3.3 盐类的水解 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-07-27
|
2份
|
43页
|
394人阅读
|
16人下载
普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 盐类的水解 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 861 KB |
| 发布时间 | 2026-07-27 |
| 更新时间 | 2026-07-27 |
| 作者 | 左耳 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58982393.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦高中化学“盐类的水解”核心知识点,从探究盐溶液酸碱性实验数据入手,系统梳理水解概念、实质、规律,延伸至水解方程式书写、影响因素、水解常数及应用,最终落脚于溶液中电荷、物料、质子守恒关系,构建从现象到本质、从理论到应用的完整学习支架。
该资料以实验数据表格(如不同盐溶液pH对比)引导科学探究,通过“有弱才水解”等规律培养结构决定性质的化学观念,守恒关系部分强化科学思维。对点练习与课后作业分层设计,课中辅助教师突破重难点,课后助力学生巩固知识,查漏补缺,提升解决实际问题能力。
内容正文:
3.3 盐类的水解
一、盐类的水解
1、探究盐溶液的酸碱性
盐溶液
NaCl
Na2SO4
Na2CO3
NaHCO3
CH3COONa
NH4Cl
(NH4)2SO4
pH
pH=7
pH=7
pH>7
pH>7
pH>7
pH<7
pH<7
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸 盐
强酸弱碱 盐
溶液酸碱性
中 性
碱 性
酸 性
2、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
微粒变化
CH3COO- 和 H+ 结合生成弱电解质 CH3COOH ,使水的电离平衡向电离方向移动
平衡时酸碱性
使溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
水解方程式
CH3COO-+H2O ⇄ CH3COOH+OH-
微粒变化
NH 和 OH- 结合生成弱电解质 NH3·H2O ,使水的电离平衡向 电离 的方向移动
平衡时酸碱性
使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈 酸 性
水解方程式
NH+H2O ⇄ NH3·H2O+H+
水解方程式
H2O ⇄H++OH-,NaCl===Cl-+Na+
理论解释:溶液中不生成 弱电解质 ,水的电离平衡未受影响,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈 中 性。
3、盐类的水解
(1)盐类水解的概念
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,叫做盐类的水解。
(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:①与酸碱中和反应互为可逆反应,是吸热反应;②一般情况下,盐类水解程度极其微弱;③符合化学平衡移动的原理。
(4)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。如:碳酸的酸性大于次氯酸,则相同浓度的NaHCO3溶液的水解程度小于NaClO溶液。
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。如:碳酸的电离常数Ka1小于NH3·H2O的电离常数Kb,故NH4HCO3溶液显碱性。
⑤“同强显中性”——①强酸强碱盐溶液显中性;②盐中的阳离子对应的碱的电离常数Kb与盐中的阴离子对应的酸的电离常数Ka相等时,盐溶液显中性。如Kb(NH3·H2O)=Ka(CH3COOH),故CH3COONH4溶液显中性。
4、盐类水解程度大小比较规律
(1)组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,组成盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
(2)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
(3)多元弱酸的酸根离子比酸式酸根离子的水解程度大得多。如相同浓度时,CO比HCO的水解程度大。
(4)水解程度:相互促进水解的盐>单水解的盐>相互抑制水解的盐。
如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
【对点练习】
1.下列物质能促进水电离,且水溶液显碱性的是
A. B. C. D.
2.下列溶液因盐的水解而呈酸性的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
3.在水溶液中呈酸性且促进水电离的是
A. B. C. D.
4.下列物质中属于强电解质,且其水溶液因水解呈酸性的是
A. B. C. D.
5.NH4Cl溶于重水(D2O)后,产生的一水合氨和水合氢离子为( )
A.NH2D·H2O和D3O+ B.NH3·D2O和HD2O+
C.NH3·HDO和D3O+ D.NH2D·HDO和H2DO+
6.常温下,物质的量浓度相同的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH依次为7、9、10,下列说法不正确的是( )
A.HX是强酸 B.离子浓度c(Z-)<c(Y-)<c(X-)
C.三种盐溶液中水的电离度都比纯水大 D.c(X-)=c(Z-)+c(HZ)
二、盐类水解方程式的书写
1.盐类水解程度一般很小,水解时通常不生成沉淀和气体,书写水解的离子方程式时,一般用“”连接,产物不标“↑”或“↓”。如:
(1)NaClO:ClO-+H2OHClO+OH-;
(2)(NH4)2SO4:NH+H2ONH3·H2O+H+。
2.多元弱酸根离子的水解分步进行,水解以第一步为主。如:
Na2CO3:CO+H2OHCO+OH-、
HCO+H2OH2CO3+OH-。
3.多元弱碱阳离子水解反应过程复杂,只要求一步写到底。如:AlCl3:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
4.弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进。
(1)NH与S2-、HCO、CO、CH3COO-等组成的盐虽然水解相互促进,但水解程度较小,书写时仍用“”表示。如:NH+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
(2)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO,Fe3+与CO、HCO等组成的盐水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀,书写时用“=表示。如Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。(一般要有弱碱沉淀生成)
【对点练习】
1.下列物质在常温时发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
A.Na2CO3:CO+2H2OH2CO3+2OH-
B.CuSO4:Cu2++2H2O===Cu(OH)2+2H+
C.NaAlO2:AlO+2H2OAl(OH)3+OH-
D.NaF:F-+H2O===HF+OH-
2.下列水解的离子方程式正确的是( )
A.Br-+H2OHBr+OH- B.NH+2H2ONH3·H2O+H3O+
C.CO+2H2OH2CO3+2OH- D.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
3.下列说法及离子方程式正确的是( )
A.Na2S水溶液呈碱性:S2-+2H2OH2S+2OH-
B.NH4Cl水溶液呈酸性:NH4Cl=NH3+H++Cl-
C.NaHSO3水溶液呈碱性:HSO3-+H2OH2SO3+OH-
D.NaHCO3水溶液呈碱性:HCO3-+H2OH2CO3+OH-
三、影响盐类水解的主要因素
1、反应物本身性质的影响
盐类水解程度的大小主要由 盐的性质 所决定的,生成盐的弱酸(或弱碱)越难 电离 (电离常数越小),盐的水解程度 越大 ,即越弱越水解。
2、实验探究反应条件对盐类水解程度的影响
已知FeCl3发生水解反应的离子方程式:Fe3++3H2O ⇄Fe(OH)3+3H+,根据实验操作填写下表:
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
盐的浓度
加入FeCl3固体,再测溶液的pH
溶液颜色变 深 ,溶液的pH 变小
加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向 正反应 方向移动
溶液的酸碱度
加盐酸后,测溶液的pH
溶液颜色变 浅 ,溶液的pH 变小
加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向 逆反应 方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液
产生 红褐 色沉淀
加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向 正反应 方向移动
温度
升高温度
溶液颜色变深
升高温度,水解平衡正向移动
【对点训练】
1.常温下,滴有两滴酚酞溶液的Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡,溶液呈红色,下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大
B.通入CO2,或者加入少量氯化铵溶液,溶液pH均减小
C.升高温度,红色变深,平衡常数增大
D.加入NaOH固体,减小
2.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡向逆反应方向移动,水解程度减小
B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度,c(HCO3-)/c(CO32-)减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
四、水解常数
1.概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度次幂之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)浓度之比是一个常数,该常数叫作水解常数。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====(Ka为CH3COOH的电离常数)
因而Ka(或Kb)与Kw的定量关系为Ka·Kh=Kw(或Kb·Kh=Kw)。
如Na2CO3的水解常数Kh=;
NaHCO3的水解常数Kh=。
NH4Cl的水解常数Kh=(Kb为NH3·H2O的电离常数)。
3.水解常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。水解常数只受温度的影响;因水解反应是吸热反应,故水解常数随温度的升高而增大。
【易错点】(1)稀释溶液过程中,盐的浓度减小,水解程度增大,但由于溶液中离子浓度是减小的,故溶液酸性(或碱性)减弱。
(2)向CH3COONa溶液中加入少量冰醋酸,并不会与CH3COONa溶液水解产生的OH-反应,使平衡向水解方向移动,原因是体系中c(CH3COOH)增大是主要因素,会使平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+
OH-左移。
【对点练习】苯甲酸钠()可用作饮料的防腐剂。在生产碳酸饮料的过程中,除添加苯甲酸钠外,还需加压充入气体(不考虑饮料中其他成分)。研究表明苯甲酸的抑菌能力显著高于苯甲酸钠。下列说法正确的是
已知25℃时,苯甲酸钠的,的,。
A.充入对抑菌能力无影响
B.向碳酸钠溶液中加入少量苯甲酸,无气泡生成
C.添加苯甲酸钠,抑制了饮料中碳酸的电离
