C.CH3COOH溶液D.NH4Cl溶液
答案:D
2.相同温度、相同浓度下的八种溶液,其pH由小到大的顺序如图所示。图中①②③④⑤代表的物质可能分别为()
A.NH4Cl(NH4)2SO4CH3COONaNaHCO3NaOH
B.(NH4)2SO4NH4ClCH3COONaNaHCO3NaOH
C.(NH4)2SO4NH4ClNaOHCH3COONaNaHCO3
D.CH3COOHNH4Cl(NH4)2SO4NaHCO3NaOH
解析:选B。酸性从大到小的顺序为电离呈酸性水解呈酸性中性水解呈碱性电离呈碱性。
3.由一价离子组成的四种盐:AC、BD、AD、BC的1mol·L-1的溶液,在室温下,前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液,pH<7,则()
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
解析:选A。根据盐的水解规律可知,弱离子越弱,水解程度越大,该题我们可进行归纳
AC,pH=7?电离程度:AOH=HCAD,pH>7?电离程度:AOH>HD
BD,pH=7?电离程度:BOH=HDBC,pH<7?电离程度:BOH<HC
综上可知,电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即酸性:HC>HD,碱性AOH>BOH,故选A。
4.有一种酸式盐AHB,它的水溶液呈弱碱性。则以下说法:①相同物质的量浓度的AOH溶液和H2B溶液,前者的电离程度大于后者的电离程度;②H2B不是强酸;③HB-的电离程度大于HB-的水解程度;④该盐溶液的电离方程式一般写成:AHBA++HB-,HB-H++B2-。其中错误选项的组合是()
A.①②B.③④C.②③D.①④
解析:选B。酸式盐AHB的水溶液呈弱碱性,说明AOH的碱性相对较强,H2B的酸性相对较弱,且HB-的电离程度小于HB-的水解程度,相同物质的量浓度的AOH溶液和H2B溶液,前者的电离程度大于后者的电离程度。AHB溶液的电离方程式一般写成AHB===A++HB-,HB-H++B2-。
考点二 盐类水解的影响因素
影响盐类水解的因素
(1)内因
酸或碱越弱,其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解程度__越大__,溶液的碱性或酸性__越强__。
(2)外因 弱碱阳离子的水解程度 增大 碱:弱酸根离子的水解程度 减小 ,
填空完成不同条件对Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的影响。
条件
移动方向
n(H+)数
pH
水解程度
现象
升温
________
________
________
________
____________
通HCl
________
________
________
________
____________
加H2O
________
________
________
________
____________
加NaHCO3
________
________
________
________
____________
提示:向右 增多 减小 增大 颜色变深 向左 增多 减小 减小 颜色变浅 向右 增多 增大 增大 颜色变浅 向右 减少 增大 增大 生成红褐色沉淀,放出气体
(1)在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7()
(2)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)()
(3)关于氯化铵溶液,加水稀释时,c(Cl-))的值减小()
(4)降低温度和加水稀释,都会使盐的水解平衡向逆反应方向移动()
(5)试管中加入2mL饱和Na2CO3溶液,滴入两滴酚酞,加热,溶液先变红,后红色变浅()
答案:(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×
能力一 外界因素对盐类水解平衡移动的影响
1.(多选)室温下,将0.20molNa2CO3固体溶于水配成mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是()
加入的物质
结论
A
mL2mol·L-1H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO42-)
B
0.20molCaO
溶液中)-增大
C
mLH2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小
D
0.4molNaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
解析:选BC。n(Na2CO3)=0.2mol,碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-;A.n(H2SO4)=2mol/L×0.1L=0.2mol,H2SO4和Na2CO3反应方程式为Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O,根据方程式知,二者恰好反应生成强酸强碱溶液Na2SO4,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)=2c(SO42-),故A错误;B.CaO+H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,随着CO32-的消耗,CO32-+H2OHCO3-+OH-向左移动,c(HCO3-)减小,反应生成OH-,则c(OH-)增大,导致溶液中)-增大,故B正确;C.加水稀释促进碳酸钠水解,则由水电离出的n(H+)、n(OH-)都增大,但氢离子、氢氧根离子物质的量增大倍数小于溶液体积增大倍数,c(H+)、c(OH-)减小,二者浓度之积减小,故C正确;D.NaHSO4和Na2CO3反应方程式为2NaHSO4+Na2CO3===2Na2SO4+H2O+CO2↑,根据方程式知,二者恰好反应生成Na2SO4、H2O、CO2,溶液中的溶质是硫酸钠,溶液呈中性,溶液由碱性变为中性,溶液的pH减小,因为硫酸氢钠中含有钠离子,所以c(Na+)增大,故D错误。
