专题11 盐类水解及其应用解析版.docx
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专题11盐类水解及其应用解析版
“递进式”进阶复习11——盐类水解及应用
◆感知高考
1.[2017·浙江4月选考,23]25℃时,在含CH3COOH和CH3COO-的溶液中,CH3COOH和CH3COO-二者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.在pH<4.76的溶液中,c(CH3COO-)<c(CH3COOH)
B.在pH=7的溶液中,α(CH3COOH)=0,α(CH3COO-)=1.0
C.在pH>4.76的溶液中,c(CH3COO-)与c(OH-)之和大于c(H+)
D.在pH=4.76的溶液中加盐酸,α(CH3COOH)与α(CH3COO-)之和保持不变
【答案】 B
【解析】pH越小,CH3COOH的比例越高,所以当pH<4.76时,c(CH3COOH)>c(CH3COO-),A项正确;CH3COONa溶液因CH3COO-水解呈碱性,现在溶液呈中性,说明是CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,α(CH3COOH)>0,B项错误;设溶液中另一阳离子为Na+,由电荷守恒有:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),有c(H+) 2.[2019·北京]实验测得0.5mol·L−1CH3COONa溶液、0.5mol·L−1CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。 下列说法正确的是 A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH−) B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH−)减小 C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果 D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO−、Cu2+水解平衡移动方向不同 【答案】C 【解析】A.水的电离为吸热过程,升高温度,平和向着电离方向移动,水中c(H+).c(OH-)=Kw减小,故pH减小,但c(H+)=c(OH-),故A不符合题意; B.水的电离为吸热过程,升高温度,进水的电离,所以c(OH-)增大,醋酸根水解为吸热过程,CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-,升高温度促进盐类水解,所以c(OH-)增大,故B不符合题意; C.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Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,故c(H+)增大,两者共同作用使pH发生变化,故C符合题意; D.盐类水解为吸热过程,升高温度促进盐类水解,故D不符合题意; ◆教材回扣 1.盐类水解概念理解 (1)定义: 在水溶液中盐电离产生的离子与水电离产生的H+或OH-结合生成的反应。 (2)实质: 盐电离―→ ―→破坏了―→水的电离程度―→溶液呈碱性、酸性或中性 【答案】 (1)弱电解质。 (2)水的电离平衡增大 2.按要求回答下列问题 (1)怎样用最简单的方法区别NaCl溶液、氯化铵溶液和碳酸钠溶液? ____________________。 (2)①现有0.1mol·L-1的纯碱溶液,用pH试纸测定溶液的pH,其正确的操作是_______________________________________________________________________________。 你认为该溶液pH的范围一定介于________之间。 ②为探究纯碱溶液呈碱性是由CO 引起的,请你设计一个简单的实验方案: _______________ _______________________________________________________________________________。 ③为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案: ________________________________________________________________________。 【答案】 (1)三种溶液各取少许分别滴入紫色石蕊溶液,不变色的为NaCl溶液,变红色的为氯化铵溶液,变蓝色的为碳酸钠溶液 (2)①把一小块pH试纸放在洁净的表面皿(或玻璃片)上,用蘸有纯碱溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH 7~13 ②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CO 引起的 ③取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则说明盐类水解吸热 3.相同温度、相同浓度下的八种溶液,其pH由小到大的顺序为______________________。 ①NH4HSO4 ②NH4Cl ③(NH4)2SO4 ④NaNO3 ⑤CH3COONa ⑥NaHCO3 ⑦Na2CO3 ⑧NaOH 【答案】 ①<③<②<④<⑤<⑥<⑦<⑧ 4.由一价离子组成的四种盐溶液: AC、BD、AD、BC,其物质的量浓度均为1mol·L-1。 在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液的pH<7,则碱性AOH________BOH,酸性HC________HD(填“>”“<”或“=”)。 【答案】 > > 5.影响盐类水解的因素 例如,不同条件对FeCl3水解平衡的影响 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ ΔH>0,请完成下表 条件 移动方向 H+数 pH 现象 ①升温 向右 增多 减小 颜色变深 ②通HCl 向左 增多 减小 颜色变浅 ③加H2O 向右 增多 增大 颜色变浅 ④加NaHCO3 向右 减小 增大 生成红褐色沉淀,放出气体 【答案】①向右增多减小颜色变深②向左增多减小颜色变浅 ③向右增多增大颜色变浅④向右减小增大生成红褐色沉淀,放出气体 6.