内容正文:
第03讲 盐类水解
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 盐类水解的原理
知识点1 盐类的水解
知识点2 盐类水解的规律
知识点3 盐类水解离子方程式的书写
考向1 盐类水解的规律
【思维建模】弱酸酸式盐水溶液酸碱性判断
考向2 盐类水解离子方程式
【思维建模】书写“水解相互促进且进行到底反应”方程式的思维模型
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 水解常数及应用
知识点3 盐类水解的应用
考向1 盐类水解平衡移动分析
考向2 盐类水解的应用
考向3 电离平衡常数及电离度的计算
考点三 水溶液中粒子的数量关系
知识点1 溶液中粒子浓度的守恒关系
知识点2 溶液中粒子浓度的大小关系
考向1 粒子浓度大小比较
【思维建模】粒子浓度大小比较三种思维模型
考向2 粒子浓度曲线
04
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022
2021
盐类水解的原理与应用
选择题
非选择题
2T,2分
7T,2分
6T,2分
5T,2分
离子浓度大小关系及离子浓度曲线
选择题
非选择题
15T,4分
考情分析:
1.从命题题型和内容上看,高考命题以选择题为主来,考查内容主要包括:结合实验或工业生产,考查盐类水解的原理及影响因素;与工农业生产或人类生活相结合,考查盐类水解的应用;借助水溶液中粒子浓度或分布系数图像粒子浓度关系、电离平衡常数与水解平衡常数的计算。
2.从命题思路上看,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。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。以一些新物质、新图像为载体考查有关水解常数的计算。预测今后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。
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。
考点一 盐类水解的原理
知识点1 盐类水解
1.盐类水解的定义
在水溶液中,盐电离出来的离子与___________________________________的反应。
2.盐类水解的实质
盐电离→→生成弱电解质→破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
3.盐类水解的条件
(1)盐溶于水;(2)盐在组成上必须具有______________或_____________________。
4.盐类水解的结果
使溶液中水的电离平衡向_______移动,使溶液中c(H+)和c(OH-)发生变化,促进了水的电离。
5.盐类水解的特点
(1)可逆:盐类的水解是可逆反应。
(2)吸热:盐类的水解可看作是______________反应的逆反应。
(3)微弱:盐类的水解程度很微弱。
知识点2 盐类水解的规律
1.盐的分类与溶液的酸碱性
盐的类型
实例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
强酸强碱盐
NaCl、NaNO3
_______
-
_______
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
_______
_______
_______
强碱弱酸盐
CH3COONa、Na2CO3
_______
_______
_______
2.水解规律: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。
知识点3 盐类水解离子方程式的书写
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。如Na2S(aq):第一步:S2-+H2OHS-+OH-;第二步:HS-+H2OH2S+OH-。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进的水解反应程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。
考向1 盐类水解的实质和规律
例1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
思维建模 弱酸酸式盐水溶液酸碱性的判断
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)电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液中:
HC(次要)
HC+H2OH2CO3+OH-(主要)
使c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。
同理NaHS溶液、Na2HPO4溶液显碱性。
(2)电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液中:
HS(主要)
HS+H2OH2SO3+OH-(次要)
使c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。同理NaHC2O4、NaH2PO4溶液显酸性。
【变式训练1·变考法】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·变载体】1.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N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
考向2 盐类水解的离子方程式
例2 按要求书写离子方程式。
(1)NaHS溶液呈碱性的原因:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室制备Fe(OH)3胶体:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中:________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是_______________________________;
若pH<7,其原因是_____________________________________________________________。
思维建模 书写“水解相互促进且进行到底反应”方程式的思维模型
以FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合为例。
第一步:写出发生反应的两种离子及对应的产物。不溶性物质加“↓”,易分解的物质写分解产物。Fe3++CO——Fe(OH)3↓+CO2↑
第二步:配平电荷。
2Fe3++3CO——2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第三步:确定水的位置。因产物Fe(OH)3中含有H,反应物中无H,故H2O为反应物。
2Fe3++3CO+H2O——2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第四步:根据质量守恒定律配平。
2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
【变式训练1·变题型】(24青岛期中)下列化学用语或图示正确的是
A.HCHO的核磁共振氢谱(上图)
B.丙炔的球棍模型为:
C.硼原子由时,由基态转化为激发态,形成吸收光谱
D.NCl3的水解方程式可表示为:NCl3+3H2O=NH3+3HClO
【变式训练2·变考法】【工艺流程中盐类水解知识】(2025·实验中学一模)是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的,转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。下列说法错误的是
A.具有弱氧化性
B.“氧化水解”时发生水解的化学方程式为
C.每生成1mol ,消耗物质的量大于0.5mol
D.均来自于Fe和Al与盐酸的反应
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
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如相同浓度时水解程度:Na2CO3_______Na2SO3,Na2CO3_______NaHCO3。
2.外因
(1)温度
盐类水解可以看作酸碱中和反应的逆反应,中和反应是放热反应,盐类的水解为_______反应,升高温度,平衡向_______方向移动,盐的水解程度_______。
(2)浓度
①加水稀释,促进水解,水解程度_______。②加溶质(增大浓度),促进水解,水解程度_______。
(3)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_______。
知识点2 水解常数及应用
1.水解常数的概念
(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)意义和影响因素
①Kh越大,表示相应盐的水解程度_______;
②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh_______。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系
