第03讲 盐类的水解(复习讲义)(黑吉辽蒙专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-11-24
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2份
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51页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 盐类的水解 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省,吉林省,辽宁省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.97 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-09-23 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-09-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54051895.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第03讲 盐类的水解
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 盐类水解原理
知识点1 盐溶液的酸碱性
知识点2盐类水解的规律
知识点3盐类水解方程式的书写
考向1 考查盐类的水解原理
【思维建模】盐溶液酸碱性的判断
考向2 考查盐类水解规律
【思维建模】盐类水解的规律
考点二 盐类水解的影响因素及应用
知识点1 影响盐类水解的因素
知识点2 盐类水解的应用
知识点3 水解平衡常数及应用
考向1 考查盐类水解的影响因素
【思维建模】影响盐类水解的因素
考向2 考查盐类水解的应用
【思维建模】盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
考点三 水溶液中微粒浓度大小比较
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
知识点2 电解质溶液中粒子浓度大小比较
考向1 考查溶液中粒子浓度大小比较
【思维建模】电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
考向2 结合化学图像考查微粒浓度
【思维建模】粒子浓度变化曲线分析
0423
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022年
2021年
盐类水解原理及其应用
选择题
非选择题
辽宁卷T4,3分
辽宁卷T4,3分
辽宁卷T16,3分
辽宁卷T14,3分
辽宁卷T19,3分
水溶液中粒子的数量关系
选择题
非选择题
辽宁卷T15,3分
考情分析:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题为主来呈现,考查内容主要有以下两个方面:
(1)考查盐类水解的基本概念,依托实验背景,考查水解平衡的影响因素。
(2)与工农业生产和实际生活实际相结合,考查盐类水解的应用。
(3)以单一溶液和混合溶液为背景,考查溶液中粒子浓度关系。
(4)借助图像的形式考查水解方程式的书写、结合滴定图像判断离子浓度关系、电离平衡常数与水解常数的转化及其应用。
2.从命题思路上看,
(1)侧重以具体物质的反应和变化为载体,考查盐类水解的基本概念、水解规律、水解平衡的移动和影响因素;以实际情境为载体,考查水解的应用。
(2)侧重考查二元或多元酸与碱反应过程中,溶液中粒子浓度之间的关系。考查粒子浓度大小比较、三大守恒、对水电离的影响等。
(3)以一些新物质、新图像为载体考查有关水解常数的计算。
3.预测2026年高考命题将以日常生活情境、生产环保情境和实验探究情景为主,集中在图象和图示的分析,侧重于理解与辨析能力、分析与推测能力,从题干及图象中提取有效信息,结合平衡移动原理和各种守恒思想,具体问题具体分析,提高试题的灵活性与创新性。
4.根据高考题的命题特点和规律,复习时要注意以下几个方面:
(1)影响盐类水解的因素;
(2)水解常数与电离常数的关系;
(3)盐溶液中离子浓度的大小比较。
复习目标:
1.了解盐类水解的原理及一般规律。
2.了解影响盐类水解程度的主要因素。
3.能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。
4.掌握溶液中的守恒关系,并能用其判断盐溶液中粒子浓度的关系。
5.了解水解常数(Kh) 的含义,并能与弱电解质的电离常数进行相互计算。
6.了解溶液中粒子浓度变化常考图像的类型,能正确识别图像,能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。 7.利用溶液中平衡关系和粒子守恒关系, 建立分析不同类型图像的思路。
考点一 盐类水解原理
知识点1 盐溶液的酸碱性
1.盐的分类
(1)按组成分:正盐(如NaCl、KNO3)、酸式盐(如KHSO4)、碱式盐(如Mg(OH)Cl)。
(2)按溶解性分:易溶性盐(如KNO3)、微溶性盐(如CaSO4)、难溶性盐(如BaSO4)。
(3)按形成盐的酸和碱的强弱分: 盐(如KNO3)、 盐(如Na2CO3)、 盐(如NH4Cl)、 盐(如CH3COONH4)。
2.盐溶液的酸碱性
(1)强酸弱碱盐(以氯化铵溶液呈酸性为例)
由于NH4Cl电离产生的NH能与水电离出来的OH-结合,生成弱电解质NH3·H2O,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向右移动,从而使c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。可表示如下:
总反应离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)强碱弱酸盐(以CH3COONa溶液呈碱性为例):
由于CH3COONa电离产生的CH3COO-能和水电离出来的H+结合,生成弱电解质CH3COOH,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向右移动,从而使c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性。可表示如下:
总反应离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3)强酸强碱盐(以NaCl溶液呈中性为例)
①电离过程:NaCl===Na++Cl-,H2OH++OH-。
②水的电离平衡:溶液中没有 生成,水的电离平衡未受到影响,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
知识点2 盐类水解的规律
1.盐类水解的定义:在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.盐类水解的实质:盐电离―→―→破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→溶液呈碱性、酸性或中性。
3.盐类水解的特点:
→水解反应是可逆反应
|
→水解反应是酸碱中和反应的逆反应
|
→水解反应程度很微弱
4.盐类水解的规律:有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实例
是否
水解
水解的离子
溶液的
酸碱性
溶液的pH
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
弱酸强碱盐
CH3COONa、Na2CO3
知识点3 盐类水解方程式的书写
1.水解离子方程式的一般模式
阴(阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
2.盐类水解离子方程式的书写规律
①一般盐类水解程度很小,水解产物很少,如果产物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不写成其分解产物的形式。
②多元弱酸盐的水解分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式,如Na2CO3的水解离子方程式:CO+H2OHCO+OH-。
③多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完,如FeCl3的水解离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
3.书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解是分步进行的,但简化成一步写完。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大的,如有沉淀生成,则书写时要用“===”“↑” “↓”等。
4.不同类型盐水解的离子方程式
(1)一元弱酸强碱盐,以CH3COONa为例:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
(2)一元弱碱强酸盐,以NH4Cl为例: NH+H2ONH3·H2O+H+。
(3)多元弱酸强碱盐(正盐):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,以Na2CO3为例:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
(4)多元弱碱强酸盐:多元弱碱强酸盐水解也是分步的,由于中间过程复杂,中学阶段写成一步,以CuCl2为例:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
(5)多元弱酸的酸式盐,以NaHCO3为例: HCO+H2OH2CO3+OH-。
(6)弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进
①NH与HCO、CO、CH3COO-等构成的盐,虽然水解相互促进,但水解程度较小,仍是部分水解。如NH+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
②Al3+和CO或HCO等构成的盐,水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀。如Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2。
考向1 考查盐类的水解原理
例1 (24-25·黑龙江牡丹江·期末)下列有关盐的说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红的原因是CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-
B.由0.1 mol·L-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A-+H2OHA+OH-
C.25 ℃,pH=4的NaHSO3溶液中水电离的c水(H+)=1×10-4 mol·L-1
D.NaHB的水溶液显酸性,说明HB-电离程度可能大于水解程度
思维建模 盐溶液酸碱性的判断
1.“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,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.酸式盐溶液酸碱性的判断
①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对应酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如NaHCO3溶液中,HCO的水解程度大于电离程度,溶液显碱性;NaHSO3溶液中,HSO的电离程度大于水解程度,溶液显酸性。
②强酸的酸式盐:强酸的酸式酸根离子在溶液中完全电离,故盐溶液显酸性。如NaHSO4溶液显酸性。
【变式训练1】(24-25·吉林省延吉市二中·期末)室温下,0.1 mol·L-1的NH4CN溶液的pH等于9.32,据此,下列说法错误的是( )
A.上述溶液能使甲基橙试剂变黄色
B.室温下,NH3·H2O是比HCN更弱的电解质
C.上述溶液中CN-的水解程度大于NH的水解程度
D.室温下,0.1 mol·L-1 NaCN溶液中,CN-的水解程度小于上述溶液中CN-的水解程度
【变式训练2】(2025·黑龙江大庆·一模)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号
①
②
③
④
溶液
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
下列说法正确的是( )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO
D.③溶液中水电离出的c(OH-)=1×10-11.6 mol·L-1
考向2 考查盐类水解规律