D.添加苯甲酸钠后,变大
五、盐类水解的应用
1.盐类水解的常见应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断离子能否共存
若阴、阳离子发生水解相互促进的反应,水解程度较大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常见的水解相互促进的反应进行完全的有:
①Al3+与HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
②Fe3+与HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
③NH与SiO、AlO。
判断酸性强弱
NaX、NaY、NaZ三种盐pH分别为8、9、10,则酸性HX>HY>HZ
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;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
2.盐溶液蒸干时所得产物的判断
常见类型
溶液蒸干所得物质
金属阳离子易水解的挥发性强酸盐
蒸干时得氢氧化物和氧化物的混合物,灼烧时得氧化物,如AlCl3(FeCl3)溶液蒸干时得到Al(OH)3和Al2O3[Fe(OH)3和Fe2O3]的混合物
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐
蒸干得原溶质,如Al2(SO4)3溶液蒸干仍得Al2(SO4)3固体
酸根阴离子易水解的强碱盐
蒸干得原溶质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体
阴、阳离子均易水解,且水解产物均易挥发的盐
蒸干后得不到任何物质,如(NH4)2S、(NH4)2CO3等蒸干后得不到任何物质
不稳定的化合物的水溶液
加热时在溶液中就能分解,得不到原物质,如Ca(HCO3)2溶液蒸干后得CaCO3,Mg(HCO3)2溶液蒸干后得Mg(OH)2,KHCO3溶液蒸干后得K2CO3
易被氧化的盐
蒸干后得不到原物质,蒸干后得其氧化产物,如FeSO4溶液蒸干后得Fe2(SO4)3,Na2SO3溶液蒸干后得Na2SO4
【对点练习】1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐类水解的性质无关的是( )
A. 金属焊接时可用NH4Cl溶液做除锈剂
B. B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C. 长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D. D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
2.下列应用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解反应无关的是( )
A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞
B.泡沫灭火器中含有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将二者混合就可产生大量二氧化碳
C.常用热的碳酸钠溶液清洗油污
D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
3.下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A.用TiCl4和大量水反应,同时加热制备TiO2
B.草木灰和铵态氮肥不能混合施用
C.实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉
D.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热可以增强去污效果
五、溶液中的守恒关系
1.把握三种守恒,明确等量关系
三守恒
原理与方法
举例
说明
电荷
守恒
原理: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。即电荷守恒,溶液呈电中性。
方法:①找出溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。
Na2CO3溶液为例:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
物料
守恒
原理: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,就该离子所含的某种元素来说,变化前后其原子个数是守恒的,即元素物料守恒。
方法:①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的质量守恒关系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
①单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒。
②两元素守恒,如Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO),即钠元素与碳元素守恒。
质子
守恒
原理: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。
方法一:可以由电荷守恒与元素质量守恒推导出来。
方法二:质子守恒是依据水的电离平衡:H2OH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
方法一:Na2CO3中将电荷守恒和物料守恒中的Na+消去得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:
①以Na2CO3溶液为例:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
②以NaHCO3溶液为例:
c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
①由电荷守恒与物料守恒也可以推出质子守恒,即方法一
②化学计量数为得(或失)质子的数目
③H3O+简写为H+
2.粒子浓度关系比较及等式关系
单一
电解质溶液
一元弱酸
0.100 mol·L-1L CH3COOH溶液中的浓度关系:
物料守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)
一元弱碱
0.100 0 mol·L-1 NH3·H2O溶液中的粒子浓度关系:
物料守恒:c(NH3·H2O)+c(NH)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
各粒子浓度大小关系:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
一元弱酸的强碱盐
0.100 0 mol·L-1 NH4Cl溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
一元弱碱的强酸盐
0.100 0 mol·L-1 CH3COONa溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
各粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
弱酸的
酸式盐溶液
0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH>7,溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
各粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(CO)[或c(H+)]
混合溶液
等浓度、等体积的盐与酸的混合溶液
分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液,pH<7,溶液中粒子浓度关系:
粒子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
物料守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液,pH>7,溶液中粒子浓度大小顺序:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),且c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
等浓度、等体积的盐与碱的混合溶液
常温下,等浓度、等体积的NH4Cl和NH3·H2O混合溶液,pH>7,溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+)
各粒子浓度大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
酸、碱中和型粒子浓度关系比较
盐酸
滴定氨水
常温下,用0.100 0 mol·L-1盐酸溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1氨水
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
V(HCl)=10(点①)
溶质是:等物质的量的NH4Cl和NH3·H2O
粒子浓度大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
pH=7(点②)
粒子浓度大小关系:c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
V(HCl)=20(点③)
溶质是:NH4Cl
粒子浓度大小关系:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
等浓度
碱与酸混合
等浓度的NaOH和CH3COOH溶液按体积比1∶2混合后pH<7,粒子浓度大小顺序:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
pH和为14酸与碱混合
常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合,粒子浓度大小顺序:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
不同溶液中同一离子浓度比较
离子组成比例不同
Ⅰ. 浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2SO4 ②(NH4)2CO3 ③NH4Al(SO4)2 ④NH4HCO3溶液,NH的物质的量的浓度由大到小的顺序为:
离子组成比例相相
Ⅱ. 常温下物质的量浓度相等的①NH4HCO3 ②NH4HSO4 ③NH4Fe(SO4)2 ④NH4Cl:溶液中NH的浓度由大到小的顺序:②>③>④>①。
等pH不同溶液中同一离子浓度关系
pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4溶液:c(NH)大小顺序:②=①>③。
【归纳小结】
溶液中粒子浓度大小比较方法的四个步骤:
(1)判断反应产物:判断两种溶液混合时生成了什么物质,是否有物质过量,再确定反应后溶液的组成。
(2)写出反应后溶液中存在的平衡:根据溶液的组成,写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡),尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系,在具体应用时要注意防止遗漏。
(3)列出溶液中存在的等式:根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理,列出两个重要的等式,即电荷守恒式和物料守恒式,据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式。
(4)比大小:根据溶液中存在的平衡和题给条件,结合平衡的有关知识,分析哪些平衡进行的程度相对大一些,哪些平衡进行的程度相对小一些,再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较最重要的一步,关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论,树立“主次”意识。