(1)分析推导过程
①强碱弱酸盐如CH3COONa溶液:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====
即Kh=_______。
②强酸弱碱盐如NH4Cl溶液:NH+H2ONH3·H2O+H+
Kh====
即Kh=_______。
(2)结论归纳
①Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw。②Na2CO3的水解常数Kh=。③NaHCO3的水解常数Kh=。
知识点3 盐类水解的应用
1.在生产、生活中的应用
(1)热的纯碱溶液去油污效果好,原因是________________________________________________________。
(2)铵态氮肥与草木灰不得混用的理由:________________________________________________________。
(3)泡沫灭火器反应原理:NaHCO3与Al2(SO4)3饱和溶液发生相互促进的水解反应:_____________________。
(4)简述明矾的净水原理:______________________________________________________________________。
(5)ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂的原因:__________________________________________。
(6)变废为宝资源回收中的应用
2.在教学、科研中的应用示例
(1)纯碱溶液不能保存在带_______塞的试剂瓶中的原因:__________________________________________。
(2)选择最佳试剂,除去下列括号内的杂质
①Mg2+(Fe3+)加入_______,能除杂的原因是溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,_______能与溶液中的H+反应,使Fe3+的水解平衡向右移动,最终生成Fe(OH)3沉淀而除去。
②Cu2+(Fe3+)加入_____________________。优点是______________。
(3)在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量_______中,再加蒸馏水_______。
(4)用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2操作方法及理由是___________________________________。
3.盐溶液蒸干后剩余固体成分的判断
在空气中加热蒸干并灼烧下列盐溶液,将所得产物填入表格中。
盐溶液
产物
Ca(HCO3)2/NaHCO3
_______
NH4Cl
_______
Na2SO3
_______
FeCl2/AlCl3
_______
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
_______
Na2CO3
_______
考向1 盐类水解平衡移动的分析
例1 (2025·山东师范附属中学高三模拟)关于下列实验的说法不正确的是( )
A.CH3COO-的水解程度增大
B.溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
C.NH4Cl可促进CH3COO-的水解
D.混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
【变式训练1·变考法】在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【变式训练2·变考法】室温下,将0.20 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入的物质
结论
A
100 mL 2 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(S)
B
0.20 mol CaO
溶液中增大
C
200 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.4 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)增大
【变式训练3·变题型】实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。
(1)随温度升高,H2O的pH (填“变大”或“变小”),原因是 。
(2)随温度升高,CH3COONa溶液pH降低的原因是 。
(3)随温度升高,CuSO4溶液的pH变化受哪些因素的影响? 。
考向2 水解常数的计算与应用
例2 NaClO溶液具有漂白能力,已知25 ℃时,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列关于NaClO溶液说法正确的是( )
A.0.01 mol·L-1溶液中,c(ClO-)<0.01 mol·L-1
B.长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱
C.通入过量SO2,反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2===+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
【变式训练1·变考法】在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:C+OH-。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,不变 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数减小 D.加入NaOH固体,减小
【变式训练2·变题型】磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是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的pH由小到大的顺序________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
(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,说明判断理由:___________________________________________________________________________。
考向3 盐类水解的应用
例3下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
【变式训练1·变考法】(2025淄博三模)下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备NaHCO3固体
B.制备AlCl3固体
C.比较Cl2和I2的氧化性
D.验证牺牲阳极法保护铁
【变式训练2】(2025日照一模)下列物质在生产生活中应用错误的是
A.ClO2可用于自来水消毒 B.NH4Cl溶液可用于除铁锈
C.聚丙烯可用于制作医用口罩 D.胆矾可用于检验无水乙醇中的水
考点三 水溶液中粒子的数量关系
知识点1 溶液中离子浓度的守恒关系
1.电荷守恒——注重溶液呈电中性
电解质溶液呈电中性,即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。
如Na2S溶液中的电荷守恒为____________________________。
2.元素守恒——注重溶液中某元素的原子守恒
电解质溶液中,虽然某些离子能够水解或电离,离子的存在形式发生了变化,离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。
如常温下,在1 mol·L-1 Na2S溶液中:_____________________=2 mol·L-1。
3.质子守恒——注重分子或离子得失H+数目不变
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+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒的书写方法:
①方法一:通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。
如Na2S溶液:
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)](ⅰ)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)(ⅱ)
将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。
②方法二:分析质子转移情况(适合单一盐溶液)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-),与方法一结果相同。
【易混易错】
(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
