内容正文:
第20讲 盐类水解的实质与规律
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.掌握盐的水解常数的计算及其应用,熟悉水解常数和电离平衡常数与水的离子积的关系。
2.学会分析外界条件对盐类水解平衡的影响,理解平衡移动的方向。
3.了解盐类水解在生产生活中的应用,掌握盐溶液加热蒸干后的产物分析。
预习重点
水解常数的计算及其应用、盐类水解平衡的影响因素、盐类水解在生产生活中的应用。
预习难点
水解常数的计算及其应用
情|境|启|思
生活中我们用热纯碱溶液清洗厨房油污,这样会洗得更干净。农业上我们会禁止草木灰与铵态氮肥混合施用,主要是因为草木灰的主要成分显碱性,会导致铵态氮肥分解出氨气。这些生活经验都是利用了盐的水解。那么为什么热的纯碱溶液清洗会更干净呢?盐的水解受到什么因素的影响呢?
深|研|精|炼
知识点01 盐的水解常数及其应用
1.概念
我们用HA表示酸,MOH表示碱,MA表示由它们生成的盐。若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式可表示为
A-+H2OHA+OH-
反应的平衡常数可表示为Kh= ,Kh称为盐的水解常数。
2.Kh与Ka(Kb)、Kw的关系
当水解达到平衡时,溶液中还存在关系式:Ka=,
代入Kh的表达式可得,Kh=
同理,若MA为强酸弱碱盐,则有
例如:Na2CO3:
CO32-+H2OHCO3-+OH-
HCO3-+H2OH2CO3+OH-
3.Kh的应用
(1)判断盐的水解程度
在温度一定时,Kw为常数,则Kh与Ka(Kb)、Kw的关系表明,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐的Kh越大,即水解程度越大。
(2)判断多元弱酸酸式盐溶液的酸碱性
多元弱酸酸式钠盐(以NaHA为例)溶液中既存在水解平衡,也存在电离平衡:HA-+H2OH2A+OH-(使溶液碱性增强),HA-H+A2-(使溶液酸性增强)。其水溶液是显酸性还是显碱性,取决于其电离程度与水解程度的相对大小,而电离程度与水解程度的大小可根据Ka2与Kh2的大小判断,且有关系:
若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1 10-14(常温下),则电离程度 水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1 10-14 (常温下),则电离程度 水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
【例1】燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
【解题要点】若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1>10-14(常温下),则电离程度>水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1<10-14 (常温下),则电离程度<水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
【即练1】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向氨水中加入氯化铵晶体,氨水的电离平衡左移,减小
B.向溶液中加入少量水,溶液中减小
C.将溶液从升温至,溶液中增大
D.相等的①②、③溶液的物质的量浓度大小:
【即练2】“吃饺子要蘸醋”是很多中国人传统的饮食习惯,我们对醋酸的使用有着悠久的历史。
(1)的醋酸和盐酸各分别稀释至,所得醋酸的 (填“>”“<”或“=”)所得盐酸的。
(2)取冰醋酸作导电性实验,测得其导电率随加入水的量的变化如图所示。
①由水电离出的氢离子:a b(填“>”“<”或“=”)。
②使图中b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填标号)。
A.加入 B.加入固体 C.加入浓硫酸 D.加入固体
(3)向面食中加入适量的醋可以中和其中过量的食用碱而改善口感,已知时,三种弱酸的电离平衡常数如下表,写出过量醋酸与溶液反应的离子方程式: ;判断结合质子能力由大到小顺序为 。
弱酸
电离平衡常数
(4)吃醋虽好但不宜过量,不然容易造成牙齿酸软,甚至引发龋齿,牙齿的主要成分是羟基磷灰石,市面上含氟牙膏常添加了来预防龋齿,请结合化学用语解释含氟牙膏预防龋齿的原因: [已知难溶于酸]。
(5)常温下,某同学取物质的量浓度为的醋酸,向其中滴入溶液,当滴入的溶液的体积为,溶液呈中性,则醋酸的电离平衡常数 (用含x的代数式表示)。
知识点02 影响盐类水解的因素
1.内因
盐本身的 是影响盐类水解的主要因素。生成盐的酸(或碱)越弱,对应的弱酸酸根离子(或弱碱阳离子)水解程度越 ,则对应盐溶液的碱性(或酸性)越 。
2.外因
(1)实验探究
实验原理:FeCl3是强酸弱碱盐,FeCl3发生水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,可利用平衡移动原理来分析外界条件对FeCl3水解平衡的影响。盐类水解平衡的移动仍然遵循化学平衡移动规律,但不受压强影响,所以主要从温度、浓度两方面考虑对平衡的影响。
实验过程及现象分析
影响因素
实验步骤(同时测溶液的pH)
实验现象
解释
温度
升高温度
pH减小,颜色变深
升高温度, 水解
反应物的浓度
加入少量FeCl3晶体
pH减小,颜色变深
c(Fe3+)增大,平衡 移动
加入H2O
pH增大,颜色变浅
加水平衡 移动,但溶液体积增大,离子浓度 ,颜色变浅
生成物的浓度
加入少量浓盐酸
pH减小,颜色变浅
c(H+)增大, Fe3+的水解
加入少量浓NaOH溶液
pH增大,生成红褐色沉淀
OH-与H+反应,c(H+) ,平衡 移动
(2)影响盐类水解的外因分析
以NH4++H2ONH3·H2O+H+为例分析外界因素对水解平衡的影响:
加热
加水
通NH3
加NH₄Cl
通HCl
加NaOH固体
平衡移动
c(NH4+)
c(NH3·H2O)
c(H+)
c(OH-)
pH
水解程度
3.盐类水解程度变化规律
(1)温度:水解反应是 反应,升高温度,水解程度 ;降低温度,水解程度 。
(2)浓度:增大盐的浓度,平衡向着 的方向移动,但盐的水解程度 ,溶液中的H+或OH-浓度 ,酸性或碱性随之 ;减小盐的浓度(加水稀释),平衡向着 的方向移动,盐的水解程度 ,但溶液中H+或OH-的浓度因稀释而 。
(3)外加酸、碱:外加酸,增大 , 强碱弱酸盐的水解, 强酸弱碱盐的水解;外加碱,增大 , 强酸弱碱盐的水解, 强碱弱酸盐的水解。
①水解平衡正移,盐的水解程度 增大,例如:加水稀释时,水解平衡正移,水解程度一定 ,但增大盐溶液的浓度时,水解平衡也正移,水解程度却 。
②盐溶液变浓或变稀,其水解平衡均正移。以A-+H2OHA+OH-为例,加入NaA(s),c(A-)变大,平衡正向移动,水解常数不变,而c(HA) ,所以 ,即水解程度 ;加水稀释,c(HA)、c(OH-)、c(A-)都减小,平衡 移动, ,即水解程度 。
【例2】0.1mol/L溶液中,由于的水解,使得。如果要使更接近于0.1mol/L,可采取的措施是
