内容正文:
第2课时 影响盐类水解的主要因素及盐类水解的应用
[学习目标] 1.认识影响盐类水解的主要因素,能正确分析外界条件对盐类水解平衡的影响。 2.结合真实情境的应用实例,了解盐类水解在生产生活、化学实验中的应用。
任务一 盐类水解的影响因素
一、盐类水解的影响因素
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
[交流研讨1] 反应条件对Fe2(SO4)3水解平衡的影响
实验序号
影响因素
实验步骤
实验现象
①
温度
升高温度
溶液颜色变深,pH变小
②
反应物的浓度
加入Fe2(SO4)3固体再测溶液的pH
溶液颜色变深,pH变小
③
生成物的浓度
加浓硫酸后,测溶液的pH
溶液颜色变浅,pH变小
④
加入少量NaOH溶液
产生红褐色沉淀
(1)用平衡移动原理对①②④中的实验现象进行解释。
提示:①升高温度,水解平衡向正反应方向移动;②加入Fe2(SO4)3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向正反应方向移动;④加入氢氧化钠溶液后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动,并产生Fe(OH)3沉淀。
(2)根据①中现象,判断Fe2(SO4)3水解反应是吸热反应还是放热反应?
提示:升高温度,能促进Fe2(SO4)3的水解,因此,该反应为吸热反应。
(3)通过以上实验探究,影响Fe2(SO4)3水解平衡的因素主要有哪些?
提示:反应物浓度、温度及生成物的浓度等。
二、盐的水解常数
1.表达式
以CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-为例
Kh=,只与温度有关。
2.强碱弱酸盐的水解常数与弱酸电离常数的关系式:Kh·Ka=Kw或Kh=;强酸弱碱盐的水解常数与弱碱电离常数的关系式:Kh·Kb=Kw或Kh=。由此可看出,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐水解的程度就越大。
3.应用:如NaHCO3溶液中,水解程度和电离程度的相对大小可以以水解常数(Kh)与电离常数(Ka2)的相对大小进行比较,进而判断溶液的酸碱性。
[交流研讨2] 已知室温下,碳酸的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,试判断NaHCO3溶液的酸碱性,并解释原因。
提示:HC水解:HC+H2OH2CO3+OH-,Kh==≈2.22×10-8。
HC电离:HCH++C,Ka2=4.7×10-11,因Kh>Ka2,HC的水解程度大于其电离程度,故NaHCO3溶液呈碱性。
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1.判断正误
(1)等浓度的(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液,N的水解程度一样。( )
提示:错误,在两种溶液中N的浓度不同,故水解程度不同。
(2)将碳酸钠溶液加水稀释,水解程度会增大,所以其c(OH-)增大。( )
提示:错误,将碳酸钠溶液加水稀释,水解程度会增大,但其c(OH-)减小。
(3)对于Na2CO3溶液,加水稀释或加入少量Na2CO3固体,均使Na2CO3的水解平衡向正反应方向移动。( )
提示:正确。
(4)向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,C水解平衡左移,pH减小。( )
提示:错误,向Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,C水解平衡左移,pH增大。
(5)向NH4Cl溶液中加入适量氯化钠固体,抑制了N的水解。( )
提示:错误,NH4Cl溶液中,只有N的水解,加入氯化钠固体无影响。
2.常温下,三种酸的电离常数如下表所示。
酸
HX
HY
HZ
Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
回答下列问题:
(1)三种酸的强弱关系是 。
(2)反应HZ+Y-HY+Z-能否发生?