例2 (2025·吉林通化·一模)测定0.1 mol·L-1 Na2SO3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溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO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值相等
思维建模 盐类水解的规律
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸阴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。
(2)“越弱越水解”——弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
(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,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
【变式训练1】(2025·内蒙古海拉尔·一模)2.25 ℃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.电离平衡常数Kb(BOH)小于Ka(HY)
B.AY溶液的pH小于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
【变式训练2】(2025·辽宁省宽甸·一模)下列关于FeCl3水解的说法错误的是( )
A.在FeCl3稀溶液中,水解达到平衡时,无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释,平衡均向右移动
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,前者Fe3+的水解程度小于后者
C.其他条件相同时,同浓度的FeCl3溶液在50 ℃和20 ℃时发生水解,50 ℃时Fe3+的水解程度比20 ℃时的小
D.为抑制Fe3+的水解,更好地保存FeCl3溶液,应加少量盐酸
考点二 盐类水解的影响因素及应用
知识点1 影响盐类水解的因素
1.内因:形成盐的弱酸或弱碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。
如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
(1)盐类水解平衡同电离平衡一样,当温度、浓度等条件改变时,会引起水解平衡的移动,从而影响盐类水解的程度。其中浓度的影响通常包括:加水稀释、加入适量的酸或碱及能与酸或碱反应的盐等。
(2)实例分析
以FeCl3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件
平衡移动方向
H+数
pH
现象
升温
颜色变深
通HCl
颜色变浅
加H2O
颜色变浅
加NaHCO3
生成红褐色沉淀,放出气体
知识点2 盐类水解的应用
1.在日常生活和工农业生产中的应用
(1)热的纯碱溶液去油污效果更好:纯碱(Na2CO3)水解呈碱性,加热能 水解,溶液的碱性增强,去污效果增强。水解的离子方程式为CO+H2OHCO+OH-。
(2)明矾(铝盐)、铁盐用作净水剂:明矾、铁盐溶于水电离产生的Al3+、Fe3+水解,生成的Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体可以使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大颗粒而沉降,从而除去水中的悬浮物,起到 作用。Al3+水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3)泡沫灭火剂:泡沫灭火器内所盛装药品分别是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,在使用时将两者混合,铝离子的水解会 碳酸氢根离子的水解,从而使水解完全,产生CO2和Al(OH)3。水解的离子方程式为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)铵态氮肥不能与草木灰混合施用:NH在水溶液中水解生成H+,CO在水溶液中水解生成OH-,当二者同时存在时,二者水解产生的H+和OH-发生中和反应,使水解程度都增大,铵盐水解产生的NH3·H2O易分解为NH3而挥发,降低了肥效。
(5)在工业生产中广泛应用
①焊接工业上用氯化铵作为金属的除锈剂,是因为NH4Cl水解溶液呈 ,与金属表面的锈发生反应而将其除去。
②工业制备某些无水盐时,不能用 的方法,如由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热,否则易发生反应:MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl↑+4H2O。
③工业上利用水解原理制备无机化合物等。如用TiCl4制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl。在制备时加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。类似的方法也可用于制备SnO、SnO2和Sn2O3等。
2.在化学实验中的应用
(1)配制可水解的盐溶液:某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而变浑浊,需加相应的酸来 水解,如在配制FeCl3溶液时常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中再加水稀释至所需浓度来抑制FeCl3水解。
(2)可水解盐溶液的储存:某些强碱弱酸盐水解呈 ,用玻璃试剂瓶贮存时,不能用玻璃塞,如Na2CO3溶液、NaF溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。
(3)制备胶体:将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,因Fe3+的水解而得到红褐色 Fe(OH)3胶体。
(4)物质制取如制取Al2S3,不能用湿法,若用Na2S溶液和AlCl3溶液,两种盐溶液在发生的水解反应中互相促进,得不到Al2S3。制取时要采用加热铝粉和硫粉的混合物:2Al+3SAl2S3。
知识点3 水解平衡常数及应用
1.水解平衡常数
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式:
①对于A-+H2OHA+OH-,Kh=;
②对于B++H2OBOH+H+,Kh=
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,促进水解,Kh增大。
2.Kh与Ka或Kb的换算关系
(1)一元弱酸或弱碱的Ka或Kb与弱酸根或弱碱离子的Kh关系Ka=或Kb=。
(2)二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根的水解常数Kh1、Kh2的关系
Ka1=,Ka2=。
3.水解常数的应用
(1)判断水解程度
Kh越大,水解程度越大。
(2)判断弱酸弱碱盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NH4HCO3,由于Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),则Kh(NH)<Kh(HCO),水解
程度:HCO>NH,溶液呈碱性,c(NH)>c(HCO)。
(3)判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NaHRO3(R为非金属元素,H2RO3为二元弱酸)溶液,若Ka2(H2RO3)>Kh(HRO),电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(RO)>c(H2RO3);反之,溶液呈碱性,c(H2RO3)>c(RO)。
(4)判断某些混合溶液的酸碱性及粒子浓度大小
①如对于等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液,由于Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5>=Kh(NH),NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液呈碱性,c(NH)>c(NH3·H2O)。
②如对于等浓度的HCN和NaCN混合溶液,由于Ka(HCN)=6.7×10-10<=Kh(CN-),CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液呈碱性,c(HCN)>c(CN-)。
考向1 考查盐类水解的影响因素
例1 (24-25·辽宁省建平实验中学·期末)室温下,有0.01 mol·L-1 NH3·H2O和0.01 mol·L-1 NH4Cl两种溶液,下列操作可以使两种溶液中c(NH)都增大的是( )
A.通入少量HCl气体
B.加入少量H2O
C.加入少量NaOH固体
D.升高温度
思维建模 影响盐类水解的因素
内因
反应物本身的性质,即组成盐的弱酸阴离子或弱碱阳离子对应的酸或碱越弱,盐的水解程度越大
温度
盐的水解反应是吸热反应,因此升高温度促进盐的水解,降低温度抑制盐的水解
浓度
盐浓度越小,水解程度越大;
盐浓度越大,水解程度越小
酸碱性
加酸抑制阳离子水解,促进阴离子水解;
加碱抑制阴离子水解,促进阳离子水解
“同离子”效应
向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子,水解被抑制;若将水解产物消耗掉,则促进水解
规律
(1)能水解的盐的浓度越大,水解程度越小,但其溶液的酸性(或碱性)比稀溶液的酸性(或碱性)强。
(2)越弱越水解,越热越水解,越稀越水解,加酸碱抑制或促进水解。
【变式训练1】(2025·内蒙古通辽·一模)下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B.将0.1 mol ·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C.向0.1 mol ·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol ·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
【变式训练2】(2025·黑龙江齐齐哈尔市·一模)下列说法正确的是( )
A.稀释0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,溶液的pH增大
B.水解反应NH+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度增大
D.向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO水解程度减小,溶液的pH减小
考向2 考查盐类水解的应用
例2(24-25·黑龙江佳木斯市第一中学·期末)生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关
C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
思维建模 盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
(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)CuSO4(s);
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。
(2)酸根离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
【变式训练1】(24-25·吉林省白城市第一中学·期末)下列有关问题与盐类的水解有关的是________。
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂
②草木灰与铵态氮肥不能混合施用
③实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
④加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
【变式训练2】下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止,能得到较纯净的原溶质的是________。
①CuSO4 ②FeSO4 ③K2CO3 ④Ca(HCO3)2 ⑤NH4HCO3 ⑥KMnO4 ⑦FeCl3
考点三 水溶液中微粒浓度大小比较
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等。
2.元素质量守恒(也叫原子守恒)
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,变成了其他离子或分子,使离子的种类增多,但却不能使离子或分子中某种特定元素的原子的数目发生变化,其质量在反应前后是守恒的,始终遵循原子守恒。
实例
解题思路
以Na2S溶液为例
①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的定量关系(特定元素除H、O元素外)