A.加入少量氢氧化钠 B.加入少量水
C.加入少量HCl D.加热
【解题要点】学会利用水解常数、电离常数、水的离子积进行有关运算化简得出题中的离子浓度比值。
【即练3】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.升高温度,减小
C.通入H2S,HS-的浓度增大 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【即练4】为使溶液中减小,下列措施可行的是
A.加热溶液 B.加适量的稀盐酸
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量固体
知识点03 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
如FeCl3溶液显酸性,原因是
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4防止 ;贮存Na2CO3、Na2SiO3溶液时,不能用磨口 塞,应用带有 塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的反应:
制备某些无水盐
将某些挥发性酸对应的弱碱盐溶液直接蒸干时得不到无水盐。例如:加热AlCl3、FeCl3溶液,在加热过程中水解生成的HCl不断挥发,水解平衡不断正向移动,得到Al(OH)3、Fe(OH)3,继续加热,Al(OH)3、Fe(OH)3分解得到Al2O3、Fe2O3所以要得到无水AlCl3、FeCl3只有在 中加热对应溶液才能实现 。
制备无机化合物材料TiO2
TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,制备时加入大量 ,同时 ,促进水解趋于 ,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。类似的方法也可以用来制备SnO、SnO2等
物质的提纯
除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入 、 、 或MgCO3,从而降低溶液 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,然后通过过滤除去
判断离子共存
Al3+与 、CO32-、 、 、HS-等因水解相互促进而不能大量共存
证明某物质属于弱电解质(弱酸或弱碱)
如常温下,NaX溶液的pH>7,说明HX是
某些活泼金属与强酸弱碱盐的反应
如镁条放入NH4Cl、FeCl3溶液中均可产生 (Mg与NH4+、Fe3+水解产生的H+反应)
①将氯化亚锡晶体(SnCl2·2H2O)溶于水,氯化亚锡在水中发生水解生成沉淀:SnCl2+H2O=== Sn(OH)Cl↓+HCl,此时若加入稀盐酸可使溶液变澄清。
②判断盐所对应酸的相对强弱:相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:
HX HY HZ。
③比较非金属元素的非金属性强弱如:相同浓度时,硅酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠的pH依次减小,则非金属性:Si C S。
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
举例
泡沫灭火器原理
主要成分为 溶液与 溶液,发生的反应为 ,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
化肥的使用
铵态氮肥(溶液显酸性)与 (溶液显碱性)不得混合施用
热的纯碱溶液清洗油污
CO32-+H2OHCO3-+OH-加热,水解平衡正移,溶液碱性 ,去污能力
可溶性铝盐、铁盐净水
Al3+、Fe3+水解生成的AI(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体具有 ,可作净水剂
除锈剂
NH4Cl、ZnCl2溶液因NH4+、Zn2+水解而显 ,金属表而的氧化膜可与H+反应,因此NH4Cl、ZnCl2可作焊接时的
3.盐溶液蒸干、灼烧时所得产物的判断
盐溶液蒸干、灼烧的分析思路:
(1)溶质是否受热 ;
(2)溶质在加热条件下是否被 ;
(3)溶质中是否存在易发生 反应的离子;
(4)水解产物是否 而脱离反应体系。
常见类型
溶液蒸干、灼烧所得产物
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐
蒸干后一般得到 ,如将CuSO4溶液蒸干得CuSO4
金属阳离子易水解的易挥发性酸盐
蒸干、灼烧后一般得对应的 ,如AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3灼烧得Al2O3
酸根离子易水解的强碱盐
蒸干后一般得到 ,如将Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3
挥发性弱酸的铵盐
蒸干后 ,如NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2S等
热稳定性差的盐溶液
考虑盐受热时是否分解,如Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干、灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3→ ;NaHCO3→ ; KMnO4→ 和 ;NH4Cl→NH3和HCl
易被氧化的还原性盐溶液
在空气中蒸干时会被 氧化,得不到原物质,如Na2SO3溶液蒸干得到其氧化产物
其他(从多角度考虑)
如蒸干NaClO溶液时,ClO-水解生成的HClO光照分解为HCl与O2,因此燕干NaClO溶液最后得到的固体是NaCl
【例3】化学与生活、生产等密切相关。下列应用与水解无关的是
A.小苏打作发酵粉 B.硫酸铝用于制作泡沫灭火器试剂
C.氮肥硫酸铵的施用使土壤酸化 D.铁盐作净水剂
【解题要点】熟悉掌握盐类水解在科学研究中及生产生活中的应用
【即练5】(24-25高二上·湖北宜昌·期中)下列事实与盐类水解无关的是
A.洗涤油污常用热的纯碱溶液
B.FeCl3溶液腐蚀覆铜板印制电路板
C.配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体
D.氯化铵溶液中加入镁粉,产生两种气体
【即练6】下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体
②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体
③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体
④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
一、单选题
1.(25-26高二上·广东东莞·期中)下列物质加入水中对水的电离平衡没有影响的是
A.KHSO4 B.Ca(OH)2 C.BaSO4 D.HClO
