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第17講 鹽類的水解(學(xué)生版+教師版)-高二化學(xué)同步講義(魯科選擇性必修1)

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第17講 鹽類的水解(學(xué)生版+教師版)-高二化學(xué)同步講義(魯科選擇性必修1)

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第17講 鹽類的水解
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目標(biāo)導(dǎo)航
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課程標(biāo)準(zhǔn) 課標(biāo)解讀
1.理解鹽類水解的本質(zhì),能解釋強(qiáng)酸弱堿鹽和強(qiáng)堿弱酸鹽的水解。 2.能運(yùn)用鹽類水解的規(guī)律判斷鹽溶液的酸堿性,會(huì)書(shū)寫(xiě)鹽類水解的離子方程式。 3.了解影響鹽類水解平衡的因素,能多角度、動(dòng)態(tài)地分析反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響。 1.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響,能運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理分析鹽類水解平衡的因素,并運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)看待和分析鹽類的水解。 2.能識(shí)別鹽類水解中常見(jiàn)的物質(zhì)模型和化學(xué)反應(yīng)的理論模型;能認(rèn)識(shí)發(fā)生水解的物質(zhì)及其變化的理論模型和研究對(duì)象之間的異同,能對(duì)模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)以改進(jìn)模型;能依據(jù)發(fā)生水解的各物質(zhì)及其反應(yīng)的不同特征尋找充分的證據(jù),能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系。 3.熟練掌握鹽類水解的表示方法——水解離子方程式的書(shū)寫(xiě)。
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知識(shí)精講
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知識(shí)點(diǎn)01 鹽類水解的原理
1.概念:在溶液中鹽電離出的離子與水電離出的________結(jié)合生成________的反應(yīng)。
2.實(shí)質(zhì)
3.鹽類的水解規(guī)律及溶液酸堿性
(1)在可溶性鹽溶液中:有弱才水解,無(wú)弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性。
(2)鹽類水解的類型
鹽的類型 實(shí)例 是否水解 水解的離子 溶液的酸堿性
強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽 NaCl、KNO3 否 無(wú) _____
強(qiáng)酸弱堿鹽 NH4Cl、Cu(NO3)2 是 NH4+、Cu2+ _____
弱酸強(qiáng)堿鹽 CH3COONa、Na2CO3 是 CH3COO-、CO32- _____
弱酸弱堿鹽 CH3COONH4、NH4HCO3 是 CH3COO-、NH4+、HCO3- 誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性
4.表示方法
(1)用化學(xué)方程式表示:鹽+水酸+堿。
①NH4Cl的水解:________________________________________
②CH3COONa的水解:________________________________________
(2)用離子方程式表示:鹽的離子+水酸(或堿)+OH-(或H+)
①NH4Cl的水解:________________________________________
②CH3COONa的水解:________________________________________
(3)多元弱酸酸根離子的水解應(yīng)分步書(shū)寫(xiě)
①Na2CO3的一級(jí)水解:________________________________________
②Na2CO3的二級(jí)水解:________________________________________
(4)多元弱堿陽(yáng)離子的水解
①實(shí)際是______進(jìn)行的,習(xí)慣只寫(xiě)一步
②Fe3+的水解:________________________________________
【即學(xué)即練1】下列溶液中呈酸性的是( )。
A.NH4Cl溶液 B.NaNO3溶液 C.KHCO3溶液 D.Na2SO3溶液
知識(shí)點(diǎn)02 影響鹽類水解平衡的因素
1.鹽類水解的特征
(1)鹽類的水解是______反應(yīng)。
(2)水解后可溶性微粒數(shù)______。
(3)鹽類水解程度一般都______,為_(kāi)_____反應(yīng)。
2.影響因素
(1)內(nèi)因:組成鹽的弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子越弱,水解程度越______
(2)外因
①溫度:升高溫度能夠______水解
②濃度:鹽溶液的濃度越小,水解程度越______
③外加酸堿:水解顯酸性的鹽溶液,加堿會(huì)______水解,加酸會(huì)______水解,反之亦然
④外加鹽:加入與鹽的水解性質(zhì)相反的鹽會(huì)______鹽的水解
3.相互促進(jìn)的水解反應(yīng)
(1)相互促進(jìn)能進(jìn)行徹底的水解反應(yīng)
①HCO3-與Al3+水解的離子方程式:____________________________________
②S2-與Al3+水解的離子方程式:____________________________________
(2)相互促進(jìn)不能進(jìn)行徹底的水解反應(yīng)
①醋酸銨水解的離子方程式:____________________________________
②碳酸氫銨水解的離子方程式:____________________________________
【即學(xué)即練2】(2021·廣西桂林高二檢測(cè))下列物質(zhì)中,能夠促進(jìn)NH4Cl水解的是( )。
A.濃鹽酸 B.氯化鈉固體
C.硫酸氫鈉固體 D.水
(
能力拓展
)
考法01 鹽類水解平衡移動(dòng)
【典例1】(2022·貴州黔東南州高二檢測(cè))在一定條件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.稀釋溶液,水解平衡常數(shù)增大
B.通入CO2,平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)
C.升高溫度,減小
D.加入NaOH固體,溶液pH減小
【知識(shí)拓展】鹽類水解平衡的移動(dòng)
1.反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響(以Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ΔH>0為例)
條件 平衡移動(dòng)方向 n(H+) pH 水解程度 現(xiàn)象
升溫 向右 增多 減小 增大 顏色變深
通HCl 向左 增多 減小 減小 顏色變淺
加H2O 向右 增多 增大 增大 顏色變淺
加FeCl3固體 向右 增多 減小 減小 顏色變深
加NaHCO3 向右 減小 增大 增大 生成紅褐色沉淀,放出氣體
2.溶液中其他離子對(duì)鹽類水解的影響
(1)水解相互抑制
在(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的Fe2+與NH4+水解時(shí)都顯酸性,所以兩者的水解相互抑制。同濃度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液與FeSO4溶液相比,F(xiàn)eSO4溶液中的Fe2+的水解程度更大。