(填“能”或“否”)。
(3)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是 。
(4)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是 。
(5)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显 性,原因是
。
答案:(1)HZ>HY>HX (2)能 (3)NaX (4)NaZ
(5)酸 HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh=<Ka,则混合溶液显酸性
任务二 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
实例
配制易
水解的
盐溶液
配制某些强酸弱碱盐时,需要加入相应的强酸,可使水解平衡向左移动,抑制阳离子的水解,如配制FeCl3、SnCl2溶液时,由于Fe3+、Sn2+水解程度较大,通常先将它们溶于盐酸中,再加水稀释到所需的浓度
制备某
些胶体
利用水解原理制备胶体,如向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,产生红褐色胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
保存碱
性溶液
Na2CO3、Na2S等溶液水解显碱性,因碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应,所以保存时不能使用磨口玻璃塞,应用带橡胶塞的试剂瓶保存
续表
应用
实例
制备某
些无水
盐
若将某些挥发性酸对应的盐如AlCl3、FeCl3蒸干时,得不到无水盐,原因是在加热过程中,HCl不断挥发,水解平衡不断向右移动,得到Al(OH)3或Fe(OH)3,加热Al(OH)3、Fe(OH)3继续分解得到Al2O3、Fe2O3。所以上述晶体只有在HCl气流中加热才能得到
判断离
子是否
共存
常见水解相互促进而不能大量共存的离子:Al3+与C、HC、S2-、HS-、[Al(OH)4]-;Fe3+与HC、C、[Al(OH)4]-;N与[Al(OH)4]-、Si([Al(OH)4]-与HC发生复分解反应,不属于相互促进水解反应)
混合盐
溶液中
的除杂
和提纯
①采用加热法来促进溶液中某些盐的水解,使之生成氢氧化物沉淀,以除去溶液中的某些金属离子,如除去KNO3溶液中的Fe3+;
②除去酸性MgCl2溶液中的FeCl3,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3促进FeCl3的水解,使FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀而除去,可表示为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,MgO+2H+Mg2++H2O
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
实例
明矾或FeCl3
可作净水剂
利用Al3+、Fe3+水解产生的胶体,其表面积大,能够吸附水中的悬浮物形成沉淀而起到净水的作用
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用热的纯碱
去污效果更好
C+H2OHC+OH-,水解反应为吸热反应,加热平衡右移,溶液的碱性增强,去污效果更好
泡沫灭火器的原理
泡沫灭火器中使用的是Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,两者混合时,发生相互促进的水解反应,直至水解完全:Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑,灭火器内压强增大,CO2、H2O、Al(OH)3一起喷出覆盖在着火物质上使火焰熄灭
用盐溶液除锈
用NH4Cl溶液可除去金属表面的氧化膜:N+H2ONH3·H2O+H+,氧化膜与H+反应而溶解
1.判断正误
(1)盐溶液都可用磨口玻璃塞的试剂瓶。( )
提示:错误,水解显碱性的盐溶液,必须用橡胶塞的试剂瓶。
(2)由于CH3COO-和N水解相互促进,所以没有CH3COONH4溶液。( )
提示:错误,虽然CH3COO-和N水解相互促进,但水解程度仍然不大,存在CH3COONH4溶液。
(3)等浓度等体积的CH3COOH与NaOH溶液混合,恰好呈中性。( )
提示:错误,恰好完全反应后生成CH3COONa,溶液显碱性。
2.下列有关事实,与水解反应无关的是( )
A.醋酸钠溶液中,c(H+)<c(OH-)
B.实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉
C.加热蒸干氯化铁溶液,不能得到氯化铁晶体
D.用TiCl4和大量水反应,同时加热制备TiO2
答案:B
解析:醋酸钠溶液中,醋酸根离子发生水解导致溶液呈碱性,与水解有关,A错误;实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉是为防止Fe2+被氧化,与水解无关,B正确;加热蒸干氯化铁溶液,由于促进了Fe3+的水解,最终得到氢氧化铁固体,不能得到氯化铁晶体,与水解有关,C错误;TiCl4遇水发生水解反应:TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O+4HCl,加热生成TiO2,与水解有关,D错误。
