内容正文:
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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
1.能根据电离平衡、化学平衡移动的观点分析盐类水解的本质。2.能正确书写盐类水解方程式。3.理解盐类水解的规律,并能据此判断盐溶液中粒子浓度的大小关系。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
1.盐溶液的酸碱性
并非所有盐的溶液都显中性。一般来说,强酸强碱盐(如_____________等)的溶液显_____,强酸弱碱盐[如_________________________等]的溶液显______,强碱弱酸盐(如____________________________等)的溶液显______。
NaCl、KNO3
中性
NH4Cl、AlCl3、Fe2(SO4)3
酸性
Na2SO3、K2CO3、CH3COONa
碱性
学习理解
5
2.盐溶液呈酸碱性的原因
(1)强酸强碱盐(以NaCl为例)
c(H+)=c(OH-)
中性
无
学习理解
6
(2)强酸弱碱盐(以NH4Cl为例)
c(H+)>c(OH-)
酸性
有
学习理解
7
(3)强碱弱酸盐(以CH3COONa为例)
c(H+)<c(OH-)
碱性
有
学习理解
8
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______或______结合生成__________的反应。
(2)盐类的水解反应可以看成______________的逆过程。
H+
OH-
弱电解质
酸碱中和反应
学习理解
9
4.盐类水解反应的表示
(1)盐类的水解平衡可以表示为_________________。
(2)醋酸钠的水解离子方程式为___________________________________。
(3)碳酸钠的水解离子方程式为__________________________;
____________________________。
学习理解
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判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)某盐溶液显酸性,该盐一定发生了水解反应。( )
(2)酸式盐溶液一定显酸性。( )
(3)酸碱恰好中和生成的盐溶液一定显中性。( )
(4)盐溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小。( )
(5)盐溶液中盐发生了水解反应,一定促进了水的电离。( )
×
×
×
√
√
×
学习理解
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解析: (1)NaHSO4溶液显酸性,但不发生水解反应。
(2)NaHCO3溶液显碱性。
(3)酸碱恰好中和溶液不一定显中性。如:HCl与NH3·H2O恰好中和生成NH4Cl溶液显酸性。
探究应用
12
探究应用
知识点一 盐类水解的实质与规律
1.盐类水解的实质
盐电离出的离子(弱碱阳离子或者弱酸阴离子)跟水电离出来的OH-或H+结合生成弱碱或弱酸,从而破坏了水的电离平衡,导致溶液中c(OH-)和c(H+)不相等,则溶液呈碱性或酸性。
探究应用
14
2.盐类水解的特点
(1)盐类的水解是可逆的,其平衡状态属于动态平衡。
(2)盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆过程,盐的水解过程吸热,温度升高,盐的水解程度增大。通常情况下,盐水解的程度很小。
探究应用
15
3.盐类水解的规律(25 ℃)
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸根离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
探究应用
16
探究应用
17
(4)“谁强显谁性”——当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时(即盐中阴阳离子对应的酸碱电离常数Ka>Kb),水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性。如HF的电离常数大于NH3·H2O的电离常数,故NH4F溶液呈酸性。
(5)“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。
探究应用
18
4.溶液的酸碱性
弱酸的酸式酸根离子在水溶液中存在电离平衡和水解平衡,弱酸酸式盐溶液的酸碱性取决其电离程度和水解程度的相对大小。
(1)水解程度大于电离程度:如呈碱性的
NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
(2)电离程度大于水解程度:如呈酸性的
NaHSO3、KHC2O4、NaH2PO4溶液。
探究应用
19
1.常温下,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
解析: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。
探究应用
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>
106
探究应用
21
探究应用
22
知识二 盐类水解离子方程式的书写
探究应用
23
探究应用
24
探究应用
25
探究应用
26
4.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)NH4NO3:________________________________。
(4)CH3COONa:________________________________________。
(5)CH3COONH4:_________________________________________________。
探究应用
27
总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
29
随堂提升
1.下列说法中错误的是( )
A.在Na2S溶液中滴入酚酞试液,呈红色
B.硫酸铵溶液显酸性
C.一切钾盐、钠盐、硝酸盐都不能发生水解
D.醋酸盐溶于水能发生水解
总结提升
30
2.下列关于盐溶液酸碱性的说法错误的是( )
A.盐溶液呈酸性或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,由水电离出的c(OH-)≠c(H+)