判反应
写平衡
列等式
两溶液混合是否发生反应
写出溶液中所有平衡(电离平衡、水解平衡)
根据电荷守恒、物料守恒、质子守恒列式
弄清真实组成
分主次
根据溶液中存在的平衡和题给条件,结合平衡的有关规律,分析哪些平衡进行的程度相对大一些,哪些平衡进行的程度相对小一些,再依此比较出溶液各粒子浓度的大小。
【对点练习】
1.常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1mol·L-1H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)
B.在0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)= c(OH―)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C.在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中c(H2CO3)+ c(HCO3-)=0.1mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH―)>c(H+)
2.下列有关溶液(室温下)的说法正确的是( )
A.Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中:2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
B.0.10mol•L-1NaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7:c(Na+)>c(NH4+)>c(SO32-)
C.物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液、④(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH4+)的大小关系:④>①>②>③
D.0.10mol•L-1CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)>c(Cl-)
3.二元弱酸是分步电离的,25℃时碳酸和氢硫酸的如下表。
H2CO3
Ka1=4.5×10-7
H2S
Ka1=1.1×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka2=1.3×10-13
下列叙述正确的是( )
A.根据以上数据可知,NaHCO3溶液中c(CO32-)>c(H2CO3
B.等浓度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(S2-)+c(CO32-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.过量H2S通入Na2CO3溶液中反应的离子方程式为H2S+CO32-=HS-+CO2
【课后作业】
1.在水中加入下列物质,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性的是( )
A.NaCl B.H2SO4 C.Na2CO3 D.NH4Cl
2.下列式子属于水解反应,且溶液呈酸性的是
A.HCO3-+H2OH3O++CO32- B.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
C.HS-+H2OH2S+OH- D.NH4++OH-NH3↑+H2O
3.为了除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO
4.配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是( )
A.FeSO4(Fe) B.CuCl2(HCl) C.FeCl3(HCl) D.CH3COONa (NaOH)
5.溶液中FeCl3的水解反应达到平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,若要使FeCl3的水解程度增大,应采用的方法是( )
A.加入少量NaCl固体 B.加入少量水 C.加入FeCl3固体 D.降温
6.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数增大 D.加入NaOH固体,减小
7.等体积的下列溶液中,阴离子的总浓度最大的是( )
A.0.2 mol·L-1 K2S B.0.1 mol·L-1 Ba(OH)2
C.0.2 mol·L-1 NaCl D.0.2 mol·L-1 (NH4)2SO4
8.有四种物质的量浓度相同且由+1价阳离子A+、B+和-1价阴离子X-、Y-构成的盐溶液。据测定,常温下AX溶液和BY溶液的pH都为7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7。据此推断,可能不水解的盐是( )
A.AX B.BX C.AY D.BY
9.下列各组中的比值等于2的是( )
A.pH均为12的烧碱溶液与氢氧化钡溶液的物质的量浓度之比
B.硫化钾溶液中c(K+)与c(S2-)之比
C.相同温度下,0.2 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)之比
D.10 mL 0.5 mol·L-1盐酸与5 mL 0.5 mol·L-1盐酸中的c(H+)之比
10.25℃时,浓度均为0.2mol•L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在水解平衡和电离平衡
B.由水电离出的c(OH-)前者小于后者
C.存在的离子种类相同
D.分别加入NaOH固体,恢复至室温,水解平衡均受到抑制,溶液的pH均减小
11.25 ℃时,某一元酸(HB)对应的盐NaB的水溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )
A.HB的电离方程式为HB===H++B-
B.NaB溶液中:c(Na+)> c(OH-) >c(B-)>c(H+)
C.NaB溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HB)+c(B-)
D.0.1 mol/L NaB溶液中水电离出的OH-浓度大于10-7 mol/L
12.将标准状况下的2.24LCO2通入150mLlmol/LNaOH溶液中,下列说法正确的是( )
A.c(HCO3-)略大于c(CO32-) B.c(HCO3-)等于c(CO32-)
C.c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-) D.c(HCO3-)略小于c(CO32-)
13.下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的反应:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑CO2的反应)
14.把0.02 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液以等体积混合,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.c(CH3COO-)>c(Na+)
B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
C.2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
D.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.02 mol·L-1
15.0.02 mol·L-1的HCN溶液与0.02 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中
c(CN-)<c(Na+),则下列关系中,正确的是( )
A.c(Na+)>c(CN-)>c(H+)>c(OH-) B.c(HCN)+c(CN-)=0.04 mol·L-1
C.c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-) D.c(CN-)>c(HCN)
16.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.等物质的量的CH3COOH和CH3COONa溶于水:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
D.0.1mol/L的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
17.碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
K1=1.3×10-2 K2=6.2×10-8
下列说法正确的是( )
A.pH相同的①Na2CO3②Na2SO3溶液中c(Na+):①>②
B.少量CO2通入Na2SO3溶液中反应的离子方程式为:CO2+H2O+2SO32-=CO32-+HSO3-
C.某NaHSO3溶液pH=5,则该溶液中的c(H2SO3)>c(SO32-)
D.等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3)
18.在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl ΔH>0。
回答下列问题:
(1)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入________。
(3)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是____________________________。
19.室温下,pH=2的某酸HnA(A为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH变为8。
(1)写出生成的正盐的分子式:__________。
(2)该盐中存在着一种水解的离子,该离子的水解方程式为_________________。
(3)简述该混合液呈碱性的原因:_____________________________________。
20.室温下,如果取0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因(用离子方程式表示):______________________________。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)____(填“>”、“<”或“=”)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。
(3)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH______7(填“>”、“<”或“=”)。
21.10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃
10
20
30
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
甲同学认为,该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为__________________________________________________________。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度______(填“大于”或“小于”)NaHCO3,该分解反应的化学方程式为______________________。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为:
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液,若产生沉淀,则乙判断正确。为什么?能不能选用Ba(OH)2溶液?___________________________________________________。