2.溶液中的水解反应达到平衡:,若要使的水解程度增大,应采用的方法是
A.加入少量固体 B.加入少量水 C.加入固体 D.降温
3.硝酸亚铁是种重要的化学试剂,可用于印染业,也可用作医药治疗缺铁性贫血。其稀溶液中存在以下平衡:。下列说法错误的是
A.该水解常数表达式为:
B.加水稀释,平衡右移,溶液颜色变浅
C.滴加浓盐酸,平衡左移,溶液绿色加深
D.升高温度,硝酸亚铁水獬程度增大
4.(25-26高二下·广东惠州·期中)生活离不开化学,下列有关生活中水解的离子方程式错误的是
A.泡沫灭火器灭火:Al3+ + 3HCO+ 3H2O=Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑
B.铁盐用于净水:Fe3+ + 3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3H+
C.用纯碱清洗油污:CO+ H2OHCO + OH-
D.NH4Cl溶液可用作焊接时除锈(Fe2O3):6NH+ Fe2O3 +3H2O2Fe3+ + 6NH3·H2O
5.(25-26高二上·吉林·期中)下列叙述中与盐类的水解有关的是
①用泡沫灭火器来灭火
②铁在潮湿的环境下生锈
③与溶液可作焊接中的除锈剂
④盛放溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞
⑤酸雨在空气中放置一段时间pH降低
A.③④⑤ B.①③④ C.①②③ D.全部有关
6.(25-26高二上·陕西榆林·期中)可用作白色颜料和阻燃剂等。在实验室中可利用的水解反应制取(的水解分三步进行,中间产物有等),其总反应可表示为:,反应后期要加入少量氨水。下列说法错误的是
A.实验室配制溶液时可将加入水中并加热
B.将缓慢加入大量水中有利于提高的转化率
C.的水解反应含有三个基元反应
D.加入少量氨水是为了消耗促进水解
7.(25-26高二上·宁夏·期中)分别对稀溶液进行下列操作,一定可使增大的是
A.升温 B.恒温加少量水
C.恒温加入少量固体 D.恒温加入少量固体KOH
8.将0.01 mol/LHCN溶液与0.01 mol/LNaCN溶液等体积混合,可得到缓冲溶液。常温下HCN电离常数。下列叙述正确的是
A.该混合溶液中:
B.加水稀释,增大
C.混合溶液中:
D.混合溶液中加入少量NaCN固体,HCN和CN-的浓度均增大
9.(25-26高二上·广东·期中)二甲胺为无色液体,其水合物为一元有机弱碱(常温下,其电离常数),与盐酸反应生成。下列说法不正确的是
A.常温下,水解常数为
B.加水稀释溶液,溶液中减小
C.溶液中存在:
D.等浓度的和的混合液中,
10.(25-26高二上·广东广州·期中)25℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.等体积等浓度的盐酸和醋酸与足量锌粒反应,醋酸产生多
B.将溶液从25℃升温至60℃,溶液中增大
C.常温下,将盐酸稀释至1000 mL,所得溶液的pH约为9
D.物质的量浓度相同的①溶液 ②溶液,:①>②
二、非选择题
11.请同学们利用化学知识来分析一下下列问题的化学原理。
(1)实验室在配制溶液时,常将固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其目的是___________。
(2)净水的原理是___________(用离子方程式表示);将溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是___________(写化学式)。
(3)已知草酸是二元弱酸,常温下测得的的为4.8,则此溶液中___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)泡沫灭火器内装有饱和溶液,该溶液呈碱性的原因是___________(用离子方程式表示);灭火器内另一容器中装有溶液,该溶液呈酸性的原因是___________(用离子方程式表示);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___________。
12.回答下列问题。
(1)已知:
①常温下,溶液和溶液,碱性更强的是___________。
②时,溶液显___________性。
(2)能证明溶液中存在水解平衡的事实是___________(填字母)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加溶液后产生沉淀且红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加氯水后红色褪去
(3)已知:,。时,浓度均为的溶液和溶液中___________(填“>”“<”或“=”)。若要使两溶液的相等应___________(填字母)。
a.向溶液中加适量水
b.向溶液中加适量
c.向溶液中加固体
d.向溶液中加适量的水
(4)在空气中直接加热晶体得不到纯的无水,原因是___________(用化学方程式表示)。由晶体得到纯的无水的合理方法是___________。
13.(25-26高二上·吉林长春·期中)回答下列问题
(1)将氯化铝溶液加热蒸干灼烧得到的固体为___________。
(2)的溶液,在该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________。
(3)25℃时,的醋酸钠溶液和的氢氧化钠溶液中水电离出的浓度之比为___________。
(4)氢氰酸有剧毒,25℃时,该酸的电离常数为。
①25℃时KCN溶液中的水解常数___________(保留一位小数)。
②0.2 mol/L的KOH溶液与0.4 mol/L的HCN溶液等体积混合后,恢复到25℃,混合溶液中和浓度大小关系是___________(填“”、“”或“”)。
14.回答下列问题:
(1)已知某温度时,,溶液的水解常数,则当溶液中时,试求该溶液的___________。
(2)已知时,的电离常数,该温度下的溶液中___________(已知)。
(3)时,的电离常数,则该温度下水解反应的平衡常数___________,若向溶液中加入少量的,则溶液中将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
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1.掌握盐的水解常数的计算及其应用,熟悉水解常数和电离平衡常数与水的离子积的关系。
2.学会分析外界条件对盐类水解平衡的影响,理解平衡移动的方向。
3.了解盐类水解在生产生活中的应用,掌握盐溶液加热蒸干后的产物分析。
预习重点
水解常数的计算及其应用、盐类水解平衡的影响因素、盐类水解在生产生活中的应用。
预习难点
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生活中我们用热纯碱溶液清洗厨房油污,这样会洗得更干净。农业上我们会禁止草木灰与铵态氮肥混合施用,主要是因为草木灰的主要成分显碱性,会导致铵态氮肥分解出氨气。这些生活经验都是利用了盐的水解。那么为什么热的纯碱溶液清洗会更干净呢?盐的水解受到什么因素的影响呢?