(2)水解相互促進(jìn)
①NH4+與S2-、HCO3-、CO32-、CH3COO-等組成的鹽雖然水解相互促進(jìn),但水解程度較小,仍是部分水解,書(shū)寫(xiě)時(shí)仍用“”表示。如NH4++CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
②Al3+和CO32-、HCO3-、S2-、HS-、[Al(OH)4]-等組成的鹽水解相互促進(jìn)非常徹底,生成氣體和沉淀,書(shū)寫(xiě)時(shí)用“”表示。如Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑。
3.弱鹽的水解常數(shù)
(1)弱鹽Na2A的水解常數(shù):Kh1Kh2
①一級(jí)水解:A2-+H2OHA-+OH-:Kh1=
②二級(jí)水解:HA-+H2OH2A+OH-:Kh2=
③一步水解:A2-+2H2OH2A+2OH-,Kh==Kh1×Kh2
(2)意義:在同溫同濃度時(shí),Kh越大,鹽的水解程度越大
4.電離常數(shù)K電離和水解常數(shù)K水解的關(guān)系
(1)總體關(guān)系:K電離·K水解=Kw
(2)二元弱酸:Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw
(3)三元弱酸:Ka1·Kh3=Kw,Ka2·Kh2=Kw,Ka3·Kh1=Kw
【特別提醒】
(1)鹽類水解易受溫度、濃度、溶液的酸堿性等因素的影響,以氯化鐵水解為例,當(dāng)改變條件如升溫、通入HCl氣體、加水、加鐵粉、加碳酸氫鈉等時(shí),應(yīng)從平衡移動(dòng)方向、pH的變化、水解程度、現(xiàn)象等方面歸納總結(jié),分析掌握。
(2)多元弱酸的酸式鹽問(wèn)題。酸式鹽一般既存在水解,又存在電離。如果酸式鹽的電離程度大于其水解程度,溶液顯酸性,如NaHSO3溶液;如果酸式鹽的水解程度大于其電離程度,則溶液顯堿性,如NaHCO3溶液。
考法02 溶液中微粒濃度的關(guān)系
【典例2】(2022·江蘇省選擇考)一種捕集煙氣中CO2的過(guò)程如圖所示。室溫下以0.1mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略,溶液中含碳物種的濃度c總=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)。H2CO3電離常數(shù)分別為Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3-)
B.KOH完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí),溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c總=0.1mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(CO32-)
D.如圖所示的“吸收”“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,溶液的溫度下降
【知識(shí)拓展】電解質(zhì)溶液中微粒濃度的關(guān)系
1.明確“三個(gè)”守恒原理
2.正確理解質(zhì)子守恒
(1)Na2CO3溶液[c平(H3O+)=c平(H+)]
①圖示:
②表達(dá)式:c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H2CO3)+c平(H+)
(2)NaHCO3溶液[c平(H3O+)=c平(H+)]
①圖示:
②表達(dá)式:c平(OH-)+c平(CO32-)=c平(H2CO3)+c平(H+)
(3)將混合溶液中的電荷守恒式和物料守恒式相聯(lián)立,通過(guò)代數(shù)運(yùn)算消去其中某離子(如Na+、Cl-等),即可推出該溶液中的質(zhì)子守恒。等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3的混合液中
①電荷守恒:c平(HCO3-)+c平(OH-)+2c平(CO32-)=c平(Na+)+c平(H+)
②物料守恒:2c平(Na+)=3c平(HCO3-)+3c平(H2CO3)+3c平(CO32-)
③質(zhì)子守恒:2c平(OH-)+c平(CO32-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3)[消去Na+]
3.理解兩大平衡,樹(shù)立“微弱”意識(shí)
(1)電離平衡→建立電離過(guò)程是“微弱”的意識(shí)。
①弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的,且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。
②稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中微粒濃度由大到小的順序:c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)。
(2)水解平衡→建立水解過(guò)程是“微弱”的意識(shí)。
①弱酸陰離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是微弱的,但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。
②稀的CH3COONa溶液中,CH3COONa=CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,所以CH3COONa溶液中,c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(CH3COOH)>c平(H+)
4.三個(gè)思維模型
【特別提醒】(1)多元弱酸的正鹽溶液(如Na2CO3溶液),要分清變化的主次關(guān)系。鹽完全電離,多元弱酸酸根離子的第一步水解大于第二步水解。
(2)多元弱酸的酸式鹽溶液,要注意考慮酸式酸根離子的水解程度和電離程度的相對(duì)大小。若酸式酸根離子的電離程度大于水解程度,溶液呈酸性;若水解程度大于電離程度,溶液呈堿性。
(3)當(dāng)兩種溶液混合或兩種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),要根據(jù)反應(yīng)原理準(zhǔn)確地判斷溶質(zhì)的成分,然后判斷離子種類,再根據(jù)規(guī)律比較離子濃度大小。
(4)不同溶液中同一離子濃度的比較要看溶液中其他離子對(duì)該離子的影響。
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分層提分
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題組A 基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1.(2022年1月浙江學(xué)考仿真模擬卷A)下列物質(zhì)能使紫色石蕊試液變紅的是( )。
A.K2CO3 B.NaHCO3 C.NaHSO4 D.KOH
2.(2022年湖北省新高考聯(lián)考協(xié)作體高二下學(xué)期3月考試)下列各式中,屬于正確的水解反應(yīng)的離子方程式的是( )。
A.S2-+D2ODS-+OD-
B.NH4++D2ONH3·D2O+H+
C.HCO3-+H2OCO32-+H3O+
D.Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+
3.(2022·咸陽(yáng)高二檢測(cè))一定條件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.加入少量NaOH固體,c(CH3COO-)減小
B.升高溫度,溶液的pH增大
C.稀釋溶液,溶液的pH增大
D.通入少量HCl氣體,水解平衡常數(shù)減小
4.(天津市部分區(qū)2020~2021學(xué)年度第一學(xué)期高三期中練習(xí))常溫時(shí),已知Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),則相同濃度的下列兩種溶液:①CH3COONa;②NaClO,其pH大小關(guān)系正確的是( )。