D.水电离出的H+或OH-与盐中弱酸阴离子或弱碱阳离子结合,造成盐溶液呈碱性或酸性
总结提升
31
总结提升
32
4.已知H2A为二元酸,其酸式盐NaHA的水溶液呈碱性,则下列有关结论错误的是( )
A.H2A为二元弱酸
B.NaHA水溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
C.物质的量浓度相同时,溶液碱性:Na2A>NaHA
D.H2A在水溶液中的电离方程式为H2A===2H++A2-
总结提升
33
总结提升
34
5.现有浓度均为0.01 mol·L-1的五种电解质溶液:①HNO3;②Na2CO3;③NH4Cl;④CH3COONH4;⑤NaOH。
(1)25 ℃时①的pH=____。
(2)能够促进水的电离的有________(填序号,下同)。
(3)所含离子种类最多的是_____。
(4)在上述溶液中分别加入AlCl3溶液,有一种物质能产生大量的气体,该反应的离子方程式为_______________________________________。
(5)这五种溶液的pH由大到小的顺序是_______________(填序号)。
(6)写出④溶液中的元素守恒关系:____________________________________
______________。
2
②③④
②
⑤②④③①
总结提升
35
课时作业
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
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课时作业
37
2.相同温度、相同浓度的五种溶液,其pH由小到大的顺序如图所示,其中①②代表的物质可能分别为( )
A.NH4Cl CH3COONa B.(NH4)2SO4 NH4Cl
C.CH3COONa NH4Cl D.CH3COONa Na2CO3
解析: H2SO4溶液呈强酸性,NaNO3溶液呈中性,NaOH溶液呈强碱性,显然①溶液呈酸性,②溶液呈碱性,若①②均为盐,则由盐的类型可知,①为强酸弱碱盐,②为强碱弱酸盐,故选A。
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课时作业
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3.下列溶液中含微粒种类最多的是( )
A.CaCl2 B.CH3COONa
C.NH3·H2O D.K2S
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课时作业
39
4.室温时,某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-5 mol·L-1,则该溶液中的溶质可能是( )
A.NaHSO3 B.NH3·H2O
C.Na2CO3 D.NaOH
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课时作业
40
5.对于常温下pH均为4的NH4Cl溶液与CH3COOH溶液,下列叙述正确的是( )
A.溶液中c(H+)相等
B.水电离的c(H+)相等
C.两溶液中水的电离程度相等
D.醋酸溶液中c(OH-)大
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课时作业
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课时作业
42
6.等物质的量浓度的下列五种溶液:
①CH3COOH;②(NH4)2CO3;③NaHSO4;④NaHCO3;⑤Ba(OH)2。溶液中水的电离程度由大到小排列正确的是( )
A.⑤③①④② B.⑤③①②④
C.②④③①⑤ D.②④①③⑤
解析:向水中加酸、碱,抑制水的电离,c(H+)或c(OH-)越大,抑制程度越大,加入弱碱阳离子或弱酸根离子,促进水的电离,浓度越大,促进程度越大。
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课时作业
43
解析: NaHB为强电解质,电离方程式应用“===”,A错误;电离常数只随温度变化,B错误;中和等物质的量的H2B和H2SO4,两者所需NaOH的量相同,D错误。
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课时作业
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课时作业
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课时作业
46
9.已知某温度下,Ka(HCN)=6.2×10-10,Ka(HF)=6.8×10-4,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,Ka(HNO2)=5.1×10-4。物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液,pH由大到小的顺序是( )
A.NaCN>NaNO2>CH3COONa>NaF
B.NaF>NaNO2>CH3COONa>NaCN
C.NaCN>CH3COONa>NaNO2>NaF
D.NaCN>CH3COONa>NaF>NaNO2
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课时作业
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课时作业
48
10.25 ℃时浓度都是1 mol·L-1的四种正盐溶液:AX、BX、AY、BY;AX的溶液pH=7且溶液中c(X-)=1 mol·L-1,BX的溶液pH=4,BY的溶液pH=6。下列说法正确的是( )
A.电离常数K(BOH)大于K(HY)
B.AY溶液的pH大于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,溶液pH变化:BX等于BY
D.将浓度均为1 mol·L-1的HX和HY溶液分别稀释10倍后,HX溶液的pH大于HY
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课时作业
49