2.下列有关电解质溶液的说法不正确的是()
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,)2-减小
B.将0.1mol·L-1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,)2-增大
C.向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,c(F-)c(Na+)=1
D.向0.1mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)增大
解析:选D。在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,c(CO32-)增大,c(Na+)不变,所以)2-减小,A正确;K2C2O4溶液中草酸根离子水解显示碱性,升高温度,水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以)2-增大,B正确;向0.1mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中的溶质是HF和NaF,根据电荷守恒,当c(H+)=c(OH-)时,c(Na+)=c(F-),二者比值是1,C正确;CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响醋酸的电离平衡常数,故Ka1=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)不变,D错误。
3.某兴趣小组为研究碳酸钠水解平衡与温度的关系,用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到曲线如图所示,下列分析不合理的是()
A.碳酸钠的水解反应是吸热反应
B.ab段说明水解平衡向右移动
C.bc段说明水解平衡向左移动
D.水的电离平衡也对pH产生影响
解析:选C。碳酸钠溶液中CO32-水解,分析图像,升温pH增大,说明水解反应是吸热反应,A项合理;ab段说明升温促进水解,OH-浓度增大,碱性增强,溶液pH增大,B项合理;温度升高水解平衡正向移动,C项不合理;温度升高,既促进了盐类的水解,又促进了水的电离,OH-浓度增大会抑制水解,所以水的电离平衡也对pH产生影响,D项合理。
能力二 Ka(或Kb)、Kw、Kh的应用
4.已知25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下1mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)=____________mol·L-1。(已知≈2.36)
解析:Kh=)+=KbKw,c(H+)≈c(NH3·H2O),而c(NH4+)≈1mol·L-1。所以c(H+)≈=1.8×10-51.0×10-14mol·L-1≈2.36×10-5mol·L-1。
答案:2.36×10-5
5.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,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液,pH____________7(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈____________性(填“酸”“碱”或“中”),用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:__________________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
解析:(2)NaH2PO4的水解常数Kh=)-=Ka1Kw=7.1×10-31.0×10-14≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO4-的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
答案:(1)③<②<①(2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh=)2-=Ka2Kw=6.2×10-81.0×10-14≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPO4-的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
考点三 盐类水解的应用
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+
判断酸性强弱
同浓度的NaHCO3溶液的pH大于CH3COONa溶液的pH,则酸性CH3COOH>H2CO3
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++3H2O△=====Fe(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
配制FeSO4溶液要加入铁粉,配制SnCl2溶液要加入盐酸,二者原理是否相同?为什么?
提示:不相同,加入Fe粉是为了防止Fe2+被氧化,加入盐酸是为了防止Sn2+水解。
怎样除去MgCl2溶液中的Fe3+,其原理是什么?
