【详解】A.二氧化碳或二氧化硫的水溶液呈酸性,溶液pH小于7,但二氧化碳或二氧化硫均不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,故A错误;
B.氢氧化钠是强碱,在溶液中完全电离,醋酸是弱酸,在溶液中部分电离,则常温下,pH为11的氢氧化钠溶液的浓度为10-3mol/L,pH为3的醋酸溶液的浓度大于10-3mol/L,所以pH为11的氢氧化钠溶液与pH为3的醋酸溶液等体积混合时,醋酸溶液过量,混合溶液呈酸性,溶液pH小于7,故B错误;
C.氢氟酸是弱酸,在溶液中部分电离出氢离子和氟离子,加水稀释时,电离平衡右移,溶液中氢离子物质的量增大,则由1mol/L氢氟酸溶液pH为a可知,0.01mol/L氢氟酸溶液pH小于(a+2),故C错误;
D.常温下,用干燥的pH试纸测得饱和氯化铵溶液的pH小于7,说明氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性,证明一水合氨为弱碱,故D正确;
故选D。
【变式1-2】已知的,在水溶液中因发生水解而显碱性的
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】已知的,可知硫酸二级电离不完全。
【详解】A.由于H2SO4一级完全电离,则不水解,故NaHSO4溶液中电离使溶液呈酸性,故A不符合题意;
B.中铵根离子水解使溶液呈酸性,故B不符合题意;
C.中硫酸根离子微弱水解,使溶液呈碱性,故C符合题意;
D.中铵根离子和亚铁离子水解程度大于硫酸根水解程度,溶液呈酸性,故D不符合题意;
故选:C。
考点二 离子共存问题
【典例2】下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.的溶液中:、、、
B.使pH试纸显红色的溶液中:、、、
C.通入足量的溶液:、、、
D.常温下,的溶液中:、、、
【答案】D
【详解】A.与发生双水解而不能共存,A错误;
B.使pH试纸显红色的溶液为酸性溶液,、、H+发生氧化还原反应不能共存,、、H+发生氧化还原反应不能共存,B错误;
C.通入足量,溶液显碱性,不能大量共存,C错误;
D.溶液显碱性,、、、在碱性溶液中可以大量共存,D正确;
故选D。
【变式2-1】时,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.含较多的溶液中:、、
B.的溶液中:、、
C.含的溶液中:、、
D.由水电离出的的溶液中:、、
【答案】B
【详解】A.能与发生氧化还原反应,能与发生双水解反应,在溶液中不能大量共存,A错误;
B.的溶液中:、、之间不反应、能大量共存,B正确;
C.能与S2-发生双水解,不能大量共存,C错误;
D.由水电离出的的溶液中,水的电离受到抑制,可能为酸性或碱性溶液,酸性溶液中不能大量共存,碱性溶液中、不能大量存在,D错误;
故选B。
【变式2-2】常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. NaOH溶液中:、、、
B.盐酸中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. KI溶液中:、、、
【答案】A
【详解】A. NaOH溶液中:、、、相互不反应,能大量共存,故A符合题意;
B.酸性条件下,高锰酸根离子会氧化亚铁离子、氯离子和亚硫酸根离子,不能大量共存,故B不符合题意;
C.氢氧根离子和镁离子、铁离子生成沉淀,和碳酸氢根离子生成碳酸根离子和水;铁离子和碳酸氢根离子发生双水解,不能大量共存,故C不符合题意;
D.碘离子和铁离子会发生氧化还原反应生成碘单质和亚铁离子,铁离子水解显酸性、水解显碱性,两者也会发生双水解反应,不能大量共存,故D不符合题意;
故选A。
考点三 有关水解反应的离子方程式的判断
【典例3】下列离子方程式书写正确的是
A.的水解:
B.澄清的石灰水与盐酸的反应:
C.过氧化钠溶于水:
D.明矾可作为净水剂:(胶体)
【答案】C
【详解】A.碳酸氢钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解生成碳酸和氢氧化钠,反应的离子方程式为,故A错误;
B.澄清的石灰水与盐酸的反应生成氯化钙和水,反应的离子方程式为,故B错误;
C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为,故C正确;
D.明矾可作为净水剂是因为明矾电离出的铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝胶体和氢离子,反应的离子方程式为,故D错误;
故选C。
【变式3-1】下列离子方程式与所述事实相符且书写正确的是
A.洪水过后,用明矾净化生活用水:
B.滴加氨水,除去溶液中的:
C.用酸性溶液滴定草酸溶液:
D.泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
【答案】D
【详解】A.用明矾净化生活用水,铝离子水解为氢氧化铝胶体,没有生成氢氧化铝沉淀,,A错误;
B.一水合氨不能拆,离子方程式为:,B错误;
C.高锰酸钾有强氧化性,可以氧化草酸,本身被还原为二价锰离子,草酸是弱酸,不能拆,离子方程式为:,C错误;
D.泡沫灭火器的工作原理是铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应,反应的离子方程式:Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑,D正确;
故选D。
【变式3-2】下列反应方程式属于盐类的水解反应且书写正确的是
A.Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+
B.HS-+H2OH3O++S2-
C.Na2O+H2O2Na++2OH-
D.CO+2H2OH2CO3+2OH-
【答案】A
【详解】A.镁离子的水解方程式是对的,A正确;
B.正确的水解方程式为:HS-+H2O⇌OH-+H2S,B错误;
C.氧化钠不是盐,不会发生水解,但可以与水反应生成氢氧化钠,C错误;
D.正确的水解方程式为:,D错误;
故选A。
考点四 盐类水解规律
【典例4】在常温下,有关下列4种溶液的叙述中不正确的是
编号
①
②
③
④
溶液名称
氨水
氢氧化钠
醋酸
盐酸
pH
12
12
2
2
A.分别取1mL四种溶液稀释到10mL,所得溶液的pH大小:③<④<②<①
B.将溶液②、③等体积混合,所得溶液中:
C.将等量的Zn粉分别加入足量等体积的③、④两种溶液,生成的物质的量③>④
D.将溶液①、②等体积混合,混合溶液的pH为12
【答案】C
【详解】A.氨水、氢氧化钠均属于碱,醋酸、盐酸均属于酸,因此①②的pH大于③④,NH3·H2O为弱碱,NaOH为强碱,相同pH时,稀释至相同体积,氨水中c(OH-)大于氢氧化钠中c(OH-),即pH:①>②,醋酸为弱酸,盐酸为强酸,相同pH时,稀释至相同体积,醋酸中c(H+)大于盐酸中c(H+),即pH:④>③,综上所述,pH大小顺序是①>②>④>③,故A说法正确;
B.醋酸为弱酸,②③等体积混合后,溶质为CH3COONa和CH3COOH,根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),混合后溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则有c(Na+)<c(CH3COO-),综上所述c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B说法正确;
C.酸是足量,锌是不足,等量的锌与足量的醋酸、盐酸反应,产生氢气的量相同,故C说法错误;
D.氨水、氢氧化钠溶液的pH均为12,因此两者等体积混合,混合溶液的pH为12,故D说法正确;
答案为C。
【变式4-1】燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.溶液中,,由于电离常数,的水解常数,可知电离程度大于水解程度,且还存在水解,则,A项正确;
B.溶液中,根据电荷守恒,有,B项正确;
C.,则,当,即,C项错误;
D.向溶液中通入空气,反应的离子方程式为,D项正确;
故答案选C。
【变式4-2】强碱的溶液和弱酸的溶液混合后,下列说法不正确的是
A.二者等体积、等物质的量浓度混合,混合后的溶液中:
B.二者混合后的溶液呈中性时:
C.二者无论如何混合,混合后的溶液中:
D.二者等体积、等物质的量浓度混合,再加水时溶液中:会减小
【答案】D
【分析】等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混和后,恰好中和反应生成盐和水,反应后的溶液中溶质是MA,为强碱弱酸盐,水解显碱性。
【详解】A.根据分析,混合后溶质为MA,M+为强碱阳离子不水解,A-为弱酸酸根发生水解,因此c(M+)>c(A-),A正确;
B.由电荷守恒可知,c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),中性时c(H+)=c(OH-),故c(M+)=c(A-),B正确;
C.由电荷守恒可知,c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),C正确;
D.由A选项的分析可知,稀释前c(M+)>c(A-),加水稀释时c(M+)减小,A-为弱酸酸根,发生水解A-+H2OHA+OH-,加水稀释时水解平衡正向移动,导致A-减小的更多,因此稀释时增大,D错误;
故选D。
1.下列溶液因水解呈酸性的是
A.稀H2SO4溶液 B.NaHSO4溶液 C.Na2CO3溶液 D.FeCl3溶液
【答案】D