解析:根据BY溶液的pH=6,B+比Y-更易水解,则BOH比HY更难电离,因此电离常数K(BOH)小于K(HY),A错误;根据AX、BX、BY溶液的pH,则AX为强酸强碱盐,BX为强酸弱碱盐,BY为弱酸弱碱盐,则AY为弱酸强碱盐,溶液的pH>7,故AY溶液的pH大于BY溶液的pH,B正确;酸性越强,稀释相同倍数溶液pH变化越大,HX为强酸,HY为弱酸,稀释相同倍数,BX、BY溶液的pH均增大,且BX溶液的pH变化大于BY溶液,C错误;HX为强酸,HY为弱酸,浓度相同时,稀释10倍后,HY的电离程度增大,但仍不可能全部电离,故HX溶液的酸性强,pH小,D错误。
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课时作业
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课时作业
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课时作业
56
二、非选择题
13.常温下,有四种溶液:
①0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液
②0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液
③0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液
④0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液
(1)溶液①的pH_____(填“>”“<”或“=”)7,溶液中离子的电荷守恒的关系式是______________________________。
<
c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
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课时作业
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(2)溶液②呈_____(填“酸”“碱”或“中”)性。其原因是______________________
_______________________________________(用离子方程式和适当的叙述说明)。
(3)下列有关①和②两种溶液的说法正确的是_____(填字母)。
a.两种溶液中c(CH3COO-)都等于0.1 mol·L-1
b.两种溶液中c(CH3COO-)都小于0.1 mol·L-1
c.CH3COOH溶液中c(CH3COO-)小于CH3COONa溶液中c(CH3COO-)
碱
CH3COOH+OH-,CH3COO-水解显碱性
bc
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课时作业
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14.25 ℃时,如果将0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因:_______________________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c水(H+)_____(填“<”“>”或“=”)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c水(H+)。
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课时作业
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③>①>④>⑤>②
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课时作业
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15.磷酸常温下的三步电离常数分别是Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,回答下列问题:
(1)常温下,同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4溶液的pH由小到大的顺序是______________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH_____(填“>”“<”或“=”)7。
③<②<①
<
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课时作业
63
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈_____(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小说明理由:
_______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
碱
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课时作业
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课时作业
65
R
电离方程式
H2OH++OH-
NaCl===Cl-+Na+
c(H+)和c(OH-)的相对大小
________________
溶液的酸碱性
_____
有无弱电解质生成
___
电离方程式
H2OH++OH-
+
NH4Cl===Cl-+NHeq \o\al(+,4)
NH3·H2O
c(H+)和c(OH-)的相对大小
_______________
溶液的酸碱性
______
有无弱电解质生成
___
电离方程式
H2OOH-+H+
+
CH3COONa===Na++CH3COO-
CH3COOH
c(H+)和c(OH-)的相对大小
______________
溶液的酸碱性
_______
有无弱电解质生成
____
盐+水酸+碱
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-
HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
(6)K2CO3的水解反应:COeq \o\al(2-,3)+2H2OH2CO3+2OH-。( )
常见的“弱”离子有
弱碱阳离子:NHeq \o\al(+,4)、Al3+、Fe3+、Cu2+等;