(2)元素质量守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的元素质量守恒式中,“2”表示c(Na+)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。
知识点2 溶液中离子浓度的大小关系
1.熟悉两大理论,构建思维基点
(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,如氨水中:NH3·H2O、N、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(N)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,以第一步电离为主(第一步电离程度远大于第二步电离),如H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+浓度的大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解是微量的(相互促进的水解反应除外),但由于水的电离,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的浓度,如NH4Cl溶液中:N、Cl-、NH3·H2O、H+浓度的大小关系是c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,以第一步水解为主,如Na2CO3溶液中:C、H2CO3浓度的大小关系是c(C)>c(HC)>c(H2CO3)。
2、熟悉两类溶液,构建思维模型
(1)单一溶液中粒子浓度大小比较
①多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。
如:0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是___________________________________。
②多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
如:0.1 mol·L-1Na2S溶液中:
一级水解:S2-+H2OHS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2OH2S+OH-(次要)
故离子浓度间的关系为__________________________________________。
③多元弱酸的酸式盐溶液
a.若离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。如0.1 mol·L-1 NaHS溶液中存在:
水解:HS-+H2OH2S+OH-(主要) 电离:HS-H++S2-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为__________________________________________。
b.若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性。如0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在:
电离:HS(主要)
水解:HS+H2OH2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为__________________________________________。
(2)混合溶液中粒子浓度大小比较
混合溶液中各离子浓度大小比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
如在0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为__________________________________________。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
如在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液中,由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为____________________________,且c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
③若溶液混合后发生反应,则先分析反应物的用量问题,依据反应后溶液中溶质的种类及浓度关系再进行分析。
如0.1 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为_______,其浓度为_______ mol·L-1。溶液中含有的粒子有____________________________。溶液中离子浓度由大到小的顺序:____________________________。
考向1 离子浓度的大小比较
例1常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
思维建模 粒子浓度大小比较三种思维模型
(1)多元弱酸酸式盐溶液比较粒子浓度大小时,要分析酸式酸根离子电离与水解程度的相对大小。
(2)酸、碱中和型粒子浓度大小比较的思维模型
(3)盐与酸(碱)混合型粒子浓度大小比较的思维模型
首先考虑是否反应,若不反应,分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小;若能反应,则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。
【变式训练1·考法】(25泰安期末)醋酸是一种重要的化工产品,下列有关醋酸溶液的说法错误的是
A.醋酸与醋酸中电离度之比小于
B.向溶液中加水稀释,溶液中离子总物质的量增大
C.常温下,的溶液和的溶液中,水的电离程度相同
D.浓度均为的和溶液等体积混合后:
【变式训练2·变考法】(25潍坊期末)25℃时,关于下列溶液的叙述正确的是
A.将相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中的离子浓度关系:
B.浓度相同①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4,三种溶液中的c(NH4+):①>③>②
C.pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.将amol·L-1CH3COOH溶液与bmol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
考向2 离子浓度曲线
例2(2025日照二模)常温下,M(OH)2和 H2A 的水溶液中相关离子浓度比值的负对数值pX与pH的关系如图(其中pX= -lgX, X 表示 、 、 或 )。下列说法错误的是
A. 曲线③表示 的负对数值随 pH 的变化情况
B. H2A 电离常数
C. pH=8时,溶液中微粒浓度大小关系为 <
D. 常温下, 的 的水溶液中
【变式训练1·变考法】(2025烟台、德州二模)为二元弱酸,其电离常数分别为且。时,浓度为溶液中pX与的关系如图所示[其中,代表和;]。下列说法正确的是
A.曲线③代表
B.约为
C.时,溶液中
D.三点对应的溶液中水的电离程度:
【变式训练2·变考法】常温下,溶液中、HA、、四种微粒的随pH的变化(加入HCl或NaOH)关系如图所示(忽略分解及溶液体积变化)。已知:x和y点的坐标分别为(3.75,1.3)、(9.25,1.3)。下列说法正确的是
A.曲线①表示随pH的变化
B.
C.时,
Dz点时,
1.(2025·山东2)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A. 用明矾净化黄河水 B. 用漂白粉漂白蚕丝制品
C. 用食醋去除水壶中水垢 D. 用小苏打作烘焙糕点膨松剂
2.(2025·山东7)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸NaN3。下列说法错误的是
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
3.(2023·山东6)鉴别浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是( )
A.测定溶液pH B.滴加酚酞试剂
C.滴加0.1 mol·L-1 KI溶液 D.滴加饱和Na2CO3溶液
4.(2021•山东5)下列由实验现象所得结论错误的是( )
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
5.(2021•山东15)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO﹣,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR﹣。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R﹣的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=,下列表述正确的是( )
A.>
B.M点,c(Cl﹣)+c(OH﹣)+c(R﹣)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=