(2)将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH______(填“大于”、“小于”或“等于”)8.3,则__________(填“甲”或“乙”)判断正确。
学科网(北京)股份有限公司
$
3.3 盐类的水解
一、盐类的水解
1、探究盐溶液的酸碱性
盐溶液
NaCl
Na2SO4
Na2CO3
NaHCO3
CH3COONa
NH4Cl
(NH4)2SO4
pH
pH=7
pH=7
pH>7
pH>7
pH>7
pH<7
pH<7
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸 盐
强酸弱碱 盐
溶液酸碱性
中 性
碱 性
酸 性
2、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
微粒变化
CH3COO- 和 H+ 结合生成弱电解质 CH3COOH ,使水的电离平衡向电离方向移动
平衡时酸碱性
使溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
水解方程式
CH3COO-+H2O ⇄ CH3COOH+OH-
微粒变化
NH 和 OH- 结合生成弱电解质 NH3·H2O ,使水的电离平衡向 电离 的方向移动
平衡时酸碱性
使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈 酸 性
水解方程式
NH+H2O ⇄ NH3·H2O+H+
水解方程式
H2O ⇄H++OH-,NaCl===Cl-+Na+
理论解释:溶液中不生成 弱电解质 ,水的电离平衡未受影响,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈 中 性。
3、盐类的水解
(1)盐类水解的概念
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,叫做盐类的水解。
(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:①与酸碱中和反应互为可逆反应,是吸热反应;②一般情况下,盐类水解程度极其微弱;③符合化学平衡移动的原理。
(4)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。如:碳酸的酸性大于次氯酸,则相同浓度的NaHCO3溶液的水解程度小于NaClO溶液。
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。如:碳酸的电离常数Ka1小于NH3·H2O的电离常数Kb,故NH4HCO3溶液显碱性。
⑤“同强显中性”——①强酸强碱盐溶液显中性;②盐中的阳离子对应的碱的电离常数Kb与盐中的阴离子对应的酸的电离常数Ka相等时,盐溶液显中性。如Kb(NH3·H2O)=Ka(CH3COOH),故CH3COONH4溶液显中性。
4、盐类水解程度大小比较规律
(1)组成盐的弱碱阳离子水解使溶液显酸性,组成盐的弱酸根离子水解使溶液显碱性。
(2)盐对应的酸(或碱)越弱,水解程度越大,溶液碱性(或酸性)越强。
(3)多元弱酸的酸根离子比酸式酸根离子的水解程度大得多。如相同浓度时,CO比HCO的水解程度大。
(4)水解程度:相互促进水解的盐>单水解的盐>相互抑制水解的盐。
如NH的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
【对点练习】
1.下列物质能促进水电离,且水溶液显碱性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.NaHCO3为强碱弱酸盐,HCO水解生成OH⁻,促进水的电离,溶液呈碱性,A符合题意;
B.KCl为强酸强碱盐,不水解,对水的电离无影响,溶液呈中性,B不符合题意;
C.NH4Cl为强酸弱碱盐,NH水解使溶液呈酸性,虽促进水的电离,但溶液显酸性,C不符合题意;
D.NaOH为强碱,电离产生大量OH⁻,抑制水的电离,溶液显碱性,D不符合题意;
故选A。
2.下列溶液因盐的水解而呈酸性的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】D
【详解】A.是强酸强碱盐,和都不发生水解,溶液中=,溶液呈中性,故A错误;
B. 溶液中,存在水解平衡,同时也存在电离平衡,但水解程度大于电离程度,溶液中,溶液呈碱性,故B错误;
C.溶液呈酸性是因为发生电离:,不是因为水解,故C错误;
D.是强酸弱碱盐,发生水解反应:,水解产生,使溶液中,溶液呈酸性,是因水解呈酸性,故D正确;
故选D。
3.在水溶液中呈酸性且促进水电离的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在水溶液中电离出氢离子,溶液呈酸性,但氢离子抑制水的电离,故A错误;
B.BeCl2是强酸弱碱盐,Be2+水解使溶液呈酸性,Be2+水解促进水的电离,B正确;
C.亚硫酸氢钠是弱酸的酸式盐,电离程度大于水解程度,溶液显弱酸性,由于电离程度更大,水的电离被抑制,C错误;
D.硝酸钾是强酸强碱盐,溶液呈中性,对水的电离无影响,D错误;
故本题选B。
4.下列物质中属于强电解质,且其水溶液因水解呈酸性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.属于盐,是强电解质,水溶液中铝离子水解使溶液呈酸性,A符合题意;
B.是弱酸,属于弱电解质,B不符合题意;
C.属于盐,是强电解质,水溶液中电离出氢离子使溶液呈酸性,C不符合题意;
D.属于盐,是强电解质,水溶液中碳酸氢根水解使溶液呈碱性,D不符合题意;
故选A。
5.NH4Cl溶于重水(D2O)后,产生的一水合氨和水合氢离子为( )
A.NH2D·H2O和D3O+ B.NH3·D2O和HD2O+
C.NH3·HDO和D3O+ D.NH2D·HDO和H2DO+
【答案】C
【解析】NH4Cl水解的实质是其电离出的N与重水电离出的OD-结合生成一水合氨,即D2OD++OD-,N+OD-NH3·HDO,D+与D2O结合生成D3O+。
6.常温下,物质的量浓度相同的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH依次为7、9、10,下列说法不正确的是( )
A.HX是强酸 B.离子浓度c(Z-)<c(Y-)<c(X-)
C.三种盐溶液中水的电离度都比纯水大 D.c(X-)=c(Z-)+c(HZ)
【答案】C
【解析】A项,溶液PH=7说明NaX溶液不水解,HX是强酸,正确;B项,因pH越大,说明酸根离子水解越是强烈,所以盐溶液中离子浓度c(Z-)<c(Y-)<c(X-),正确;C项,依据NaX溶液PH=7分析,X-离子不水解,溶液中水的电离不变,故C错误;D项,根据物料守恒:c(Na+)=c(X-),c(Na+)=c(Z-)+c(HZ),物质的量浓度相同的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ,c(Na+)=c(X-)=c(Z-)+c(HZ),正确。
二、盐类水解方程式的书写
1.盐类水解程度一般很小,水解时通常不生成沉淀和气体,书写水解的离子方程式时,一般用“”连接,产物不标“↑”或“↓”。如:
(1)NaClO:ClO-+H2OHClO+OH-;
(2)(NH4)2SO4:NH+H2ONH3·H2O+H+。
2.多元弱酸根离子的水解分步进行,水解以第一步为主。如:
Na2CO3:CO+H2OHCO+OH-、
HCO+H2OH2CO3+OH-。
3.多元弱碱阳离子水解反应过程复杂,只要求一步写到底。如:AlCl3:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
4.弱酸弱碱盐中阴、阳离子水解相互促进。
(1)NH与S2-、HCO、CO、CH3COO-等组成的盐虽然水解相互促进,但水解程度较小,书写时仍用“”表示。如:NH+CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
(2)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO,Fe3+与CO、HCO等组成的盐水解相互促进非常彻底,生成气体和沉淀,书写时用“=表示。如Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。(一般要有弱碱沉淀生成)
【对点练习】
1.下列物质在常温时发生水解,对应的离子方程式正确的是( )
A.Na2CO3:CO+2H2OH2CO3+2OH-
B.CuSO4:Cu2++2H2O===Cu(OH)2+2H+
C.NaAlO2:AlO+2H2OAl(OH)3+OH-
D.NaF:F-+H2O===HF+OH-
【答案】C
【解析】A项,应为CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+
OH-;B项,应为Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;D项,应为F-+H2OHF+OH-。
2.下列水解的离子方程式正确的是( )
A.Br-+H2OHBr+OH- B.NH+2H2ONH3·H2O+H3O+
C.CO+2H2OH2CO3+2OH- D.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
【答案】B
【解析】A项,Br-对应的HBr为强酸,不水解,错误;B项,原式子相当于NH+H2ONH3·H2O+H+,属于水解,正确;C项,CO水解应该分步,错误;D项,Fe(OH)3不写沉淀号,错误。
3.下列说法及离子方程式正确的是( )
A.Na2S水溶液呈碱性:S2-+2H2OH2S+2OH-
B.NH4Cl水溶液呈酸性:NH4Cl=NH3+H++Cl-
C.NaHSO3水溶液呈碱性:HSO3-+H2OH2SO3+OH-
D.NaHCO3水溶液呈碱性:HCO3-+H2OH2CO3+OH-
【答案】D
【解析】A项,S2-为多元弱酸根离子,水解方程式应分步书写;B项,NH4Cl水溶液呈酸性是因为N发生水解:N+H2ONH3·H2O+H+;C项,NaHSO3水溶液中以HSO3-的电离为主,呈酸性。
三、影响盐类水解的主要因素
1、反应物本身性质的影响
盐类水解程度的大小主要由 盐的性质 所决定的,生成盐的弱酸(或弱碱)越难 电离 (电离常数越小),盐的水解程度 越大 ,即越弱越水解。
2、实验探究反应条件对盐类水解程度的影响
已知FeCl3发生水解反应的离子方程式:Fe3++3H2O ⇄Fe(OH)3+3H+,根据实验操作填写下表:
影响因素
实验步骤
实验现象
解释
盐的浓度
加入FeCl3固体,再测溶液的pH
溶液颜色变 深 ,溶液的pH 变小
加入FeCl3固体,c(Fe3+)增大,水解平衡向 正反应 方向移动
溶液的酸碱度
加盐酸后,测溶液的pH
溶液颜色变 浅 ,溶液的pH 变小
加入盐酸,c(H+)增大,水解平衡向 逆反应 方向移动,但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液
产生 红褐 色沉淀
加入氢氧化钠后,OH-消耗H+,c(H+)减小,水解平衡向 正反应 方向移动
温度
升高温度
溶液颜色变深
升高温度,水解平衡正向移动
【对点训练】
1.常温下,滴有两滴酚酞溶液的Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡,溶液呈红色,下列说法不正确的是_____________。
A.稀释溶液,增大
B.通入CO2,或者加入少量氯化铵溶液,溶液pH均减小
C.升高温度,红色变深,平衡常数增大
D.加入NaOH固体,减小
【答案】A
【解析】稀释溶液,水解平衡常数Kh=不变,而溶液的碱性变弱,即c(H+)增大,故变小,故A错误;通入CO2,或者加入少量氯化铵溶液,均能消耗掉氢氧根,导致c(OH-)减小,c(H+)增大,故溶液pH减小,故B正确;盐类水解吸热,故升高温度,水解平衡右移,水解平衡常数增大,且溶液中c(OH-)增大,故红色变深,故C正确;加入氢氧化钠固体,增大了c(OH-),而水解平衡常数Kh=不变,故减小,故D正确。
2.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡向逆反应方向移动,水解程度减小