A.①=② B.①>② C.①<② D.不能確定
5.0.1mol L-1AlCl3溶液,溫度從20℃升高到50℃,濃度增幅最大的離子是( )。
A.Cl- B.Al3+ C.H+ d.OH-
6.在三氯化鐵溶液中,F(xiàn)e3+與Cl-的濃度比值是( )。
A. B.3 C. D.
7.(2021·海南省選擇考)一次性鑒別等濃度的KNO3、NH4Cl、Na2CO3三種溶液,下列方法不可行的是( )。
A.測(cè)定pH B.焰色試驗(yàn)
C.滴加AlCl3溶液 D.滴加飽和Ca(OH)2溶液,微熱
8.(2021 永州高二檢測(cè))取一定量飽和FeCl3溶液,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)加入少量NaOH(s),F(xiàn)eCl3的水解程度_____(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。
(2)FeCl3溶液中通入HCl(g),溶液的pH_____(填“增大”、“減小”或“不變”),F(xiàn)eCl3的水解程度__________(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。
(3)向FeCl3溶液中滴加石蕊試液,現(xiàn)象是_______________。
(4)向FeCl3溶液中加入過(guò)量的Mg片,現(xiàn)象是_______________。
題組B 能力提升練
1.鹽MN溶于水的過(guò)程如圖所示:
下列說(shuō)法不正確的是( )。
A.MN是強(qiáng)電解質(zhì)
B.N-結(jié)合H+的能力一定比OH-強(qiáng)
C.該過(guò)程中c(OH-)>c(H+)
D.水電離出的c(H+)變大
2.對(duì)1L1mol·L-1的NH4Cl溶液進(jìn)行如下操作,溶液的pH增大的是( )。
A.加熱 B.再加1L1mol/LNH4Cl溶液
C.加水稀釋 D.加入少量的NH4Cl固體
3.向三份0.1mol/L CH3COONa溶液中分別加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2固體(忽略溶液體積變化),則CH3COO-濃度的變化依次為( )。
A.減小、增大、減小 B.增大、減小、減小
C.減小、增大、增大 D.增大、減小、增大
4.(2020·河北承德一模)能證明Na2SO3溶液中存在SO32-+H2OHSO3-+OH-水解平衡的事實(shí)是( )。
A.滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液后紅色退去
B.滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色退去
C.滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色退去
D.滴入酚酞溶液變紅,再加入NaHSO4溶液后紅色退去
5.(2021 邯鄲高二檢測(cè))NH4Cl溶液中,下列敘述錯(cuò)誤的是( )。
A.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
C.c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(NH4+)+c(NH3 H2O)=c(Cl-)
6.與100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)基本相同的是( )。
A.200mL0.1mol/LNH4Cl溶液
B.50mL0.2mol/LNH4NO3溶液
C.100mL0.2mol/LNH4HSO4
D.50mL0.2mol/L氨水
7.常溫下,0.1mol L-1CH3COONa溶液pH=11,下列表述正確的是( )。
A.c(Na+)=c(CH3COO-)
B.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol L-1
C.由水電離出來(lái)的c(OH-)=1.0×10-11mol L-1
D.往該溶液中加入等體積的水,pH變大
8.(2021·廣東省選擇考)鳥(niǎo)嘌呤(G)是一種有機(jī)弱堿,可與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列敘述正確的是( )。
A.0.001mol/LGHCl水溶液的pH=3
B.0.001mol/LGHCl水溶液加水稀釋,pH升高
C.GHCl在水中的電離方程式為:GHCl=G+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(G)
9.(2021 重慶高二檢測(cè))鹽在化學(xué)工業(yè)中有重要的應(yīng)用,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用離子方程式表示FeCl3可作凈水劑的原因:_____________________。
(2)常溫下,在pH=3的硫酸與pH=11的Na2S溶液中,水電離出來(lái)的c(OH-)之比為_(kāi)_____________,向Na2S溶液中加入AlCl3溶液時(shí),產(chǎn)生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體,其離子方程式為:___________________________________。
(3)c(NH4+)相等的下列溶液:①NH4Cl;②NH4HSO4;③(NH4)2SO4;④CH3COONH4;⑤NH3·H2O,溶液的物質(zhì)的量濃度由小到大的順序是______________(用序號(hào)表示)。
10.FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)FeCl3凈水的原理是________________________。
(2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol L-1,則該溶液的pH約為_(kāi)_____。
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+K2
Fe(OH)2++H2OFe(OH)3+H+K3
以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是____________。
(4)通過(guò)控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是______(填序號(hào))。
a.降溫 b.加水稀釋
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
(5)室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是____________。
題組C 培優(yōu)拔尖練
1.(2021 浦東新區(qū)二模)某未知溶液(只含一種溶質(zhì))中加入醋酸鈉固體后,測(cè)得溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1。則原未知溶液一定不是( )。
A.強(qiáng)酸溶液 B.弱酸性溶液
C.弱堿性溶液 D.強(qiáng)堿溶液
2.常溫下,0.2mol·L-1的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖5所示,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.HA為強(qiáng)酸
B.該混合液pH=7
C.圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
3.(2022·海南省選擇考)NaClO溶液具有添白能力,已知25℃時(shí),Ka(HClO)=4.07×10-8。下列關(guān)于NaClO溶液說(shuō)法正確的是( )。
A.0.01mol/L溶液中,c(ClO-)<0.01mol·L-1
B.長(zhǎng)期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過(guò)量SO2,反應(yīng)的離子方程式為SO2+ClO-+H2O=HSO3-+2HClO
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
4.(2022·浙江6月選考改編)25℃時(shí),醋酸(CH3COOH)的Ka=1.7×10-5,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.相同溫度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.將濃度均為0.10mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加熱,兩種溶液的pH均變大
C.25℃時(shí),C6H5OH溶液與NaOH溶液混合,測(cè)得pH=10.00,則此時(shí)溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25℃時(shí),0.10mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固體,水的電離程度變小
5.(2021 金昌高二檢測(cè))煤炭是我國(guó)的主要能源之一,與之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染問(wèn)題較為突出。目前我國(guó)采用的控制方法是電廠煙氣脫硫。煙氣脫硫的原理是利用堿性物質(zhì)吸收并固定酸性的二氧化硫,如鈉堿循環(huán)法脫硫技術(shù):
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脫除煙氣中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式:_________________________。
(2)NaOH溶液吸收SO2的過(guò)程中,pH隨(SO32-)∶n(HSO3-)變化關(guān)系如表:
n(SO32-)∶n(HSO3-) 91∶9 1∶1 1∶91
pH 8.2 7.2 6.2
①由如表判斷,NaHSO3溶液顯______性,用化學(xué)平衡原理解釋:_________________________________。
②當(dāng)溶液呈中性時(shí),離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母):___________。
a.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)第17講 鹽類的水解
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課程標(biāo)準(zhǔn) 課標(biāo)解讀