盐溶液蒸干灼烧后所得产物的判断
1.强酸强碱盐溶液和水解生成难挥发性酸的盐溶液,蒸干后一般得到原溶质,如NaCl溶液蒸干得NaCl固体,CuSO4溶液蒸干得CuSO4固体。
2.盐酸弱碱盐溶液,若水解产物是沉淀和HCl,则溶液蒸干后一般得到对应的弱碱,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若灼烧则会生成Al2O3、Fe2O3。NH4Cl溶液(水解产物不是沉淀),蒸干仍然得到氯化铵固体,灼烧后分解生成氨气和HCl。
3.强碱弱酸盐溶液,若水解的产物中没有沉淀,蒸干后仍得到原溶质,如Na2CO3溶液蒸干仍得Na2CO3固体。
4.注意还原性盐在蒸干时会被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4。
1.在0.1 mol/L FeCl3溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的水解平衡,下列说法中正确的是( )
A.加FeCl3固体,平衡正向移动,水解程度增大
B.稍微加热,促进水解,c(H+)增大,pH减小
C.加NaOH固体,与铁离子反应,平衡逆向移动
D.通入HCl气体,平衡逆向移动,铁离子水解常数减小
答案:B
解析:加FeCl3固体,平衡正向移动,但由于溶液浓度增大,所以水解程度减小,故A错误;盐的水解是吸热反应,加热,水解平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小,故B正确;加NaOH固体,OH-与H+反应,平衡正向移动,故C错误;通入HCl气体,c(H+)增大,平衡逆向移动,但水解常数只与温度有关,铁离子的水解常数不变,故D错误。
2.为使Na2S溶液中的值减小,可加入的物质是( )
A.适量的NaOH固体 B.适量的KOH固体
C.通入适量的HCl气体 D.适量的NH4Cl固体
答案:B
解析:加入适量的氢氧化钠固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,水解平衡向逆反应方向移动,硫离子浓度增大,但钠离子浓度增大程度更大,则的值不可能减小,故A错误;加入适量的氢氧化钾固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,水解平衡向逆反应方向移动,硫离子浓度增大,钠离子浓度不变,则的值减小,故B正确;通入适量的氯化氢气体,氯化氢电离出的氢离子中和溶液中氢氧根离子,氢氧根离子浓度减小,水解平衡向正反应方向移动,硫离子浓度减小,钠离子浓度不变,则的值增大,故C错误;加入适量的氯化铵固体,氯化铵在溶液中水解生成的氢离子中和溶液中氢氧根离子,氢氧根离子浓度减小,水解平衡向正反应方向移动,硫离子浓度减小,钠离子浓度不变,则的值增大,故D错误。
3.下列有关盐类水解的应用正确的是( )
A.在日常生活中常常利用纯碱溶液来清洗油污,这是因为纯碱溶液水解显碱性,水解离子方程式为C+2H2OH2CO3+2OH-
B.将AlCl3溶液加热蒸干可得到AlCl3晶体
C.实验室配制FeCl2溶液时,可以将FeCl2晶体溶于稀H2SO4中,然后再加水稀释到所需浓度,并加入适量铁粉防止Fe2+氧化
D.人们常用明矾净水,是利用Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉降,从而起到净水的作用
答案:D
解析:纯碱溶液去油污的原理,碳酸根离子的水解显碱性,水解离子方程式为C+H2OHC+OH-,A错误;氯化铝为强酸弱碱盐,Al3+发生水解,水解的方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,水解后溶液呈酸性,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3不稳定,灼烧时分解生成Al2O3,B错误;将FeCl2晶体溶于稀H2SO4中引入硫酸根离子,正确做法应该用稀盐酸,C错误;明矾净水,是利用Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉降,D正确;故选D。
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4.适量的肥料能促进植物生长,其原因是人工施用肥料后,植物选择性地吸收必要的营养元素离子,达到促进生长的作用。
(1)用NH4Cl作氮肥,长期施用土壤会变酸,用离子方程式表示原因:
。
(2)植物能吸收N,请用化学用语表示NH3·H2O能提供N的原因:
。
(3)铁肥(FeSO4)与钾肥(K2CO3)不能同时施用,为弄清原因,某研究小组展开实验探究。
资料:①FeCO3是白色固体。②H2CO3需要达到一定浓度才能以CO2形式逸出。
【提出猜想】
猜想1:反应生成FeCO3沉淀。
猜想2:生成Fe(OH)2沉淀。
【实验探究】
【得出结论】 根据实验现象,说明猜想 成立,写出反应的离子反应方程式: 。
【实验反思】 实验中还发现,FeSO4溶液放置一段时候后颜色变黄,请你作为科学宣讲团,从化学角度为农民保存和施用铁肥提出建议(答出2点):
、 。
答案:(1)N+H2ONH3·H2O+H+
(2)NH3·H2ON+OH-