按要求回答下列问题 (1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中 将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)取5mLpH=5的NH4Cl溶液,加水稀释至50mL,则c(H+)________(填“>”“<”或“=”)10-6mol·L-1, ________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在室温下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是________溶液;再各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是________溶液。 【答案】 (1)增大 (2)> 减小 (3)H2SO4 NH4Cl ◆变式再现 1.室温下,下列有关溶液中微粒浓度关系的叙述正确的是( ) A.物质的量浓度相等的HCN和NaCN的混合液(pH>7)中: c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-) B.在pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中: c(Cl-)>c(NH )>c(H+)>c(OH-) C.0.1mol·L-1的(NH4)2C2O4溶液中: c(NH )=2[c(C2O )+c(HC2O )+c(H2C2O4)] D.20mL0.1mol·L-1CH3COONa溶液与10mL0.1mol·L-1HCl溶液混合后呈酸性,所得溶液中: c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+) 【答案】D 【解析】室温下物质的量浓度相等的HCN和NaCN的混合液pH>7,溶液显碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,则: c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-),故A错误;室温下pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液显中性,根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH )可知,c(Cl-)=c(NH )>c(H+)=c(OH-),故B错误;0.1mol·L-1的(NH4)2C2O4溶液中存在的物料守恒为c(NH )+c(NH3·H2O)=2[c(C2O )+c(HC2O )+c(H2C2O4)],故C错误;20mL0.1mol·L-1CH3COONa溶液与10mL0.1mol·L-1HCl溶液混合后,CH3COOH和CH3COONa浓度相等,此时溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所得溶液中c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+),故D正确。 2.常温下,滴有两滴酚酞溶液的Na2CO3溶液中存在CO +H2O HCO +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。 3.(2019·杭州调研)已知NaHSO3溶液常温时显酸性,溶液中存在以下平衡: HSO +H2O H2SO3+OH- ① HSO H++SO ② 向0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是( ) A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO )增大 B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO )+c(OH-)+c(SO ) C.加入少量NaOH溶液, 、 的值均增大 D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO )>c(H+)=c(OH-) 【答案】C 【解析】NaHSO3溶液显酸性,则HSO 的电离程度大于HSO 的水解程度,加入钠后平衡①左移、平衡②右移,c(HSO )减小,A项错误;根据电荷守恒可知B项错误,应为c(H+)+c(Na+)=c(HSO )+c(OH-)+2c(SO );加入少量NaOH,平衡②右移, 、 的值均增大,C项正确;D项,c(Na+)>c(HSO )>c(SO ),错误。 4.能说明0.1mol·L-1的NaHA溶液一定呈酸性的是( ) ①稀释时,溶液中c(OH-)增大;②溶液的pH<7;③溶液中c(Na+)=c(A2-);④溶液可与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应 A.①②③④B.①②③C.①③D.②④ 【答案】C 【解析】 ①稀释时溶液中c(OH-)增大,则溶液中c(H+)减小,说明原溶液呈酸性;②未指明温度,不能根据pH小于7判断溶液呈酸性;③溶液中存在电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),若c(Na+)=c(A2-),则c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;④溶液可与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应,说明HA-能发生电离,但不能说明HA-的电离程度一定大于其水解程度,即不能说明溶液一定呈酸性。 5.常温下,有浓度均为0.1mol·L-l的下列4种溶液: ①NaCN溶液 ②NaOH溶液 ③CH3COONa溶液 ④NaHCO3溶液 HCN H2CO3 CH3COOH Ka=4.9×10-10 Ka1=4×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=1.7×10-5 (1)这4种溶液pH由大到小的顺序是______________(填序号),其中②由水电离的H+浓度为____________。 (2)①中各离子浓度由大到小的顺序是______________。 (3)④的水解平衡常数Kh=________________。 (4)若向等体积的③和④中滴加盐酸至呈中性,则消耗盐酸的体积③________(填“>”“<”或“=”)④。 (5)25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则 约为________。 向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为________________。 【答案】 (1)②>①>④>③ 1.0×10-13mol·L-1 (2)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+) (3)2.5×10-8(4)<(5)0.02 CN-+CO2+H2O===HCN+HCO 【解析】 (1)相同浓度的4种溶液中,NaOH溶液为强碱溶液,NaCN、CH3COONa、NaHCO3溶液水解都显碱性,因为酸性: CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO ,越弱越水解,因此4种溶液pH由大到小的顺序是②>①>④>③;0.1mol·L-1的NaOHpH=13,由水电离的H+浓度为1.0×10-13mol·L-1。 (2)NaCN溶液中CN-水解,溶液显碱性,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。 (3)Kh= = = =2.5×10-8。 (4)等体积等浓度的NaHCO3,溶液的碱性强于CH3COONa,滴加盐酸至呈中性,则消耗盐酸的体积③<④。 (5)由HCN的电离常数Ka= 可知, = = ≈0.02,H2CO3的一级电离常数大于HCN,二级电离常数小于HCN,故H2CO3的酸性强于HCN,HCO 的酸性弱于HCN,故向NaCN溶液中通入少量CO2,反应生成HCN与NaHCO3,该反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCN+HCO 。 ◆深度理解 1.已知常温下浓度为0.1mol·L-1的下列溶液的pH如表所示: 溶质 NaF NaClO NaHCO3 Na2CO3 pH 7.5 9.7 8.2 11.6 下列有关说法不正确的是( ) A.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以体积比1∶1混合,则有c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+) B.加热0.1mol·L-1NaClO溶液测其pH,pH大于9.7 C.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中,存在关系: c(OH-)=c(H+)+c(HCO )+2c(H2CO3) D.电离常数大小关系: K(HF)>K(H2CO3)>K(HClO)>K(HCO ) 【答案】A 【解析】A项,pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液以体积比1∶1混合后,HF过量,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒可得c(F-)>c(Na+),则溶液中离子浓度大小为c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),错误;B项,盐类水解是吸热反应,升高温度促进其水解,溶液的碱性增强,pH增大,正确;C项,Na2CO3溶液中质子守恒关系式为c(OH-)=c(H+)+c(HCO )+2c(H2CO3),正确;D项,相同温度下,相同浓度的钠盐溶液中,弱酸根离子水解程度越大,其溶液pH越大,酸根离子水解程度越大,其相对应的酸的电离常数越小,根据题表中数据知,酸根离子水解程度: F- ,则电离常数: K(HF)>K(H2CO3)>K(HClO)>K(HCO ),正确。 2. (1)硫酸铜晶体的溶解度虽大,但溶解过程较慢,实验室常用热水配制以加快溶解速率,但常常会产生浑浊,请用文字简要说明原因__________________________________________, 用热水配制出澄清的较浓的CuSO4溶液时应再加入少量________。 (2)稀Na2S溶液有一种臭鸡蛋气味,加入AlCl3溶液后,臭鸡蛋气味加剧,用离子方程式表示气味加剧过程所发生的化学反应: __________________________________________________。 (3)下列物质水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质的是________(填序号)。 ①NH4HCO3;②CaCl2;③AlCl3;④Cu(NO3)2;⑤FeCl2;⑥K2SO3;⑦KMnO4;⑧KAl(SO4)2 (4)常温下,草酸、碳酸的电离平衡常数如下: 化学式 H2CO3 H2C2O4 平衡常数 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka1=5.6×10-2 Ka2=5.4×10-5 ①常温下,0.1mol·L-1Na2CO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)0.1mol·L-1Na2C2O4溶液的pH。 ②pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O )/c(HC2O )=________。 【答案】 (1)Cu2+水解产生Cu(OH)2变浑浊,加热促进水解 H2SO4 (2)2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑ (3)②⑧ (4)①> ②0.54 【解析】 (1)因Cu2+水解产生Cu(OH)2,该反应是吸热反应,加热促进水解,故产生浑浊;硫酸浓度增大,平衡逆向移动,能得到澄清的较浓的CuSO4溶液。 (3)NH4HCO3受热分解,得不到原溶质,故①不符合。 CaCl2水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质,故②符合;K2SO3蒸干灼烧后被氧化为硫酸钾,故⑥不符合;KMnO4加热到质量不变分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,得不到原溶质,故⑦不符合;KAl(SO4)2水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质,故⑧符合;综上所述: ②⑧符合。 (4)①根据电离常数可知: HC2O 酸性大于HCO ,根据越弱越水解原理可知,CO 的水解能力强于C2O ,所以常温下,0.1mol·L-1Na2CO3溶液的pH大于0.1mol·L-1Na2C2O4溶液的pH。 ②根据H2C2O4的第二步电离常数计算: Ka2=5.4×10-5= = ,可得pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O )∶c(HC2O )=0.54。 3. (1)盐类水解程度的强弱同样与弱电解质的电离程度有一定联系,结合表中数据回答下列问题: 化学式 NH3·H2O HCN CH3COOH H2CO3 电离平衡常数 (25℃) Kb= 1.77×10-5 Ka=4.93× 10-10 Ka=1.76× 10-5 Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 ①25℃时,有等浓度的a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为________(填序号)。 ②浓度相同的NaCN溶液与CH3COOK溶液相比,c(Na+)-c(CN-)________c(K+)-c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。 ③将等体积等物质的量浓度的盐酸和氨水混合后,溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示原因: ______________________ __________________________________________________________________。 ④室温下,若将0.1mol·L-1盐酸滴入20mL0.1mol·L-1氨水中,溶液pH随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。 b点所示溶液中的溶质是________。 ⑤NH4HCO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。 (2)结合表中数据,向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。 【答案】 (1)①b>a>c ②> ③酸性 NH +H2O NH3·H2O+H+ ④NH3·H2O、NH4Cl ⑤碱性 (2)NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3 【解析】 (1)①弱酸的电离平衡常数越大,越易电离,酸性越强,其盐的水解程度越小,25℃时,有等浓度的a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液,其水解程度: b>a>c,水解程度越大,溶液的碱性越强,其pH越大,则pH: b>a>c。 ②因为电离平衡常数CH3COOH大于HCN,所以浓度相同的NaCN与CH3COOK溶液中,CN-的水解程度比CH3COO-的大,所以剩余浓度c(CN-) ③将等体积等物质的量浓度的盐酸和氨水混合后,生成氯化铵,氯化铵在溶液中水解显酸性,其水解的离子方程式为NH +H2ONH3·H2O+H+。 ④已知氯化铵溶液显酸性,b点所示溶液pH=7,说明溶液中的溶质为NH3·H2O、NH4Cl。 ⑤已知NH3·H2O的Kb=1.77×10-5,H2CO3的Ka1=4.30×10-7,说明碳酸的电离程度小,则形成盐时HCO 的水解程度大,所以NH4HCO3溶液呈碱性。 (2)由表中数据可知,酸性: H2CO3>HCN>HCO ,则向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3。 4.25℃时,用pH试纸测得0.1mol·L-1NaNO2溶液的pH>7。 (1)NaNO2溶液pH>7的原因是(用离子方程式表示),NaNO2溶液中c(HNO2)=(用溶液中其他离子的浓度关系式表示)。 (2)常温下,将0.2mol·L-1的HNO2和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH<7,说明HNO2的电离程度(填“大于”或“小于”)NaNO2的水解程度。 该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是。 (3)常温下,pH=3的HNO2溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液pH(填“大于”或“小于”,下同)7,c(Na+)c(NO )。 【答案】 (1)NO +H2OHNO2+OH- c(OH-)-c(H+) (2)大于 c(NO )>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) (3)小于 小于 【解析】 (1)由于水电离出的c(OH-)与c(H+)相等,所以c(OH-)=c(HNO2)+c(H+),即c(HNO2)=c(OH-)-c(H+)。 (2)两溶液混合后得到等浓度的HNO2和NaNO2的混合溶液,溶液显酸性说明HNO2H++NO 的电离程度大于NO +H2OHNO2+OH-的水解程度。 根据电荷守恒c(NO )+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),c(H+)>c(OH-),则c(NO )>c(Na+),由于水解程度小,故c(NO )>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。 (3)pH=3的HNO2溶液中c(H+)=10-3mol·L-1,则c(HNO2)远大于10-3mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3mol·L-1;pH=3的HNO2和pH=11的NaOH溶液等体积混合后剩余HNO2,溶液显酸性c(H+)>c(OH-),根据c(NO )+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),知c(Na+) )。
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