D.P点,c(Na+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
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第03讲 盐类水解
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 盐类水解的原理
知识点1 盐类的水解
知识点2 盐类水解的规律
知识点3 盐类水解离子方程式的书写
考向1 盐类水解的规律
【思维建模】弱酸酸式盐水溶液酸碱性判断
考向2 盐类水解离子方程式
【思维建模】书写“水解相互促进且进行到底反应”方程式的思维模型
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 水解常数及应用
知识点3 盐类水解的应用
考向1 盐类水解平衡移动分析
考向2 盐类水解的应用
考向3 电离平衡常数及电离度的计算
考点三 水溶液中粒子的数量关系
知识点1 溶液中粒子浓度的守恒关系
知识点2 溶液中粒子浓度的大小关系
考向1 粒子浓度大小比较
【思维建模】粒子浓度大小比较三种思维模型
考向2 粒子浓度曲线
04
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
2022
2021
盐类水解的原理与应用
选择题
非选择题
2T,2分
7T,2分
6T,2分
5T,2分
离子浓度大小关系及离子浓度曲线
选择题
非选择题
15T,4分
考情分析:
1.从命题题型和内容上看,高考命题以选择题为主来,考查内容主要包括:结合实验或工业生产,考查盐类水解的原理及影响因素;与工农业生产或人类生活相结合,考查盐类水解的应用;借助水溶液中粒子浓度或分布系数图像粒子浓度关系、电离平衡常数与水解平衡常数的计算。
2.从命题思路上看,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。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。以一些新物质、新图像为载体考查有关水解常数的计算。预测今后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。
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。
考点一 盐类水解的原理
知识点1 盐类水解
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。
2.盐类水解的实质
盐电离→→生成弱电解质→破坏了水的电离平衡→水的电离程度增大→c(H+)≠c(OH-)→溶液呈碱性或酸性。
3.盐类水解的条件
(1)盐溶于水;(2)盐在组成上必须具有弱酸根阴离子或弱碱阳离子。
4.盐类水解的结果
使溶液中水的电离平衡向右移动,使溶液中c(H+)和c(OH-)发生变化,促进了水的电离。
5.盐类水解的特点
(1)可逆:盐类的水解是可逆反应。
(2)吸热:盐类的水解可看作是酸碱中和反应的逆反应。
(3)微弱:盐类的水解程度很微弱。
知识点2 盐类水解的规律
1.盐的分类与溶液的酸碱性
盐的类型
实例
是否水解
水解的离子
溶液的酸碱性
强酸强碱盐
NaCl、NaNO3
否
-
中性
强酸弱碱盐
NH4Cl、Cu(NO3)2
是
N、Cu2+
酸性
强碱弱酸盐
CH3COONa、Na2CO3
是
CH3COO-、C
碱性
2.水解规律: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。
知识点3 盐类水解离子方程式的书写
(1)盐类水解的离子方程式一般用“”连接,且一般不标“↑”“↓”等状态符号。
(2)多元弱酸盐:分步书写,以第一步为主。如Na2S(aq):第一步:S2-+H2OHS-+OH-;第二步:HS-+H2OH2S+OH-。
(3)多元弱碱盐:水解反应的离子方程式一步完成。
(4)阴、阳离子相互促进的水解
①若水解程度不大,用“”表示。
②相互促进的水解反应程度较大的,书写时用“===”“↑”“↓”。
考向1 盐类水解的实质和规律
例1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,CH3COOH酸性强于HClO,pH小的为CH3COOH,错误;D项,Na2CO3促进水电离,c水(OH-)=1×10-2.4 mol·L-1,错误。
思维建模 弱酸酸式盐水溶液酸碱性的判断
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)电离程度小于水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3溶液中:
HC(次要)
HC+H2OH2CO3+OH-(主要)
使c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。
同理NaHS溶液、Na2HPO4溶液显碱性。
(2)电离程度大于水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3溶液中:
HS(主要)
HS+H2OH2SO3+OH-(次要)
使c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。同理NaHC2O4、NaH2PO4溶液显酸性。
【变式训练1·变考法】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·变载体】1.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N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N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-、N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。
考向2 盐类水解的离子方程式
例2 按要求书写离子方程式。
(1)NaHS溶液呈碱性的原因:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室制备Fe(OH)3胶体:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NH4Cl溶于D2O中:________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是_______________________________;
若pH<7,其原因是_____________________________________________________________。
【答案】(1)HS-+H2OH2S+OH-
(2)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
(3)NH+D2ONH3·HDO+D+
(4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)Rn-+H2OHR(n-1)-+OH-
Mm++mH2OM(OH)m+mH+
思维建模 书写“水解相互促进且进行到底反应”方程式的思维模型
以FeCl3溶液与Na2CO3溶液混合为例。
第一步:写出发生反应的两种离子及对应的产物。不溶性物质加“↓”,易分解的物质写分解产物。Fe3++CO——Fe(OH)3↓+CO2↑
第二步:配平电荷。
2Fe3++3CO——2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第三步:确定水的位置。因产物Fe(OH)3中含有H,反应物中无H,故H2O为反应物。
2Fe3++3CO+H2O——2Fe(OH)3↓+3CO2↑
第四步:根据质量守恒定律配平。
2Fe3++3CO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3CO2↑
【变式训练1·变题型】(24青岛期中)下列化学用语或图示正确的是
A.HCHO的核磁共振氢谱(上图)
B.丙炔的球棍模型为:
C.硼原子由时,由基态转化为激发态,形成吸收光谱
D.NCl3的水解方程式可表示为:NCl3+3H2O=NH3+3HClO
【答案】D
【解析】A.HCHO分子中只有1种等效氢,核磁共振氢谱有1组峰,故A错误;B.乙炔是直线型分子,丙炔分子中3个碳原子在同一条直线上,故B错误;C.硼原子由时,电子所处能级不变,电子能量没有发生变化,没有转化为激发态,不能形成吸收光谱,故C错误;D.NCl3中N显-3价、Cl显+1价,NCl3的水解生成氨气和次氯酸,水解方程式可表示为:NCl3+3H2O=NH3+3HClO,故D正确。
【变式训练2·变考法】【工艺流程中盐类水解知识】(2025·实验中学一模)是重要的无机材料,一种含有铁的氧化物和氧化钙的废渣可以通过如下流程纯化。
已知:“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的,转化为;“浸取”时,溶于盐酸生成易被空气氧化的。下列说法错误的是
A.具有弱氧化性
B.“氧化水解”时发生水解的化学方程式为
C.每生成1mol ,消耗物质的量大于0.5mol
D.均来自于Fe和Al与盐酸的反应
【答案】D