(3)2 Fe2++C+2H2OFe(OH)2↓+H2CO3 保存在干燥的地方,并密封保存 不能与溶液呈碱性的肥料同时施用
解析:(1)氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解使溶液呈酸性,水解的离子方程式为N+H2ONH3·H2O+H+;(2)一水合氨是弱碱,在溶液中部分电离出能被植物吸收的铵根离子和氢氧根离子,电离方程式为NH3·H2ON+OH-;(3)由实验现象可知,生成的白色沉淀为氢氧化亚铁,但未观察到气泡,说明硫酸亚铁溶液与碳酸钾溶液发生相互促进的水解反应生成氢氧化亚铁沉淀和碳酸,所以猜想2成立,反应的离子方程式为Fe2++C+2H2OFe(OH)2↓+H2CO3;为防止铁肥在保存时发生水解及被空气中氧气氧化,硫酸亚铁固体应保存在干燥的地方,并密封保存,施用时为防止硫酸亚铁转化为氢氧化亚铁,不能与溶液呈碱性的肥料同时施用。
课时测评24 影响盐类水解的主要因素及盐类水解的应用
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-11题,每小题2分,共22分)
题点一 影响盐类水解平衡的因素
1.在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.加水稀释,平衡正移,HS-浓度增大
B.升高温度,减小
C.稀释溶液,水解平衡常数不变
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
答案:C
解析:加水稀释,平衡正移,但是HS-浓度减小,故A错误;水解是吸热反应,升温,平衡正向移动,硫氢根离子浓度增大,硫离子浓度减小,所以增大,故B错误;水解平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故C正确;加入氢氧化钠,溶液的碱性增强,溶液pH增大,故D错误;故选C。
2.某化学兴趣小组同学通过测量氯化铵溶液的pH在实验前后的变化,探究影响盐类水解的因素,根据实验现象和原理,下列对水解程度判断正确的是( )
选项
实验
pH变化
水解程度
A
加入氯化铵固体
减小
增大
B
加热氯化铵溶液
减小
减小
C
加入醋酸钠固体
增大
增大
D
加入NaCl溶液
增大
不变
答案:C
解析:向氯化铵溶液中加入氯化铵固体,溶液中铵根离子浓度增大,平衡右移,溶液中氢离子浓度增大,溶液pH减小,但铵根离子的水解程度减小,故A不符合题意;铵根离子在溶液中的水解反应是吸热反应,加热氯化铵溶液,水解平衡右移,溶液中氢离子浓度增大,溶液pH减小,铵根离子的水解程度增大,故B不符合题意;向氯化铵溶液中加入醋酸钠固体,醋酸根离子与溶液中的氢离子反应,使溶液中氢离子浓度减小,水解平衡右移,溶液的pH增大,铵根离子的水解程度增大,故C符合题意;向氯化铵溶液中加入氯化钠溶液相当于稀释氯化铵溶液,水解平衡右移,铵根离子的水解程度增大,故D不符合题意。
3.(双选)一定条件下,NH4Cl溶液中存在如下平衡:N+H2ONH3·H2O+H+,下列说法正确的是 ( )
A.稀释溶液,平衡正向移动, 增大
B.通入少量HCl气体,平衡逆向移动,Kh减小
C.加入少量NaOH固体,平衡正向移动,溶液pH增大
D.升高温度,增大
答案:CD
解析:由水解方程式可知,为铵根离子的水解平衡常数,平衡常数仅为温度的函数,故温度不变,平衡常数不变,故稀释溶液,平衡正向移动, 不变,A错误;平衡常数仅为温度的函数,故温度不变,平衡常数不变,通入少量HCl气体,平衡逆向移动,Kh不变,B错误;加入少量NaOH固体,则溶液中H+浓度减小,导致平衡正向移动,溶液pH增大,C正确;由于盐类的水解是吸热反应,故升高温度,化学平衡正向移动,则c(H+)增大,c(N)减小,故增大,D正确。
题点二 盐溶液蒸干(灼烧)产物的判断
4.在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧,可以得到该物质固体的是( )
A.AlCl3 B.Na2SO3
C.CuSO4 D.KMnO4
答案:C
解析:AlCl3溶液中Al3+水解,加热水解平衡正向移动且HCl易挥发,故蒸干后,灼烧应得到Al2O3,故A项错误;Na2SO3溶液蒸干后,固体灼烧过程会被空气中氧气氧化得到Na2SO4,故B项错误;CuSO4溶液蒸干后得到CuSO4,灼烧后仍为CuSO4,故C项正确;KMnO4溶液蒸干后,得到KMnO4,灼烧KMnO4分解得到K2MnO4、MnO2,故D项错误;本题选C。
5.在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400 ℃)下列的溶液,可以得到该物质的固体是( )
A.氯化铝溶液 B.硫酸亚铁溶液
C.碳酸氢钠溶液 D.硫酸铝溶液
答案:D
解析:加热蒸干氯化铝溶液,水解生成氢氧化铝和盐酸,盐酸易挥发,氯化铝完全水解生成氢氧化铝,灼烧氢氧化铝分解得到氧化铝,A不符合题意;加热硫酸亚铁溶液,硫酸亚铁被氧气氧化生成硫酸铁,B不符合题意;加热碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠分解,最终生成碳酸钠固体,C不符合题意;加热硫酸铝溶液,虽然铝离子水解生成氢氧化铝,但硫酸难挥发,最终固体仍为硫酸铝,D符合题意。
6.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
A.FeCl3 (aq)Fe2O3Fe(OH)3