弱酸根离子:COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)、AlOeq \o\al(-,2)、SOeq \o\al(2-,3)、S2-、HS-、ClO-、CH3COO-、F-等。
(2)“越弱越水解”——弱酸根离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。如醋酸的酸性强于次氯酸,则相同浓度的CH3COONa的水解程度小于NaClO。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸根离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
2.常温下,某浓度的NH4Cl溶液的pH为4,回答下列问题:
(1)该溶液中含氮元素的微粒有____________________。
(2)该溶液中的c(Cl-)_____c(NHeq \o\al(+,4))(填“>”“<”或“=”)。
(3)该溶液中水电离出的氢离子浓度_____(填“>”“<”或“=”)pH=4的盐酸中水电离出的氢离子浓度。
(4)该溶液中c水(H+)与pH=4的盐酸中c水(H+)比值为_____。
NHeq \o\al(+,4)、NH3·H2O
解析:(4)pH=4的NH4Cl溶液中水电离出的c水(H+)=10-4 mol·L-1,pH=4的盐酸中水电离出的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+)的比值为eq \f(10-4 mol·L-1,10-10 mol·L-1)=106。
1.盐类水解的离子方程式一般应用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。离子方程式为“水解的盐离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)”。
2.多元弱酸酸根离子水解的离子方程式应分步书写,水解是以第一步水解为主,如SOeq \o\al(2-,3)水解的离子方程式为SOeq \o\al(2-,3)+H2OHSOeq \o\al(-,3)+OH-。
3.多元弱碱阳离子的水解比较复杂,一般一步写出。值得注意的是,若最终生成的弱碱即使是难溶物也不标“↓”符号,因其水解生成的量极少,不会生成沉淀,如Fe3+水解的离子方程式常写成:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
4.水解相互促进的盐
(1)“完全水解”反应
同一溶液中一种盐的阳离子与另一种盐的阴离子都发生水解,使两种离子水解趋于完全,此时用“===”连接反应物和生成物,水解生成的难溶物和气体须加“↓”和“↑”。例如:2Al3++3COeq \o\al(2-,3)+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,Al3++3HCOeq \o\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(2)“微弱水解”反应
水解的阴、阳离子虽然相互促进反应,但水解程度仍然较小,不能趋于完全,其离子方程式的书写同一般盐的水解离子方程式。例如:NHeq \o\al(+,4)+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
特别提醒:水解方程式的书写也要遵循质量守恒和电荷守恒。
3.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++2H2OMg(OH)2↓+2H+
B.NaHCO3溶液:HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
C.Na2SO3溶液:SOeq \o\al(2-,3)+2H2OH2SO3+2OH-
D.KCN溶液:CN-+H2O===HCN+OH-
Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;酸性
解析:(5)CH3COONH4溶液中,CH3COO-和NHeq \o\al(+,4)水解程度相同,故溶液呈中性。
NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+;酸性
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;碱性
NHeq \o\al(+,4)+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O;中性
S2-+H2OHS-+OH-;碱性
eq \a\vs4\al(盐类的水解)
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(概念,实质:盐+水酸+碱,规律: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,水解离子方程式的书写及注意问题))
解析:根据水的电离方程式H2OH++OH-可知,水在任何溶液中电离出的c(OH-)=c(H+),故C错误。
3.下列事实对应的化学用语表达错误的是( )
A.自然界中正常的雨水呈酸性:H2O+CO2H2CO3,H2CO3H++HCOeq \o\al(-,3)
B.浓硫化钠溶液具有臭味:S2-+2H2O===H2S↑+2OH-
C.小苏打溶液呈碱性:HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
D.NaHSO3电离:NaHSO3===Na++HSOeq \o\al(-,3)
解析:多元弱酸根分步水解,S2-的水解反应为S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-。
解析:HA-能水解,则H2A是二元弱酸,A正确;NaHA的水溶液呈碱性,说明HA-水解程度大于电离程度,HA-的水解和电离都是微弱的,所以微粒浓度:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-),B正确;物质的量浓度相同时,溶液碱性:Na2A>NaHA,C正确;H2A是二元弱酸,在水溶液中分步电离,其第一步电离方程式为H2AH++HA-,D错误。
2Al3++3COeq \o\al(2-,3)+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
c(NHeq \o\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+
c(CH3COOH)