1.理解鹽類水解的本質(zhì),能解釋強(qiáng)酸弱堿鹽和強(qiáng)堿弱酸鹽的水解。 2.能運(yùn)用鹽類水解的規(guī)律判斷鹽溶液的酸堿性,會(huì)書(shū)寫(xiě)鹽類水解的離子方程式。 3.了解影響鹽類水解平衡的因素,能多角度、動(dòng)態(tài)地分析反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響。 1.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響,能運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理分析鹽類水解平衡的因素,并運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)看待和分析鹽類的水解。 2.能識(shí)別鹽類水解中常見(jiàn)的物質(zhì)模型和化學(xué)反應(yīng)的理論模型;能認(rèn)識(shí)發(fā)生水解的物質(zhì)及其變化的理論模型和研究對(duì)象之間的異同,能對(duì)模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)以改進(jìn)模型;能依據(jù)發(fā)生水解的各物質(zhì)及其反應(yīng)的不同特征尋找充分的證據(jù),能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系。 3.熟練掌握鹽類水解的表示方法——水解離子方程式的書(shū)寫(xiě)。
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知識(shí)精講
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知識(shí)點(diǎn)01 鹽類水解的原理
1.概念:在溶液中鹽電離出的離子與水電離出的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。
2.實(shí)質(zhì)
3.鹽類的水解規(guī)律及溶液酸堿性
(1)在可溶性鹽溶液中:有弱才水解,無(wú)弱不水解,越弱越水解,都弱都水解,誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性。
(2)鹽類水解的類型
鹽的類型 實(shí)例 是否水解 水解的離子 溶液的酸堿性
強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽 NaCl、KNO3 否 無(wú) 中性
強(qiáng)酸弱堿鹽 NH4Cl、Cu(NO3)2 是 NH4+、Cu2+ 酸性
弱酸強(qiáng)堿鹽 CH3COONa、Na2CO3 是 CH3COO-、CO32- 堿性
弱酸弱堿鹽 CH3COONH4、NH4HCO3 是 CH3COO-、NH4+、HCO3- 誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性
4.表示方法
(1)用化學(xué)方程式表示:鹽+水酸+堿。
①NH4Cl的水解:NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
②CH3COONa的水解:CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH
(2)用離子方程式表示:鹽的離子+水酸(或堿)+OH-(或H+)
①NH4Cl的水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+
②CH3COONa的水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(3)多元弱酸酸根離子的水解應(yīng)分步書(shū)寫(xiě)
①Na2CO3的一級(jí)水解:CO32-+H2OHCO3-+OH-
②Na2CO3的二級(jí)水解:HCO3-+H2OH2CO3+OH-
(4)多元弱堿陽(yáng)離子的水解
①實(shí)際是分步進(jìn)行的,習(xí)慣只寫(xiě)一步
②Fe3+的水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
【即學(xué)即練1】下列溶液中呈酸性的是( )。
A.NH4Cl溶液 B.NaNO3溶液 C.KHCO3溶液 D.Na2SO3溶液
【解析】選A。氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽,銨根離子水解,導(dǎo)致溶液呈酸性,故A選;硝酸鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不水解,溶液呈中性,故B不選;KHCO3是強(qiáng)堿弱酸鹽,碳酸氫根離子水解,溶液呈堿性,故C不選;亞硫酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,亞硫酸根離子水解,溶液呈堿性,故D不選。
知識(shí)點(diǎn)02 影響鹽類水解平衡的因素
1.鹽類水解的特征
(1)鹽類的水解是吸熱反應(yīng)。
(2)水解后可溶性微粒數(shù)增多。
(3)鹽類水解程度一般都很小,為可逆反應(yīng)。
2.影響因素
(1)內(nèi)因:組成鹽的弱酸根離子或弱堿陽(yáng)離子越弱,水解程度越大
(2)外因
①溫度:升高溫度能夠促進(jìn)水解
②濃度:鹽溶液的濃度越小,水解程度越大
③外加酸堿:水解顯酸性的鹽溶液,加堿會(huì)促進(jìn)水解,加酸會(huì)抑制水解,反之亦然
④外加鹽:加入與鹽的水解性質(zhì)相反的鹽會(huì)促進(jìn)鹽的水解
3.相互促進(jìn)的水解反應(yīng)
(1)相互促進(jìn)能進(jìn)行徹底的水解反應(yīng)
①HCO3-與Al3+水解的離子方程式:3HCO3-+Al3+3CO2↑+Al(OH)3↓
②S2-與Al3+水解的離子方程式:3S2-+2Al3++6H2O3H2S↑+2Al(OH)3↓
(2)相互促進(jìn)不能進(jìn)行徹底的水解反應(yīng)
①醋酸銨水解的離子方程式:CH3COO-+NH4++H2OCH3COOH+NH3·H2O
②碳酸氫銨水解的離子方程式:HCO3-+NH4++H2OH2CO3+NH3·H2O
【即學(xué)即練2】(2021·廣西桂林高二檢測(cè))下列物質(zhì)中,能夠促進(jìn)NH4Cl水解的是( )。
A.濃鹽酸 B.氯化鈉固體
C.硫酸氫鈉固體 D.水
【解析】選D。NH4Cl溶液中存在如下水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,要促進(jìn)NH4Cl的水解,應(yīng)該使水解平衡正向移動(dòng)。加入濃鹽酸和硫酸氫鈉固體相當(dāng)于增大了c(H+),平衡逆向移動(dòng);加入氯化鈉固體,由于Na+和Cl-不參與反應(yīng),所以對(duì)該平衡無(wú)影響;加水稀釋,水解平衡正向移動(dòng)。
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能力拓展
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考法01 鹽類水解平衡移動(dòng)
【典例1】(2022·貴州黔東南州高二檢測(cè))在一定條件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.稀釋溶液,水解平衡常數(shù)增大
B.通入CO2,平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)
C.升高溫度,減小
D.加入NaOH固體,溶液pH減小
【解析】選B。水解平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,A不正確。通入CO2,發(fā)生反應(yīng)CO2+2OH-=CO32-+H2O,OH-的濃度降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),B正確。水解反應(yīng)吸熱,升高溫度,平衡向右移動(dòng),c(HCO3-)增大,c(CO32-)減小,增大,C不正確。加入NaOH固體,OH-濃度增大,溶液pH增大,D不正確。
【知識(shí)拓展】鹽類水解平衡的移動(dòng)
1.反應(yīng)條件對(duì)鹽類水解平衡的影響(以Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ ΔH>0為例)
條件 平衡移動(dòng)方向 n(H+) pH 水解程度 現(xiàn)象
升溫 向右 增多 減小 增大 顏色變深
通HCl 向左 增多 減小 減小 顏色變淺
加H2O 向右 增多 增大 增大 顏色變淺
加FeCl3固體 向右 增多 減小 減小 顏色變深
加NaHCO3 向右 減小 增大 增大 生成紅褐色沉淀,放出氣體
2.溶液中其他離子對(duì)鹽類水解的影響
(1)水解相互抑制
在(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的Fe2+與NH4+水解時(shí)都顯酸性,所以兩者的水解相互抑制。同濃度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液與FeSO4溶液相比,F(xiàn)eSO4溶液中的Fe2+的水解程度更大。
(2)水解相互促進(jìn)
①NH4+與S2-、HCO3-、CO32-、CH3COO-等組成的鹽雖然水解相互促進(jìn),但水解程度較小,仍是部分水解,書(shū)寫(xiě)時(shí)仍用“”表示。如NH4++CH3COO-+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
②Al3+和CO32-、HCO3-、S2-、HS-、[Al(OH)4]-等組成的鹽水解相互促進(jìn)非常徹底,生成氣體和沉淀,書(shū)寫(xiě)時(shí)用“”表示。如Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑。
3.弱鹽的水解常數(shù)
(1)弱鹽Na2A的水解常數(shù):Kh1Kh2
①一級(jí)水解:A2-+H2OHA-+OH-:Kh1=
②二級(jí)水解:HA-+H2OH2A+OH-:Kh2=
③一步水解:A2-+2H2OH2A+2OH-,Kh==Kh1×Kh2
(2)意義:在同溫同濃度時(shí),Kh越大,鹽的水解程度越大
4.電離常數(shù)K電離和水解常數(shù)K水解的關(guān)系
(1)總體關(guān)系:K電離·K水解=Kw
(2)二元弱酸:Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw
(3)三元弱酸:Ka1·Kh3=Kw,Ka2·Kh2=Kw,Ka3·Kh1=Kw
【特別提醒】
(1)鹽類水解易受溫度、濃度、溶液的酸堿性等因素的影響,以氯化鐵水解為例,當(dāng)改變條件如升溫、通入HCl氣體、加水、加鐵粉、加碳酸氫鈉等時(shí),應(yīng)從平衡移動(dòng)方向、pH的變化、水解程度、現(xiàn)象等方面歸納總結(jié),分析掌握。