【详解】A.硫酸是强酸,在水中完全离解为,溶液酸性来源于的离解,与水解无关,A不符合题意;
B.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在水中完全离解为、,酸性来源于的离解,而非水解,B不符合题意;
C.碳酸钠是强碱弱酸盐,水解生成和,方程式为:,溶液呈碱性,C不符合题意;
D.氯化铁是强酸弱碱盐,发生水解反应:,水解生成,使溶液呈酸性,D符合题意;
故选D。
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.含有的溶液中:、、、
C.澄清透明的溶液中:、、、
D.使酚酞变红色的溶液中:、、、
【答案】A
【详解】A.硝酸钾溶液中该组离子之间不反应,可大量共存,故A选;
B.Fe3+、I-发生氧化还原反应,不能大量共存,故B不选;
C.Al3+、HCO相互促进水解,不能大量共存,故C不选;
D.使酚酞变红色的溶液,显碱性,不能大量存在Mg2+,故D不选;
故选:A。
3.常温下,现有分别由体积相等、浓度均为0.01mol∙L-1的两种溶液混合而成的四组混合溶液:①KF溶液与KHSO3溶液②KF溶液与KOH溶液③KF溶液与KCl溶液④KF溶液与KHCO3溶液。下列关系错误的是
A.pH:②>④>③>① B.c(F-):②>③>④>①
C.c(HF):①>③>④>② D.:①>③>④>②
【答案】B
【分析】①KF溶液与KHSO3溶液、②KF溶液与KOH溶液、③KF溶液与KCl溶液、④KF溶液与KHCO3溶液中,两种溶质的浓度相同,且都不发生化学反应,c(KF)相同,在混合溶液中,以电离为主,使溶液显酸性,OH-使溶液呈碱性,Cl-不影响溶液的酸碱性,以水解为主,使溶液显碱性。
【详解】A.由分析可知,②的碱性最强,④中两种阴离子都发生水解,但溶液的碱性比②中弱,③中只有F-发生水解,溶液的碱性较④弱,①中溶液呈酸性,则pH:②>④>③>①,A正确;
B.②中OH-抑制F-水解,c(F-)最大,④中水解抑制F-水解,但抑制程度比OH-小,c(F-)次之,③中F-水解不受影响,①中电离出的H+促进F-水解,c(F-)最小,则c(F-):②>④>③>①,B错误;
C.溶液中,c(F-)越小,c(HF)越大,则c(HF):①>③>④>②,C正确;
D.=,溶液的pH越大,c(H+)越小,越小,则:①>③>④>②,D正确;
故选B。
4.下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量:
B.向溶液中通入少量:
C.泡沫灭火器原理:
D.向溶液中加入少量溶液:
【答案】C
【详解】A.SO2具有强还原性,ClO-在酸性条件下会将其氧化为,自身被还原为Cl-,其离子方程式为,A项错误;
B.少量CO2通入NaClO溶液时,应生成而非(因CO2不足,仅中和一个OH-)。根据值,酸性(Ka2=4.7×10-11)弱于HClO(Ka=4.0×10-8),反应应为,B项错误;
C.Al3+与发生双水解,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,反应式为,符合电荷守恒和原子守恒,C项正确;
D.少量NaHSO3加入过量Ba(OH)2时,应完全被OH-中和为,反应式应为,D错误;
故选C。
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol 与过量充分反应可生成数目为2
B.常温下,1L 0.1的溶液中数目小于0.1
C.0.1 HClO溶液含有的数目为小于0.1
D.1mol 在熔融状态下电离出的阴、阳离子总数目为3
【答案】B
【详解】A.合成氨反应是可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则1mol氮气与过量氢气充分反应可生成氨气数目小于1mol×2×NAmol—1=2NA,故A错误;
B.硝酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,则常温下1L0.1mol/L硝酸铵溶液中铵根离子数目小于0.1mol/L×1L×NAmol—1=0.1NA,故B正确;
C.缺溶液体积,无法计算0.1mol/L次氯酸溶液中氢离子数目,故C错误;
D.硫酸氢钠熔融状态下电离出钠离子和硫酸氢根离子,则1mol硫酸氢钠在熔融状态下电离出的阴、阳离子总数目为1mol×2×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选B。
6.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是
A.溶液:
B.溶液:
C.pH=5的溶液:
D.溶液:
【答案】A
【详解】A.溶液存在电荷守恒:,A正确;
B.溶液中S2-分步水解,第一步水解大于第二步水解,OH-浓度大于HS-浓度,即:,B错误;
