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化学 选择性必修1 作业与测评(苏教)
第三单元 盐类的水解
第1课时 盐类水解的原理
(建议用时:10分钟)
考点一 盐类水解的实质及规律
1.在盐类发生水解的过程中,下列说法正确的是( )
A.盐类的水解不属于离子反应
B.溶液的pH发生改变
C.水的电离程度逐渐增大
D.没有中和反应发生
答案:C
解析:盐类的水解属于离子反应,A错误;在弱酸弱碱盐CH3COONH4的溶液中CH3COO-和NH的水解程度一样,水解后溶液仍然呈中性,溶液的pH不发生改变,B错误;盐类发生水解,促进水的电离,C正确;盐类水解反应的逆反应是中和反应,因此有中和反应发生,D错误。
2.下图表示的是某离子X与水的反应过程,离子X可能是( )
A.CO B.HCO
C.Na+ D.NH
答案:D
解析:离子X的水解反应生成H+,由图可知X只可能是NH。
3.常温下,下列盐溶于水后发生水解反应,溶液显酸性的是( )
A.(NH4)2SO4 B.NaClO
C.Na2S D.KNO3
答案:A
解析:(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,溶于水后NH水解使溶液显酸性;NaClO为强碱弱酸盐,溶于水后ClO-水解使溶液显碱性;Na2S为强碱弱酸盐,溶于水后S2-水解使溶液显碱性;KNO3为强酸强碱盐,在水溶液中不会发生水解,溶液呈中性。
4.25 ℃时,在某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-a mol·L-1,下列说法不正确的是( )
A.a<7时,水的电离受到促进
B.a>7时,水的电离受到抑制
C.a<7时,溶液的pH一定为a
D.a>7时,溶液的pH一定为14-a
答案:D
5.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
答案:B
考点二 盐类水解方程式
6.下列离子方程式表示的是盐类的水解且正确的是( )
A.HS-+H2OH3O++S2-
B.HS-+H+===H2S↑
C.CO+2H2OH2CO3+2OH-
D.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
答案:D
解析:HS-水解的离子方程式为HS-+H2OOH-+H2S,HS-+H2OH3O++S2-表示其电离方程式,A错误;HS-+H+===H2S↑表示HS-与氢离子反应生成硫化氢,B错误;碳酸根离子的水解分步进行,且以第一步水解为主:CO+H2OHCO+OH-,C错误。
7.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:HCO+H2OCO+H3O+
⑤NH4Cl溶于D2O中:NH+D2ONH3·D2O+H+
A.①②③④ B.①②③
C.②③⑤ D.全部
答案:D
解析:氯化氢不能发生水解;氯化铝水解的方程式应用“”连接;CO应分步水解;碳酸氢根离子的水解方程式为HCO+H2OH2CO3+OH-;NH4Cl溶于D2O中,水解反应的离子方程式为NH+D2ONH3·DHO+D+。
考点三 溶液微粒数目的简单比较
8.物质的量相等的下列物质形成的等体积溶液中,所含微粒种类最多的是( )
A.CaCl2 B.CH3COONa
C.NH3 D.K2S
答案:D
解析:CaCl2不水解,其溶液中存在的微粒有5种:Ca2+、Cl-、OH-、H+、H2O;CH3COONa发生水解,其溶液中存在的微粒有6种:Na+、CH3COO-、CH3COOH、H+、OH-、H2O;氨水中存在的微粒有6种:NH3、NH3·H2O、NH、OH-、H+、H2O;K2S中S2-发生两步水解,其溶液中存在7种微粒:K+、S2-、HS-、H2S、OH-、H+、H2O。
9.相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液:
①CH3COONa、②NaHSO4、③NaCl、④Na2CO3,按pH由大到小的顺序排列,正确的是( )
A.④>①>③>② B.①>④>③>②
C.①>②>③>④ D.④>③>①>②
答案:A
解析:①CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液呈碱性;②NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶液里完全电离,溶液呈酸性;③NaCl是强酸强碱盐,钠离子和氯离子都不水解,溶液呈中性;④Na2CO3是强碱弱酸盐,CO水解使溶液呈碱性;由于醋酸的酸性强于碳酸,所以CO的水解程度大于醋酸根离子的水解程度,则相同浓度的醋酸钠溶液的pH小于碳酸钠溶液,则这四种溶液的pH从大到小顺序是Na2CO3>CH3COONa>NaCl>NaHSO4,故A正确。
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列溶液中,因为溶液中的离子发生水解而使溶液显酸性的是( )
A.NaHCO3溶液 B.NaHSO4溶液
C.CuSO4溶液 D.Ba(NO3)2溶液
答案:C