B.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO
C.SiO2H2SiO3Na2SiO3
D.NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
答案:B
解析:FeCl3(aq)蒸干得到氢氧化铁,灼烧得到氧化铁,氧化铁和水不反应,故A错误;MgCl2(aq)与石灰乳反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2煅烧得到MgO,故B正确;SiO2 与水不反应,H2SiO3与氢氧化钠反应生成Na2SiO3和水,故C错误;NaCl(aq)和二氧化碳不反应,NaHCO3 受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水,故D错误。
题点三 盐类水解对离子共存的影响
7.下列离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的是( )
A.K+、S2-、Al3+、[Al(OH)4]- B.Mn、Na+、S、K+
C.S、Fe3+、S2-、K+ D.Fe2+、Cl-、H+、N
答案:A
解析:A项,Al3+与S2-、[Al(OH)4]-能发生相互促进的水解反应;C中的Fe3+与S2-和D中的Fe2+、H+、N都因为发生氧化还原反应而不能大量共存。
8.常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液:Fe2+、Mg2+、S、N
B.pH=12的溶液:K+、Na+、N、C
C.pH=7的溶液:Na+、Cu2+、S2-、Cl-
D.pH=7的溶液:Al3+、K+、Cl-、HC
答案:B
题点四 盐类水解的综合应用
9.下列应用与盐类的水解无关的是( )
A.纯碱溶液可去除油污
B.TiCl4溶于大量水加热制备TiO2
C.FeCl3饱和溶液滴入沸水中制Fe(OH)3胶体
D.NaCl可用作防腐剂和调味剂
答案:D
解析:纯碱即碳酸钠为强碱弱酸盐,能发生水解使溶液显碱性,有利于去除油污,与盐类水解有关,故A不符合题意;TiCl4溶于大量水并加热发生反应TiCl4+(2+x)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,加热条件下促使水解趋于完全,得到TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2,故B不符合题意;用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体利用的是溶液中三价铁离子的水解,故C不符合题意;氯化钠为强酸强碱盐,不发生水解,其可用作防腐剂和调味剂与盐类水解无关,故D符合题意。
10.合理利用某些盐能水解的性质,可以解决许多生产、生活中的问题。下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是( )
A.配制FeSO4 溶液时,加入一定量 Fe粉
B.沸水中加入饱和的氯化铁溶液制备Fe(OH)3胶体
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.热碱水清洗厨房里的油污
答案:A
解析:亚铁离子容易被氧化生成铁离子,加入Fe粉,Fe可与铁离子反应生成亚铁离子,从而防止亚铁离子被氧化,与盐类水解无关,A正确;沸水中加入饱和氯化铁溶液,升高温度,铁离子水解平衡正向移动,因此能制备氢氧化铁胶体,与盐水解有关,B错误;长期使用铵态氮肥,铵根离子水解生成氢离子,从而使土壤酸化,与盐水解有关,C错误;升高温度,碱水中的碳酸根离子水解程度增大,溶液的碱性增强,去油污的能力也随之增强,与盐水解有关,D错误;故答案选A。
11.下列生产生活中的应用与盐类水解原理无关的是( )
A.明矾净水 B.草木灰去油污
C.配制FeSO4溶液时,加入一些铁粉 D.氯化铵除铁锈
答案:C
解析:明矾是KAl(SO4)2·12H2O,Al3+发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体吸附悬浮在水中固体小颗粒,胶体聚沉,达到净水的目的,明矾净水与盐类水解有关,A不符合题意;草木灰中含有K2CO3,C水解使溶液显碱性,油污在碱性溶液中水解成可溶于水的物质,草木灰去油污与盐类水解有关,B不符合题意;Fe2+易被O2氧化为Fe3+,向配制的FeSO4溶液中加入铁粉是为了防止Fe2+被氧化为Fe3+,该应用和盐类水解无关,C符合题意;氯化铵溶液因N水解显酸性,铁锈为Fe2O3,能与H+反应,生成Fe3+,氯化铵除铁锈与盐类水解有关,D不符合题意。
12.(16分)已知:25 ℃时,相关酸(或碱)的电离平衡常数如下表所示:
酸
CH3COOH
HNO2
HClO
HCN
H2SO3
NH3·H2O
电离
常数
(K)
1.75×10-5
5.6×10-4
4.0×10-8
6.2×10-10
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
1.8×10-5
请回答下列问题:
(1)25 ℃时,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH=3,溶液中的c(H+)=_______________