=,即n(Na+)=2n(S2-),S2-在水中部分会水解成HS-、H2S,共三种含硫元素的存在形式
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式
c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
3.质子守恒
质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和元素质量守恒联合求出。如NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物,NH3·H2O、OH-、CO为失去质子后的产物,故有c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO)
知识点2 电解质溶液中粒子浓度大小比较
1.两个理论
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。如在H2S溶液中:c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2.一个比较
比较同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力。
(1)如果电离能力大于水解能力,如CH3COOH的电离程度大于CH3COO-水解的程度,则等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性,溶液中c(H+)>c(OH-)。
(2)如果是水解能力大于电离能力,如HClO的电离程度小于ClO-水解的程度,则等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性,溶液中c(H+)<c(OH-)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力的相对强弱。如NaHCO3溶液中,HCO的水解能力大于电离能力,故溶液显碱性,c(H+)<c(OH-);又如NaHSO3溶液中,HSO的电离能力大于水解能力,故溶液显酸性,溶液中c(H+)>c(OH-)。
3.三个规律
(1)一般而言,等浓度的弱酸与弱酸盐混合,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;HCN、NaCN混合液除外,它们的溶液呈碱性,水解程度大于电离程度。
(2)对于存在电离和水解过程的NaHA溶液,若溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,则c(A2-)>c(H2A);若溶液呈碱性,则电离程度小于水解程度,则c(H2A)>c(A2-)。
(3)仅含4种离子的溶液,可以根据溶液的电中性判断离子浓度大小。如:
a.CH3COOH和NaOH等物质的量混合时溶液显碱性,故c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(CH3COO-);
b.NH3·H2O与HCl等物质的量混合时溶液显酸性,故c(H+)>c(OH-),则c(Cl-)>c(NH)。
4.电解质溶液中微粒浓度大小比较的类型
(1)多元弱酸溶液
判断多元弱酸溶液中离子浓度大小的一般规律是:(显性离子)>(一级电离离子)>(二级电离离子)>(水电离出的另一离子)例如:0.1mol/L的H2S溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)。
(2)一元弱碱的正盐溶液, (强酸弱碱盐)
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度:
判断一元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:(不水解离子)>(水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子)。
例如:0.1mol/L的CH3COONa溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是:c (Na+)>c (CH3COO-)>c (OH-)>c (H+)。
(3)二元弱酸的正盐溶液,(强碱弱酸盐)溶液
①电荷守恒:
②物料守恒:
③判断二元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:(不水解离子)>(水解离子)>(显性离子)>(二级水解离子)>(水电离出的另一离子)。即微粒浓度:c (Na+)>c (A2-)>c (OH-)>c (HA-) >c (H+)。
例如:0.1mol/L的Na2CO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是: c (Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c (HCO3-) >c(H+)。
(4)二元弱酸的酸式盐溶液, (弱酸的酸式盐)溶液( :水解为主, :电离为主)
①电荷守恒:
②物料守恒:
③判断二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:
水解大于电离时:(不水解离子)>(会水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子)>(水解生成的微粒)>(电离得到的酸跟离子)。
电离大于水解时:(不水解离子)>(会电离离子)>(显性离子)>(电离得到的酸跟离子)>(水电离出的另一离子)>(水解生成的微粒)
即:微粒浓度
例如:0.1mol/L的NaHCO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是: c (Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。
(5)不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其他离子对其影响的因素。例如:在相同物质的量浓度的下列各溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4。c(NH4+)由大到小的顺序③>①>②。
5.混合溶液中各离子浓度大小的比较
要进行综合分析,电离因素、水解因素等都是影响离子浓度大小的要素。
(1)同浓度、同体积的 (弱酸)与 混合液( )
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度
例如:0.1mol/L的CH3COONa溶液和0.1mol/L的CH3COOH混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。在该溶液中,CH3COH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,溶液显酸性:c (H+)>c (OH-),同时c(CH3COO-)>c(Na+)。
还有分子的电离小于相应离子的水解的如:0.1mol/L的NaCN溶液和0.1mol/L的HCN混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。在该溶液中,HCN的电离程度小于NaCN的水解程度,溶液显碱性:c(OH-)>c(H+),同时c(Na+)>c(CN-)。
(2)同浓度、同体积的 (弱碱)与 混合液( )
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度
例如:0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.1mol/L的氨水混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。在该溶液中,NH3·H2O的电离与NH4+的水解相互抑制,NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,溶液显碱性:c (OH-)>c (H+),同时c (NH4+)>c (Cl-)。
考向1 考查溶液中粒子浓度大小比较
例1(2025·黑龙江田家炳中学·一模)在0.1 mol·L-1的NH4HSO4溶液中,下列关于微粒物质的量浓度的关系式不正确的是( )
A.c(H+)>c(SO)>c(NH)
B.c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
C.c(H+)=c(NH)+c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.常温下向该溶液中滴加NaOH溶液至中性后:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
思维建模 电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
【变式训练1】(2025·吉林长春·二模)下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)
D.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
【变式训练2】(2025·吉林松原·一模)常温下,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合:
c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)
B.少量Cl2通入过量冷的0.1 mol·L-1 NaOH溶液中:c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)+c(Cl-)
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液混合至pH=7:c(Na+)<c(Cl-)=c(CH3COOH)
D.0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Cl-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
考向2 结合化学图像考查微粒浓度
例2(2025·黑龙江大庆·一模)常温下,用0.05 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定10.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH(Ka=1×10-5)溶液和HCN(Ka=5×10-10)溶液,所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A.①所标曲线为NaOH滴定HCN,两种弱酸滴定均可选用甲基橙作指示剂
B.溶液中水的电离程度:②>③>④
C.③处溶液有c(Na+)=c(CH3COO-)<c(CH3COOH)
D.点①和点②溶液混合后:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
思维建模 粒子浓度变化曲线分析
1.酸碱中和滴定图像——抓5点破中和滴定图像
(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。
(2)抓反应“一半”点:判断是哪种溶质的等量混合。
(3)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
(4)抓溶液的“中性”点:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。
(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。
2.巧抓“四点”,突破中和滴定溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量
【变式训练1】(2025·辽宁大连·二模)NH4HCO3是我国除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品,还用作缓冲剂、充气剂和分析试剂。常温下,0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液pH是7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,NH和HCO浓度逐渐减小
B.NH4HCO3溶液中:c(NH3 ·H2O)+c(CO)>c(H2CO3)
C.分析可知,常温下水解平衡常数Kh(HCO)的数量级为10-7
D.常温下,= 10-16.8
【变式训练2】(2025·辽宁抚顺·二模)室温下,向0.1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中逐渐加入NaOH固体,溶液中含A各粒子的分布系数δ(A)随溶液pH的变化如图所示,已知lg 3≈0.48。下列说法正确的是( )
A.曲线a表示的是HA-的变化
B.Ka2(H2A)的数量级为10-3
C.假设Q点溶液中无A2-,则图中x=2.41
D.pH<7时溶液中可能存在:c(Na+)>c(HA-)+2c(A2-)
1.(2025·辽宁卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