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知识点01 盐的水解常数及其应用
1.概念
我们用HA表示酸,MOH表示碱,MA表示由它们生成的盐。若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式可表示为
A-+H2OHA+OH-
反应的平衡常数可表示为Kh=,Kh称为盐的水解常数。
2.Kh与Ka(Kb)、Kw的关系
当水解达到平衡时,溶液中还存在关系式:Ka=,
代入Kh的表达式可得,Kh=
同理,若MA为强酸弱碱盐,则有
例如:Na2CO3:
CO32-+H2OHCO3-+OH-
HCO3-+H2OH2CO3+OH-
3.Kh的应用
(1)判断盐的水解程度
在温度一定时,Kw为常数,则Kh与Ka(Kb)、Kw的关系表明,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其生成的盐的Kh越大,即水解程度越大。
(2)判断多元弱酸酸式盐溶液的酸碱性
多元弱酸酸式钠盐(以NaHA为例)溶液中既存在水解平衡,也存在电离平衡:HA-+H2OH2A+OH-(使溶液碱性增强),HA-H+A2-(使溶液酸性增强)。其水溶液是显酸性还是显碱性,取决于其电离程度与水解程度的相对大小,而电离程度与水解程度的大小可根据Ka2与Kh2的大小判断,且有关系:
若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1>10-14(常温下),则电离程度>水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1<10-14 (常温下),则电离程度<水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
【例1】燃煤烟气脱硫的方法之一是常温下用氨水将转化为,再氧化成。已知常温下,的电离平衡常数的电离平衡常数。下列说法不正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:
C.若溶液中,则溶液的
D.向溶液中通入空气发生反应的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.溶液中,,由于电离常数,的水解常数,可知电离程度大于水解程度,且还存在水解,则,A项正确;
B.溶液中,根据电荷守恒,有,B项正确;
C.,则,当,即,C项错误;
D.向溶液中通入空气,反应的离子方程式为,D项正确;
故答案选C。
【解题要点】若Ka2>Kh2,即Ka2·Ka1>10-14(常温下),则电离程度>水解程度,溶液显酸性,如NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4溶液;
若Ka2<Kh2,即Ka2·Ka1<10-14 (常温下),则电离程度<水解程度,溶液显碱性,如NaHCO3、NaHS、Na2HPO4溶液。
【即练1】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向氨水中加入氯化铵晶体,氨水的电离平衡左移,减小
B.向溶液中加入少量水,溶液中减小
C.将溶液从升温至,溶液中增大
D.相等的①②、③溶液的物质的量浓度大小:
【答案】D
【解析】A.向氨水中加入少量氯化铵固体,铵根离子浓度增大,平衡虽然逆向移动,但根据勒夏特列原理,铵根离子浓度增大,A错误;B.向0.1 mol/LCH3COOH溶液中加入少量水,c(CH3COO-)减小,Ka不变,溶液中增大,B错误;C.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,CH3COO-的水解程度增大,Kh增大,溶液中,则减小,C错误;D.和水解呈碱性,且碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠;是强电解质,电离显碱性;故溶液物质的量浓度大小:,D正确;答案选D。
【即练2】“吃饺子要蘸醋”是很多中国人传统的饮食习惯,我们对醋酸的使用有着悠久的历史。
(1)的醋酸和盐酸各分别稀释至,所得醋酸的 (填“>”“<”或“=”)所得盐酸的。
(2)取冰醋酸作导电性实验,测得其导电率随加入水的量的变化如图所示。
①由水电离出的氢离子:a b(填“>”“<”或“=”)。
②使图中b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填标号)。
A.加入 B.加入固体 C.加入浓硫酸 D.加入固体
(3)向面食中加入适量的醋可以中和其中过量的食用碱而改善口感,已知时,三种弱酸的电离平衡常数如下表,写出过量醋酸与溶液反应的离子方程式: ;判断结合质子能力由大到小顺序为 。
弱酸
电离平衡常数
(4)吃醋虽好但不宜过量,不然容易造成牙齿酸软,甚至引发龋齿,牙齿的主要成分是羟基磷灰石,市面上含氟牙膏常添加了来预防龋齿,请结合化学用语解释含氟牙膏预防龋齿的原因: [已知难溶于酸]。
(5)常温下,某同学取物质的量浓度为的醋酸,向其中滴入溶液,当滴入的溶液的体积为,溶液呈中性,则醋酸的电离平衡常数 (用含x的代数式表示)。
【答案】(1)<
(2)< BD
(3)
(4)添加了后,刷牙过程中牙齿表面的发生转化:,生成了更难溶于酸的,从而预防龋齿
(5)
【解析】(1)盐酸是强电解质,醋酸是弱电解质不完全电离,的醋酸和盐酸各分别稀释至,盐酸的pH变为3,醋酸的pH小于3,所得醋酸的pH<所得盐酸的;
(2)取冰醋酸作导电性实验,测得其导电率随加入水的量的变化如图所示。随着水的加入醋酸的电离程度增大,溶液中离子浓度增大,溶液的导电性增强,当水继续增加溶液中总离子浓度减少,导电性减弱。
①a点醋酸电离出的氢离子对水的电离有抑制效果,在图像最高点抑制达到最大,随后随着水的增加醋酸电离出的氢离子浓度减少对于水的电离抑制减弱,所以由水电离出的氢离子:a<b;
②A.加入,醋酸根和氢离子浓度都减少,不符合题意;
B.加入固体,促进醋酸的电离,醋酸根浓度增大,氢氧根浓度增大氢离子浓度减少,符合题意;
C.加入浓硫酸,氢离子浓度增大,醋酸根浓度减少,不符合题意;
D.加入固体,生成二氧化碳,和醋酸钠,溶液中氢离子浓度减少,醋酸根浓度增大,符合题意;
故选:BD。
(3)过量醋酸与溶液反应的离子方程式:;,,
,,水解平衡常数越大,结合质子能力越大,
结合质子能力由大到小顺序为;
(4)含氟牙膏预防龋齿的原因:添加了后,刷牙过程中牙齿表面的发生转化:,生成了更难溶于酸的,从而预防龋齿;
(5)当滴入的溶液的体积为,溶液呈中性,则溶液的溶质为醋酸钠和醋酸的混合物,根据电荷守恒:,根据电荷守恒:,,