mol·L-1,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH=9,由水电离出的c(OH-)= mol·L-1,CH3COONa溶液呈碱性的原因:_______________________
(用离子方程式解释)。
(2)向10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加蒸馏水稀释到1 L后,下列说法不正确的是 (填字母)。
a.CH3COOH的电离程度增大
b.c(CH3COOH)增大
c.c(H+)减小
d.减小
(3)“84消毒液”中滴加白醋,可增强溶液的漂白性,原因:
(用离子方程式解释)。
(4)结合表中数据分析,25 ℃时,0.1 mol·L-1的①NaNO2 ②NaClO ③NaCN三种溶液的pH由大到小的顺序是 (填写序号)。
(5)已知NaHSO3溶液呈酸性,请结合离子方程式解释其呈酸性的原因:
。
(6)NH3·H2O的电离方程式为 。
答案:(1)1.0×10-3 1.0×10-5 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(2)bd
(3)CH3COOH+ClO-CH3COO-+HClO
(4)③>②>①或③②①
(5)NaHSO3溶液中,同时存在HSH++S和HS+H2OH2SO3+OH-,HS的电离程度大于水解程度,c(H+)>c(OH-),因此溶液呈酸性
(6)NH3·H2ON+OH-
解析:(1)25 ℃时,Kw=1.0×10-14=c(H+)×c(OH-),0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH=3,pH=-lg c(H+),故溶液中的c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1;0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH=9,溶液显碱性,c(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1,由水解方程式CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-可知溶液显碱性的原因是水电离的氢离子被醋酸根结合使氢氧根浓度大于氢离子浓度,溶液中的氢氧根都是由水电离出,故由水电离出的c(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1。(2)加水,CH3COOH的电离程度增大,a不符合题意;加水稀释,c(CH3COOH)减小,b符合题意;加水稀释,溶液酸性减弱,c(H+)减小,c不符合题意;根据=,K不变,c(H+)减小,则比值增大,d符合题意;故答案选bd。(3)由电离常数可知醋酸的酸性大于次氯酸,向“84消毒液”中滴加白醋,由强酸制弱酸,生成更多的HClO,增强溶液的漂白性,用离子方程式解释为CH3COOH+ClO-CH3COO-+HClO。(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1的①NaNO2 ②NaClO ③NaCN三种溶液浓度相同,由电离常数可知酸性:HNO2>HClO>HCN,则酸根结合氢离子的能力:CN->ClO->N,则水解程度CN->ClO->N,水解程度越大,碱性越强,pH越大,则pH由大到小的顺序是③②①或③>②>①。(5)NaHSO3溶液中,同时存在HSH++S和HS+H2OH2SO3+OH-,HS的电离程度大于水解程度,c(H+)>c(OH-),因此溶液呈酸性。(6)NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ON+OH-。
13.(22分)Ⅰ.25 ℃时,NaOH和Na2CO3两溶液的pH均为11。
(1)两溶液中,由水电离的c(OH-)分别是NaOH溶液中 ;Na2CO3溶液中 。
(2)各取10 mL上述两种溶液,分别加水稀释到100 mL,pH变化较大的是 (填化学式)溶液。
(3)为探究纯碱溶液呈碱性是由C引起的,请你设计一个简单的实验方案:
。
Ⅱ.现有25 ℃时0.1 mol/L的氨水溶液。
(4)若向氨水中加入稀硫酸,使其恰好完全中和,写出反应的离子方程式:
;
所得溶液的pH (填“<”“>”或“=”)7,用离子方程式表示其原因: 。
(5)若向该氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时c(N)=a mol/L,则c(S)=
mol/L。
(6)现有浓度均为0.01 mol/L的氢氧化钠和氯化铵溶液,按体积比1∶2混合后的溶液(pH>7)中各离子的浓度由大到小的顺序是
。
Ⅲ.盐类水解在实验室和生产生活中有广泛的应用。
(7)AgNO3的水溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性,原因是
(用离子方程式表示);实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后用蒸馏水稀释到所需浓度,目的是 。
(8)FeCl3净水的原理是(用离子方程式表示) ;
把AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是 (写化学式)。