1.下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是( )
①HCl+H2OH3O++Cl-
②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl
③Na2CO3+2H2OH2CO3+2NaOH
④碳酸氢钠溶液:HCOeq \o\al(-,3)+H2OCOeq \o\al(2-,3)+H3O+
A.①③④
B.①②③
C.②③④
D.全部
解析:CaCl2不发生水解,溶液中存在的微粒有Ca2+、Cl-、H+、OH-、H2O;由于CH3COONa发生水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液中存在着Na+、CH3COOH、CH3COO-、H2O、H+、OH- 6种微粒;NH3·H2O在溶液中部分电离:NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-,溶液中存在着NHeq \o\al(+,4)、NH3·H2O、NH3、H2O、H+、OH- 6种微粒;K2S发生两步水解:S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,溶液中存在着K+、S2-、HS-、H2O、H+、OH-、H2S 7种微粒。
解析:NH4Cl===NHeq \o\al(+,4)+Cl-,NHeq \o\al(+,4)水解促进水的电离,使水的电离程度增大,
c水(H+)增大。CH3COOHCH3COO-+H+,电离产生的H+抑制水的电离,使水的电离程度减小,c水(H+)变小。常温下c(OH-)·c(H+)=1.0×10-14,故两溶液中
c(H+)、c(OH-)分别相等。
7.某酸式盐NaHB的溶液,在室温下呈弱碱性。下列说法正确的是( )
A.该盐的电离方程式为NaHBNa++HB-
B.NaHB溶液中加入少量的NaOH,HB-的电离平衡常数增大
C.HB-的水解程度大于其电离程度
D.中和等物质的量的H2B和H2SO4,前者所需NaOH的量大于后者
8.25 ℃时,下列有关浓度均为0.2 mol·L-1的NaHCO3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(COeq \o\al(2-,3))均增大
解析:两种溶液中均存在水的电离平衡,NaHCO3溶液中还存在HCOeq \o\al(-,3)H++COeq \o\al(2-,3)及HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-,Na2CO3溶液中还存在COeq \o\al(2-,3)+H2OHCOeq \o\al(-,3)+OH-及HCOeq \o\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-,故A正确;两种溶液中均存在Na+、COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)、H2CO3、OH-、H+、H2O,故B正确;浓度相同时,COeq \o\al(2-,3)的水解程度大于HCOeq \o\al(-,3),故Na2CO3溶液中的c(OH-)更大,故C错误;向NaHCO3溶液中加入NaOH固体,发生反应HCOeq \o\al(-,3)+OH-===H2O+COeq \o\al(2-,3),c(COeq \o\al(2-,3))增大,Na2CO3溶液中加入NaOH固体,导致COeq \o\al(2-,3)的水解平衡逆向移动,c(COeq \o\al(2-,3))增大,故D正确。
解析:由Ka(HF)>Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)可知,酸性:
HF>HNO2>CH3COOH>HCN,水解能力:CN->CH3COO->NOeq \o\al(-,2)>F-,弱酸根离子的水解能力越强,对应盐溶液的碱性越强,pH越大。
11.碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠的过程如图。
已知:碳酸电离常数Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11;NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5。下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液中存在:c(NHeq \o\al(+,4))>c(HCOeq \o\al(-,3))>c(OH-)>c(H+)
B.滤液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+)
C.0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \o\al(-,3))+c(COeq \o\al(2-,3))
D.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(Na+)=c(HCOeq \o\al(-,3))+c(COeq \o\al(2-,3))+c(H2CO3)
解析:NH4HCO3溶液中,HCOeq \o\al(-,3)的水解程度大于电离程度,主要考虑其水解,NHeq \o\al(+,4)的水解常数Kh=eq \f(Kw,Kb)=eq \f(10-14,1.8×10-5)≈5.6×10-10,HCOeq \o\al(-,3)的水解常数Kh=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(10-14,4.30×10-7)≈2.3×10-8,HCOeq \o\al(-,3)的水解程度更大,溶液显碱性,c(HCOeq \o\al(-,3))<c(NHeq \o\al(+,4)),则c(NHeq \o\al(+,4))>c(HCOeq \o\al(-,3))>c(OH-)>c(H+),A正确;滤液中含有NaCl、NH4Cl、Na2CO3等,根据电荷守恒,得c(Na+)+c(NHeq \o\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HCOeq \o\al(-,3))+2c(COeq \o\al(2-,3)),B错误;