C.pH=5的溶液中溶液显酸性,离子的电离大于水解,的浓度大于H2SO3分子的浓度,C错误;
D.溶液存在质子守恒:,D错误;
答案选A。
7.燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数、,的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的pH=5
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.溶液中,,由于电离常数,的水解常数,可知电离程度大于水解程度,且还存在水解,则,A正确;
B.溶液中,根据电荷守恒,有,B正确;
C.,,则,当,,即pH=4,C错误;
D.向溶液中通入空气,反应的离子方程式为,D正确;
故答案为:C。
8.由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数(25℃)
A.同物质的量浓度溶液的pH:
B.过量的HCN与溶液等体积混合:
C.溶液中,比程度大
D.溶液中存在:
【答案】D
【分析】由表格的数据可知,酸性HNO2>H2CO3>HCN>。
【详解】A.Na2CO3对应的酸为,NaNO2对应的酸为HNO2,根据越弱越水解的规律可知,Na2CO3的水解程度更大,故pH:Na2CO3>HNO2,A正确;
B.由于酸性H2CO3>HCN>,过量的HCN与Na2CO3溶液反应的方程式为+HCN+CN-,B正确;
C.H2CO3的Ka2=4.7×10-11,Kh2==≈2.22×10-8>Ka2,因此的水解程度大于电离程度,C正确;
D.Na2CO3溶液中由物料守恒可知c(Na+)=2[c()+c()+c(H2CO3)],D错误;
故选D。
9.常温下,用溶液滴定(,,)溶液,所得滴定曲线如图(忽略溶液混合时的体积变化和温度变化)。下列说法正确的是
A.水的电离程度:
B.点溶液中存在关系:
C.当时,溶液的
D.点溶液中存在关系:
【答案】C
【详解】A.e点亚硫酸和氢氧化钠恰好完全反应,点,随着溶液的滴入,亚硫酸逐渐减少,水的电离程度逐渐增大,故A错误;
B.点溶液中溶质为KHSO3,点溶液的,说明的电离程度大于其水解程度,,故B错误;
C.,因为,可推出,代入数值得,,故C正确;
D.e点溶液中溶质为K2SO3,依电荷守恒可知存在关系,再根据点溶液中的物料守恒关系可知,联立得,故D错误;
选C。
10.了解电解质在水溶液中的存在形式及其行为,有助于从微观角度认识水溶液中离子反应的本质和规律。下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
结合表中给出的电离常数回答下列问题:
(1)上述三种酸中,酸性最强的酸是 (用化学式表示)
(2)将少量气体通入NaClO溶液中,该反应离子方程式: 。
(3)0.1mol·L-1溶液水解平衡常数 。
(4)常温下的HCOOH、HClO溶液稀释过程如下图,曲线Ⅰ代表的酸是 ,a、b、c三点导电能力由大到小的顺序是 。
【答案】(1)HCOOH
(2)
(3)
(4) HCOOH a>b>c
【详解】(1)根据表中电离常数得:,上述三种酸中,酸性最强的是HCOOH。
(2)由表中电离常数得:,则酸性强弱关系为:,因此将少量气体通入NaClO溶液中,反应的离子方程式:。
(3)的水解反应方程式为:,水解平衡常数,结合和得。
(4)根据表中电离常数大小可得,HCOOH、HClO均是弱酸,酸性强弱关系:,常温下的HCOOH、HClO溶液中,,加水稀释相同倍数时,对HClO电离的促进程度大于HCOOH的,HClO溶液中pH变化小于HCOOH的,因此图中曲线Ⅱ代表的是HClO,曲线Ⅰ代表的是HCOOH。HClO溶液中存在的离子有,HCOOH溶液中存在的离子有,根据电荷守恒原理,HClO溶液中有,HCOOH溶液中有。溶液中离子浓度越大,导电能力越强,常温下的HCOOH、HClO溶液中离子总浓度相同,导电能力相同,加水稀释后,pH增大,pH越大,溶液离子总浓度越小,导电能力越弱,因此a、b、c三点导电能力由大到小的顺序是。
1.如图表示的是某离子X的水解过程示意图,则离子X可能是( )
A.CO B.HCO
C.Na+ D.NH
【答案】D
【详解】根据盐的水解原理结合图示的内容可以知道X离子水解显示酸性。
A、碳酸根水解,显示碱性,故A错误;
B、碳酸氢根离子水解显示碱性,故B错误;
C、钠离子不会发生水解,故C错误;
D、铵根离子水解溶液显示酸性,故D正确。
故选D。
2.下列各组微粒,在水溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】D
【详解】A.和会发生双水解反应,不能大量共存,A不选;
B.和会发生双水解反应,不能大量共存,B不选;
C.、、之间会发生氧化还原反应,不能大量共存,C不选;
D.、、、之间不发生反应,能大量共存,D选;
故选D。
3.下列表示物质变化的化学用语正确的是