(2)多元弱酸的酸式鹽問(wèn)題。酸式鹽一般既存在水解,又存在電離。如果酸式鹽的電離程度大于其水解程度,溶液顯酸性,如NaHSO3溶液;如果酸式鹽的水解程度大于其電離程度,則溶液顯堿性,如NaHCO3溶液。
考法02 溶液中微粒濃度的關(guān)系
【典例2】(2022·江蘇省選擇考)一種捕集煙氣中CO2的過(guò)程如圖所示。室溫下以0.1mol·L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發(fā)可忽略,溶液中含碳物種的濃度c總=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)。H2CO3電離常數(shù)分別為Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3-)
B.KOH完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí),溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c總=0.1mol·L-1溶液中:c(H2CO3)>c(CO32-)
D.如圖所示的“吸收”“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,溶液的溫度下降
【解析】選C。KOH吸收CO2所得到的溶液,若為K2CO3溶液,則CO32-主要發(fā)生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(HCO3-),若為KHCO3溶液,則HCO3-發(fā)生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(HCO3-),A不正確;.KOH完全轉(zhuǎn)化為K2CO3時(shí),依據(jù)電荷守恒,溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),依據(jù)物料守恒,溶液中:c(K+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)],則c(OH-)= c(H+)+c(HCO3)+2c(H2CO3),B不正確;KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1mol L-1,c總=0.1mol·L-1,則溶液為KHCO3溶液,Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明HCO3-以水解為主,所以溶液中:c(H2CO3)>c(CO32-),C正確;如圖所示的“吸收”“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中,發(fā)生反應(yīng)為:CO2+2KOH=K2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3與KHCO3的混合物,則原理相同),二式相加得:CO2+CaO=CaCO3↓,該反應(yīng)放熱,溶液的溫度升高,D不正確。
【知識(shí)拓展】電解質(zhì)溶液中微粒濃度的關(guān)系
1.明確“三個(gè)”守恒原理
2.正確理解質(zhì)子守恒
(1)Na2CO3溶液[c平(H3O+)=c平(H+)]
①圖示:
②表達(dá)式:c平(OH-)=c平(HCO3-)+2c平(H2CO3)+c平(H+)
(2)NaHCO3溶液[c平(H3O+)=c平(H+)]
①圖示:
②表達(dá)式:c平(OH-)+c平(CO32-)=c平(H2CO3)+c平(H+)
(3)將混合溶液中的電荷守恒式和物料守恒式相聯(lián)立,通過(guò)代數(shù)運(yùn)算消去其中某離子(如Na+、Cl-等),即可推出該溶液中的質(zhì)子守恒。等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3的混合液中
①電荷守恒:c平(HCO3-)+c平(OH-)+2c平(CO32-)=c平(Na+)+c平(H+)
②物料守恒:2c平(Na+)=3c平(HCO3-)+3c平(H2CO3)+3c平(CO32-)
③質(zhì)子守恒:2c平(OH-)+c平(CO32-)=c平(HCO3-)+2c平(H+)+3c平(H2CO3)[消去Na+]
3.理解兩大平衡,樹(shù)立“微弱”意識(shí)
(1)電離平衡→建立電離過(guò)程是“微弱”的意識(shí)。
①弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)的電離是微弱的,且水的電離能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸和弱堿的電離能力。
②稀醋酸溶液中:CH3COOHCH3COO-+H+,H2OOH-+H+,在溶液中微粒濃度由大到小的順序:c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)。
(2)水解平衡→建立水解過(guò)程是“微弱”的意識(shí)。
①弱酸陰離子或弱堿陽(yáng)離子的水解是微弱的,但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽的水解程度。
②稀的CH3COONa溶液中,CH3COONa=CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,所以CH3COONa溶液中,c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(CH3COOH)>c平(H+)
4.三個(gè)思維模型
【特別提醒】(1)多元弱酸的正鹽溶液(如Na2CO3溶液),要分清變化的主次關(guān)系。鹽完全電離,多元弱酸酸根離子的第一步水解大于第二步水解。
(2)多元弱酸的酸式鹽溶液,要注意考慮酸式酸根離子的水解程度和電離程度的相對(duì)大小。若酸式酸根離子的電離程度大于水解程度,溶液呈酸性;若水解程度大于電離程度,溶液呈堿性。
(3)當(dāng)兩種溶液混合或兩種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),要根據(jù)反應(yīng)原理準(zhǔn)確地判斷溶質(zhì)的成分,然后判斷離子種類,再根據(jù)規(guī)律比較離子濃度大小。
(4)不同溶液中同一離子濃度的比較要看溶液中其他離子對(duì)該離子的影響。
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分層提分
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題組A 基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1.(2022年1月浙江學(xué)考仿真模擬卷A)下列物質(zhì)能使紫色石蕊試液變紅的是( )。
A.K2CO3 B.NaHCO3 C.NaHSO4 D.KOH
【解析】選C。A項(xiàng),碳酸鉀是強(qiáng)堿弱酸鹽,碳酸根離子在溶液中水解使溶液呈堿性,能使紫色石蕊試液變藍(lán)色,故A不符合題意;B項(xiàng),碳酸氫鈉是弱酸的酸式鹽,碳酸氫根離子在溶液中的水解程度大于電離程度,溶液呈堿性,能使紫色石蕊試液變藍(lán)色,故B不符合題意;C項(xiàng),硫酸氫鈉是強(qiáng)酸的酸式鹽,在溶液中電離出氫離子,使溶液呈酸性,能使紫色石蕊試液變紅色,故C符合題意;D項(xiàng),氫氧化鉀是強(qiáng)堿,在溶液中電離出氫氧根離子,使溶液呈堿性,能使紫色石蕊試液變藍(lán)色,故D不符合題意。
2.(2022年湖北省新高考聯(lián)考協(xié)作體高二下學(xué)期3月考試)下列各式中,屬于正確的水解反應(yīng)的離子方程式的是( )。
A.S2-+D2ODS-+OD-
B.NH4++D2ONH3·D2O+H+
C.HCO3-+H2OCO32-+H3O+
D.Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+
【解析】選A。硫離子和水電離出的氫離子結(jié)合,水解方程式為:S2-+D2ODS-+OD-,故A正確;銨根的水解反應(yīng)方程式為NH4++D2ONH3·HDO+D+,故B錯(cuò)誤;HCO3-+H2OCO32-+H3O+是電離方程式,正確的水解的離子方程式為HCO3-+H2OH2CO3+OH-,故C錯(cuò)誤;鎂離子的水解方程式為Mg2++2H2OMg(OH)2+2H+,故D錯(cuò)誤。
3.(2022·咸陽(yáng)高二檢測(cè))一定條件下,CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.加入少量NaOH固體,c(CH3COO-)減小
B.升高溫度,溶液的pH增大
C.稀釋溶液,溶液的pH增大
D.通入少量HCl氣體,水解平衡常數(shù)減小
【解析】選B。CH3COONa溶液存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入氫氧化鈉溶解后OH-濃度增大,平衡左移c(CH3COO-)增大,故A錯(cuò)誤;CH3COONa的水解是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向進(jìn)行,OH-濃度增大,溶液的pH增大,故B正確;稀釋溶液,平衡正向進(jìn)行,平衡狀態(tài)下OH-濃度減小,溶液的pH減小,故C錯(cuò)誤;平衡常數(shù)隨溫度變化,不隨濃度變化,故D錯(cuò)誤。
4.(天津市部分區(qū)2020~2021學(xué)年度第一學(xué)期高三期中練習(xí))常溫時(shí),已知Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),則相同濃度的下列兩種溶液:①CH3COONa;②NaClO,其pH大小關(guān)系正確的是( )。
A.①=② B.①>② C.①<② D.不能確定
【解析】選C。Ka(CH3COOH)>Ka(HClO),則酸性CH3COOH>HClO,根據(jù)越弱越水解可知,水解常數(shù)Kh(ClO-)>Kh(CH3COO-),故相同濃度的①CH3COONa和②NaClO堿性:①<②,pH:①<②,C滿足題意。
5.0.1mol L-1AlCl3溶液,溫度從20℃升高到50℃,濃度增幅最大的離子是( )。
A.Cl- B.Al3+ C.H+ d.OH-
【解析】選C。AlCl3溶液中存在水解平衡:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Cl-不參與反應(yīng),其濃度不變。因?yàn)辂}的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡正向移動(dòng),則Al3+濃度減小,H+的濃度增大,根據(jù)Kw=c(H+) c(OH-),則OH-濃度減小,故C正確。