【解析】“铝热还原”时,Al转化为难溶于酸和碱的转化为,转化为,同时铁的氧化物转化为铁单质,加盐酸后、Fe与酸反应生成Ti3+、Fe2+和氢气,氧化钙转化为氯化钙,难溶的转化为滤渣,滤液中Ti3+、Fe2+被氧化生成Ti4+和Fe3+,Ti4+水解生成分离,滤液含有Fe3+、Ca2+。
A.中Ti为+4价,属于高价具有弱氧化性,A正确;B.Ti4+水解生成,“氧化水解”时发生水解的化学方程式为;C.过氧化氢氧化的是Ti3+和Fe2+,每生成1mol的消耗H2O2物质的量大于0.5mol,C正确;D.铝热反应中有铁的氧化物转化为铁单质,若Al少量,则Al没有剩余,氢气是铁与盐酸反应产生的,故D错误。
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
形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。如相同浓度时水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3。
2.外因
(1)温度
盐类水解可以看作酸碱中和反应的逆反应,中和反应是放热反应,盐类的水解为吸热反应,升高温度,平衡向水解反应的方向移动,盐的水解程度增大。
(2)浓度
①加水稀释,促进水解,水解程度增大。②加溶质(增大浓度),促进水解,水解程度减小。
(3)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。
知识点2 水解常数及应用
1.水解常数的概念
(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)意义和影响因素
①Kh越大,表示相应盐的水解程度越大;
②Kh只受温度的影响,升高温度,Kh增大。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系
(1)分析推导过程
①强碱弱酸盐如CH3COONa溶液:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====
即Kh=。
②强酸弱碱盐如NH4Cl溶液:NH+H2ONH3·H2O+H+
Kh====
即Kh=。
(2)结论归纳
①Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw。②Na2CO3的水解常数Kh=。③NaHCO3的水解常数Kh=。
知识点3 盐类水解的应用
1.在生产、生活中的应用
(1)热的纯碱溶液去油污效果好,原因是碳酸钠的水解为吸热反应,升高温度水解平衡向右移动,溶液的碱性增强,去污效果增强。
(2)铵态氮肥与草木灰不得混用的理由:铵态氮肥中的N水解显酸性,草木灰中的C水解显碱性,相互促进,使氨气逸出降低肥效。
(3)泡沫灭火器反应原理:NaHCO3与Al2(SO4)3饱和溶液发生相互促进的水解反应:Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)简述明矾的净水原理:明矾溶液中的铝离子水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,起到净水作用。
(5)ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂的原因:Zn2+水解使溶液显酸性,能溶解铁锈。
(6)变废为宝资源回收中的应用
2.在教学、科研中的应用示例
(1)纯碱溶液不能保存在带玻璃塞的试剂瓶中的原因:溶液中碳酸根离子水解:C+OH-,使溶液显碱性,会与玻璃中的SiO2反应。
(2)选择最佳试剂,除去下列括号内的杂质
①Mg2+(Fe3+)加入MgO或Mg(OH)2,能除杂的原因是溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,MgO或Mg(OH)2能与溶液中的H+反应,使Fe3+的水解平衡向右移动,最终生成Fe(OH)3沉淀而除去。
②Cu2+(Fe3+)加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。优点是不引入新的杂质。
(3)在配制FeCl3、AlCl3、SnCl2等溶液时为抑制水解,常先将盐溶于少量浓盐酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度。
(4)用MgCl2·6H2O晶体得到纯的无水MgCl2操作方法及理由是在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,可以得到无水MgCl2,HCl气流能抑制MgCl2的水解,且带走MgCl2·6H2O因受热产生的水蒸气。
3.盐溶液蒸干后剩余固体成分的判断
在空气中加热蒸干并灼烧下列盐溶液,将所得产物填入表格中。
盐溶液
产物
Ca(HCO3)2/NaHCO3
CaO/Na2CO3
NH4Cl
无
Na2SO3
Na2SO4
FeCl2/AlCl3
Fe2O3/Al2O3
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
Al2(SO4)3/Fe2(SO4)3/CuSO4
Na2CO3
Na2CO3
考向1 盐类水解平衡移动的分析
例1 (2025·山东师范附属中学高三模拟)关于下列实验的说法不正确的是( )
A.CH3COO-的水解程度增大
B.溶液的pH减小是CH3COO-水解平衡移动的结果
C.NH4Cl可促进CH3COO-的水解
D.混合液中c(CH3COO-)和c(CH3COOH)之和大于c(Na+)
【答案】B
【解析】加热醋酸钠溶液,促进CH3COO-水解,使溶液的碱性增强,pH增大,故B错误。
【变式训练1·变考法】在一定条件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】水解常数只与温度有关,A错误;加入CuSO4固体,发生反应:Cu2++S2-===CuS↓,使S2-水解平衡左移,HS-浓度减小,B正确;水解为吸热反应,升高温度平衡右移,因而增大,C错误;加入NaOH固体,溶液pH增大,D错误。
【变式训练2·变考法】室温下,将0.20 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入的物质
结论
A
100 mL 2 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(S)
B
0.20 mol CaO
溶液中增大
C
200 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.4 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)增大
【答案】BD
【解析】 n(H2SO4)=2 mol·L-1×0.1 L=0.2 mol,H2SO4和Na2CO3二者恰好反应生成强酸强碱盐Na2SO4,则c(Na+)=2c(S),故A错误;CaO+H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,随着C的消耗,C+H2OHC+OH-平衡向左移动,c(HC)减小,反应生成OH-,则c(OH-)增大,导致溶液中 增大,故B正确;NaHSO4和Na2CO3反应的化学方程式为2NaHSO4+Na2CO3===2Na2SO4+ H2O+CO2↑,则溶液的pH减小,c(Na+)增大,故D正确。
【变式训练3·变题型】实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。
(1)随温度升高,H2O的pH (填“变大”或“变小”),原因是 。
(2)随温度升高,CH3COONa溶液pH降低的原因是 。
(3)随温度升高,CuSO4溶液的pH变化受哪些因素的影响? 。
【答案】 (1)变小 水的电离为吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动,水中c(H+)增大,故pH变小
(2)温度升高,CH3COO-水解程度增大,OH-浓度增大,而Kw增大,综合作用结果使H+浓度增大,pH减小 (3)升高温度,促进水的电离,故c(H+)增大;升高温度,促进铜离子水解,故c(H+)增大,两者共同作用使溶液的pH发生变化
考向2 水解常数的计算与应用
例2 NaClO溶液具有漂白能力,已知25 ℃时,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列关于NaClO溶液说法正确的是( )
A.0.01 mol·L-1溶液中,c(ClO-)<0.01 mol·L-1
B.长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱
C.通入过量SO2,反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2===+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
【答案】AD
【解析】NaClO溶液中ClO-会水解,故0.01 mol·L-1 NaClO溶液中c(ClO-)<0.01 mol·L-1,A正确;NaClO溶液长期露置在空气中容易和CO2发生反应而失效,其反应为NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,HClO再分解为HCl和O2,不会释放Cl2,B错误;将过量的SO2通入NaClO溶液中,SO2被氧化:SO2+ClO-+H2O===Cl-++2H+,C错误;25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,存在电荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),c(H+)=c(OH-)则c(ClO-)=c(Na+),Kh(ClO-)===2.5×10-7,即ClO-的水解程度大于HClO的电离程度,c(HClO)>c(ClO-),所以c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D正确。