B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度,c(HCO3-)/c(CO32-)减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】A项,稀释溶液,促进水解,水解平衡向正反应方向移动,水解程度增大,故A错误;B项,CO2通入水中,生成H2CO3,可以与OH-反应,平衡向正反应方向移动,故B正确;C项,因水解是吸热的,则升温可以促进水解,平衡正向移动,c(CO32-)减小,c(HCO3-)增大,故c(HCO3-)/c(CO32-)是增大的,故C错误;D项,加入NaOH固体,碱性肯定增强,pH增大,故D错误。
四、水解常数
1.概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度次幂之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)浓度之比是一个常数,该常数叫作水解常数。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh====(Ka为CH3COOH的电离常数)
因而Ka(或Kb)与Kw的定量关系为Ka·Kh=Kw(或Kb·Kh=Kw)。
如Na2CO3的水解常数Kh=;
NaHCO3的水解常数Kh=。
NH4Cl的水解常数Kh=(Kb为NH3·H2O的电离常数)。
3.水解常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。水解常数只受温度的影响;因水解反应是吸热反应,故水解常数随温度的升高而增大。
【易错点】(1)稀释溶液过程中,盐的浓度减小,水解程度增大,但由于溶液中离子浓度是减小的,故溶液酸性(或碱性)减弱。
(2)向CH3COONa溶液中加入少量冰醋酸,并不会与CH3COONa溶液水解产生的OH-反应,使平衡向水解方向移动,原因是体系中c(CH3COOH)增大是主要因素,会使平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+
OH-左移。
【对点练习】苯甲酸钠()可用作饮料的防腐剂。在生产碳酸饮料的过程中,除添加苯甲酸钠外,还需加压充入气体(不考虑饮料中其他成分)。研究表明苯甲酸的抑菌能力显著高于苯甲酸钠。下列说法正确的是
已知25℃时,苯甲酸钠的,的,。
A.充入对抑菌能力无影响
B.向碳酸钠溶液中加入少量苯甲酸,无气泡生成
C.添加苯甲酸钠,抑制了饮料中碳酸的电离
D.添加苯甲酸钠后,变大
【答案】B
【详解】A.由题中信息可知:苯甲酸的抑菌能力显著高于苯甲酸钠,充CO2的饮料中会使苯甲酸浓度增大,所以相比于未充CO2的饮料,充入抑菌能力提高,故A错误;
B.向碳酸钠溶液中加入少量苯甲酸,生成碳酸氢钠和苯甲酸钠,无气泡生成B正确;
C.苯甲酸钠溶于水电离出苯甲酸根离子,会结合H+,促进了碳酸的电离,C错误;
D.=,电离常数只与温度有关,添加苯甲酸钠后,不变,D错误;
答案选B。
五、盐类水解的应用
1.盐类水解的常见应用
应用
举例
判断溶液的酸碱性
FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判断离子能否共存
若阴、阳离子发生水解相互促进的反应,水解程度较大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常见的水解相互促进的反应进行完全的有:
①Al3+与HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
②Fe3+与HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
③NH与SiO、AlO。
判断酸性强弱
NaX、NaY、NaZ三种盐pH分别为8、9、10,则酸性HX>HY>HZ
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;配制FeCl3溶液,加入少量盐酸;贮存Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液不能用磨口玻璃塞
胶体的制取
制取Fe(OH)3胶体的离子反应:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
泡沫灭火器原理
成分为NaHCO3与Al2(SO4)3,发生反应为Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂
明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
化肥的使用
铵态氮肥与草木灰不得混用
除锈剂
NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接时的除锈剂
2.盐溶液蒸干时所得产物的判断
常见类型
溶液蒸干所得物质
金属阳离子易水解的挥发性强酸盐
蒸干时得氢氧化物和氧化物的混合物,灼烧时得氧化物,如AlCl3(FeCl3)溶液蒸干时得到Al(OH)3和Al2O3[Fe(OH)3和Fe2O3]的混合物
金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐
蒸干得原溶质,如Al2(SO4)3溶液蒸干仍得Al2(SO4)3固体
酸根阴离子易水解的强碱盐
蒸干得原溶质,如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固体
阴、阳离子均易水解,且水解产物均易挥发的盐
蒸干后得不到任何物质,如(NH4)2S、(NH4)2CO3等蒸干后得不到任何物质
不稳定的化合物的水溶液
加热时在溶液中就能分解,得不到原物质,如Ca(HCO3)2溶液蒸干后得CaCO3,Mg(HCO3)2溶液蒸干后得Mg(OH)2,KHCO3溶液蒸干后得K2CO3
易被氧化的盐
蒸干后得不到原物质,蒸干后得其氧化产物,如FeSO4溶液蒸干后得Fe2(SO4)3,Na2SO3溶液蒸干后得Na2SO4
【对点练习】1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐类水解的性质无关的是( )
A. 金属焊接时可用NH4Cl溶液做除锈剂
B. B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C. 长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D. D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
【答案】B
【解析】NH4Cl水解溶液显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故和盐类水解有关,A不合题意;亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止Fe2+被氧化,与盐类的水解无关,B符合题意;铵根离子水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,与盐类的水解有关,C不合题意;FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,和盐类的水解有关,D不合题意。
2.下列应用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解反应无关的是( )
A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞
B.泡沫灭火器中含有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,使用时只需将二者混合就可产生大量二氧化碳
C.常用热的碳酸钠溶液清洗油污
D.可利用碳酸钠与醋酸反应制取少量二氧化碳
【答案】D
【解析】A项,Na2CO3水解使溶液显碱性,OH-与玻璃中的SiO2会发生反应;B项,NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应:Al3++3 HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;C项,CO32-水解使溶液显碱性,能够除去油污;D项与盐类的水解无关。
3.下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A.用TiCl4和大量水反应,同时加热制备TiO2
B.草木灰和铵态氮肥不能混合施用
C.实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉
D.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热可以增强去污效果
【答案】C
【解析】A项,TiCl4溶于大量水发生反应TiCl4+(2+x)H2OTiO2•xH2O+4HCl,加入大量水并加热,HCl挥发,促使水解正向进行,故A错误;B项,草木灰与铵态氮肥混合施用会发生互相促进的水解反应,会降低肥效,故B错误;C项,铁粉防止亚铁离子被氧化,与水解原理无关,故C正确;D项,用Na2CO3溶液清洗油污时,加热,水解程度增大,碱性更强,因此去污效果增强,故D错误;故选C。
五、溶液中的守恒关系
1.把握三种守恒,明确等量关系
三守恒
原理与方法
举例
说明
电荷
守恒
原理: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。即电荷守恒,溶液呈电中性。
方法:①找出溶液中所有的阴、阳离子。
②阴、阳离子浓度乘以自身所带的电荷数建立等式。
Na2CO3溶液为例:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
物料
守恒
原理: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,就该离子所含的某种元素来说,变化前后其原子个数是守恒的,即元素物料守恒。
方法:①分析溶质中的特定元素的原子或原子团间的质量守恒关系(特定元素除H、O元素外)。
②找出特征元素在水溶液中的所有存在形式。
①单一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒。
②两元素守恒,如Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HCO)+2c(CO),即钠元素与碳元素守恒。
质子
守恒
原理: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。
方法一:可以由电荷守恒与元素质量守恒推导出来。
方法二:质子守恒是依据水的电离平衡:H2OH++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
方法一:Na2CO3中将电荷守恒和物料守恒中的Na+消去得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。
方法二:
①以Na2CO3溶液为例:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
②以NaHCO3溶液为例:
c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
①由电荷守恒与物料守恒也可以推出质子守恒,即方法一
②化学计量数为得(或失)质子的数目
③H3O+简写为H+
2.粒子浓度关系比较及等式关系
单一
电解质溶液
一元弱酸
0.100 mol·L-1L CH3COOH溶液中的浓度关系:
物料守恒:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)
一元弱碱
0.100 0 mol·L-1 NH3·H2O溶液中的粒子浓度关系:
物料守恒:c(NH3·H2O)+c(NH)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)
各粒子浓度大小关系:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)
一元弱酸的强碱盐
0.100 0 mol·L-1 NH4Cl溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
质子守恒:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