。
知识点02 影响盐类水解的因素
1.内因
盐本身的性质是影响盐类水解的主要因素。生成盐的酸(或碱)越弱,对应的弱酸酸根离子(或弱碱阳离子)水解程度越大,则对应盐溶液的碱性(或酸性)越强。
2.外因
(1)实验探究
实验原理:FeCl3是强酸弱碱盐,FeCl3发生水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,可利用平衡移动原理来分析外界条件对FeCl3水解平衡的影响。盐类水解平衡的移动仍然遵循化学平衡移动规律,但不受压强影响,所以主要从温度、浓度两方面考虑对平衡的影响。
实验过程及现象分析
影响因素
实验步骤(同时测溶液的pH)
实验现象
解释
温度
升高温度
pH减小,颜色变深
升高温度,促进水解
反应物的浓度
加入少量FeCl3晶体
pH减小,颜色变深
c(Fe3+)增大,平衡正向移动
加入H2O
pH增大,颜色变浅
加水平衡正向移动,但溶液体积增大,离子浓度减小,颜色变浅
生成物的浓度
加入少量浓盐酸
pH减小,颜色变浅
c(H+)增大,抑制Fe3+的水解
加入少量浓NaOH溶液
pH增大,生成红褐色沉淀
OH-与H+反应,c(H+)减小,平衡正向移动
(2)影响盐类水解的外因分析
以NH4++H2ONH3·H2O+H+为例分析外界因素对水解平衡的影响:
加热
加水
通NH3
加NH₄Cl
通HCl
加NaOH固体
平衡移动
正向
正向
逆向
正向
逆向
逆向
c(NH4+)
减小
减小
增大
增大
增大
减小
c(NH3·H2O)
增大
减小
增大
增大
减小
增大
c(H+)
增大
减小
减小
增大
增大
减小
c(OH-)
增大
增大
增大
减小
减小
增大
pH
降低
升高
升高
降低
降低
升高
水解程度
增大
增大
减小
减小
减小
增大
3.盐类水解程度变化规律
(1)温度:水解反应是吸热反应,升高温度,水解程度增大;降低温度,水解程度减小。
(2)浓度:增大盐的浓度,平衡向着水解的方向移动,但盐的水解程度减小,溶液中的H+或OH-浓度增大,酸性或碱性随之增强;减小盐的浓度(加水稀释),平衡向着水解的方向移动,盐的水解程度增大,但溶液中H+或OH-的浓度因稀释而减小。
(3)外加酸、碱:外加酸,增大c(H+),促进强碱弱酸盐的水解,抑制强酸弱碱盐的水解;外加碱,增大c(OH- ),促进强酸弱碱盐的水解,抑制强碱弱酸盐的水解。
①水解平衡正移,盐的水解程度不一定增大,例如:加水稀释时,水解平衡正移,水解程度一定增大,但增大盐溶液的浓度时,水解平衡也正移,水解程度却减小。
②盐溶液变浓或变稀,其水解平衡均正移。以A-+H2OHA+OH-为例,加入NaA(s),c(A-)变大,平衡正向移动,水解常数不变,而c(HA)增大,所以 减小,即水解程度减小;加水稀释,c(HA)、c(OH-)、c(A-)都减小,平衡正向移动,增大,即水解程度增大。
【例2】0.1mol/L溶液中,由于的水解,使得。如果要使更接近于0.1mol/L,可采取的措施是
A.加入少量氢氧化钠 B.加入少量水
C.加入少量HCl D.加热
【答案】C
【分析】如果要使更接近于0.1mol/L,需要抑制铵根离子水解,并且加入的物质和铵根离子之间不反应即可,根据水解平衡的移动影响因素来回答。
【解析】A.加入氢氧化钠,会消耗铵根离子,使得铵根离子浓度更小于,故A错误;B.加水稀释会导致溶液中铵根离子浓度减小,故B错误;C.加入HCl会抑制铵根离子水解,能使更接近于0.1mol/L,故C正确;D.加热会促进铵根离子水解,导致溶液中铵根离子浓度减小,故D错误;答案选C。
【解题要点】学会利用水解常数、电离常数、水的离子积进行有关运算化简得出题中的离子浓度比值。
【即练3】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.升高温度,减小
C.通入H2S,HS-的浓度增大 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】C
【解析】水解平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,A项错误;水解是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,HS-的浓度增大,S2-的浓度减小,所以HS-的浓度和S2-的浓度的比值增大,B项错误;通入H2S,H2S会结合水解出的OH-,使平衡正向移动,HS-的浓度增大,C项正确;加入氢氧化钠固体,溶液的碱性增强,溶液pH增大,D项错误。
【即练4】为使溶液中减小,下列措施可行的是
A.加热溶液 B.加适量的稀盐酸
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量固体
【答案】D
【详解】A.加热溶液,不变,温度升高促进水解,使减小,因此增大,A项错误;
B.加适量的稀盐酸,发生反应,减小,不变,增大,B项错误;
C.加入适量蒸馏水,促进水解,减小,不变,则增大,C项错误;
D.加入适量固体,不变,增大,则减小,D项正确;
答案选D。
知识点03 盐类水解的应用
1.在科学研究中的应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
如FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
配制或贮存易水解的盐溶液
配制CuSO4溶液时,加入少量H2SO4防止Cu2+水解;贮存Na2CO3、Na2SiO3溶液时,不能用磨口玻璃塞,应用带有橡胶塞的试剂瓶
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
制备某些无水盐
将某些挥发性酸对应的弱碱盐溶液直接蒸干时得不到无水盐。例如:加热AlCl3、FeCl3溶液,在加热过程中水解生成的HCl不断挥发,水解平衡不断正向移动,得到Al(OH)3、Fe(OH)3,继续加热,Al(OH)3、Fe(OH)3分解得到Al2O3、Fe2O3所以要得到无水AlCl3、FeCl3只有在HCl气流中加热对应溶液才能实现 。
制备无机化合物材料TiO2
TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl,制备时加入大量水,同时加热,促进水解趋于完全,所得TiO2·xH2O经焙烧得到TiO2。类似的方法也可以用来制备SnO、SnO2等
物质的提纯
除去MgCl2溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgO、镁粉、Mg(OH)2或MgCO3,从而降低溶液酸性使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,然后通过过滤除去