提示:MgCl2溶液中混有少量的Fe3+杂质时,可加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3而除去Fe3+。其原理是Fe3+的水解程度比Mg2+的水解程度大,加入这些物质,导致Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去。
(1)由MgCl2溶液制备无水MgCl2,将MgCl2溶液加热蒸干()
(2)配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释()
(3)室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH4++2H2O===NH3·H2O+H3O+()
(4)AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同()
(5)NH4F溶液存放在玻璃试剂瓶中()
(6)铁盐可以用于净水、杀菌、消*()
答案:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×
能力一 盐类水解问题的判断
1.(多选)向明矾溶液[KAl(SO4)2]中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,下列说法中不正确的是()
A.明矾能用于净水和Al3+的水解有关
B.当SO42-恰好沉淀完全时,此时溶液呈中性
C.将明矾溶液加热蒸干,得到的固体依然为KAl(SO4)2
D.加热明矾溶液,溶液中c(H+)会减小
解析:选BD。A项,明矾能用于净水是由于Al3+水解成了Al(OH)3胶体具有吸附性,正确;B项,硫酸根离子刚好沉淀完全,则KAl(SO4)2与Ba(OH)2两者按物质的量之比1∶2反应,产物KAlO2中的AlO2-会发生水解而使溶液呈碱性,错误;C项,KAl(SO4)2为硫酸盐,溶液加热蒸干后依然得到KAl(SO4)2固体,正确;D项,升温促进Al3+水解,溶液的酸性会增强,c(H+)会增大,错误。
2.下列有关问题与盐的水解有关的是()
①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂
②NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
③草木灰与铵态氮肥不能混合施用
④实验室中盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
⑤加热蒸干CuCl2溶液得到Cu(OH)2固体
⑥要除去FeCl3溶液中混有的Fe2+,可先通入氧化剂Cl2,再调节溶液的pH
A.①②③B.②③④C.①④⑤D.①②③④⑤
解析:选D。①NH4Cl和ZnCl2均为强酸弱碱盐,溶液中NH4+与Zn2+均发生水解反应,溶液显酸性,可以除去金属表面的锈;②HCO3-与Al3+发生相互促进的水解反应,产生CO2,可作灭火剂;③草木灰的主要成分为K2CO3,水解显碱性,而铵态氮肥水解显酸性,因而二者不能混合施用;④Na2CO3溶液水解显碱性,而磨口玻璃塞中的二氧化硅会与碱反应生成Na2SiO3,将瓶塞与瓶口黏合在一起,因此实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡胶塞;⑤CuCl2溶液中存在水解平衡,CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,加热时,HCl挥发使平衡不断右移,最终得到Cu(OH)2固体;⑥Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,且没有引入杂质,与盐的水解无关。
能力二 盐溶液蒸干灼烧时所得产物的几种判断类型
3.(新教材RJ选择性必修1P76T11)SOCl2(亚硫酰氯)是一种液态化合物,沸点为77℃。向盛有10mL水的锥形瓶中小心滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出,该气体中含有能使品红溶液褪色的SO2。轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,向溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
(1)根据实验现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式。
(2)将AlCl3溶液蒸干并灼烧得不到无水AlCl3,而将SOCl2与AlCl3·6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3,试解释原因。
答案:(1)SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl
(2)AlCl3易发生水解,SOCl2与水反应既减少了水的量,生成的HCl又抑制了AlCl3的水解。
4.(1)K2CO3的水溶液蒸干得到的固体物质是________________________________
_____________________________________,原因是________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是___________________________________
___________________________________,原因是__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
(3)FeCl2溶液蒸干灼烧得到的固体物质是____________________________________
____________________________________,原因是________________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
(4)亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是_______________________________
_________________________________________,原因是____________________________
_________________________________。
(5)将0.5mol·L-1的NaClO溶液加热蒸干灼烧最后得到的固体是____________,原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(6)将KMnO4溶液加热蒸干、灼烧最后所得到的固体是_______________________,原因是________________________________________________________________。
答案:(1)K2CO3 尽管加热过程促进水解,但生成的KHCO3和KOH反应后又生成K2CO3