解析:A项,NaHCO3是强碱弱酸盐,HCO水解使溶液显碱性;B项,NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶液里完全电离,其溶液显酸性;C项,CuSO4是强酸弱碱盐,Cu2+水解使溶液显酸性;D项,Ba(NO3)2是强酸强碱盐,溶液显中性。
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.Na2S的水解:S2-+2H2OH2S+2OH-
B.NaHCO3在水溶液中的电离:HCO+H2OH2CO3+OH-
C.NH4Cl的水解:NH+H2ONH3·H2O+OH-
D.硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
答案:D
解析:Na2S的水解分步进行,主要以第一步为主,正确的离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-,故A错误;NaHCO3在水溶液中完全电离,正确的电离方程式为NaHCO3===HCO+Na+,故B错误;NH4Cl水解的离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+,故C错误;硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合,铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应,正确的离子方程式为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑,故D正确。
[易错警示] 水解方程式书写注意事项
(1)一般要用可逆号“”,只有彻底水解才用“===”。
(2)盐类水解程度一般较微弱,因此一般不产生沉淀或气体,不标“↑”“↓”。
(3)多元弱酸根阴离子分步水解,分步书写。
(4)多元弱碱阳离子水解一步写出。
3.下列各组溶液混合后,所得溶液显酸性的是( )
A.10 mL 0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液
B.10 mL 0.1 mol·L-1 K2S溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 K2SO4溶液
C.10 mL 0.1 mol·L-1 KOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 KHCO3溶液
D.10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液与5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液
答案:A
解析:10 mL 0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液恰好完全反应,生成的NH4Cl水解使溶液显酸性,A正确;K2S为强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,K2SO4为强酸强碱盐,其溶液呈中性,故两溶液混合后呈碱性,B错误;两者恰好完全反应生成K2CO3,K2CO3为强碱弱酸盐,其水解使溶液显碱性,C错误;二者恰好完全中和生成Na2SO4,Na2SO4为强酸强碱盐,溶液显中性,D错误。
4.下列说法错误的是( )
A.酸式盐溶液不一定呈酸性
B.发生水解的盐溶液一定不显中性
C.同温度下,同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液相比,后者pH小
D.0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中c(Al3+)<0.1 mol·L-1
答案:B
解析:碳酸氢钠溶液显碱性,亚硫酸氢钠溶液显酸性,所以酸式盐溶液不一定显酸性,A正确;醋酸铵溶液中铵根离子和醋酸根均能发生水解,但水解程度相同,溶液显中性,B错误;因为碳酸根的水解程度比碳酸氢根的水解程度大,所以同浓度碳酸钠的碱性比碳酸氢钠的碱性强,C正确;0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中Al3+水解,所以c(Al3+)<0.1 mol·L-1,D正确。
5.下列对溶液酸碱性的判断正确的是( )
A.常温下pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液一定呈酸性
B.常温下等体积等物质的量浓度的酸、碱溶液混合后一定呈中性
C.常温下等体积等物质的量浓度的醋酸与醋酸钠溶液混合后溶液一定呈中性
D.因为弱酸酸式盐在水中会发生水解,所以弱酸酸式盐溶液一定呈碱性
答案:A
解析:醋酸是弱电解质,常温下pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后醋酸过量,溶液一定呈酸性,A正确;常温下等体积等物质的量浓度的酸、碱溶液混合后不一定呈中性,需要考虑生成的盐是否水解以及酸或碱过量问题,B错误;常温下等体积等物质的量浓度的醋酸与醋酸钠溶液混合后,醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,溶液显酸性,C错误;弱酸酸式盐溶液不一定呈碱性,若弱酸酸式酸根离子的电离程度大于其水解程度,则溶液显酸性,如NaHSO3溶液显酸性,D错误。