判断离子共存
Al3+与[Al(OH)4]-、CO32-、HCO3-、S2-、HS-等因水解相互促进而不能大量共存
证明某物质属于弱电解质(弱酸或弱碱)
如常温下,NaX溶液的pH>7,说明HX是弱酸
某些活泼金属与强酸弱碱盐的反应
如镁条放入NH4Cl、FeCl3溶液中均可产生氢气(Mg与NH4+、Fe3+水解产生的H+反应)
①将氯化亚锡晶体(SnCl2·2H2O)溶于水,氯化亚锡在水中发生水解生成沉淀:SnCl2+H2O=== Sn(OH)Cl↓+HCl,此时若加入稀盐酸可使溶液变澄清。
②判断盐所对应酸的相对强弱:相同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分别为8、9、10,则酸性:HX>HY>HZ。
③比较非金属元素的非金属性强弱如:相同浓度时,硅酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠的pH依次减小,则非金属性:Si<C<S。
2.在工农业生产和生活中的应用
应用
举例
泡沫灭火器原理
主要成分为NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液,发生的反应为Al3++3HCO3-===Al(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
化肥的使用
铵态氮肥(溶液显酸性)与草木灰(溶液显碱性)不得混合施用
热的纯碱溶液清洗油污
CO32-+H2OHCO3-+OH-加热,水解平衡正移,溶液碱性增强,去污能力增强
可溶性铝盐、铁盐净水
Al3+、Fe3+水解生成的AI(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体具有吸附性,可作净水剂
除锈剂
NH4Cl、ZnCl2溶液因NH4+、Zn2+水解而显酸性,金属表而的氧化膜可与H+反应,因此NH4Cl、ZnCl2可作焊接时的除锈剂
3.盐溶液蒸干、灼烧时所得产物的判断
盐溶液蒸干、灼烧的分析思路:
(1)溶质是否受热分解;
(2)溶质在加热条件下是否被氧化;
(3)溶质中是否存在易发生水解反应的离子;
(4)水解产物是否易挥发而脱离反应体系。
常见类型
溶液蒸干、灼烧所得产物
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐
蒸干后一般得到原溶质,如将CuSO4溶液蒸干得CuSO4
金属阳离子易水解的易挥发性酸盐
蒸干、灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3灼烧得Al2O3
酸根离子易水解的强碱盐
蒸干后一般得到原溶质,如将Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3
挥发性弱酸的铵盐
蒸干后无固体,如NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2S等
热稳定性差的盐溶液
考虑盐受热时是否分解,如Ca(HCO3)2、NaHCO3、KMnO4、NH4Cl固体受热易分解,因此蒸干、灼烧后分别为Ca(HCO3)2→CaCO3→CaO;NaHCO3→ Na2CO3; KMnO4→K2MnO4和MnO2;NH4Cl→NH3和HCl
易被氧化的还原性盐溶液
在空气中蒸干时会被O2氧化,得不到原物质,如Na2SO3溶液蒸干得到其氧化产物Na2SO4
其他(从多角度考虑)
如蒸干NaClO溶液时,ClO-水解生成的HClO光照分解为HCl与O2,因此燕干NaClO溶液最后得到的固体是NaCl
【例3】化学与生活、生产等密切相关。下列应用与水解无关的是
A.小苏打作发酵粉 B.硫酸铝用于制作泡沫灭火器试剂
C.氮肥硫酸铵的施用使土壤酸化 D.铁盐作净水剂
【答案】A
【详解】A.小苏打受热分解放出二氧化碳气体,可作发酵粉,与水解无关,A正确;
B.硫酸铝与碳酸氢钠水解相互促进反应完全,放出大量二氧化碳气体,用于制作泡沫灭火器试剂,与水解有关,B错误;
C.硫酸铵中铵根离子水解使土壤呈酸性,与水解有关,C错误;
D.铁离子水解生成氢氧化铁胶体,能吸附水中悬浮杂质沉淀,可作净水剂,与水解有关,D错误;
故选A。
【解题要点】熟悉掌握盐类水解在科学研究中及生产生活中的应用
【即练5】(24-25高二上·湖北宜昌·期中)下列事实与盐类水解无关的是
A.洗涤油污常用热的纯碱溶液
B.FeCl3溶液腐蚀覆铜板印制电路板
C.配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体
D.氯化铵溶液中加入镁粉,产生两种气体
【答案】B
【解析】洗涤油污常用热的纯碱溶液,是利用水解显碱性,温度越高水解程度越大,碱性越强,则油脂也越容易水解洗去,A不选;用溶液腐蚀覆铜板实质是铜被氧化为铜离子:,与盐类水解无关,B选;配制氯化铁溶液时,先加较浓盐酸溶解氯化铁固体可以抑制水解,C不选;氯化铵溶液中存在水解平衡:,加入镁粉不断消耗H+产生氢气,水解平衡不断被促进,则溶液中会逸出氨气,D不选;故选D。
【即练6】下列实验操作能达到目的的是( )
①用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应制取Al2S3固体
②用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体
③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体
④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
【答案】B
【解析】Al3+和S2-在水溶液中会彻底水解得不到Al2S3;MgCl2在水溶液中水解,蒸发过程中水解生成的HCl会挥发,最后得到Mg(OH)2而不是MgCl2。
一、单选题
1.(25-26高二上·广东东莞·期中)下列物质加入水中对水的电离平衡没有影响的是
A.KHSO4 B.Ca(OH)2 C.BaSO4 D.HClO
【答案】C
【详解】A.KHSO4在水中电离出K+和H+、,增加H+浓度,抑制水的电离,A不合题意;
B.Ca(OH)2是强碱,在水中电离出Ca2+和OH-,增加OH-浓度,抑制水的电离,B不合题意;
C.BaSO4是难溶于水的强电解质,其溶解度极低,溶于水的部分完全电离,但由于溶解的量极少,对水的电离平衡影响可忽略不计,C符合题意;
D.HClO是弱酸,在水中部分电离出H+和ClO-,增加H+浓度,抑制水的电离,D不合题意;