一元弱碱的强酸盐
0.100 0 mol·L-1 CH3COONa溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)=0.1 mol·L-1
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
各粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)
弱酸的
酸式盐溶液
0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH>7,溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:c(Na+)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO)
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO)
各粒子浓度大小关系:c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(CO)[或c(H+)]
混合溶液
等浓度、等体积的盐与酸的混合溶液
分子的电离程度大于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液,pH<7,溶液中粒子浓度关系:
粒子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
物料守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
分子的电离程度小于对应离子的水解程度
在0.1 mol·L-1的HCN和0.1 mol·L-1的NaCN混合溶液,pH>7,溶液中粒子浓度大小顺序:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),且c(HCN)>c(Na+)=0.1 mol·L-1。
等浓度、等体积的盐与碱的混合溶液
常温下,等浓度、等体积的NH4Cl和NH3·H2O混合溶液,pH>7,溶液中粒子浓度关系:
物料守恒:2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+)
各粒子浓度大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
酸、碱中和型粒子浓度关系比较
盐酸
滴定氨水
常温下,用0.100 0 mol·L-1盐酸溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1氨水
关键点
溶液中溶质成分及粒子浓度关系
V(HCl)=10(点①)
溶质是:等物质的量的NH4Cl和NH3·H2O
粒子浓度大小关系:c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
pH=7(点②)
粒子浓度大小关系:c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
V(HCl)=20(点③)
溶质是:NH4Cl
粒子浓度大小关系:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
等浓度
碱与酸混合
等浓度的NaOH和CH3COOH溶液按体积比1∶2混合后pH<7,粒子浓度大小顺序:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
pH和为14酸与碱混合
常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合,粒子浓度大小顺序:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。
不同溶液中同一离子浓度比较
离子组成比例不同
Ⅰ. 浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2SO4 ②(NH4)2CO3 ③NH4Al(SO4)2 ④NH4HCO3溶液,NH的物质的量的浓度由大到小的顺序为:
离子组成比例相相
Ⅱ. 常温下物质的量浓度相等的①NH4HCO3 ②NH4HSO4 ③NH4Fe(SO4)2 ④NH4Cl:溶液中NH的浓度由大到小的顺序:②>③>④>①。
等pH不同溶液中同一离子浓度关系
pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4溶液:c(NH)大小顺序:②=①>③。
【归纳小结】
溶液中粒子浓度大小比较方法的四个步骤:
(1)判断反应产物:判断两种溶液混合时生成了什么物质,是否有物质过量,再确定反应后溶液的组成。
(2)写出反应后溶液中存在的平衡:根据溶液的组成,写出溶液中存在的所有平衡(水解平衡、电离平衡),尤其要注意不要漏写在任何水溶液中均存在的水的电离平衡。这一步的主要目的是分析溶液中存在的各种粒子及比较直接地看出某些粒子浓度间的关系,在具体应用时要注意防止遗漏。
(3)列出溶液中存在的等式:根据反应后溶液中存在的溶质的守恒原理,列出两个重要的等式,即电荷守恒式和物料守恒式,据此可列出溶液中阴、阳离子间的数学关系式。
(4)比大小:根据溶液中存在的平衡和题给条件,结合平衡的有关知识,分析哪些平衡进行的程度相对大一些,哪些平衡进行的程度相对小一些,再依此比较溶液中各粒子浓度的大小。这一步是溶液中粒子浓度大小比较最重要的一步,关键是要把握好电离平衡和水解平衡两大理论,树立“主次”意识。
判反应
写平衡
列等式
两溶液混合是否发生反应
写出溶液中所有平衡(电离平衡、水解平衡)
根据电荷守恒、物料守恒、质子守恒列式
弄清真实组成
分主次
根据溶液中存在的平衡和题给条件,结合平衡的有关规律,分析哪些平衡进行的程度相对大一些,哪些平衡进行的程度相对小一些,再依此比较出溶液各粒子浓度的大小。
【对点练习】
1.常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.在0.1mol·L-1H3PO4溶液中c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)
B.在0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中c(Na+)+c(H+)= c(OH―)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C.在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中c(H2CO3)+ c(HCO3-)=0.1mol·L-1
D.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH―)>c(H+)
【答案】A
【解析】A项,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0.1mol·L-1H3PO4溶液中,离子浓度大小为:c(H3PO4)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-),故A正确;B项,在0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中,根据电荷守恒得到c(Na+)+c(H+)= c(OH―)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),故B错误;C项,在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中,根据物料守恒得到c(H2CO3)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)=0.1mol·L-1,故C错误;D项,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(NH4+)+c(H+),则c(Cl-)<c(NH4+),故D错误;故选A。
2.下列有关溶液(室温下)的说法正确的是( )
A.Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中:2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
B.0.10mol•L-1NaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7:c(Na+)>c(NH4+)>c(SO32-)
C.物质的量浓度相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液、④(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH4+)的大小关系:④>①>②>③
D.0.10mol•L-1CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7:c(Na+)>c(CH3COOH)>c(Cl-)
【答案】D
【解析】A项,等物质的量的Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液中存在物料守恒,即2n(Na)=3n(C),溶液中的物料守恒为:2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)],Na2CO3和NaHCO3形成的混合溶液的量不知不能判断离子难度大小,故A错误;B项,液呈中性时,c(H+)=c(OH−),根据电荷守恒可知:c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),因为溶液呈中性,根据元素守恒得c(Na+)>c(SO32-),NaHSO3溶液酸性较弱,则加入的氨水较少,所以c(SO32-)>c(NH4+);所以溶液中c(H+)、c(OH−)、c(SO32-)、c(Na+)、c(NH4+)这五种离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(SO32-)>c(NH4+)>c(H+)=c(OH−),故B错误;C项,物质的量浓度相同的下列溶液:①(NH4)2SO4 ②NH4HCO3 ③NH4Cl ④NH4Fe(SO4)2;先不考虑水解,则(NH4)2SO4 中含有两个NH4+,所以它们NH4+的浓度大于其它三种物质,②④二种物质中,④NH4Fe(SO4)2酸性最强,NH4+水解受到的抑制最大,即NH4+的量较多,溶液中c(NH4+)较大,①NH4Cl,NH4+水解,②NH4HCO3,碳酸氢根离子的水解对铵根离子起促进作用,即溶液中c(NH4+)④>③>②,按c(NH4+)由大到小的顺序排列为:①>④>③>②,故C错误;D项,0.1mol•L−1CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7,溶液中存在电荷守恒为:c(H+)+c(Na+)=c(OH−)+c(Cl−)+c(CH3COO−),物料守恒为:c(Na+)=c(CH3COO−)+c(CH3COOH),得到c(CH3COOH)=c(Cl−),溶液中存在醋酸钠、氯化钠和醋酸,钠离子浓度一定大于氯离子浓度,故D正确;故选D。
3.二元弱酸是分步电离的,25℃时碳酸和氢硫酸的如下表。
H2CO3
Ka1=4.5×10-7
H2S
Ka1=1.1×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka2=1.3×10-13
下列叙述正确的是( )
A.根据以上数据可知,NaHCO3溶液中c(CO32-)>c(H2CO3
B.等浓度的NaHS溶液和NaHCO3溶液等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(S2-)+c(CO32-)-c(H2S)-c(H2CO3)
C.pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液中的c(Na+):①<②
D.过量H2S通入Na2CO3溶液中反应的离子方程式为H2S+CO32-=HS-+CO2
【答案】B