[规律方法]
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)若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。如NaHCO3溶液中:HCOH++CO(次要),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)。
(2)若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSOH++SO(主要),HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)。
6.常温下,在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-浓度分别为a mol·L-1与b mol·L-1,则a和b关系为( )
A.a>b B.a=10-4b
C.b=10-4a D.a=b
答案:B
解析:pH=9的NaOH溶液中,碱电离出的c(OH-)=10-5mol·L-1,则水电离出的c水(OH-)=c水(H+)=10-9 mol·L-1,所以a=10-9;pH=9的CH3COONa溶液,c水(OH-)=10-5 mol·L-1,则b=10-5。所以a=10-4b。
7.相同温度下,等物质的量浓度的Na2SO3和Na2CO3的两种溶液中,下列关系式正确的是( )
A.<<1 B.<<1
C.≥>1 D.>>1
答案:A
解析:由于HCO的酸性弱于HSO,故CO的水解程度比SO大,所以c(HCO)>c(HSO),c(SO)>c(CO);又因为水解程度较小,有c(HCO)<c(CO),所以有<<1,故选A。
[规律方法]
“越弱越水解”——弱酸根阴离子对应的酸越弱,水解程度越大,如相同温度下,相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中pH较大的是Na2CO3溶液;弱碱阳离子对应的碱越弱,水解程度越大,如相同温度下,相同浓度的NH4Cl和FeCl3溶液中pH较小的是FeCl3溶液。
8.下列说法正确的是( )
A.常温下,0.1 mol/L的NaY溶液的pH=8,该溶液中c(Y-)=0.1 mol/L
B.0.1 mol/L的Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)
C.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CO)+c(HCO)
D.常温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后:c(Na+)>c(CH3COO-)+c(OH-)+c(H+)
答案:B
9.一元酸HA的溶液中,加入一定量的一元强碱MOH的溶液后,恰好完全反应,则关于反应后的溶液,下列判断一定正确的是( )
A.c(A-)≥c(M+)
B.c(A-)=c(M+)
C.若MA不水解,则c(OH-)<c(H+)
D.若MA水解,则c(OH-)>c(H+)
答案:D
解析:若MA不水解,则溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),再根据电荷守恒可知,c(A-)=c(M+);若MA水解,说明HA为一元弱酸,则MA溶液中c(OH-)>c(H+),再根据电荷守恒可知,c(A-)<c(M+)。
10.室温下,甲、乙两烧杯均盛有5 mL pH=2的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=3。关于稀释后甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是( )
A.溶液的体积:10V甲=V乙
B.水电离出的OH-浓度:10c甲(OH-)≤c乙(OH-)
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≥乙
D.若分别与5 mL pH=12的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≥乙
答案:C
解析:如果该一元酸是强酸,则稀释10倍能使pH从2升高到3;如果是弱酸,溶液中存在弱酸的电离平衡,则需要稀释10倍以上,才能使pH从2升高到3,即溶液的体积:10V甲≤V乙,A错误。酸抑制水的电离,甲烧杯中氢离子的浓度是乙烧杯中氢离子浓度的10倍,因此水电离出的OH-浓度:10c甲(OH-)=c乙(OH-),B错误。若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,则乙烧杯中所得盐溶液的浓度小,如果该一元酸是强酸,则所得溶液都呈中性,pH相等;如果该一元酸是弱酸,强碱弱酸盐溶液呈碱性,甲烧杯中溶液的浓度大,碱性强于乙烧杯中溶液的碱性,即所得溶液的pH:甲≥乙,C正确。若分别与5 mL pH=12的NaOH溶液反应,如果该一元酸是强酸,则均恰好反应,溶液显中性;如果该一元酸是弱酸,则酸过量,但甲烧杯中酸的浓度大,则pH小,因此所得溶液的pH:甲≤乙,D错误。