2.(2025·辽宁卷)室温下,将置于溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,和的平衡常数分别为和:的水解常数。下列说法错误的是
A. Ⅲ为的变化曲线 B. D点:
C. D. C点:
3.(2024·辽宁卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
4.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1molH2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中使沉淀完全,需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
5.(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为,含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制备和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题:
(1)为提高培烧效率,可采取的措施为___________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)在空气中单独焙烧生成,反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
(6)加入金属的目的是___________。
6.(2021·辽宁卷)从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______(近似为,的近似为)。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
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第03讲 盐类的水解
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 盐类水解原理
知识点1 盐溶液的酸碱性
知识点2盐类水解的规律
知识点3盐类水解方程式的书写
考向1 考查盐类的水解原理
【思维建模】盐溶液酸碱性的判断
考向2 考查盐类水解规律
【思维建模】盐类水解的规律
考点二 盐类水解的影响因素及应用
知识点1 影响盐类水解的因素
知识点2 盐类水解的应用
知识点3 水解平衡常数及应用
考向1 考查盐类水解的影响因素
【思维建模】影响盐类水解的因素
考向2 考查盐类水解的应用
【思维建模】盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
考点三 水溶液中微粒浓度大小比较
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
知识点2 电解质溶液中粒子浓度大小比较
考向1 考查溶液中粒子浓度大小比较
【思维建模】电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
考向2 结合化学图像考查微粒浓度
【思维建模】粒子浓度变化曲线分析
0423
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022年
2021年
盐类水解原理及其应用
选择题
非选择题
辽宁卷T4,3分
辽宁卷T4,3分
辽宁卷T16,3分
辽宁卷T14,3分
辽宁卷T19,3分
水溶液中粒子的数量关系
选择题
非选择题
辽宁卷T15,3分
考情分析:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题为主来呈现,考查内容主要有以下两个方面:
(1)考查盐类水解的基本概念,依托实验背景,考查水解平衡的影响因素。
(2)与工农业生产和实际生活实际相结合,考查盐类水解的应用。
(3)以单一溶液和混合溶液为背景,考查溶液中粒子浓度关系。
(4)借助图像的形式考查水解方程式的书写、结合滴定图像判断离子浓度关系、电离平衡常数与水解常数的转化及其应用。
2.从命题思路上看,
(1)侧重以具体物质的反应和变化为载体,考查盐类水解的基本概念、水解规律、水解平衡的移动和影响因素;以实际情境为载体,考查水解的应用。
(2)侧重考查二元或多元酸与碱反应过程中,溶液中粒子浓度之间的关系。考查粒子浓度大小比较、三大守恒、对水电离的影响等。
(3)以一些新物质、新图像为载体考查有关水解常数的计算。
3.预测2026年高考命题将以日常生活情境、生产环保情境和实验探究情景为主,集中在图象和图示的分析,侧重于理解与辨析能力、分析与推测能力,从题干及图象中提取有效信息,结合平衡移动原理和各种守恒思想,具体问题具体分析,提高试题的灵活性与创新性。
4.根据高考题的命题特点和规律,复习时要注意以下几个方面:
(1)影响盐类水解的因素;
(2)水解常数与电离常数的关系;
(3)盐溶液中离子浓度的大小比较。
复习目标:
1.了解盐类水解的原理及一般规律。
2.了解影响盐类水解程度的主要因素。
3.能用盐类水解原理解释生产、生活中的水解现象。
4.掌握溶液中的守恒关系,并能用其判断盐溶液中粒子浓度的关系。
5.了解水解常数(Kh) 的含义,并能与弱电解质的电离常数进行相互计算。
6.了解溶液中粒子浓度变化常考图像的类型,能正确识别图像,能从图像中找到曲线指代、趋势、关键点。 7.利用溶液中平衡关系和粒子守恒关系, 建立分析不同类型图像的思路。
考点一 盐类水解原理
知识点1 盐溶液的酸碱性
1.盐的分类
(1)按组成分:正盐(如NaCl、KNO3)、酸式盐(如KHSO4)、碱式盐(如Mg(OH)Cl)。
(2)按溶解性分:易溶性盐(如KNO3)、微溶性盐(如CaSO4)、难溶性盐(如BaSO4)。
(3)按形成盐的酸和碱的强弱分:强酸强碱盐(如KNO3)、强碱弱酸盐(如Na2CO3)、强酸弱碱盐(如NH4Cl)、弱酸弱碱盐(如CH3COONH4)。
2.盐溶液的酸碱性
(1)强酸弱碱盐(以氯化铵溶液呈酸性为例)
由于NH4Cl电离产生的NH能与水电离出来的OH-结合,生成弱电解质NH3·H2O,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向右移动,从而使c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。可表示如下:
总反应离子方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)强碱弱酸盐(以CH3COONa溶液呈碱性为例):
由于CH3COONa电离产生的CH3COO-能和水电离出来的H+结合,生成弱电解质CH3COOH,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向右移动,从而使c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性。可表示如下:
总反应离子方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3)强酸强碱盐(以NaCl溶液呈中性为例)
①电离过程:NaCl===Na++Cl-,H2OH++OH-。
②水的电离平衡:溶液中没有弱电解质生成,水的电离平衡未受到影响,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
知识点2 盐类水解的规律
1.盐类水解的定义:在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.盐类水解的实质:盐电离―→―→破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→溶液呈碱性、酸性或中性。
3.盐类水解的特点:
→水解反应是可逆反应
|
→水解反应是酸碱中和反应的逆反应
|
→水解反应程度很微弱
4.盐类水解的规律:有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型
实例
是否
水解
水解的离子
溶液的
酸碱性
溶液的pH
强酸强碱盐
NaCl、KNO3
否
中性
pH=7
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
是
NH、Cu2+
酸性
pH<7
弱酸强碱盐
CH3COONa、Na2CO3
是
CH3COO-、CO
碱性
pH>7
知识点3 盐类水解方程式的书写
1.水解离子方程式的一般模式
阴(阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
2.盐类水解离子方程式的书写规律
①一般盐类水解程度很小,水解产物很少,如果产物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不写成其分解产物的形式。
②多元弱酸盐的水解分步进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式,如Na2CO3的水解离子方程式:CO+H2OHCO+OH-。
③多元弱碱阳离子的水解方程式一步写完,如FeCl3的水解离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
3.书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解是分步进行的,但简化成一步写完。
(4)水解分别显酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大的,如有沉淀生成,则书写时要用“===”“↑” “↓”等。
4.不同类型盐水解的离子方程式
(1)一元弱酸强碱盐,以CH3COONa为例:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
(2)一元弱碱强酸盐,以NH4Cl为例: NH+H2ONH3·H2O+H+。
(3)多元弱酸强碱盐(正盐):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,以Na2CO3为例:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
(4)多元弱碱强酸盐:多元弱碱强酸盐水解也是分步的,由于中间过程复杂,中学阶段写成一步,以CuCl2为例:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
(5)多元弱酸的酸式盐,以NaHCO3为例: HCO+H2OH2CO3+OH-。
(6)弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进
①NH与HCO、CO、CH3COO-等构成的盐,虽然水解相互促进,但水解程度较小,仍是部分水解。如NH+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
②Al3+和CO或HCO等构成的盐,水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀。如Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2。
考向1 考查盐类的水解原理
例1 (24-25·黑龙江牡丹江·期末)下列有关盐的说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红的原因是CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-
B.由0.1 mol·L-1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A-+H2OHA+OH-
C.25 ℃,pH=4的NaHSO3溶液中水电离的c水(H+)=1×10-4 mol·L-1
D.NaHB的水溶液显酸性,说明HB-电离程度可能大于水解程度
【答案】C
【解析】NaHSO3在水中HSO以电离为主,抑制水的电离,c水(H+)<1×10-7 mol·L-1,C错误。
思维建模 盐溶液酸碱性的判断
1.“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,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.酸式盐溶液酸碱性的判断
①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对应酸式酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小。如NaHCO3溶液中,HCO的水解程度大于电离程度,溶液显碱性;NaHSO3溶液中,HSO的电离程度大于水解程度,溶液显酸性。
②强酸的酸式盐:强酸的酸式酸根离子在溶液中完全电离,故盐溶液显酸性。如NaHSO4溶液显酸性。
【变式训练1】(24-25·吉林省延吉市二中·期末)室温下,0.1 mol·L-1的NH4CN溶液的pH等于9.32,据此,下列说法错误的是( )
A.上述溶液能使甲基橙试剂变黄色
B.室温下,NH3·H2O是比HCN更弱的电解质
C.上述溶液中CN-的水解程度大于NH的水解程度
D.室温下,0.1 mol·L-1 NaCN溶液中,CN-的水解程度小于上述溶液中CN-的水解程度