【解析】A项,NaHCO3溶液中存在电离平衡和水解平衡:HCO3-H++CO32-,K= Ka2=4.7×10-11, HCO3-+ H2OH2CO3+OH-,Kˊ===×10-7,由此可知,CO32-是电离产物,H2CO3是水解产物,二者大小取决于电离和水解程度大小,即比较电离平衡常数和水解平衡常数大小,由上可知水解平衡常数大于电离平衡常数,故水解程度大,则NaHCO3溶液中c(CO32-)<c(H2CO3,A项错误;B项,二者混合后溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)= c(HS-)+2c(S2-)+ c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),物料守恒为c(Na+)= c(HS-)+c(S2-)+ c(H2S)+c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),两式相减得:c(H+)= c(S2-)+c(CO32-)+c(OH-)-c(H2S)-c(H2CO3),B项正确;C项,由表中数据可知,Na2S溶液水解程度较大,所以pH相同的①Na2CO3溶液和②Na2S溶液,Na2S溶液的浓度较小,则钠离子浓度较小,即①>②,C项错误;D项,由电离常数可知,酸性H2CO3>H2S>HCO3->HS-,则过量H2S通入Na2CO3溶液中反应的离子方程式为H2S+CO32-=HS-+HCO3-,D项错误;故选B。
【课后作业】
1.在水中加入下列物质,可使水的电离平衡正向移动,且所得溶液呈酸性的是( )
A.NaCl B.H2SO4 C.Na2CO3 D.NH4Cl
【答案】D
【解析】A项,NaCl对水的电离平衡无影响,溶液呈中性;B项,H2SO4中H+抑制水电离,且溶液呈酸性;C项,Na2CO3水解促进水电离,溶液呈碱性;D项,NH4Cl水解促进水电离,溶液呈酸性。
2.下列式子属于水解反应,且溶液呈酸性的是
A.HCO3-+H2OH3O++CO32- B.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
C.HS-+H2OH2S+OH- D.NH4++OH-NH3↑+H2O
【答案】B
【解析】A.HCO3-+H2OH3O++ CO32-是HCO3-的电离方程式,溶液呈酸性,故A不符合题意;B.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+是Fe3+的水解方程式,Fe3+水解生成Fe(OH)3,溶液呈酸性,故B符合题意;C.HS-+H2OH2S+OH-是HS-的水解方程式,溶液显碱性,故C不符合题意;D.NH4++OH-NH3↑+H2O表示的是NH4+和OH-反应生成氨气和水,故D不符合题意;答案选B。
3.为了除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO
【答案】D
【解析】要除去FeCl3实际上是除去Fe3+,方法是加入某物质使之成为沉淀过滤即可。同时该题巧妙运用了Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,从而可以使Fe(OH)3沉淀,而不致使Mg2+转化为沉淀而析出。本题的常规方法是加入化学物质直接与Fe3+反应形成沉淀,但在这里却巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl,促使FeCl3水解成Fe(OH)3,同时MgO转化成MgCl2不引入新杂质,即使MgO过量,因为它不溶于水也不会引起二次污染。还可以使用Mg(OH)2、MgCO3等试剂。
4.配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是( )
A.FeSO4(Fe) B.CuCl2(HCl) C.FeCl3(HCl) D.CH3COONa (NaOH)
【答案】A
【解析】A项,Fe2+易被氧化为Fe3+,Fe可以和Fe3+反应生成Fe2+,所以FeSO4溶液中加入Fe的目的是防止被氧化,而不是抑制水解,A符合题意;B项,铜离子水解使溶液显酸性,加入HCl可以抑制铜离子水解,B不符合题意;C项,铁离子水解使溶液显酸性,加入HCl可以抑制铁离子水解,C不符合题意;D项,醋酸根水解使溶液显碱性,加入NaOH可以抑制醋酸根水解,D不符合题意;故选A。
5.溶液中FeCl3的水解反应达到平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,若要使FeCl3的水解程度增大,应采用的方法是( )
A.加入少量NaCl固体 B.加入少量水 C.加入FeCl3固体 D.降温
【答案】B
【解析】A项,加入少量NaCl固体,对FeCl3水解平衡无影响,FeCl3的水解程度不变;B项,加入少量水,溶液得以稀释,FeCl3的水解程度增大;C项,加入FeCl3固体,溶液中Fe3+的浓度增大,水解平衡正向移动,但FeCl3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,FeCl3的水解程度减小。
6.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡。下列说法不正确的是( )
A.稀释溶液,增大 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,平衡常数增大 D.加入NaOH固体,减小
【答案】A
【解析】A项式子为Kh,稀释不改变。
7.等体积的下列溶液中,阴离子的总浓度最大的是( )
A.0.2 mol·L-1 K2S B.0.1 mol·L-1 Ba(OH)2
C.0.2 mol·L-1 NaCl D.0.2 mol·L-1 (NH4)2SO4
【答案】A
【解析】表面上看,四个选项中阴离子浓度都等于0.2 mol·L-1,但由于A项中S2-能发生水解反应S2-+H2OHS-+OH-,每减少1个S2-同时增加2个阴离子,阴离子总数增多,故 0.2 mol·L-1 K2S溶液中阴离子总浓度大于0.2 mol·L-1。
8.有四种物质的量浓度相同且由+1价阳离子A+、B+和-1价阴离子X-、Y-构成的盐溶液。据测定,常温下AX溶液和BY溶液的pH都为7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7。据此推断,可能不水解的盐是( )
A.AX B.BX C.AY D.BY
【答案】A
【解析】常温时,AX溶液和BY溶液的pH都为7,说明形成BY和AX的酸碱的强弱相当,可能是强酸强碱,也可能是强弱相当的弱酸弱碱。AY溶液的pH>7,则说明Y-所对应的酸一定是弱酸,BX溶液的pH<7,则说明B+所对应的碱一定是弱碱,X-和A+所对应的酸和碱可能是相对较强的,它们所形成的盐AX有可能不发生水解。
9.下列各组中的比值等于2的是( )
A.pH均为12的烧碱溶液与氢氧化钡溶液的物质的量浓度之比
B.硫化钾溶液中c(K+)与c(S2-)之比
C.相同温度下,0.2 mol·L-1的醋酸溶液与0.1 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)之比
D.10 mL 0.5 mol·L-1盐酸与5 mL 0.5 mol·L-1盐酸中的c(H+)之比
【答案】A
【解析】A项,pH=12的强碱溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,NaOH溶液中c(NaOH)=0.01 mol·L-1,而Ba(OH)2溶液中c[Ba(OH)2]=0.005 mol·L-1,两溶液的物质的量浓度之比为2∶1;B项,K2S溶液中部分S2-发生水解,使c(K+)∶c(S2-)>2∶1;C项,浓度不同,弱电解质的电离程度不同,故0.2 mol·L-1醋酸溶液中的c(H+)与0.1 mol·L-1 醋酸溶液中的c(H+)之比不等于2∶1;D项,由于题给盐酸的浓度都为0.5 mol·L-1,只是体积不同,因此其c(H+)应相等。
10.25℃时,浓度均为0.2mol•L-1的NaHCO3和Na2CO3溶液中,下列判断不正确的是( )
A.均存在水解平衡和电离平衡
B.由水电离出的c(OH-)前者小于后者
C.存在的离子种类相同
D.分别加入NaOH固体,恢复至室温,水解平衡均受到抑制,溶液的pH均减小
【答案】D
【解析】A项,NaHCO3溶液中存在的HCO3-电离平衡和水解平衡、水的电离平衡,Na2CO3溶液中存在CO32-的水解平衡和水的电离平衡,故不选A;B项,CO32-的水解程度远远大于HCO3-水解程度,二者水解均显碱性,根据水解规律:谁强显谁性,所以Na2CO3中的氢氧根浓度大于NaHCO3溶液中的氢氧根浓度,故不选B;C项,HCO3-能电离和水解,电离生成CO32-和H+,水解生成H2CO3和OH-,CO32-第一步水解生成HCO3-和OH-,第二步水解生成H2CO3和OH-,溶液中还存在H+,所以两种溶液中粒子种类相同,故不选C;D项,分别加入NaOH固体,恢复到原温度,碳酸氢根和氢氧根在溶液反应会生成碳酸根和水,氢氧根对它们的水解均起到抑制作用,但由于加入了强碱,溶液的pH均增大,故选D。
11.25 ℃时,某一元酸(HB)对应的盐NaB的水溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )
A.HB的电离方程式为HB===H++B-
B.NaB溶液中:c(Na+)> c(OH-) >c(B-)>c(H+)
C.NaB溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HB)+c(B-)
D.0.1 mol/L NaB溶液中水电离出的OH-浓度大于10-7 mol/L
【答案】D
【解析】NaB的水溶液呈碱性,说明HB是弱酸,A项中的电离方程式中应用“”;B项,B-微弱水解,生成的OH-浓度应小于剩余的B-浓度,应为c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+);C项应为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-);D项中B-水解促进了水的电离,故水电离出的OH-浓度大于10-7 mol/L。
12.将标准状况下的2.24LCO2通入150mLlmol/LNaOH溶液中,下列说法正确的是( )
A.c(HCO3-)略大于c(CO32-) B.c(HCO3-)等于c(CO32-)
C.c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-) D.c(HCO3-)略小于c(CO32-)
【答案】A
【解析】标况下2.24LCO2的物质的量为0.1mol,150mL1mol/LNaOH溶液中n(NaOH)=0.15L×1mol/L=0.15mol,所以二者反应的化学方程式为2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O,即溶液中的溶质为等物质的量的Na2CO3和NaHCO3。A项,由于碳酸根的水解程度大于碳酸氢根,所以c(HCO3-)略大于c(CO32-),A正确;B项,碳酸氢根和碳酸根的水解程度不同,所以c(HCO3-)不等于c(CO32-),B错误;C项,根据物料守恒可知c(Na+)=1.5c(CO32-)+1.5c(HCO3-)+1.5c(H2CO3),C错误;D项,由于碳酸根的水解程度大于碳酸氢根,所以c(HCO3-)略大于c(CO32-),D错误;故选A。
13.下列关于盐类水解的应用中,说法正确的是( )
A.加热蒸干Na2CO3溶液,最后可以得到NaOH和Na2CO3的混合固体
B.除去MgCl2中的Fe3+,可以加入NaOH固体
C.明矾净水的反应:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.加热蒸干KCl溶液,最后得到KOH固体(不考虑CO2的反应)
【答案】C
【解析】A项,加热蒸发Na2CO3溶液,得不到NaOH。虽然加热促进CO水解,但生成的NaHCO3又与NaOH反应生成了Na2CO3;B项,引入了新杂质Na+,应用MgO或MgCO3固体;D项,KCl不水解,不可能得到KOH固体。
14.把0.02 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液以等体积混合,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.c(CH3COO-)>c(Na+) B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