【变式训练1·变考法】在一定条件下,Na2CO3溶液中存在平衡:C+OH-。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,不变 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数减小 D.加入NaOH固体,减小
【答案】C
【解析】 温度不变,水解平衡常数不变,不变,故A正确;CO2与C,HC水解程度小,所以溶液碱性减弱,即pH减小,故B正确;因水解吸热,则升温可以促进水解,平衡正向移动,平衡常数增大,故C错误;加入NaOH固体,OH-抑制C水解,HC的物质的量浓度减小,C的物质的量浓度增大,所以减小,故D正确。
【变式训练2·变题型】磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是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的pH由小到大的顺序________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
(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,说明判断理由:___________________________________________________________________________。
【答案】(1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
【解析】:(2)NaH2PO4的水解常数Kh===≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
考向3 盐类水解的应用
例3下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体
【答案】B
【解析】 热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意; Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意。
【变式训练1·变考法】(2025淄博三模)下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备NaHCO3固体
B.制备AlCl3固体
C.比较Cl2和I2的氧化性
D.验证牺牲阳极法保护铁
【答案】C
【解析】A.NH3极易溶于水,直接将NH3通入饱和食盐水会发生倒吸,因此通入NH3的导管口应在广口瓶瓶口处,而将通入CO2气体的导气管通入饱和食盐水中,A不符合题意;B.AlCl3溶液在空气中直接加热会促进AlCl3水解而生成氢氧化铝,氢氧化铝再受热分解可能生成Al2O3,不能制备AlCl3固体,B不符合题意;
C.向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸反应生成氯气,将氯气通入到淀粉-KI溶液中,若溶液变蓝,则可说明氯气将氧化为I2,能比较Cl2和I2的氧化性强弱,C符合题意;D.该装置为原电池,Zn比Fe活泼,Zn作负极,被氧化为Zn2+,不断被腐蚀,而作为正极的铁被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,但本实验中未生成Fe3+,滴加KSCN溶液不能验证牺牲阳极法保护铁,D不符合题意。
【变式训练2】(2025日照一模)下列物质在生产生活中应用错误的是
A.ClO2可用于自来水消毒 B.NH4Cl溶液可用于除铁锈
C.聚丙烯可用于制作医用口罩 D.胆矾可用于检验无水乙醇中的水
【答案】D
【解析】A.ClO2具有强氧化性,能有效杀灭水中细菌、病毒,且副产物少,常用于自来水消毒,应用正确,A不符合题意;
B.NH4Cl溶液水解呈酸性,可与铁锈反应生成可溶盐,用于除锈,应用正确,B不符合题意;
C.聚丙烯是医用口罩熔喷层的主要材料,能高效过滤微粒,应用正确,C不符合题意;
D.胆矾(CuSO4·5H2O)本身含结晶水,呈蓝色,无法通过颜色变化检验乙醇中的水。正确试剂应为无水硫酸铜(白色),遇水变蓝,因此应用错误,D符合题意。
考点三 水溶液中粒子的数量关系
知识点1 溶液中离子浓度的守恒关系
1.电荷守恒——注重溶液呈电中性
电解质溶液呈电中性,即阴离子所带的电荷总数一定等于阳离子所带的电荷总数。
如Na2S溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(OH-)+2c(S2-)。
2.元素守恒——注重溶液中某元素的原子守恒
电解质溶液中,虽然某些离子能够水解或电离,离子的存在形式发生了变化,离子所含的某种元素在变化前后是守恒的。
如常温下,在1 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)]=2 mol·L-1。
3.质子守恒——注重分子或离子得失H+数目不变
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+)的转移,转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒。
质子守恒的书写方法:
①方法一:通过元素守恒与电荷守恒推出质子守恒。
如Na2S溶液:
元素守恒:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)](ⅰ)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)(ⅱ)
将(ⅰ)式代入(ⅱ)式化简得c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。
②方法二:分析质子转移情况(适合单一盐溶液)。如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒:c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-),与方法一结果相同。
【易混易错】
(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的化学计量数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
(2)元素质量守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的元素质量守恒式中,“2”表示c(Na+)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。
知识点2 溶液中离子浓度的大小关系
1.熟悉两大理论,构建思维基点
(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,如氨水中:NH3·H2O、N、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(N)。
②多元弱酸的电离是分步进行的,以第一步电离为主(第一步电离程度远大于第二步电离),如H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+浓度的大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理论
①弱电解质离子的水解是微量的(相互促进的水解反应除外),但由于水的电离,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的浓度,如NH4Cl溶液中:N、Cl-、NH3·H2O、H+浓度的大小关系是c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,以第一步水解为主,如Na2CO3溶液中:C、H2CO3浓度的大小关系是c(C)>c(HC)>c(H2CO3)。
2、熟悉两类溶液,构建思维模型
(1)单一溶液中粒子浓度大小比较
①多元弱酸溶液
根据多步电离分析知:一级电离>二级电离>三级电离。
如:0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中离子浓度间的关系是c(H+)>c(H2P)>c(HP)>c(P)>c(OH-)。
②多元弱酸的正盐溶液
根据弱酸根分步水解分析知:一级水解>二级水解。
如:0.1 mol·L-1Na2S溶液中:
一级水解:S2-+H2OHS-+OH-(主要)
二级水解:HS-+H2OH2S+OH-(次要)
故离子浓度间的关系为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
③多元弱酸的酸式盐溶液
a.若离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性。如0.1 mol·L-1 NaHS溶液中存在:
水解:HS-+H2OH2S+OH-(主要) 电离:HS-H++S2-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)>c(H+)>c(S2-)。
b.若离子的水解程度小于电离程度,溶液呈酸性。如0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中存在:
电离:HS(主要)
水解:HS+H2OH2SO3+OH-(次要)
水的电离:H2OH++OH-(极微弱)
溶液中微粒浓度大小关系为c(Na+)>c(HS)>c(H+)>c(S)>c(OH-)>c(H2SO3)。
(2)混合溶液中粒子浓度大小比较
混合溶液中各离子浓度大小比较,根据电离程度、水解程度的相对大小综合分析。
①分子的电离程度大于对应离子的水解程度
如在0.1 mol·L-1 NH4Cl和0.1 mol·L-1的氨水混合溶液中,由于NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(N)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
②分子的电离程度小于对应离子的水解程度
如在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液中,由于HCN的电离程度小于CN-的水解程度,导致溶液呈碱性。溶液中各离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),且c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
③若溶液混合后发生反应,则先分析反应物的用量问题,依据反应后溶液中溶质的种类及浓度关系再进行分析。
如0.1 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的硫酸等体积混合。
①混合液中溶质为NH4HSO4,其浓度为0.05 mol·L-1。溶液中含有的粒子有NH3·H2O、H2O、H+、OH-、N。溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(H+)>c(S)>c(N)>c(OH-)。
考向1 离子浓度的大小比较
例1常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO)
B.在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+c(C2O)
C.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO)=0.1 mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
【答案】A
【解析】由于磷酸为多元酸,第一步电离大于第二步电离大于第三步电离,所以在0.1 mol·L-1 H3PO4溶液中,离子浓度大小为c(H3PO4)>c(H2PO)>c(HPO)>c(PO),故A正确;在0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得到c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),故B错误;在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,根据元素质量守恒得到c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol·L-1,故C错误;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),则c(Cl-)<c(NH),故D错误。
思维建模 粒子浓度大小比较三种思维模型
(1)多元弱酸酸式盐溶液比较粒子浓度大小时,要分析酸式酸根离子电离与水解程度的相对大小。
(2)酸、碱中和型粒子浓度大小比较的思维模型
(3)盐与酸(碱)混合型粒子浓度大小比较的思维模型
首先考虑是否反应,若不反应,分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小;若能反应,则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。
【变式训练1·考法】(25泰安期末)醋酸是一种重要的化工产品,下列有关醋酸溶液的说法错误的是
A.醋酸与醋酸中电离度之比小于
B.向溶液中加水稀释,溶液中离子总物质的量增大
C.常温下,的溶液和的溶液中,水的电离程度相同
D.浓度均为的和溶液等体积混合后:
【答案】C
【解析】A.醋酸是弱酸,浓度越高,电离度越小,0.2 mol/L醋酸的电离度小于0.1 mol/L醋酸,因此两者电离度之比小于1:1,A正确;B.稀释弱酸时,电离程度增大,电离产生的离子总物质的量增加,B正确;C.pH=4的溶液中,H+来自水解,水解促进水的电离,水电离出的H+浓度为1×10-4mol/L,而pH=4的溶液中,H+主要来自醋酸电离,抑制水的电离,水电离出的H+浓度仅为1×10-10mol/L,两者水的电离程度不同,C错误;D.浓度均为的和溶液等体积混合后,电荷守恒为 ,物料守恒为,联立两式可得 ,D正确。
【变式训练2·变考法】(25潍坊期末)25℃时,关于下列溶液的叙述正确的是
A.将相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中的离子浓度关系:
B.浓度相同①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4,三种溶液中的c(NH4+):①>③>②
C.pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.将amol·L-1CH3COOH溶液与bmol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:a>b
【答案】AD
【解析】A.相同物质的量浓度的氨水与盐酸等体积混合,反应物完全中和,溶质只剩NH4Cl,NH4+少部分水解生成H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),同时c(Cl-)>c(NH4+),所得溶液中的离子浓度关系:,A正确;
B.①中正常水解,②中CHCOO-与NH4+互促水解,NH4+水解程度更高,③中HSO4-电离出的H+会抑制NH4+水解,所以三个溶液中NH4+浓度由高到低的顺序是③>①>②,B错误;
C.NH3•H2O是弱电解质,稀释10倍虽然溶液体积增大到原有10倍,稀释过程中会促进氨水电离,故c(OH-)大于原溶液的十分之一,所以稀释后溶液pH值b>a-1,C错误;
D.等浓度等体积的CH3COOH溶液和NaOH溶液混合发生中和反应,反应物完全中和,溶质只剩CH3COONa,CH3COO-水解溶液显碱性,故要使溶液呈中性,CH3COOH需有一定的过量,所以CH3COOH溶液浓度应更高,则a与b的关系:a>b,D正确。
考向2 离子浓度曲线
例2(2025日照二模)常温下,M(OH)2和 H2A 的水溶液中相关离子浓度比值的负对数值pX与pH的关系如图(其中pX= -lgX, X 表示 、 、 或 )。下列说法错误的是
A. 曲线③表示 的负对数值随 pH 的变化情况
B. H2A 电离常数
C. pH=8时,溶液中微粒浓度大小关系为 <
D. 常温下, 的 的水溶液中
【答案】D
【解析】由电离常数可知,H2A溶液中=、=,溶液pH增大时,电离常数不变,溶液中氢离子浓度减小,p和p减小,由H2A的Ka1大于Ka2可知,溶液pH相同时,溶液中p小于p,则曲线①、曲线②分别表示p、p随 pH 的变化情况,由图可知,溶液中pH为2.7时,为10-3.7,则H2A电离常数Ka1=10-3.7×10-2.7=10-6.4,溶液中pH为9.15时,为10-1.15,则H2A电离常数Ka2=10-1.15×10-9.15=10-10.3;同理可知,曲线③、④分别表示 p、p随 pH 的变化情况,则M(OH)2电离常数Kb1=10-1.15×10-4.85=10-6、Kb2=10-3.7×10-11.3=10-15。
A.由分析可知,曲线③表示p随 pH 的变化情况,故A正确;B.由分析可知,H2A电离常数Ka2=10-1.15×10-9.15=10-10.3,故B正确;C.H2A电离常数Ka1Ka2=,则溶液pH=8时,溶液中==10-4.7<1,所以溶液中微粒浓度大小关系为 <,故C正确;D.MCl2是强酸弱碱盐,由分析可知M2十水解程度很大,则溶液中离子浓度大小顺序为>c(M2+),故D错误。
【变式训练1·变考法】(2025烟台、德州二模)为二元弱酸,其电离常数分别为且。时,浓度为溶液中pX与的关系如图所示[其中,代表和;]。下列说法正确的是
A.曲线③代表
B.约为
C.时,溶液中
D.三点对应的溶液中水的电离程度:
【答案】B
【解析】,说明水解程度大于电离程度,根据图像,选取的点,显碱性可知,①代表pH,因pH+pOH=14,故②代表pOH,因水解程度大于电离程度,故③代表,④代表;
A.曲线③代表,A错误;B.,,B正确;C.时,曲线②低于③,溶液中,C错误;D.盐的浓度越大,水解程度最小,水的电离程度越小,三点对应的溶液中水的电离程度:,D错误。
【变式训练2·变考法】常温下,溶液中、HA、、四种微粒的随pH的变化(加入HCl或NaOH)关系如图所示(忽略分解及溶液体积变化)。已知:x和y点的坐标分别为(3.75,1.3)、(9.25,1.3)。下列说法正确的是
A.曲线①表示随pH的变化
B.