11.室温下,几种酸的电离常数如下表所示:
弱酸
H2S
HClO
H2CO3
电离平衡常数
Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
下列说法一定正确的是( )
A.Na2S、Na2CO3、NaClO溶液的pH逐渐减小
B.ClO-、CO、HS-在溶液中可以大量共存
C.少量CO2气体与Na2S溶液反应:CO2+H2O+2S2-===2HS-+CO
D.常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,水电离的c(OH-)=1.0×10-10 mol/L
答案:C
解析:Na2S、Na2CO3、NaClO三种溶液的浓度未知,无法得出pH的大小关系,A错误;ClO-能够氧化HS-,B错误;由题表中数据可知,酸性:H2CO3>H2S>HClO>HCO>HS-,当CO2少量时,产物为HS-和CO,C正确;常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,水电离的c(OH-)=1.0×10-4 mol/L,D错误。
12.有①Na2CO3溶液、②CH3COONa溶液、③NaOH溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.三种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol·L-1盐酸后,pH最大的是①
D.若三种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
答案:C
解析:酸越弱,其对应的酸根离子越易水解。因酸性:HCO<CH3COOH,故碱性:①>②,A错误;若将三种溶液稀释相同倍数,由于Na2CO3溶液和CH3COONa溶液中存在水解平衡,随着水的加入弱酸根离子会水解产生少量的OH-,而NaOH为强碱,稀释过程中OH-的物质的量基本不变,因此pH变化最大的应是③,B错误;加入HCl,①中发生反应:CO+H+===HCO,HCO水解溶液显碱性;②中发生反应:CH3COO-+H+CH3COOH,溶液显酸性;③中发生反应:H++OH-===H2O,溶液呈中性,故pH最大的是①,C正确;pH相同时,水解程度越小的盐浓度越大,故正确的顺序为②>①>③,D错误。
二、非选择题
13.自然界是各类物质相互依存、各种变化相互制约的复杂平衡体系,而水溶液中的离子平衡是其中一个重要方面。请根据所学知识,回答下列问题:
(1)查阅资料获得25 ℃时部分弱酸Ka的数据:
Ka(HF)=4.0×10-4、Ka(HCN)=6×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。
①常温下,氢氟酸溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是________(填编号)。
A.c(OH-) B.
C.c(F-)
②25 ℃时,将浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合,溶液呈________性,结合有关数据和文字解释原因________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③已知KCN溶液呈弱碱性,试用离子反应方程式解释原因___________________
_____________________。
④同浓度的KCN溶液和CH3COOK溶液相比,后者溶液中c(K+)-c(CH3COO-)________前者溶液中c(K+)-c(CN-)(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到NaHCO3溶液中有无色无味气体放出,现有25 ℃时的4种溶液:
A.NH4Cl B.CH3COONH4
C.(NH4)2CO3 D.NH4HSO4
①试推断NH4HCO3溶液的pH________7(填“小于”“等于”或“大于”)。
②将物质的量浓度相同的以上4种溶液按c(NH)浓度由大到小的顺序排列是________(填字母)。
答案:(1)①AB ②酸 HF的电离平衡常数Ka(HF)=4.0×10-4,F-的水解平衡常数Kh(F-)===2.5×10-11,HF的电离大于F-的水解 ③CN-+H2OHCN+OH- ④小于
(2)①大于 ②CDAB
[归纳总结]
(1)判断盐溶液的酸碱性,需先判断盐的类型,因此需熟练记忆常见的强酸、强碱和弱酸、弱碱。
(2)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。又如CH3COONH4溶液呈中性,是因为CH3COO-和NH的水解程度相当,即水解过程中H+和OH-消耗量相等,所以CH3COONH4水解仍呈中性。
(3)弱酸弱碱盐中阴、阳离子都水解,其溶液的酸碱性取决于弱酸阴离子和弱碱阳离子水解程度的相对强弱。当Ka=Kb时,溶液显中性,如CH3COONH4;当Ka>Kb时,溶液显酸性,如HCOONH4;当Ka<Kb时,溶液显碱性,如NH4CN。
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