故答案为:C。
2.溶液中的水解反应达到平衡:,若要使的水解程度增大,应采用的方法是
A.加入少量固体 B.加入少量水 C.加入固体 D.降温
【答案】B
【详解】A项,加入少量固体,对水解平衡无影响;B项,加入少量水,溶液得以稀释,的水解程度增大;C项,加入固体,溶液中的浓度增大,水解平衡正向移动,但的水解程度减小;D项,水解反应为吸热反应,降温,平衡逆向移动,的水解程度减小。
3.硝酸亚铁是种重要的化学试剂,可用于印染业,也可用作医药治疗缺铁性贫血。其稀溶液中存在以下平衡:。下列说法错误的是
A.该水解常数表达式为:
B.加水稀释,平衡右移,溶液颜色变浅
C.滴加浓盐酸,平衡左移,溶液绿色加深
D.升高温度,硝酸亚铁水獬程度增大
【答案】C
【详解】稀溶液中的浓度为常量,不写入平衡常数表达式,而不是沉淀,浓度不为定值,应写入表达式,故A正确;加水稀释,和均减小,浓度商减小,故平衡右移,溶液颜色变浅,故B正确;加浓盐酸,强酸性时将氧化成,溶液变为黄色,故C错误;水解为吸热反应,升高温度,水解平衡右移,水解程度增大,故D正确。
4.(25-26高二下·广东惠州·期中)生活离不开化学,下列有关生活中水解的离子方程式错误的是
A.泡沫灭火器灭火:Al3+ + 3HCO+ 3H2O=Al(OH)3 ↓+ 3CO2↑
B.铁盐用于净水:Fe3+ + 3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3H+
C.用纯碱清洗油污:CO+ H2OHCO + OH-
D.NH4Cl溶液可用作焊接时除锈(Fe2O3):6NH+ Fe2O3 +3H2O2Fe3+ + 6NH3·H2O
【答案】A
【详解】A.泡沫灭火器灭火原理是与发生双水解反应:,A错误;
B.铁盐用于净水原理为:,胶体具有吸附性,可用于净水,B正确;
C.纯碱为Na2CO3,清洗油污原理为,油污在碱性溶液中发生水解,C正确;
D.溶液中水解使溶液显酸性(),能溶解铁锈,发生的反应离子方程式为,D正确;
故选A。
5.(25-26高二上·吉林·期中)下列叙述中与盐类的水解有关的是
①用泡沫灭火器来灭火
②铁在潮湿的环境下生锈
③与溶液可作焊接中的除锈剂
④盛放溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞
⑤酸雨在空气中放置一段时间pH降低
A.③④⑤ B.①③④ C.①②③ D.全部有关
【答案】B
【详解】①泡沫灭火器中, 溶液中的 与 溶液中的 发生双水解反应:,产生大量 泡沫用于灭火,与盐类水解有关;
②这是铁发生电化学腐蚀的过程,属于氧化还原反应,与盐类水解无关。
③ 和 在溶液中发生水解反应:、,使溶液显酸性,能与金属氧化物反应除锈,与盐类水解有关;
④ 溶液中, 发生水解:,使溶液显碱性, 会与玻璃中的 反应生成具有粘性的 ,导致瓶塞与瓶口粘连,与盐类水解有关;
⑤酸雨中的 (弱酸)被空气中的 氧化为 (强酸),酸性增强,pH 降低,这是氧化还原反应,与盐类水解无关;
因此与盐类水解有关的是 ①③④,故答案选B。
6.(25-26高二上·陕西榆林·期中)可用作白色颜料和阻燃剂等。在实验室中可利用的水解反应制取(的水解分三步进行,中间产物有等),其总反应可表示为:,反应后期要加入少量氨水。下列说法错误的是
A.实验室配制溶液时可将加入水中并加热
B.将缓慢加入大量水中有利于提高的转化率
C.的水解反应含有三个基元反应
D.加入少量氨水是为了消耗促进水解
【答案】A
【详解】A.实验室配制SbCl3溶液时若将SbCl3加入水中并加热,会促进水解(总反应吸热),导致无法得到SbCl3溶液,A错误;
B.将SbCl3缓慢加入大量水中可降低浓度,促进水解正向进行,提高转化率,B正确;
C.题目明确说明SbCl3的水解分三步进行,对应三个基元反应,C正确;
D.氨水与生成的HCl反应,减少产物浓度,从而促进水解,D正确;
故选A。
7.(25-26高二上·宁夏·期中)分别对稀溶液进行下列操作,一定可使增大的是
A.升温 B.恒温加少量水
C.恒温加入少量固体 D.恒温加入少量固体KOH
【答案】D
【分析】在水溶液中发生水解反应 ,溶液呈碱性。
【详解】A.升温促进水解,CH3COO⁻减少,CH3COOH增加,比值减小,故不选A;
B.恒温加水稀释,促进水解,不变,减小,所以减小,故不选B;
C.加入NaHSO4电离出H+,促进水解,CH3COO⁻减少,CH3COOH增加,减小,故不选C;
D.加入KOH,OH-浓度增大,水解平衡逆向移动,CH3COO⁻增加,CH3COOH减少,增大,故选D;
选D。
8.将0.01 mol/LHCN溶液与0.01 mol/LNaCN溶液等体积混合,可得到缓冲溶液。常温下HCN电离常数。下列叙述正确的是
A.该混合溶液中:
B.加水稀释,增大
C.混合溶液中:
D.混合溶液中加入少量NaCN固体,HCN和CN-的浓度均增大
【答案】D
【详解】A.混合溶液中的水解常数,水解程度大于的电离程度,因此,A错误;
B.电离常数仅与温度有关,常温下温度不变,不随稀释变化,B错误;
C.根据物料守恒,等浓度等体积混合时,即,选项比例关系颠倒,C错误;
D.加入少量固体,直接使增大,同时的电离平衡逆向移动,也增大,D正确;
故选D。
9.(25-26高二上·广东·期中)二甲胺为无色液体,其水合物为一元有机弱碱(常温下,其电离常数),与盐酸反应生成。下列说法不正确的是
A.常温下,水解常数为
B.加水稀释溶液,溶液中减小
C.溶液中存在:
D.等浓度的和的混合液中,
【答案】B
【详解】A.常温下,(CH3)2NH2Cl水解常数为:,A正确;
B.根据电离平衡,,可知,加水稀释,减小,则溶液中比值增大,B错误;
C.盐溶液中浓度最大,阳离子因部分水解浓度稍低,水解后,溶液中浓度大于,则溶液中存在:,C正确;
D.该混合溶液中存在电离平衡:和水解平衡:,>(由A项可知),由于弱碱电离程度大于其共轭酸水解程度,导致平衡时,,D正确;
故选B。
10.(25-26高二上·广东广州·期中)25℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.等体积等浓度的盐酸和醋酸与足量锌粒反应,醋酸产生多
B.将溶液从25℃升温至60℃,溶液中增大
C.常温下,将盐酸稀释至1000 mL,所得溶液的pH约为9
D.物质的量浓度相同的①溶液 ②溶液,:①>②
【答案】D
【详解】A.等体积等浓度的盐酸和醋酸中,参加反应的n(H+)相同,与足量锌反应生成的H2量相等,A错误;
B.升高温度,促进CH3COO-水解,Kh增大,比值=,则减小,B错误;
C.常温下,将1 mL 1×10−6 mol/L盐酸稀释至1000 mL,稀释后盐酸浓度极低,溶液pH无限接近7,C错误;