【答案】B
【解析】室温下,溶液呈碱性,能使甲基橙试剂变黄色,故A正确;HCN和NH3·H2O均是弱电解质,溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于NH的水解程度,由越弱越水解知NH3·H2O是比HCN强的电解质,故B错误、C正确;CN-、NH相互促进水解,所以0.1 mol·L-1 NaCN溶液中,CN-的水解程度小于同浓度下NH4CN溶液中CN-的水解程度,故D正确。
【变式训练2】(2025·黑龙江大庆·一模)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示:
序号
①
②
③
④
溶液
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
下列说法正确的是( )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO
D.③溶液中水电离出的c(OH-)=1×10-11.6 mol·L-1
【答案】B
【解析】A项,水的电离程度应为③>④>②>①,错误;C项,酸性CH3COOH强于HClO,pH小的为CH3COOH,错误;D项,Na2CO3促进水电离,cH2O(OH-)=1×10-2.4 mol·L-1,错误。
考向2 考查盐类水解规律
例2 (2025·吉林通化·一模)测定0.1 mol·L-1 Na2SO3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溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO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值相等
【答案】C
【解析】亚硫酸钠是强碱弱酸盐,存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-,A项正确;①与④的温度相同,但pH不同,主要是由于亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,从而导致溶液的碱性减弱,pH减小,B项正确;①→③的过程中,温度升高使水解平衡正向移动,而SO浓度逐渐减小,使水解平衡逆向移动,故温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致,C项错误;①与④的温度相同,故Kw相同,D项正确。
思维建模 盐类水解的规律
(1)“有弱才水解,无弱不水解”——盐中有弱酸阴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。
(2)“越弱越水解”——弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
(3)“都弱都水解”——弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且相互促进。
(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,水解后盐溶液呈酸性,反之,呈碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
【变式训练1】(2025·内蒙古海拉尔·一模)2.25 ℃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.电离平衡常数Kb(BOH)小于Ka(HY)
B.AY溶液的pH小于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
【答案】A
【解析】A项,根据BY溶液的pH=6,B+比Y-更易水解,则BOH比HY更难电离,因此电离平衡常数Kb(BOH)小于Ka(HY);B项,根据AX、BX、BY溶液的pH可知AY溶液的pH大于BY溶液的pH;C项,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;D项,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。
【变式训练2】(2025·辽宁省宽甸·一模)下列关于FeCl3水解的说法错误的是( )
A.在FeCl3稀溶液中,水解达到平衡时,无论加FeCl3饱和溶液还是加水稀释,平衡均向右移动
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,前者Fe3+的水解程度小于后者
C.其他条件相同时,同浓度的FeCl3溶液在50 ℃和20 ℃时发生水解,50 ℃时Fe3+的水解程度比20 ℃时的小
D.为抑制Fe3+的水解,更好地保存FeCl3溶液,应加少量盐酸
【答案】C
【解析】增大FeCl3的浓度,水解平衡向右移动,但Fe3+水解程度减小,加水稀释,水解平衡向右移动,Fe3+水解程度增大,A、B项正确;盐类水解吸热,温度升高,水解程度增大,C项错误;Fe3+水解后溶液呈酸性,增大H+的浓度可抑制Fe3+的水解,D项正确。
考点二 盐类水解的影响因素及应用
知识点1 影响盐类水解的因素
1.内因:形成盐的弱酸或弱碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度越大,溶液的碱性或酸性越强。
如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
(1)盐类水解平衡同电离平衡一样,当温度、浓度等条件改变时,会引起水解平衡的移动,从而影响盐类水解的程度。其中浓度的影响通常包括:加水稀释、加入适量的酸或碱及能与酸或碱反应的盐等。
(2)实例分析
以FeCl3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+为例,分析外界条件对水解平衡的影响。
条件
平衡移动方向
H+数
pH
现象
升温
向右
增多
减小
颜色变深
通HCl
向左
增多
减小
颜色变浅
加H2O
向右
增多
增大
颜色变浅
加NaHCO3
向右
减少
增大
生成红褐色沉淀,放出气体
知识点2 盐类水解的应用
1.在日常生活和工农业生产中的应用
(1)热的纯碱溶液去油污效果更好:纯碱(Na2CO3)水解呈碱性,加热能促进水解,溶液的碱性增强,去污效果增强。水解的离子方程式为CO+H2OHCO+OH-。
(2)明矾(铝盐)、铁盐用作净水剂:明矾、铁盐溶于水电离产生的Al3+、Fe3+水解,生成的Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体可以使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大颗粒而沉降,从而除去水中的悬浮物,起到净水作用。Al3+水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3)泡沫灭火剂:泡沫灭火器内所盛装药品分别是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,在使用时将两者混合,铝离子的水解会促进碳酸氢根离子的水解,从而使水解完全,产生CO2和Al(OH)3。水解的离子方程式为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)铵态氮肥不能与草木灰混合施用:NH在水溶液中水解生成H+,CO在水溶液中水解生成OH-,当二者同时存在时,二者水解产生的H+和OH-发生中和反应,使水解程度都增大,铵盐水解产生的NH3·H2O易分解为NH3而挥发,降低了肥效。
(5)在工业生产中广泛应用
①焊接工业上用氯化铵作为金属的除锈剂,是因为NH4Cl水解溶液呈酸性,与金属表面的锈发生反应而将其除去。
②工业制备某些无水盐时,不能用蒸发结晶的方法,如由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热,否则易发生反应:MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl↑+4H2O。
③工业上利用水解原理制备无机化合物等。如用TiCl4制备TiO2:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl。在制备时加入大量的水,同时加热,促使水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。类似的方法也可用于制备SnO、SnO2和Sn2O3等。
2.在化学实验中的应用
(1)配制可水解的盐溶液:某些强酸弱碱盐在配制溶液时因水解而变浑浊,需加相应的酸来抑制水解,如在配制FeCl3溶液时常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中再加水稀释至所需浓度来抑制FeCl3水解。
(2)可水解盐溶液的储存:某些强碱弱酸盐水解呈碱性,用玻璃试剂瓶贮存时,不能用玻璃塞,如Na2CO3溶液、NaF溶液等不能贮存于磨口玻璃瓶中。
(3)制备胶体:将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,因Fe3+的水解而得到红褐色 Fe(OH)3胶体。
(4)物质制取如制取Al2S3,不能用湿法,若用Na2S溶液和AlCl3溶液,两种盐溶液在发生的水解反应中互相促进,得不到Al2S3。制取时要采用加热铝粉和硫粉的混合物:2Al+3SAl2S3。
知识点3 水解平衡常数及应用
1.水解平衡常数
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式:
①对于A-+H2OHA+OH-,Kh=;
②对于B++H2OBOH+H+,Kh=
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,促进水解,Kh增大。
2.Kh与Ka或Kb的换算关系
(1)一元弱酸或弱碱的Ka或Kb与弱酸根或弱碱离子的Kh关系Ka=或Kb=。
(2)二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根的水解常数Kh1、Kh2的关系
Ka1=,Ka2=。
3.水解常数的应用
(1)判断水解程度
Kh越大,水解程度越大。
(2)判断弱酸弱碱盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NH4HCO3,由于Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),则Kh(NH)<Kh(HCO),水解
程度:HCO>NH,溶液呈碱性,c(NH)>c(HCO)。
(3)判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NaHRO3(R为非金属元素,H2RO3为二元弱酸)溶液,若Ka2(H2RO3)>Kh(HRO),电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(RO)>c(H2RO3);反之,溶液呈碱性,c(H2RO3)>c(RO)。
(4)判断某些混合溶液的酸碱性及粒子浓度大小
①如对于等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液,由于Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5>=Kh(NH),NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液呈碱性,c(NH)>c(NH3·H2O)。
②如对于等浓度的HCN和NaCN混合溶液,由于Ka(HCN)=6.7×10-10<=Kh(CN-),CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液呈碱性,c(HCN)>c(CN-)。
考向1 考查盐类水解的影响因素
例1 (24-25·辽宁省建平实验中学·期末)室温下,有0.01 mol·L-1 NH3·H2O和0.01 mol·L-1 NH4Cl两种溶液,下列操作可以使两种溶液中c(NH)都增大的是( )
A.通入少量HCl气体
B.加入少量H2O
C.加入少量NaOH固体
D.升高温度
【答案】A
【解析】①0.01 mol·L-1 NH3·H2O溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH+OH-,②0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中存在水解平衡NH+H2ONH3·H2O+H+,通入少量HCl会使①平衡正向移动,c(NH)增大,②平衡逆向移动,c(NH)也增大,A项正确;加入少量H2O,两平衡均正向移动但两平衡中的微粒浓度均减小,c(NH)均减小,B项错误;加入少量NaOH固体,使①平衡逆向移动,c(NH)减小,②平衡正向移动,c(NH)也减小,C项错误;弱电解质的电离和盐类的水解都是吸热的,升高温度,两平衡均正向移动,则①中c(NH)增大,②中c(NH)减小,D项错误。
思维建模 影响盐类水解的因素
内因
反应物本身的性质,即组成盐的弱酸阴离子或弱碱阳离子对应的酸或碱越弱,盐的水解程度越大
温度
盐的水解反应是吸热反应,因此升高温度促进盐的水解,降低温度抑制盐的水解
浓度
盐浓度越小,水解程度越大;
盐浓度越大,水解程度越小
酸碱性
加酸抑制阳离子水解,促进阴离子水解;