C.时,
Dz点时,
【答案】BD
【解析】的溶液中加入HCl,溶液酸性增强,,浓度变大、浓度减小、水解受到抑制浓度稍微变大;加入氢氧化钠,溶液碱性增强, 浓度变大、浓度减小、水解受到抑制稍微变大;结合图象可知,①②③④分别为、、、。
A.由分析可知,曲线①表示随pH的变化,A错误;B.由x和y点的坐标分别为(3.75,1.3)、(9.25,1.3),x点和浓度相等,y点和的浓度相等,可得,,,B正确;C.由于,故显酸性,时,说明加入了NaOH,由电荷守恒得,,故,C错误;D.由图知,z点时,,溶液pH小于7,显酸性,,即,D正确。
1.(2025·山东2)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A. 用明矾净化黄河水 B. 用漂白粉漂白蚕丝制品
C. 用食醋去除水壶中水垢 D. 用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【解析】A.明矾水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;B.漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正确;C.食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;D.小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确。
2.(2025·山东7)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸NaN3。下列说法错误的是
A.NaN3的水溶液显碱性
B.的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D.的中心N原子所有价电子均参与成键
【答案】B
【解析】A.NaN3是强碱(NaOH)和弱酸(HN3)形成的盐,水解生成OH-,溶液显碱性,A正确;B.与CO2是等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,其空间构型均为直线形,而非V形,B错误;C.NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合),内部三个N原子以共价键连接,C正确;D.中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确;故选B。
3.(2023·山东6)鉴别浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是( )
A.测定溶液pH B.滴加酚酞试剂
C.滴加0.1 mol·L-1 KI溶液 D.滴加饱和Na2CO3溶液
【答案】C
【解析】 NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2溶液显酸性,则测定相同浓度的三种溶液的pH可鉴别出来,故A不符合题意;NaClO溶液中滴加酚酞,溶液会先变红后褪色,Ba(OH)2溶液显强碱性,滴加酚酞,溶液变红色,Al2溶液显酸性,滴加酚酞不变色,则滴加酚酞试剂可鉴别出来,故B不符合题意;NaClO与KI发生氧化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振荡后会变成无色,而Ba(OH)2、Al2与KI均不反应而没有现象,故C符合题意;Na2CO3和NaClO不反应,Na2CO3和Ba(OH)2反应生成碳酸钡沉淀,Na2CO3和Al2溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,D不符合题意。
4.(2021•山东5)下列由实验现象所得结论错误的是( )
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
【答案】C
【解答】A.淡黄色沉淀是S,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应,具有氧化性,故A正确;B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性的亚铁离子物质反应,紫色褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(Ⅱ),故B正确;C.向浓HNO3中插入红热的炭,在该反应中浓硝酸体现氧化性,N元素化合价降低,生成的产物可能是NO或者NO2,NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体,无法证明反应产物,故C错误;D.先变红说明溶液显碱性,说明NaClO在溶液中发生了水解,水解方程式为:NaClO+H2O⇌NaOH+HClO,水解产生了HClO而漂白有色物质而褪色,故D正确。
5.(2021•山东15)赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO﹣,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:H3R2+H2R+HRR﹣。向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R﹣的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=,下列表述正确的是( )
A.>
B.M点,c(Cl﹣)+c(OH﹣)+c(R﹣)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=
D.P点,c(Na+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
【答案】CD
【解答】A.根据K1=,K2=,K3=,结合图象代入数据=,==10﹣1.7,因此,故A错误;
B.M点存在电荷守恒:c(R﹣)+c(OH﹣)+c(Cl﹣)=2c(H3R2+)+c(H2R+)+c(H+)+c(Na+),此时c(H3R2+)=c(H2R+),因此c(R﹣)+c(OH﹣)+c(Cl﹣)=3c(H3R2+)+c(H+)+c(Na+),故B错误;
C.根据图象O点c(H2R+)=c(R﹣),因此=1,即==1,因此c(H+)=,pH=﹣lgc(H+)=,故C正确;
D.根据P点溶质为NaCl、HR、NaR,此时溶液呈碱性,因此c(OH﹣)>c(H+),水解程度是微弱的,溶质浓度大于水解和电离所产生微粒浓度,因此c(Na+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故D正确。
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