D.NH4Cl中水解,NH4HCO3中与双水解相互促进,水解程度更大,故c():①>②,D正确;
故选D。
二、非选择题
11.请同学们利用化学知识来分析一下下列问题的化学原理。
(1)实验室在配制溶液时,常将固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其目的是___________。
(2)净水的原理是___________(用离子方程式表示);将溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是___________(写化学式)。
(3)已知草酸是二元弱酸,常温下测得的的为4.8,则此溶液中___________(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)泡沫灭火器内装有饱和溶液,该溶液呈碱性的原因是___________(用离子方程式表示);灭火器内另一容器中装有溶液,该溶液呈酸性的原因是___________(用离子方程式表示);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___________。
【答案】(1)抑制的水解
(2) (胶体)
(3)大于
(4)
12.回答下列问题。
(1)已知:
①常温下,溶液和溶液,碱性更强的是___________。
②时,溶液显___________性。
(2)能证明溶液中存在水解平衡的事实是___________(填字母)。
A.滴入酚酞溶液变红,再加溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加溶液后产生沉淀且红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加氯水后红色褪去
(3)已知:,。时,浓度均为的溶液和溶液中___________(填“>”“<”或“=”)。若要使两溶液的相等应___________(填字母)。
a.向溶液中加适量水
b.向溶液中加适量
c.向溶液中加固体
d.向溶液中加适量的水
(4)在空气中直接加热晶体得不到纯的无水,原因是___________(用化学方程式表示)。由晶体得到纯的无水的合理方法是___________。
【答案】(1) 溶液 中
(2)B
(3) > bd
(4) 在干燥的气流中加热脱水
【详解】(1)①因为,所以酸性:,其对应酸根离子的水解程度:,所以同浓度的溶液和溶液,的水解程度更大,溶液的碱性更强;②常温下,和的电离程度相同,则和的水解程度相同,所以溶液显中性。
(2)可以电离出氢离子,使溶液酸性增强,红色褪去不一定是发生平衡的移动,A不符合题意;属于正盐,在溶液中滴入酚酞溶液变红,溶液呈碱性,说明存在的水解,再加入溶液,和反应生成沉淀,而和不反应,溶液红色褪去,说明存在平衡的移动,即溶液中存在的水解平衡,B符合题意;氯气具有强氧化性,加入氯水后发生反应,溶液酸性增强,红色褪去与平衡移动无关,且氯水中含有具有漂白性的,也可以使红色褪去,C不符合题意。(3),所以酸性:,其对应酸根离子的水解程度:,所以同浓度的溶液和溶液中,;两溶液均显碱性,且溶液的小于溶液,若要使两溶液的相等,向溶液中加适量水,溶液被稀释,碱性减弱,a不符合题意;向溶液中加适量增大,溶液碱性增强,可以使两溶液相等,b符合题意;水解使溶液显碱性,向溶液中加入固体,会使醋酸钠溶液的增大,c不符合题意;向溶液中加适量的水,溶液被稀释,碱性减弱,可以使两溶液相等,d符合题意。
(4)在空气中直接加热晶体,加热过程中水解生成和易挥发而脱离体系,使得水解完全,因而得不到纯的无水,相关化学方程式为;为抑制铜离子的水解,应在干燥的气流中加热脱水。
13.(25-26高二上·吉林长春·期中)回答下列问题
(1)将氯化铝溶液加热蒸干灼烧得到的固体为___________。
(2)的溶液,在该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________。
(3)25℃时,的醋酸钠溶液和的氢氧化钠溶液中水电离出的浓度之比为___________。
(4)氢氰酸有剧毒,25℃时,该酸的电离常数为。
①25℃时KCN溶液中的水解常数___________(保留一位小数)。
②0.2 mol/L的KOH溶液与0.4 mol/L的HCN溶液等体积混合后,恢复到25℃,混合溶液中和浓度大小关系是___________(填“”、“”或“”)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)氯化铝是强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性:,加热时,水解加剧,HCl 挥发,直至完全水解,得到 固体。灼烧时, 分解:,因此最终固体为;
(2)是强电解质,完全电离:,溶液以、为主,且, 水解使溶液呈酸性:,使 ,故各离子浓度由大到小的顺序为:;
(3)的醋酸钠溶液中氢氧根全部来自水的电离,故,的氢氧化钠溶液中全部来自水的电离,故,故二者之比为;
(4)①时,氢氰酸的电离常数为,则溶液中的水解方程式为,CN-的水解常数。
②溶液混合时发生反应,设混合前溶液体积均为由于,过量,混合溶液中溶质为、,且,则若溶质未发生水解平衡及电离平衡时,而溶液中存在、,,使,故溶液中,即,所以。
14.回答下列问题:
(1)已知某温度时,,溶液的水解常数,则当溶液中时,试求该溶液的___________。
(2)已知时,的电离常数,该温度下的溶液中___________(已知)。
(3)时,的电离常数,则该温度下水解反应的平衡常数___________,若向溶液中加入少量的,则溶液中将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)9
(2)
(3) 增大
【详解】(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中分步水解使溶液呈碱性,碳酸根离子在溶液中的水解常数,当溶液中时,溶液中氢氧根离子浓度为,则由某温度时,水的离子积常数为可知,溶液的为;(2)由电离常数可知,时,铵根离子在溶液中的水解常数,则氯化铵溶液中氢离子的浓度为;(3)由亚硫酸的一级电离常数可知,时,亚硫酸氢根离子在溶液中的水解常数,溶液中,向溶液中加入少量碘时,碘与溶液中的亚硫酸氢根离子反应生成硫酸根离子、碘离子和氢离子,溶液中氢离子浓度增大、电离常数不变,则溶液中和的值增大。
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