加碱抑制阴离子水解,促进阳离子水解
“同离子”效应
向能水解的盐溶液中加入与水解产物相同的离子,水解被抑制;若将水解产物消耗掉,则促进水解
规律
(1)能水解的盐的浓度越大,水解程度越小,但其溶液的酸性(或碱性)比稀溶液的酸性(或碱性)强。
(2)越弱越水解,越热越水解,越稀越水解,加酸碱抑制或促进水解。
【变式训练1】(2025·内蒙古通辽·一模)下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B.将0.1 mol ·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C.向0.1 mol ·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol ·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
【答案】D
【解析】Na2CO3溶液中存在平衡CO+H2OHCO+OH-,通入NH3,NH3溶于水生成NH3·H2O,存在电离NH3·H2ONH+OH-,抑制了CO的水解,c(CO)增大,又因为c(Na+)不变,所以减小,故A正确;K2C2O4溶液中存在C2O的水解,水解吸热,若从25 ℃升温至35 ℃,促进了C2O的水解,c(C2O)减小,又因为c(K+)不变,所以增大,故B正确;向0.1 mol ·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(F-),即=1,故C正确;CH3COOH的电离常数Ka=,所以=,电离常数只受温度影响,温度不变则Ka不变,故D错误。
【变式训练2】(2025·黑龙江齐齐哈尔市·一模)下列说法正确的是( )
A.稀释0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,溶液的pH增大
B.水解反应NH+H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.加热0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,CO的水解程度增大
D.向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO水解程度减小,溶液的pH减小
【答案】C
【解析】CO+H2OHCO+OH-,稀释时平衡右移,但c(OH-)减小,pH减小,A项错误;水解反应是吸热反应,升温平衡正向移动,B项错误;CO+H2OHCO+OH-,加入少量Ca(OH)2固体,CO与Ca2+生成沉淀,平衡左移,CO水解程度减小,c(OH-)增大,pH增大,D项错误。
考向2 考查盐类水解的应用
例2(24-25·黑龙江佳木斯市第一中学·期末)生活中处处有化学,下列有关说法正确的是( )
A.天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的Mg2+、Ca2+等离子
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关
C.生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理
D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的红色逐渐褪去
【答案】D
【解析】A项,Mg2+水解呈酸性,错误;B项,氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,与水解有关,错误;C项,用惰性电极电解食盐水的生成物是氢气、氢氧化钠与氯气,氯气与氢氧化钠溶液反应可以制备消毒液,与水解无关,错误;D项,碳酸钠溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,加入氯化钡溶液后生成碳酸钡沉淀,CO浓度降低,使水解平衡逆向移动,溶液的碱性降低,所以红色逐渐褪去,正确。
思维建模 盐溶液蒸干灼烧时所得产物的判断
(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)CuSO4(s);
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。
(2)酸根离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
【变式训练1】(24-25·吉林省白城市第一中学·期末)下列有关问题与盐类的水解有关的是________。
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属中的除锈剂
②草木灰与铵态氮肥不能混合施用
③实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
④加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
【答案】①②③④
【解析】①NH4Cl与ZnCl2溶液水解均显酸性,可以除去金属表面的锈;②草木灰的主要成分为碳酸钾,水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而不能混合施用;③碳酸钠溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成硅酸钠,将瓶塞与瓶口黏合在一块儿而打不开,因此实验室盛放碳酸钠的试剂瓶应用橡胶塞;④CuCl2 溶液中存在水解平衡:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Cu(OH)2固体。
【变式训练2】下列物质的水溶液在空气中小心加热蒸干至质量不再减少为止,能得到较纯净的原溶质的是________。
①CuSO4 ②FeSO4 ③K2CO3 ④Ca(HCO3)2 ⑤NH4HCO3 ⑥KMnO4 ⑦FeCl3
【答案】①③
【解析】FeSO4溶液加热过程中生成Fe(OH)2和H2SO4,又由于Fe(OH)2会被氧化生成Fe(OH)3,故蒸干后得到Fe2(SO4)3和Fe(OH)3的混合物;Ca(HCO3)2受热会分解生成CaCO3;NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O、CO2;KMnO4受热分解生成K2MnO4和MnO2;FeCl3受热促进水解生成Fe(OH)3和盐酸,而盐酸挥发进一步促进其水解,最终水解彻底,受热分解得到的固体物质是Fe2O3。
考点三 水溶液中微粒浓度大小比较
知识点1 电解质溶液中的三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即电解质溶液中阳离子所带的电荷总数与阴离子所带的电荷总数相等。
2.元素质量守恒(也叫原子守恒)
在电解质溶液中,由于某些离子发生水解或电离,离子的存在形式发生了变化,变成了其他离子或分子,使离子的种类增多,但却不能使离子或分子中某种特定元素的原子的数目发生变化,其质量在反应前后是守恒的,始终遵循原子守恒。
实例
解题思路
以Na2S溶液为例
①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的定量关系(特定元素除H、O元素外)
=,即n(Na+)=2n(S2-),S2-在水中部分会水解成HS-、H2S,共三种含硫元素的存在形式
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式
c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)
3.质子守恒
质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和元素质量守恒联合求出。如NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物,NH3·H2O、OH-、CO为失去质子后的产物,故有c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO)
知识点2 电解质溶液中粒子浓度大小比较
1.两个理论
(1)电离理论
①弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离。如在H2S溶液中:c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱离子的水解损失是微量的(水解相互促进的除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质溶液的浓度。如NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2.一个比较
比较同浓度的弱酸(或弱碱)的电离能力与对应的强碱弱酸盐(或对应强酸弱碱盐)的水解能力。
(1)如果电离能力大于水解能力,如CH3COOH的电离程度大于CH3COO-水解的程度,则等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性,溶液中c(H+)>c(OH-)。
(2)如果是水解能力大于电离能力,如HClO的电离程度小于ClO-水解的程度,则等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性,溶液中c(H+)<c(OH-)。
(3)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力的相对强弱。如NaHCO3溶液中,HCO的水解能力大于电离能力,故溶液显碱性,c(H+)<c(OH-);又如NaHSO3溶液中,HSO的电离能力大于水解能力,故溶液显酸性,溶液中c(H+)>c(OH-)。
3.三个规律
(1)一般而言,等浓度的弱酸与弱酸盐混合,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;HCN、NaCN混合液除外,它们的溶液呈碱性,水解程度大于电离程度。
(2)对于存在电离和水解过程的NaHA溶液,若溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,则c(A2-)>c(H2A);若溶液呈碱性,则电离程度小于水解程度,则c(H2A)>c(A2-)。
(3)仅含4种离子的溶液,可以根据溶液的电中性判断离子浓度大小。如:
a.CH3COOH和NaOH等物质的量混合时溶液显碱性,故c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(CH3COO-);
b.NH3·H2O与HCl等物质的量混合时溶液显酸性,故c(H+)>c(OH-),则c(Cl-)>c(NH)。
4.电解质溶液中微粒浓度大小比较的类型
(1)多元弱酸溶液
判断多元弱酸溶液中离子浓度大小的一般规律是:(显性离子)>(一级电离离子)>(二级电离离子)>(水电离出的另一离子)例如:0.1mol/L的H2S溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)。
(2)一元弱碱的正盐溶液, (强酸弱碱盐)
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度:
判断一元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:(不水解离子)>(水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子)。
例如:0.1mol/L的CH3COONa溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是:c (Na+)>c (CH3COO-)>c (OH-)>c (H+)。
(3)二元弱酸的正盐溶液,(强碱弱酸盐)溶液
①电荷守恒:
②物料守恒:
③判断二元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:(不水解离子)>(水解离子)>(显性离子)>(二级水解离子)>(水电离出的另一离子)。即微粒浓度:c (Na+)>c (A2-)>c (OH-)>c (HA-) >c (H+)。
例如:0.1mol/L的Na2CO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是: c (Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c (HCO3-) >c(H+)。
(4)二元弱酸的酸式盐溶液, (弱酸的酸式盐)溶液( :水解为主, :电离为主)
①电荷守恒:
②物料守恒:
③判断二元弱酸的酸式盐溶液中离子浓度大小的一般规律是:
水解大于电离时:(不水解离子)>(会水解离子)>(显性离子)>(水电离出的另一离子)>(水解生成的微粒)>(电离得到的酸跟离子)。
电离大于水解时:(不水解离子)>(会电离离子)>(显性离子)>(电离得到的酸跟离子)>(水电离出的另一离子)>(水解生成的微粒)
即:微粒浓度
例如:0.1mol/L的NaHCO3溶液中所存在的离子浓度由大到小的排列顺序是: c (Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)。