6.在三氯化鐵溶液中,F(xiàn)e3+與Cl-的濃度比值是( )。
A. B.3 C. D.
【解析】選C。在FeCl3溶液中存在如下水解平衡:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,c(Fe3+)較小,所以Fe3+與Cl-的濃度比值小于。
7.(2021·海南省選擇考)一次性鑒別等濃度的KNO3、NH4Cl、Na2CO3三種溶液,下列方法不可行的是( )。
A.測(cè)定pH B.焰色試驗(yàn)
C.滴加AlCl3溶液 D.滴加飽和Ca(OH)2溶液,微熱
【解析】選C。KNO3溶液顯中性,NH4Cl溶液顯酸性,Na2CO3溶液顯堿性,故可以用測(cè)定pH的方法鑒別,故A正確;KNO3的焰色試驗(yàn)中現(xiàn)象為透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃為紫色,NH4Cl的焰色試驗(yàn)中無(wú)現(xiàn)象,Na2CO3的焰色試驗(yàn)中現(xiàn)象為黃色,故可以用焰色試驗(yàn)的方法鑒別,故B正確;KNO3、NH4Cl、Na2CO3中只有Na2CO3能與AlCl3反應(yīng)有現(xiàn)象,故KNO3和NH4Cl不能鑒別,故C錯(cuò)誤;2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH有白色沉淀產(chǎn)生,而KNO3不反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象,故可以鑒別,故D正確。
8.(2021 永州高二檢測(cè))取一定量飽和FeCl3溶液,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)加入少量NaOH(s),F(xiàn)eCl3的水解程度_____(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。
(2)FeCl3溶液中通入HCl(g),溶液的pH_____(填“增大”、“減小”或“不變”),F(xiàn)eCl3的水解程度__________(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。
(3)向FeCl3溶液中滴加石蕊試液,現(xiàn)象是_______________。
(4)向FeCl3溶液中加入過(guò)量的Mg片,現(xiàn)象是_______________。
【解析】飽和FeCl3溶液中,存在如下水解平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3 +3HCl。(1)加入少量NaOH(s),氫離子濃度減小,水解平衡正向移動(dòng),所FeCl3的水解程度增強(qiáng);(2)FeCl3溶液中通入HCl(g),溶液的pH減小,氫離子濃度增大,抑制FeCl3的水解,所以水解程度減弱;(3)向FeCl3溶液中滴加石蕊試液,溶液呈酸,所以溶液變紅;(4)向FeCl3溶液中加入過(guò)量的Mg片,鎂與氫離子反應(yīng)生成氫氣,所以有氣泡產(chǎn)生,同時(shí)平衡正向移動(dòng),產(chǎn)生紅褐色沉淀。
【答案】(1)增強(qiáng)(2)減小;減弱
(3)溶液變紅(4)有氣泡產(chǎn)生,產(chǎn)生紅褐色沉淀
題組B 能力提升練
1.鹽MN溶于水的過(guò)程如圖所示:
下列說(shuō)法不正確的是( )。
A.MN是強(qiáng)電解質(zhì)
B.N-結(jié)合H+的能力一定比OH-強(qiáng)
C.該過(guò)程中c(OH-)>c(H+)
D.水電離出的c(H+)變大
【解析】選B。由圖中看出MN完全電離成M+和N-,故MN為強(qiáng)電解質(zhì),A選項(xiàng)正確;N-結(jié)合水電離出H+的生成弱酸HN,水的電離平衡正向移動(dòng),使c(OH-)>c(H+),所以溶液呈堿性,C選項(xiàng)正確;因?yàn)槿觖}水解促進(jìn)水的電離,所以水電離出的c(H+)變大,D選項(xiàng)正確。因?yàn)辂}的水解程度很小,所以N-只能和少量的H+結(jié)合,而OH-可以大量與H+結(jié)合,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.對(duì)1L1mol·L-1的NH4Cl溶液進(jìn)行如下操作,溶液的pH增大的是( )。
A.加熱 B.再加1L1mol/LNH4Cl溶液
C.加水稀釋 D.加入少量的NH4Cl固體
【解析】選C。NH4Cl溶液中,NH4Cl水解成酸性。鹽類的水解是吸熱過(guò)程,加熱促進(jìn)水解,酸性加強(qiáng),pH減少,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;再加1L1mol/LNH4Cl溶液,NH4Cl溶液濃度不變,平衡不移動(dòng),溶液的pH不變,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;加水稀釋,雖然水解平衡正向移動(dòng),但是溶液的c(H+)減小,pH增大,C選項(xiàng)正確;加入少量的NH4Cl固體,水解平衡正向移動(dòng),c(H+)增大,pH減小,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.向三份0.1mol/L CH3COONa溶液中分別加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2固體(忽略溶液體積變化),則CH3COO-濃度的變化依次為( )。
A.減小、增大、減小 B.增大、減小、減小
C.減小、增大、增大 D.增大、減小、增大
【解析】選A。CH3COONa溶液中存在CH3COO- + H2OCH3COOH + OH-的水解平衡,加入的NH4NO3和FeCl2顯酸性,故促進(jìn)其平衡正向移動(dòng),則CH3COO-濃度減小;加入的Na2SO3水解顯堿性,對(duì)其平衡有抑制,故CH3COO- 濃度增大。
4.(2020·河北承德一模)能證明Na2SO3溶液中存在SO32-+H2OHSO3-+OH-水解平衡的事實(shí)是( )。
A.滴入酚酞溶液變紅,再加入H2SO4溶液后紅色退去
B.滴入酚酞溶液變紅,再加入氯水后紅色退去
C.滴入酚酞溶液變紅,再加入BaCl2溶液后產(chǎn)生沉淀且紅色退去
D.滴入酚酞溶液變紅,再加入NaHSO4溶液后紅色退去
【解析】選C。滴入酚酞試液變紅,說(shuō)明溶液中c(OH-)大于c(H+),再加入H2SO4溶液后,H+和OH-反應(yīng)而使溶液褪色,不能說(shuō)明存在水解平衡,故A錯(cuò)誤;滴入酚酞試液變紅,說(shuō)明溶液中c(OH-)大于c(H+),再加入氯水后,H+和OH-反應(yīng)而使溶液褪色,不能說(shuō)明存在水解平衡,故B錯(cuò)誤;滴入酚酞試液變紅,說(shuō)明溶液中c(OH-)大于c(H+),再加入BaCl2溶液后,Ba2+和SO32-反應(yīng)而和HSO3-不反應(yīng),Ba2+和SO32-反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀,且溶液紅色褪去,所以說(shuō)明存在水解平衡,故C正確;滴入酚酞試液變紅,說(shuō)明溶液中c(OH-)大于c(H+),再加入NaHSO4溶液后,H+和OH-反應(yīng)而使溶液褪色,不能說(shuō)明存在水解平衡,故D錯(cuò)誤。
5.(2021 邯鄲高二檢測(cè))NH4Cl溶液中,下列敘述錯(cuò)誤的是( )。
A.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
C.c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(NH4+)+c(NH3 H2O)=c(Cl-)
【解析】選A。溶液中銨根離子水解,溶液呈酸性,故溶液中離子濃度大小為:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),故A錯(cuò)誤;溶液中銨根離子水解,溶液呈酸性,故溶液中離子濃度大小為:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),故B正確;溶液中存在電荷守恒,陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)相同,溶液中的電荷守恒為:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-);故C正確;依據(jù)溶液中物料守恒,氮元素守恒得到:c(NH4+)+c(NH3 H2O)=c(Cl-),故D正確。
6.與100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)基本相同的是( )。
A.200mL0.1mol/LNH4Cl溶液
B.50mL0.2mol/LNH4NO3溶液
C.100mL0.2mol/LNH4HSO4
D.50mL0.2mol/L氨水