A.NH3•H2O的电离方程式:NH3•H2O=NH+OH-
B.硫化钠水解的离子方程式:S2-+H2OHS-+OH-
C.碳酸钠水解的离子方程式:CO+2H2O2OH-+H2CO3
D.CO燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ•mol-1
【答案】B
【详解】A.NH3•H2O是弱电解质,在水中部分电离,其电离方程式为NH3•H2O⇌+OH-,A错误;
B.H2S是二元弱酸,S2-水解分为两步,并以第一步水解为主:S2-+H2O⇌HS-+OH-,第二步水解:HS-+H2OOH-+H2S,B正确;
C.H2CO3是二元弱酸,水解分为两步,并以第一步水解为主:+H2OOH-+,第二步水解:+H2OOH-+H2CO3,不能将两步水解合并,C错误;
D.燃烧热是指在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物放出的热量,故CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ•mol-1,D错误;
故选B。
4.室温下,相同体积的0.5mol·L-1的下列四种溶液:①KCl溶液、②FeCl3溶液、③HF溶液、④Na2CO3溶液,其中所含阳离子数由多到少的顺序是
A.④>①=②>③ B.①>④>②>③ C.④>①>③>② D.④>②>①>③
【答案】D
【分析】假设溶液体积为1L,分别计算溶液中溶质的物质的量,然后依据强电解质完全电离,弱电解质部分电离,弱碱阳离子、弱酸阴离子部分水解的性质判断解答。
【详解】假设溶液体积为1L,浓度均为0.5mol•L-1相同体积的下列四种溶液,含有KCl 物质的量为0.5mol,氯化钾为强电解质,完全电离所以含有钾离子物质的量为0.5mol;含有FeCl3物质的量为0.5mol,氯化铁为强电解质完全电离产生0.5mol三价铁离子,铁离子为弱碱阳离子,部分水解,所以溶液中三价铁离子水解:Fe3++3OH-Fe(OH)3+3H+,所以阳离子物质的量大于0.5mol;含有HF物质的量为0.5mol,HF为弱电解质,部分电离,所以含有的氢离子小于0.5mol;含有碳酸钠的物质的量为0.5mol,碳酸钠为强电解质完全电离,产生1mol钠离子,所以含有阳离子物质的量为1mol;所以上述溶液中含有阳离子数目由多到少的顺序为:④>②>①>③,故选D。
【点睛】本题考查了离子浓度大小比较,明确电解质强弱及电离方式,熟悉盐类水解规律是解题关键。
5.25℃时,浓度均为的溶液,其如表所示。有关说法正确的是
序号
①
②
③
④
溶液
7.0
7.0
8.1
8.4
A.酸性强弱:
B.①和②中溶质均未水解
C.离子的总浓度:①<③
D.④中:
【答案】A
【详解】A.相同浓度时,:,则水解程度:,根据“越弱越水解”知,酸性:,A正确;
B.①中溶质为强酸强碱盐,不水解,②中溶质为弱酸弱碱盐,发生相互促进的水解反应,B错误;
C.根据电荷守恒知,①③溶液中离子的总浓度均为,对水的电离无影响,而促进水的电离,①显中性,③显碱性,故①中大于③中,故离子的总浓度:①>③,C错误;
D.根据物料守恒知,④中:,D错误;
故选A。
6.由一价离子组成的四种盐:AC、BD、AD、BC的1 mol/L的溶液,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
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【分析】AC、BD的溶液pH=7,则可能为强酸强碱盐或弱酸弱碱盐;AD溶液的pH>7,则AD为强碱弱酸盐,BC溶液的pH<7,则BC为强酸弱碱盐,由此可知,AC为强酸强碱盐,而BD为弱酸弱碱盐,以此来解答。
【详解】AC、BD的溶液pH=7,则二者可能为强酸强碱盐或弱酸弱碱盐;AD溶液的pH>7,则为强碱弱酸盐,BC溶液的pH<7,则为强酸弱碱盐,由此可知,AC为强酸强碱盐,而BD为弱酸弱碱盐,即A对应强碱,C对应强酸,所以碱性:AOH>BOH,酸性:HC>HD,故合理选项是A。
7.对于某酸的酸式盐NaHY的水溶液的下列叙述中,正确的是
A.该酸式盐的水溶液一定显酸性
B.该酸式盐的水溶液一定呈碱性
C.若HY-能水解,水解方程式为HY-+H2O⇌Y2-+H3O+
D.若HY-能水解,水解方程式为HY-+H2O⇌H2Y+OH-
【答案】D
【分析】由于没有指定,常见的有三种情况:①为,只电离,不水解;②为,其水溶液中的电离程度大于水解程度,溶液显酸性;③为、,其水溶液中、的水解程度大于电离程度,溶液显碱性。
【详解】A. 因不确定,故A错误;
B. 因不确定,故B错误;
C. 该项中的方程式为电离方程式而非水解方程式,故C错误;
D. 若HY-能水解,水解方程式为HY-+H2O⇌H2Y+OH-,故D正确;
故选D。
【点睛】属于强酸的酸式盐,可以电离出氢离子,只电离不水解,溶液显酸性。