(2)KAl(SO4)2·12H2O 尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发性酸,最后仍然为结晶水合物。注意温度过高,会脱去结晶水
(3)Fe2O3Fe2+水解生成Fe(OH)2和HCl,在加热蒸干过程中HCl挥发,Fe(OH)2逐渐被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3灼烧分解生成Fe2O3
(4)Na2SO4Na2SO3被空气中的O2氧化,发生反应:2Na2SO3+O2===2Na2SO4
(5)NaClNaClO水解的化学方程式为NaClO+H2ONaOH+HClO,2HClO△=====2HCl+O2↑,HCl+NaOH===NaCl+H2O,故最终得到NaCl
(6)K2MnO4、MnO2KMnO4加热时发生反应:2KMnO4△=====K2MnO4+MnO2+O2↑
(1)盐溶液水解生成难挥发性酸时,蒸干后一般得原物质,如CuSO4(aq)蒸干――→CuSO4(s);盐溶液水解生成易挥发性酸时,蒸干灼烧后一般得对应的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干――→Al(OH)3灼烧――→Al2O3。
(2)酸根阴离子易水解的强碱盐,如Na2CO3溶液等蒸干后可得到原物质。
(3)考虑盐受热时是否分解
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+MnO2;NH4Cl―→NH3↑+HCl↑。
能力三 “盐类水解”知识在化工流程中的应用
5.已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性。将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物,需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:
请回答下列问题:
(1)本实验最适合的氧化剂X是________(填序号)。
A.K2Cr2O7B.NaClOC.H2O2D.KMnO4
(2)物质Y是________。
(3)本实验用加碱沉淀法能不能达到目的?________________________________
______________________________________,原因是_______________________________
_________________________________________。
(4)除去Fe3+的有关离子方程式为__________________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
(5)加氧化剂的目的是__________________________________________________
_______________________________________________________________________________________。
(6)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体?________,应如何操作?________________________________________________________________________。
答案:(1)C
(2)CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
(3)不能 因加碱的同时也会使Cu2+生成Cu(OH)2沉淀
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O[或Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O等]
(5)将Fe2+氧化为Fe3+,便于生成沉淀而与Cu2+分离
(6)不能 应在HCl气流中加热蒸发
6.炼锌厂产生的工业废渣——锌渣(除了含Zn外,还含有Fe、Al、Cd和SiO2等杂质),利用锌渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金属镉是一个有益的尝试,其流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Zn2+、Cd2+、Fe2+以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为3.2、4.7、6.5、9.4、9.7;锌的金属活动性比镉强。
试回答下列问题:“调pH”过程可以选用__________。(从以下选项选择,填序号)
A.H2SO4B.ZnOC.NaOH
“滤渣2”的主要成分是___________________________(填化学式)。
解析:“调pH”过程能使得溶液的碱性增强,同时不能引入杂质离子,据此只能选择试剂氧化锌,该试剂可以将三价铁和铝离子沉淀下来,形成Fe(OH)3、Al(OH)3。
答案:BFe(OH)3、Al(OH)3
7.工业上,以钛铁矿(主要含FeTiO3,还含有Fe2O3和Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备二氧化钛并得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如图所示。
已知:TiO2+在一定条件下会发生水解。
回答下列问题:
(1)步骤②中,加入铁粉的主要作用是________________________________,同时也会将部分TiO2+还原为Ti3+。
(2)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中加入热水稀释将TiO2+转化为Ti(OH)4的原因:__________________。
解析:(1)由(1)可知黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,加入铁粉的目的除了可将部分TiO2+还原为Ti3+之外,还可将Fe3+转化为Fe2+并防止Fe2+被氧化;(2)TiO2+在一定条件下会发生水解生成Ti(OH)4和氢离子,溶液中存在平衡:TiO2++3H2OTi(OH)4+2H+ΔH>0,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成Ti(OH)4。
答案:(1)将Fe3+转化为Fe2+并防止Fe2+被氧化
(2)4Ti3++O2+2H2O===4TiO2++4H+TiO2+在溶液中水解:TiO2++3H2OTi(OH)4+2H+ΔH>0,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成Ti(OH)4
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