(9)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液和Al2(SO4)3溶液,当意外失火时,使泡沫灭火器倒过来摇动即可使药液混合,喷出大量的白色泡沫,阻止火势蔓延,其相关的离子方程式为 。
(10)已知草酸是二元弱酸,常温下测得0.1 mol/L的KHC2O4溶液的pH为4.8,则KHC2O4溶液中c(C2) c(H2C2O4)(填“>”“<”或“=”)。
答案:(1)10-11 mol/L 10-3 mol/L (2)NaOH
(3)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去。则可以说明纯碱溶液呈碱性是由C引起的
(4)NH3·H2O+H+N+H2O < N+H2ONH3·H2O+H+
(5)0.5a (6)c(Cl-)>c(N)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
(7)酸 Ag++H2OAgOH+H+ 抑制Ag+水解
(8)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3
(9)3HC+Al3+Al(OH)3↓+3CO2↑ (10)>
解析:(1)pH=11的溶液中c(H+)=10-11 mol/L,c(OH-)=10-3 mol/L。NaOH溶液中水和NaOH都电离出OH-,溶液中的H+全部来自水的电离,所以溶液中的c(H+)等于水电离的c(H+),即等于水电离出的c(OH-)=10-11 mol/L;Na2CO3溶液中C水解时结合了水电离产生的H+,则溶液中的OH-全部是水电离出来的,所以溶液中的c(OH-)就是水电离出来的c(OH-)=10-3 mol/L。(2)Na2CO3溶液中存在C的水解,加水稀释,C的水解程度增大,促进水电离出更多的OH-,c(OH-)降低的程度比NaOH溶液中小,所以pH变化较大的是NaOH溶液。(3)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色,说明溶液呈碱性;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,钙离子和碳酸根离子反应生成碳酸钙,产生白色沉淀,碳酸根离子浓度降低,看到溶液的红色褪去,说明溶液碱性减弱,则可以说明纯碱溶液呈碱性是由C引起的。(4)向氨水中加入稀硫酸,使其恰好完全中和,生成硫酸铵和水,反应的离子方程式为NH3·H2O+H+N+H2O;溶液中由于N水解:N+H2ONH3·H2O+H+,所以溶液呈酸性,溶液的pH<7。(5)向该氨水中加入稀硫酸,溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=2c(S)+c(OH-),溶液的pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),则有c(N)=2c(S),此时c(N)=a mol/L,则c(S)=0.5a mol/L。(6)浓度均为0.01 mol/L的氢氧化钠和氯化铵溶液,按体积比1∶2混合,发生反应:NaOH+NH4ClNaCl+NH3·H2O,反应后氯化铵有剩余,剩余的氯化铵和生成的NaCl、NH3·H2O物质的量相等。反应后溶液的pH>7,说明NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,则c(N)>c(Na+),溶液呈碱性,所以c(OH-)>c(H+),溶液中c(Cl-)最大,所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-)>c(N)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)。(7)AgNO3溶液由于Ag+水解而呈酸性,Ag+水解的离子方程式为Ag++H2OAgOH+H+;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后用蒸馏水稀释到所需浓度,目的是抑制Ag+水解。(8)FeCl3净水是利用Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附性,原理可表示为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+;AlCl3水解的化学方程式为AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热能促进水解平衡正移,而且盐酸挥发,进一步使平衡正移,所以把AlCl3溶液蒸干,灼烧,Al(OH)3分解,最后得到的主要固体产物是Al2O3。(9)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液和Al2(SO4)3溶液,HC和Al3+能发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3和CO2,反应的离子方程式为3HC+Al3+Al(OH)3↓+3CO2↑。(10)草酸是二元弱酸,常温下测得0.1 mol/L的KHC2O4溶液的pH为4.8,说明HC2的电离程度大于HC2的水解程度,HC2电离产生C2,水解生成H2C2O4,则KHC2O4溶液中c(C2)>c(H2C2O4)。
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