0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液中,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(COeq \o\al(2-,3))+c(HCOeq \o\al(-,3))+c(OH-)和物料守恒c(Na+)=c(COeq \o\al(2-,3))+c(HCOeq \o\al(-,3))+c(H2CO3),可得质子守恒c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(COeq \o\al(2-,3)),则c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(COeq \o\al(2-,3)),C错误;0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中,根据物料守恒,得c(Na+)=2[c(COeq \o\al(2-,3))+c(HCOeq \o\al(-,3))+c(H2CO3)],D错误。
12.常温下将KOH溶液滴加到二元弱酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Kh(X2-)的数量级为10-9
B.线N表示pH与lg eq \f(c(HX-),c(H2X))的变化关系
C.KHX溶液中,c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(K+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
解析:H2X为二元弱酸,在溶液中分步电离,第一步电离远远大于第二步电离,电离常数Ka1(H2X)=eq \f(c(HX-)·c(H+),c(H2X))>Ka2(H2X)=eq \f(c(X2-)·c(H+),c(HX-)),即pH相等时,eq \f(c(HX-),c(H2X))>eq \f(c(X2-),c(HX-)),由题图可知,线N表示pH与lg eq \f(c(HX-),c(H2X))的变化关系,线M表示pH与lg eq \f(c(X2-),c(HX-))的变化关系,B正确;当lg eq \f(c(X2-),c(HX-))=0时,即eq \f(c(X2-),c(HX-))=1,溶液的pH为5.4,电离常数Ka2(H2X)=eq \f(c(X2-)·c(H+),c(HX-))=10-5.4,Kh(X2-)=eq \f(Kw,Ka2(H2X))=eq \f(10-14,10-5.4)=10-8.6,数量级为10-9,A正确;
当lg eq \f(c(HX-),c(H2X))=0时,即eq \f(c(HX-),c(H2X))=1,溶液的pH为4.4,电离常数Ka1(H2X)=eq \f(c(HX-)·c(H+),c(H2X))=10-4.4,则Kh(HX-)=eq \f(Kw,Ka1(H2X))=eq \f(10-14,10-4.4)=10-9.6,HX-的水解程度小于电离程度,KHX溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),C正确;由题图可知,当溶液pH=5.4时,lg eq \f(c(X2-),c(HX-))=0,则pH=7时,溶液中c(X2-)>c(HX-),D错误。
CH3COO-+H2O
(4)NaHSO3溶液的pH<7,NaHCO3溶液的pH>7,则NaHSO3溶液中c(H2SO3)______(填“>”“<”或“=”,下同)c(SOeq \o\al(2-,3)),NaHCO3溶液中c(H2CO3)______c(COeq \o\al(2-,3))。
解析:(3)水解和电离都是微弱的,所以两种溶液中c(CH3COO-)都小于0.1 mol·L-1,且CH3COOH溶液中c(CH3COO-)小于CH3COONa溶液中c(CH3COO-)。
(4)HSOeq \o\al(-,3)的电离程度大于水解程度,故c(SOeq \o\al(2-,3))>c(H2SO3);HCOeq \o\al(-,3)的水解程度大于电离程度,故c(COeq \o\al(2-,3))<c(H2CO3)。
A-+H2OHA+OH-
(3)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推出(NH4)2CO3溶液的pH_____7(填“<”“>”或“=”)。
(4)将相同温度下相同浓度的五种溶液:
①(NH4)2CO3;②NH3·H2O;③(NH4)2SO4;④NH4Cl;⑤CH3COONH4;
按c(NHeq \o\al(+,4))由大到小的顺序排列:____________________(填序号)。
解析:(1)等量的HA与NaOH混合,恰好完全反应生成盐NaA,由于溶液显碱性,说明NaA是强碱弱酸盐,A-发生了水解。
(2)由于生成的盐NaA能水解,所以促进了水的电离,而NaOH抑制水的电离。
(3)由NH4A溶液为中性可知,HA与NH3·H2O的电离程度相同,又由HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出可知,HA的酸性强于H2CO3,即HA的电离程度大于H2CO3的电离程度,所以NH3·H2O的电离程度大于H2CO3的电离程度,所以(NH4)2CO3溶液显碱性(“谁强显谁性”)。
(4)假设盐未水解,①=③>④=⑤>②;由于①的水解程度大于③,所以c(NHeq \o\al(+,4)):③>①;由于④的水解程度小于⑤,所以c(NHeq \o\al(+,4)):④>⑤。
Na2HPO4的水解常数Kh=-,4)eq \f(c(H2PO)·c(OH-),c(HPOeq \o\al(2-,4)))
=-,4)eq \f(c(H2PO)·c(OH-)·c(H+),c(HPOeq \o\al(2-,4))·c(H+))
=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(1.0×10-14,6.2×10-8)≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPOeq \o\al(2-,4)的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4的水溶液呈碱性
解析:(2)NaH2PO4的水解常数Kh=-,4)eq \f(c(H3PO4)·c(OH-),c(H2PO))
=-,4)eq \f(c(H3PO4)·c(OH-)·c(H+),c(H2PO)·c(H+))
=eq \f(Kw,Ka1)=eq \f(1.0×10-14,7.1×10-3)≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2POeq \o\al(-,4)的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
$$