【解析】選B。100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中NH4+離子濃度為:c(NH4+)=0.2mol/L,但是存在微弱的水解,c(NH4+)<0.2mol/L;200mL0.1mol/LNH4Cl溶液,c(NH4+)=c(NH4Cl)=0.1mol L-1,存在微弱的水解,所以c(NH4+)<0.1mol/L,故A錯(cuò)誤;50mL0.2mol/LNH4NO3溶液,c(NH4+)=0.2mol/L,但是存在微弱的水解,所以c(NH4+)<0.2mol/L,與100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)基本相同,故B正確;100mL0.2mol/LNH4HSO4溶液,銨根離子會(huì)水解,所以c(NH4+)<0.2mol L-1,但是同時(shí)氫離子會(huì)抑制水解,所以c(NH4+)比100mL0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)略大點(diǎn),故C錯(cuò)誤;50mL0.2mol/L氨水是弱電解質(zhì),電離出的c(NH4+)遠(yuǎn)小于0.2mol/L,故D錯(cuò)誤。
7.常溫下,0.1mol L-1CH3COONa溶液pH=11,下列表述正確的是( )。
A.c(Na+)=c(CH3COO-)
B.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol L-1
C.由水電離出來(lái)的c(OH-)=1.0×10-11mol L-1
D.往該溶液中加入等體積的水,pH變大
【解析】選B。溶液中醋酸根離子水解顯堿性、結(jié)合電荷守恒分析,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3OO-),c(H+)<c(OH-),c(Na+)>c(CH3OO-),故A錯(cuò)誤;依據(jù)溶液中物料守恒分析,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol L-1,故B正確;結(jié)合溶液中離子積常數(shù)計(jì)算水電離出的氫離子濃度,由水電離出來(lái)的c(OH-)=10 14/10 11=1.0×10-3mol L-1,故C錯(cuò)誤;加水稀釋,水解平衡正向進(jìn)行,離子濃度減小,氫氧根離子濃度減小,pH減小,故D錯(cuò)誤。
8.(2021·廣東省選擇考)鳥(niǎo)嘌呤(G)是一種有機(jī)弱堿,可與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列敘述正確的是( )。
A.0.001mol/LGHCl水溶液的pH=3
B.0.001mol/LGHCl水溶液加水稀釋,pH升高
C.GHCl在水中的電離方程式為:GHCl=G+HCl
D.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(G)
【解析】選B。GHCl為強(qiáng)酸弱堿鹽,電離出的GH+會(huì)發(fā)生水解,弱離子的水解較為微弱,因此0.001mol/LGHCl水溶液的pH>3,故A錯(cuò)誤;稀釋GHCl溶液時(shí),GH+水解程度將增大,根據(jù)勒夏特列原理可知溶液中c(H+)將減小,溶液pH將升高,故B正確;GHCl為強(qiáng)酸弱堿鹽,在水中電離方程式為GHCl=GH++Cl-,故C錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒可知,GHCl溶液中c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故D錯(cuò)誤。
9.(2021 重慶高二檢測(cè))鹽在化學(xué)工業(yè)中有重要的應(yīng)用,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用離子方程式表示FeCl3可作凈水劑的原因:_____________________。
(2)常溫下,在pH=3的硫酸與pH=11的Na2S溶液中,水電離出來(lái)的c(OH-)之比為_(kāi)_____________,向Na2S溶液中加入AlCl3溶液時(shí),產(chǎn)生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體,其離子方程式為:___________________________________。
(3)c(NH4+)相等的下列溶液:①NH4Cl;②NH4HSO4;③(NH4)2SO4;④CH3COONH4;⑤NH3·H2O,溶液的物質(zhì)的量濃度由小到大的順序是______________(用序號(hào)表示)。
【解析】(1)Fe3+離子水解生成具有較強(qiáng)吸附性的Fe(OH)3膠體,反應(yīng)的離子方程式為:Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+;(2)常溫下,在pH=3的硫酸溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c(OH-)=mol/L=10-11mol/L,pH=11的Na2S溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c(OH-)=mol/L=10-3mol/L,水電離出來(lái)的c(OH-)之比=10-11∶10-3=1∶108,向Na2S溶液中加入AlCl3溶液時(shí),產(chǎn)生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體是硫離子和鋁離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成硫化氫和氫氧化鋁沉淀,反應(yīng)的離子方程式為:2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑;(3)①NH4Cl;②NH4HSO4;③(NH4)2SO4;④CH3COONH4;⑤NH3 H2O溶液中c(NH4+)小于銨鹽的c(NH4+),所以一水合氨溶液中銨根離子濃度最小;③中銨根離子系數(shù)是2,①②④中銨根離子系數(shù)都是1,所以③比①②④的大,②中氫離子抑制銨根離子水解,所以銨根離子難度②>①,④CH3COONH4中醋酸根離子水解促進(jìn)銨根離子水解,①>④所以NH4+濃度由大到小的順序?yàn)椋孩郏劲冢劲伲劲埽劲荨?br/>【答案】(1)Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+
(2)1∶108;2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
(3)③>②>①>④>⑤
10.FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)FeCl3凈水的原理是________________________。
(2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol L-1,則該溶液的pH約為_(kāi)_____。
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+K2
Fe(OH)2++H2OFe(OH)3+H+K3
以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是____________。
(4)通過(guò)控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是______(填序號(hào))。
a.降溫 b.加水稀釋
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
(5)室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是____________。
【解析】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì),可起到凈水的作用;(2)根據(jù)電荷守恒:c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-濃度很小,在這里可以忽略不計(jì)),則c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0×10-2mol L-1,則溶液pH=-lg1.0×10-2=2;(3)鐵離子的水解分為三步,且水解程度逐漸減弱,所以水解平衡常數(shù)逐漸減小,則K1>K2>K3;(4)控制條件使平衡正向移動(dòng),使平衡正向移動(dòng),因?yàn)樗鉃槲鼰岱磻?yīng),所以降溫,平衡逆向移動(dòng);加水稀釋,則水解平衡也正向移動(dòng);加入氯化銨,氯化銨溶液為酸性,氫離子濃度增大,平衡逆向移動(dòng);加入碳酸氫鈉,則消耗氫離子,所以氫離子濃度降低,平衡正向移動(dòng),選bd;(5)從反應(yīng)的離子方程式中可知,氫離子的濃度影響高濃度聚合氯化鐵的生成,所以關(guān)鍵步驟是調(diào)節(jié)溶液的pH。
【答案】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質(zhì)(2)2(3)K1>K2>K3
(4)bd(5)調(diào)節(jié)溶液的pH
題組C 培優(yōu)拔尖練
1.(2021 浦東新區(qū)二模)某未知溶液(只含一種溶質(zhì))中加入醋酸鈉固體后,測(cè)得溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1。則原未知溶液一定不是( )。