C.2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH) D.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.02 mol·L-1
【答案】A
【解析】溶液混合后,二者反应,但CH3COOH过量,故为CH3COONa和CH3COOH的混合体系。CH3COOH的电离和CH3COO-的水解相互抑制,但以CH3COOH电离为主,溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则有c(CH3COO-)>c(Na+),A正确;CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,B不正确;对于C项:由于存在c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)的电荷守恒①和2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)的物料守恒②,联立①②两式可得:2c(H+)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)+2c(OH-),所以C错;D项看似是物料守恒,但溶液的体积变为原来的2倍,则c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.01 mol·L-1,D错误。
15.0.02 mol·L-1的HCN溶液与0.02 mol·L-1 NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中c(CN-)<c(Na+),则下列关系中,正确的是( )
A.c(Na+)>c(CN-)>c(H+)>c(OH-) B.c(HCN)+c(CN-)=0.04 mol·L-1
C.c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-) D.c(CN-)>c(HCN)
【答案】C
【解析】根据电荷守恒定律有:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),因为c(Na+)>c(CN-),所以c(H+)<c(OH-),则有c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)根据CN-物料守恒有c(HCN)+c(CN-)=0.02 mol·L-1。因为c(H+)<c(OH-),故溶液显碱性,NaCN的水解程度大于HCN的电离程度,故c(CN-)<c(HCN)。
16.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.等物质的量的CH3COOH和CH3COONa溶于水:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
D.0.1mol/L的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
【答案】A
【解析】A项,.任何电解质溶液中都侧重电荷守恒,根据电荷守恒得c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),A正确;B项,NaOH是强碱,pH相同时其浓度最小,钠盐中酸根离子水解程度越大,相同pH的钠盐浓度越小,碳酸根离子水解程度大于醋酸根离子,所以pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液的物质的量浓度:c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa),B错误;C项,任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),根据物料守恒得2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),所以得c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),C错误;D项,溶液呈酸性,说明HA-电离程度大于其水解程度,但其电离和水解程度都较小,H+由水和溶液中HA-电离产生,所以其离子浓度大小顺序是c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),D错误;故选A。
17.碳酸和亚硫酸电离平衡常数(25℃)如下表所示:
名称
碳酸
亚硫酸
电离常数
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
K1=1.3×10-2 K2=6.2×10-8
下列说法正确的是( )
A.pH相同的①Na2CO3②Na2SO3溶液中c(Na+):①>②
B.少量CO2通入Na2SO3溶液中反应的离子方程式为:CO2+H2O+2SO32-=CO32-+HSO3-
C.某NaHSO3溶液pH=5,则该溶液中的c(H2SO3)>c(SO32-)
D.等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,则c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3)
【答案】D
【解析】A项,根据电离常数可知,则Na2CO3的水解程度大,pH相同时需要的Na2CO3浓度小,碳酸钠溶液中钠离子浓度小,①<②,故A错误﹔B项,由于酸性H2CO3>HSO3->HCO3-,则少量CO2通入Na2SO3溶液,不能生成CO32-,故B错误;C项,NaHSO3溶液pH=5,则HSO3-的电离程度大于其水解程度,溶液中c(H2SO3)<c(SO32-),故C错误;D项,等浓度的NaHSO3和NaHCO3等体积混合后,其电荷守恒为:c(H+)+c(Na+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-)+2 c(SO32-)+c(HSO3-) ①,物料守恒为:c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(H2CO3)+ c(HSO3-)+ c(SO32-)+ c(H2SO3) ②;①-②得c(H+)-c(OH-)= c(CO32-)-c(H2CO3)+ c(SO32-)-c(H2SO3),故D正确。故选D。
18.在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl ΔH>0。
回答下列问题:
(1)不断加热FeCl3溶液,蒸干其水分并灼烧得到的固体可能是________。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入________。
(3)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入MgCO3固体,过滤后再加入足量盐酸。MgCO3固体能除去Fe3+的原因是____________________________。
【答案】(1)Fe2O3 (2)少量盐酸
(3)MgCO3促进了Fe3+的水解,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去
【解析】(1)加热蒸干FeCl3溶液时,FeCl3水解生成氢氧化铁和HCl,加热促进HCl挥发,从而促进FeCl3水解,蒸干时得到氢氧化铁固体,灼烧氢氧化铁固体,氢氧化铁分解生成氧化铁和水,所以最终得到Fe2O3固体。(2)FeCl3水解生成氢氧化铁和HCl,为防止氯化铁水解,向溶液中滴加少量盐酸即可。
(3)铁离子水解生成氢离子,碳酸镁和氢离子反应生成二氧化碳,从而促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去。
19.室温下,pH=2的某酸HnA(A为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH变为8。
(1)写出生成的正盐的分子式:__________。
(2)该盐中存在着一种水解的离子,该离子的水解方程式为_________________。
(3)简述该混合液呈碱性的原因:_____________________________________。
【答案】(1)BnAm(或BA)
(2)Bm++mH2OB(OH)m+mH+
(3)酸与碱等体积反应,碱过量,则最后混合液中溶质是正盐BnAm与碱B(OH)m的混合物,呈碱性
【解析】pH=2的酸HnA中c(H+)与pH=12的碱B(OH)m中c(OH-)相等,等体积混合后溶液pH=8,表明B(OH)m为弱碱,物质的量浓度相对较大,反应后碱过量,生成正盐BnAm或BA,其中弱碱阳离子Bm+能发生水解反应:Bm++mH2OB(OH)m+mH+。
20.室温下,如果取0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因(用离子方程式表示):______________________________。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)____(填“>”、“<”或“=”)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。
(3)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH______7(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)A-+H2OHA+OH- (2)> (3)>
【解析】(1)NaA溶液的pH=8,表明HA为弱酸,NaA能发生水解,离子方程式为A-+H2OHA+OH-。(2)NaA水解促进水的电离,NaOH能抑制水的电离,因此NaA溶液中由水电离出来的c(H+)大于NaOH溶液中由水电离出来的c(H+)。(3)根据NH4A溶液呈中性,而HA酸性比H2CO3强,推断NH3·H2O的电离程度大于H2CO3的电离程度,因此(NH4)2CO3水解使溶液呈碱性,pH>7。
21.10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃
10
20
30
加热煮沸后冷却到50 ℃
pH
8.3
8.4
8.5
8.8
甲同学认为,该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为__________________________________________________________。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度______(填“大于”或“小于”)NaHCO3,该分解反应的化学方程式为______________________。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为:
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液,若产生沉淀,则乙判断正确。为什么?能不能选用Ba(OH)2溶液?___________________________________________________。
(2)将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH______(填“大于”、“小于”或“等于”)8.3,则__________(填“甲”或“乙”)判断正确。
【答案】HCO+H2OH2CO3+OH- 大于
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)若原因是HCO水解程度增大,则溶液中几乎没有CO,所以可用BaCl2溶液检验溶液中是否含有CO来推知乙的观点是否正确,但不能选用Ba(OH)2溶液,因为Ba2++OH-+HCO===BaCO3↓+H2O,若用Ba(OH)2检验,无论哪种观点都会有沉淀产生
(2)等于 甲(或大于 乙)
【解析】HCO的水解方程式:HCO+H2OH2CO3+OH-。(1)加热煮沸后,HCO分解成CO,加入BaCl2溶液则生成沉淀。不能选用Ba(OH)2,因为它含有OH-,能与HCO反应生成CO。
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。