(5)不同溶液中同一离子浓度的比较,要看溶液中其他离子对其影响的因素。例如:在相同物质的量浓度的下列各溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4。c(NH4+)由大到小的顺序③>①>②。
5.混合溶液中各离子浓度大小的比较
要进行综合分析,电离因素、水解因素等都是影响离子浓度大小的要素。
(1)同浓度、同体积的 (弱酸)与 混合液( )
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度
例如:0.1mol/L的CH3COONa溶液和0.1mol/L的CH3COOH混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。在该溶液中,CH3COH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,溶液显酸性:c (H+)>c (OH-),同时c(CH3COO-)>c(Na+)。
还有分子的电离小于相应离子的水解的如:0.1mol/L的NaCN溶液和0.1mol/L的HCN混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。在该溶液中,HCN的电离程度小于NaCN的水解程度,溶液显碱性:c(OH-)>c(H+),同时c(Na+)>c(CN-)。
(2)同浓度、同体积的 (弱碱)与 混合液( )
①电荷守恒:
②物料守恒:
③微粒浓度
例如:0.1mol/L的NH4Cl溶液和0.1mol/L的氨水混合溶液中所存在的离子的浓度由大到小的排列顺序是: c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。在该溶液中,NH3·H2O的电离与NH4+的水解相互抑制,NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解程度,溶液显碱性:c (OH-)>c (H+),同时c (NH4+)>c (Cl-)。
考向1 考查溶液中粒子浓度大小比较
例1(2025·黑龙江田家炳中学·一模)在0.1 mol·L-1的NH4HSO4溶液中,下列关于微粒物质的量浓度的关系式不正确的是( )
A.c(H+)>c(SO)>c(NH)
B.c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
C.c(H+)=c(NH)+c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.常温下向该溶液中滴加NaOH溶液至中性后:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
【答案】C
【解析】A.该溶液中只有NH能水解,其水解生成氢离子,使得c(H+)>c(SO)>c(NH),故A正确;B.该等式符合电荷守恒,故B正确;C.NH4HSO4===NH+H++SO,NH+H2ONH3·H2O+H+,则c(NH)+c(NH3·H2O)=c(SO),由电荷守恒得:c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),所以c(H+)=c(NH)+2c(NH3·H2O)+c(OH-),故C错误;D.当NaOH溶液和NH4HSO4溶液等浓度、等体积混合后,所得溶液显酸性,所以若使题中所得溶液呈中性,则加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量应大于NH4HSO4溶液中NH4HSO4的物质的量,则c(Na+)>c(SO)>c(NH),溶液呈中性:c(OH-)=c(H+),故D正确。
思维建模 电解质溶液中粒子浓度大小比较的思维模型
【变式训练1】(2025·吉林长春·二模)下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)
D.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
【答案】C
【解析】A.0.1 mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4,则HA-电离程度大于水解程度,因此有c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),故A错误;B.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,所得溶液中溶质为碳酸钠,碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,碳酸氢根水解生成碳酸和氢氧根,则有c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO),故B错误;C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,根据元素质量守恒和电荷守恒得到:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),故C正确;D.由于碳酸根水解程度大于醋酸根水解程度,pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液,水解程度越大,则浓度越小,氢氧化钠电离程度大,其物质的量浓度应最小:c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa),故D错误。
【变式训练2】(2025·吉林松原·一模)常温下,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合:
c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)
B.少量Cl2通入过量冷的0.1 mol·L-1 NaOH溶液中:c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)+c(Cl-)
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液混合至pH=7:c(Na+)<c(Cl-)=c(CH3COOH)
D.0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合:c(Cl-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
【答案】D
【解析】根据元素质量守恒可知:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),2c(Ca2+)=c(Cl-),所以c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),A错误;如果两者恰好完全反应生成氯化钠和次氯酸钠,符合:c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)+c(Cl-),而氢氧化钠过量,所以c(Na+)>c(HClO)+c(ClO-)+c(Cl-),B错误;0.1 mol/L CH3COONa溶液与0.1 mol/L HCl溶液混合至pH=7,溶液中溶质为CH3COOH、CH3COONa、NaCl,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),又知溶液呈中性,由c(H+)=c(OH-)得到c(CH3COO-)+c(Cl-)=c(Na+),根据元素质量守恒有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),则c(Cl-)=c(CH3COOH),c(Na+)>c(Cl-)=c(CH3COOH),C错误;根据电荷守恒可知:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH)①,由元素质量守恒可得:c(NH3·H2O)+c(NH)=2c(Cl-)②,由①+②可得:c(Cl-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),D正确。
考向2 结合化学图像考查微粒浓度
例2(2025·黑龙江大庆·一模)常温下,用0.05 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定10.00 mL浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH(Ka=1×10-5)溶液和HCN(Ka=5×10-10)溶液,所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A.①所标曲线为NaOH滴定HCN,两种弱酸滴定均可选用甲基橙作指示剂
B.溶液中水的电离程度:②>③>④
C.③处溶液有c(Na+)=c(CH3COO-)<c(CH3COOH)
D.点①和点②溶液混合后:c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】A.两种酸浓度相同,由于HCN酸性更弱,故其pH更大,①所标曲线为NaOH滴定HCN,恰好反应生成NaCN,显碱性,由于甲基橙的变色范围是pH在3.1到4.4之间,因此滴定HCN时,不宜用甲基橙作为指示剂,A错误;B.②处溶液pH<7,溶液呈酸性,醋酸电离为主,抑制水的电离,③处溶液pH=7,此时存在CH3COONa和少量的CH3COOH,④处为滴定终点,溶液中恰好生成CH3COONa,CH3COONa水解促进水的电离,因此溶液中水的电离程度:②<③<④,B错误;C.③处溶液的pH=7,溶液呈中性,溶液中c(H+)=c(OH-),对于所滴定的醋酸溶液,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),此时滴加NaOH的体积不到20 mL,因此溶液中还存在极少量的CH3COOH,则浓度关系应为c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH),C错误;D.点②的溶液中存在等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,根据元素质量守恒,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05 mol·L-1,点①溶液中存在等物质的量的NaCN和HCN,根据元素质量守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.05 mol·L-1,两溶液混合,则有c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(HCN)+c(CN-),即c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH),故D正确。
思维建模 粒子浓度变化曲线分析
1.酸碱中和滴定图像——抓5点破中和滴定图像
(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱。
(2)抓反应“一半”点:判断是哪种溶质的等量混合。
(3)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
(4)抓溶液的“中性”点:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。
(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。
2.巧抓“四点”,突破中和滴定溶液中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,判断生成什么溶质及溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,判断生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,判断溶液中是什么溶质,哪种物质过量
【变式训练1】(2025·辽宁大连·二模)NH4HCO3是我国除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品,还用作缓冲剂、充气剂和分析试剂。常温下,0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液pH是7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时,各微粒浓度占总微粒浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,NH和HCO浓度逐渐减小
B.NH4HCO3溶液中:c(NH3 ·H2O)+c(CO)>c(H2CO3)
C.分析可知,常温下水解平衡常数Kh(HCO)的数量级为10-7
D.常温下,= 10-16.8
【答案】D