A.強(qiáng)酸溶液 B.弱酸性溶液
C.弱堿性溶液 D.強(qiáng)堿溶液
【解析】選A。醋酸鈉固體溶解后得到溶液中醋酸根離子水解溶液顯堿性,醋酸根離子減小,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,滿足溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1,平衡逆向進(jìn)行。強(qiáng)酸性溶液會(huì)促進(jìn)水解平衡正向進(jìn)行,不能滿足溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1,故A符合;弱酸性溶液如加入少量醋酸會(huì)增加溶液中醋酸根離子濃度,可以滿足溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1,故B不符合;弱堿性溶液如加入弱堿抑制醋酸根離子水解,可以滿足溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1,故C不符合;強(qiáng)堿溶液如加入KOH溶液抑制醋酸根離子水解,可以滿足滿足溶液中c(CH3COO-)∶c(Na+)=1∶1,故D不符合。
2.常溫下,0.2mol·L-1的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖5所示,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.HA為強(qiáng)酸
B.該混合液pH=7
C.圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
【解析】選D。0.2mol·L-1的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后得到0.1mol·L-1NaA。若HA為強(qiáng)酸,則溶液顯中性,且c(A-)=0.1mol·L-1,與圖不符,由圖像可知混合液中A-的濃度小于1mol·L-1,說(shuō)明HA是弱酸,A錯(cuò)誤;0.2mol·L-1的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,恰好反應(yīng),得強(qiáng)堿弱酸鹽NaA溶液,溶液顯堿性,B錯(cuò)誤;A-水解致使溶液顯堿性,所以溶液中的粒子濃度大小關(guān)系是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),所以X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,C錯(cuò)誤;Y表示HA,由物料守恒c(A-)+c(Y)=c(Na+)=0.11mol·L-1,D正確。
3.(2022·海南省選擇考)NaClO溶液具有添白能力,已知25℃時(shí),Ka(HClO)=4.07×10-8。下列關(guān)于NaClO溶液說(shuō)法正確的是( )。
A.0.01mol/L溶液中,c(ClO-)<0.01mol·L-1
B.長(zhǎng)期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過(guò)量SO2,反應(yīng)的離子方程式為SO2+ClO-+H2O=HSO3-+2HClO
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+)
【解析】選AD。NaClO溶液中ClO-會(huì)水解,故0.01mol/LNaClO溶液中c(ClO-)<0.01mol·L-1,A正確;漂白粉主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,長(zhǎng)期露置在空氣中容易和CO2發(fā)生反應(yīng)而失效,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,HClO再分解:2HClO=2HCl+O2↑,不會(huì)釋放Cl2,B錯(cuò)誤;將過(guò)量的SO2通入NaClO溶液中,SO2被氧化:SO2+ClO-+H2O=Cl-+ SO42-+2H+,C錯(cuò)誤;25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,存在電荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),則c(ClO-)=c(Na+),又c(HClO)>c(ClO-),所以c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D正確。
4.(2022·浙江6月選考改編)25℃時(shí),醋酸(CH3COOH)的Ka=1.7×10-5,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.相同溫度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.將濃度均為0.10mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加熱,兩種溶液的pH均變大
C.25℃時(shí),C6H5OH溶液與NaOH溶液混合,測(cè)得pH=10.00,則此時(shí)溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25℃時(shí),0.10mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固體,水的電離程度變小
【解析】選C。醋酸的酸性大于苯酚,則醋酸根離子的水解程度較小,則相同溫度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A錯(cuò)誤;C6H5ONa溶液中,C6H5O-離子水解出氫氧根離子,升溫促進(jìn)C6H5O-離子的水解,氫氧根離子濃度增大,pH變大,而氫氧化鈉溶液中不存在平衡,升溫pH不變,B錯(cuò)誤;當(dāng)pH=10.00時(shí),c(OH-)=1.0×10-10,Ka===1.0×10-10,故c(C6H5O-)=c(C6H5OH),C正確; C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,會(huì)促進(jìn)水的電離,D錯(cuò)誤。
5.(2021 金昌高二檢測(cè))煤炭是我國(guó)的主要能源之一,與之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染問(wèn)題較為突出。目前我國(guó)采用的控制方法是電廠煙氣脫硫。煙氣脫硫的原理是利用堿性物質(zhì)吸收并固定酸性的二氧化硫,如鈉堿循環(huán)法脫硫技術(shù):
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脫除煙氣中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式:_________________________。
(2)NaOH溶液吸收SO2的過(guò)程中,pH隨(SO32-)∶n(HSO3-)變化關(guān)系如表:
n(SO32-)∶n(HSO3-) 91∶9 1∶1 1∶91
pH 8.2 7.2 6.2
①由如表判斷,NaHSO3溶液顯______性,用化學(xué)平衡原理解釋:_________________________________。
②當(dāng)溶液呈中性時(shí),離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母):___________。
a.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
【解析】(1)SO2是酸性氧化物,能與堿反應(yīng)生成鹽與水,二氧化硫與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式:2OH-+SO2=SO32-+H2O;(2)①由表格中的數(shù)據(jù)可知,溶液呈酸性,HSO3-越多,酸性越強(qiáng),是因?yàn)槿芤褐写嬖冢篐SO3-SO32-+H+;HSO3-+H2OH2SO3+OH-,電離程度大于水解程度,溶液顯酸性;②吸收液呈中性時(shí),溶質(zhì)為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉,電離與水解的程度相等。由電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液則c(H+)=c(OH-),則c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),c(SO32-)≠c(H2SO3),故a錯(cuò)誤,c正確;SO32-+H2OHSO3-+OH-,HSO3-+H2OH2SO3+OH-,亞硫酸兩步水解,則離子濃度為c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),故b正確。
【答案】(1)2OH-+SO2=SO32-+H2O
(2)①酸;溶液中存在:HSO3-SO32-+H+;HSO3-+H2OH2SO3+OH-,電離程度大于水解程度,故溶液顯酸性②bc

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