8.常温下,在都等于9的和两种溶液中,设由水电离产生的浓度分别为与,则a和b的关系为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】NaOH抑制水的电离,所以由水电离出的c(OH-)等于溶液中的c(H+)等于10-9,CH3COONa水解,促进了水的电离,所以由水电离出的c(OH-)==10-5,,故选B。
9.常温下,某浓度的溶液的为4,回答下列问题。
(1)该氯化铵溶液中含氮元素的微粒有 。
(2)该溶液中的 (选填“>”“<”或“=”)。
(3)该氯化铵溶液中水电离的氢离子浓度 (选填“>”“<”或“=”)的盐酸中水电离的氢离子浓度。
(4)该氯化铵溶液中与的盐酸中的比为 。
【答案】(1)、
(2)>
(3)>
(4)
【详解】(1)的水解方程式为,可知氯化铵溶液中含氮元素的微粒有、;
(2)从氯化铵的化学式来看,应等于,但由于水解,故;
(3)的水解促进水的电离,盐酸电离出的抑制水的电离,故氯化铵溶液中水电离出氢离子浓度更大;
(4)的溶液中水电离的,的溶液中水电离的,则该溶液中与的盐酸中的比为。
10.10℃时,在烧杯中加入0.1mol·L-1的NaHCO3溶液400mL,加热,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃
10
20
30
50
70
pH
8.3
8.4
8.5
8.9
9.4
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。
(2)乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(3)丙同学认为:要确定上述哪种说法合理,只要把加热后的溶液冷却到10℃后再测定溶液pH,若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明甲正确;若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明乙正确。
(4)丁同学设计如图实验方案对甲、乙同学的解释进行判断:实验装置如图,加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中澄清石灰水变浑浊,说明 (填“甲”或“乙”)推测正确。
(5)将一定体积0.1mol·L-1的NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变),测其pH为9.8;将烧杯冷却至室温,过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1。据此资料可以判断 (填“甲”或“乙”)推测正确,原因是 。
【答案】 HCO+H2O⇌H2CO3+OH- 大于 = > 乙 乙 溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成
【分析】碳酸氢钠是强碱弱酸的酸式盐,能水解导致溶液呈碱性,碳酸氢钠受热容易分解生成碳酸钠,碳酸钠是强碱弱酸盐能水解,且碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度,结合题示信息分析解答。
【详解】(1)碳酸氢钠是强碱弱酸的酸式盐,能水解导致溶液呈碱性,水解的离子方程式为HCO+H2O⇌H2CO3+OH-,故答案为:HCO+H2O⇌H2CO3+OH-;
(2)碳酸钠是强碱弱酸盐能水解,碳酸是二元弱酸,第一步电离程度远远大于第二步电离,所以碳酸根离子的第一步的水解程度远远大于第二步的水解程度,导致碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度,故答案为:大于;
(3)若加热后碳酸氢钠不分解,溶液仍然是碳酸氢钠溶液,温度不变溶液的pH值也不变,由此证明甲是正确的;若pH>8.3,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,说明乙正确,故答案为:═,>;
(4)加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中产生沉淀,说明加热分解产生了二氧化碳气体,证明乙正确,故答案为:乙;
(5)将一定体积0.1mol/L的 NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变),测其pH为9.8;将烧杯冷却至室温,过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1,溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成,所以乙正确;故答案为:乙;溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成。
学科网(北京)股份有限公司
$$