【解析】A.根据图像可知,当溶液pH增大时,NH3·H2O浓度逐渐增大,则NH的浓度逐渐减小,而HCO浓度先增大后减小,A错误;B.根据元素质量守恒,①c(NH)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),根据电荷守恒,②c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),①-②得c(NH3 ·H2O)+c(CO) =c(H2CO3)+c(H+)-c(OH-),又因0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液,pH=7.8,所以c(H+)<c(OH-),因此c(NH3 ·H2O)+c(CO) =c(H2CO3)+c(H+)-c(OH-)<c(H2CO3),B错误;C.如题图常温下当pH=6.5时,c(HCO)=c(H2CO3),则Kh(HCO)==c(OH-)==10-7.5=×10-8,常温下水解平衡常数Kh (HCO)的数量级为10-8,C错误;D.如题图常温下当pH=6.5时,c(HCO)=c(H2CO3),Ka1(H2CO3)==10-6.5,当pH=10.3时,c(HCO)=c(CO),Ka2(H2CO3)==10-10.3,则==Ka1(H2CO3)×Ka2(H2CO3)=10-16.8,D正确。
【变式训练2】(2025·辽宁抚顺·二模)室温下,向0.1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中逐渐加入NaOH固体,溶液中含A各粒子的分布系数δ(A)随溶液pH的变化如图所示,已知lg 3≈0.48。下列说法正确的是( )
A.曲线a表示的是HA-的变化
B.Ka2(H2A)的数量级为10-3
C.假设Q点溶液中无A2-,则图中x=2.41
D.pH<7时溶液中可能存在:c(Na+)>c(HA-)+2c(A2-)
【答案】C
【解析】根据图像横坐标的变化判断,加入氢氧化钠溶液后,pH在增大,溶液中发生酸碱中和,根据二元酸的电离方程式判断微粒的变化,酸式根离子先增大后减小,酸分子的浓度减小,根据交点的特点微粒的浓度相等进行计算电离平衡常数。pH越小,氢离子浓度越大,H2A越多,所以曲线a代表H2A的变化,A项错误;P点处c(A2-)=c(HA-),故Ka2=c(H+)=10-5.51 mol·L-1,数量级为10-6,B项错误;由=0.75,可得=,Ka1=10-2.89=,c(H+)=3×10-2.89,pH=-lg c(H+)=-lg 3×10-2.89=2.89-0.48=2.41,即Q点纵坐标x为2.41,C项正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),推出c(Na+)-c(HA-)-2c(A2-)=c(OH-)-c(H+),因c(H+)>c(OH-),故c(Na+)<c(HA-)+2c(A2-),D项错误。
1.(2025·辽宁卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为NA
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C. 反应③中与足量反应转移电子的数目为2NA
D. 溶液中,ClO⁻的数目为0.1NA
【答案】A
【解析】反应①电解熔融NaCl生成Cl2,标准状况下11.2LCl2为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即NA,A正确;2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为NA,C错误;ClO⁻在水中会水解,故ClO⁻数目小于0.1NA,D错误;故选A。
2.(2025·辽宁卷)室温下,将置于溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,和的平衡常数分别为和:的水解常数。下列说法错误的是
A. Ⅲ为的变化曲线 B. D点:
C. D. C点:
【答案】B
【解析】pH越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表,Ⅱ代表,Ⅳ代表NH3,Ⅰ代表Ag+,据此解答。根据以上分析可知Ⅲ为的变化曲线,A正确;溶液中存在电荷守恒,D点时溶液显碱性,则,B错误;根据图像可知D点时和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据可知,C正确;C点时和Ag+浓度相等,B点时和浓度相等,所以反应的平衡常数为103.8,因此K2=,C点时和Ag+浓度相等,所以,D正确;故选B。
3.(2024·辽宁卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,中原子总数为
B. 溶液中,数目为
C. 反应①每消耗,生成物中硫原子数目为
D. 反应②每生成还原产物,转移电子数目为
【答案】D
【解析】标况下SO2为气体,11.2L SO2为0.5mol,其含有1.5mol原子,原子数为1.5NA,A错误;SO为弱酸阴离子,其在水中易发生水解,因此,100mL 0.1mol L-1 Na2SO3溶液中SO数目小于0.01NA,B错误;反应①的方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O,反应中每生成3mol S消耗2mol H2S,3.4g H2S为0.1mol,故可以生成0.15mol S,生成的原子数目为0.15NA,C错误;反应②的离子方程式为3S+6OH-=SO+2S2-+3H2O,反应的还原产物为S2-,每生成2mol S2-共转移4mol电子,因此,每生成1mol S2-,转移2mol电子,数目为2NA,D正确;故选D。
4.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1molH2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中使沉淀完全,需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA (3) Fe(OH)3
(4)9.0% SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)
(6)11.1
【解析】在“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,发生反应,Fe3+水解同时生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,Co2+变为Co(OH)2,在空气中可被氧化成。
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)H2SO5的结构简式为,所以1molH2SO5中过氧键的数目为NA
(3)用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为:;氢氧化铁的Ksp=10-37.4,当铁离子完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L,,c(OH-)=10-10.8mol/L,根据Kw=10-14,pH=3.2,此时溶液的pH=4,则铁离子完全水解,生成氢氧化铁沉淀,故滤渣还有氢氧化铁;
(4)根据图示可知SO2体积分数为0.9%时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,由于SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)“沉钻镍”中得到的Co(OH)2,在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为:;
(6)氢氧化镁的Ksp=10-10.8, 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5mol/L,根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L,根据Kw=10-14,c(H+)=10-11.1mol/L,所以溶液的pH=11.1。
5.(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为,含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制备和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
回答下列问题:
(1)为提高培烧效率,可采取的措施为___________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)在空气中单独焙烧生成,反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
(6)加入金属的目的是___________。
【答案】(1)ab (2)
(3)抑制金属离子水解 (4)
(5) (6)将转化为
【解析】由已知信息①和第(2)问题干可知,发生转化:、、,故联合焙烧后得到、、、和;
水浸:进入滤液,滤渣为、、和;
酸浸:加入过量浓盐酸后,和发生转化:、,因有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:,气体A为,滤渣主要为不溶于浓盐酸,滤液中金属离子为;
第(4)(5)问转化:由已知信息②知,的金属活动性强于,且调pH=2.6时和进入滤液,可知加入金属的目的是将还原为。
(1)联合焙烧时,进一步粉碎矿石,可以增大矿石与空气的接触面积,能够提高焙烧效率,选项a符合题意;鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应,选项b符合题意;降低焙烧温度,反应速率减慢,不利于提高焙烧效率,选项c不符合题意;答案选ab;
(2)在空气中单独焙烧生成,根据原子守恒可知还应生成,结合得失电子守恒,反应的化学方程式为;
(3)加入浓盐酸后,溶液中含有的离子主要为、、、、,而酸浸后取滤液进行转化,故要防止金属离子水解生成沉淀,进入滤渣,造成制得的产率偏低;
(4)滤渣主要为不溶于浓盐酸的,答案为;
(5)因有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:;
(6)由已知信息③知,调pH=2.6时,会水解生成沉淀,但还没开始沉淀,故要将转化为,在调后获得含滤液,为了不引入新的杂质,加入作还原剂。
6.(2021·辽宁卷)从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______(近似为,的近似为)。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
【答案】
(1) 4 VIB
(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(3)
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
(6)防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯
【解析】分析本工艺流程图可知,“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质,滤液中主要含有Mn2+和Cr3+,加热NaOH“沉铬”后,Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀,滤液B中主要含有MnSO4,加入Na2S2O3主要时防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3,“转化”步骤中的反应离子方程式为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,据此分析解题。
(1)Cr是24号元素,价层电子对排布式为:3d54s1,根据最高能层数等于周期序数,价电子数等于族序数,故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族,故选4;VIB;
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,故选FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,=-2,从图中可知, “沉钒”过程控制,=-2时,与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为,故选;
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2,由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0;则此时溶液中OH-的浓度为:c(OH-)=10-8mol/L,在该条件下滤液B中==1×10-6,故选6.0;1×10-6;
(5)由分析可知,“转化”过程中生成的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,故选Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O;
(6)由分析可知,“提纯”过程中的作用为防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯,故选防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯。
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