盐类水解的影响因素及应用
突破训练(六)
1.(2019·青岛模拟)室温下,0.1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中,可能存在的含A粒子(H2A、HA-、A2-)的物质的量分数随pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H2A的电离方程式:H2AH++HA-
B.pH=5时,在NaHA和Na2A的混合溶液中:
c(HA-)∶c(A2-)=1∶100
C.等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)
D.Na2A溶液必存在c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),各粒子浓度均大于0
解析:选B 由图知,在pH=0~6范围内,不存在H2A分子,说明H2A的第一步电离是完全的,H2A的电离方程式为H2A===H++HA-,HA-H++A2-,A项错误;由pH=3时的数据可求得HA-的电离常数Ka==1×10-3,温度不变,电离常数不变,故pH=5时电离常数Ka===1×10-3,解得=100,故B项正确;在等物质的量浓度的NaHA和Na2A混合溶液中,pHc(OH-)>c(H+),B正确。pH=7时,三种溶液中均存在c(OH-)=c(H+),且存在电荷守恒关系:c(X+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)(X+=A+、B+或D+),则有c(X+)=c(Cl-),由于三种碱的碱性不同,则pH=7时加入盐酸的体积不同,
c(Cl-)不同,故pH=7时,三种溶液中c(A+)≠c(B+)≠c(D+),C错误。当盐酸体积为50 mL时,三种碱溶液均恰好与盐酸反应生成相应的盐,将三种溶液混合,据质子守恒可得c(H+)=c(AOH)+c(BOH)+c(DOH)+c(OH-),D正确。
6.常温下,含碳微粒(H2C2O4、HC2O、C2O)存在于0.1 mol·L-1草酸溶液与等浓度NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数w(某微粒物质的量浓度与三种微粒物质的量浓度和比值)与溶液pH的关系如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.向pH=1.2的溶液中加NaOH溶液将pH增大至4.2的过程中水的电离度一直增大
B.pH=4.2时,溶液中c(Na+)>c(HC2O)+c(C2O)
C.若草酸的第二级电离常数为K2,则lg K2=-4.2
D.将0.1 mol·L-1相同物质的量浓度NaHC2O4和Na2C2O4的两份溶液等体积混合,可配得图a点所示混合液
解析:选D pH=1.2的溶液中加NaOH溶液将pH增大至4.2,草酸逐渐减少,草酸钠增多,溶液中由酸电离的氢离子浓度减小,则对水的电离抑制的程度减小,水的电离度一直增大,故A正确;pH=4.2时,c(HC2O)=c(C2O),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-),c(H+)和c(OH-)忽略,所以c(Na+)>c(HC2O)+c(C2O),故B正确;pH=4.2时,c(HC2O)=c(C2O),Ka2==c(H+)=10-4.2,则lg K2=lg 10-4.2=-4.2,故C正确;HC2O的电离常数是10-4.2,C2O的水解常数是Kh===10-9.8c(SO)>c(H2SO3)>c(HSO)
B.已知NaHSO3溶液pHc(HSO)>c(H2SO3)>c(SO)
C.当吸收液呈酸性时:c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
D.当吸收液呈中性时:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)
解析:选D Na2SO3溶液呈碱性,溶液中粒子浓度关系为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H2SO3),A项错误;NaHSO3溶液pHc(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3),B项错误;当吸收液呈酸性时可以是NaHSO3溶液,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(H2SO3)+c(SO)+c(HSO),也可以是NaHSO3和亚硫酸钠的混合溶液,则选项中的物料守恒关系式不再适用,
C项错误;当吸收液呈中性时,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO)+c(HSO),故c(Na+)=2c(SO)+c(HSO),D项正确。
8.向20 mL 0.5 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等物质的量浓度的烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的相关说法中错误的是( )
A.醋酸的电离常数:B点>A点
B.由水电离出的c(OH-):B点>C点
C.从A点到B点,混合溶液中可能存在:
c(CH3COO-)=c(Na+)
D.从B点到C点,混合溶液中一直存在:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选D 醋酸是弱电解质,在水溶液里存在电离平衡,且其电离过程吸热,温度越高,醋酸的电离程度越大,其电离常数越大,故A正确;B点酸碱恰好反应生成醋酸钠,C
点NaOH过量,NaOH抑制水的电离,醋酸钠促进水的电离,所以由水电离出的c(OH-):B点>C点,故B正确;如果c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒知,溶液中c(OH-)=c(H+),B点为醋酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,A点为等物质的量的醋酸和醋酸钠混合溶液,呈酸性,所以从A点到B点,混合溶液中可能存在:c(CH3COO-)=c(Na+),故C正确;在C点时为醋酸钠、NaOH等物质的量的混合溶液,因为CH3COO-发生水解反应,则混合溶液中c(CH3COO-)<c(OH-),故D错误。
9.(2019·青岛模拟)室温下,0.1 mol·L-1的某二元酸H2A溶液中,可能存在的含A粒子(H2A、HA-、A2-)的物质的量分数随pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H2A的电离方程式:H2AH++HA-
B.pH=5时,在NaHA和Na2A的混合溶液中:
c(HA-)∶c(A2-)=1∶100
C.等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)
D.Na2A溶液必存在c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),各粒子浓度均大于0
解析:选B 由图知,在pH=0~6范围内,不存在H2A分子,说明H2A的第一步电离是完全的,H2A的电离方程式为H2A===H++HA-,HA-H++A2-,A项错误;由pH=3时的数据可求得HA-的电离常数Ka==1×10-3,温度不变,电离常数不变,故pH=5时电离常数Ka===1×10-3,解得=100,故B项正确;在等物质的量浓度的NaHA和Na2A混合溶液中,pH”“=”或“”“=”或“c(A-),则:
①混合溶液中,c(A-)________c(HA)(填“>”“”“c(NH),故c(Na+)>c(SO)>c(NH)>
c(OH-)=c(H+)。
答案 (1)Al3+水解生成的Al(OH)3具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水
(2)小于
(3)①Ⅰ NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度,其水解程度增大,pH减小
②10-3 mol·L-1
(4)a c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
16.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是H2B===H++HB-;HB-H++B2-。回答下列问题:
(1)Na2B溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”),理由是____________________(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________(填选项字母)。
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-)
D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
(3)已知0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1 H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能________0.11 mol·L-1(填“”或“=”),理由是_______________________________________。
(4)0.1 mol·L-1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_________________________________________________________。
解析 (1)由H2B===H++HB-(完全电离),HB-H++B2-(部分电离),知Na2B溶液中B2-将发生水解反应,故Na2B溶液显碱性,原因是B2-+H2OHB-+OH-。(2)在Na2B溶液中存在:Na2B===2Na++B2-,B2-+H2OHB-+OH-,H2OH++OH-。由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=2c(B2-)+c(OH-)+c(HB
-),C项对。由物料守恒知c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)=0.2 mol·L-1,D项对。在Na2B溶液中不存在H2B,A项错,由物料守恒和电荷守恒知B项错。
(3)在NaHB溶液中,NaHB===Na++HB-,HB-H++B2-,H2OH++OH-。已知0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,说明其中c(H+)=0.01 mol·L-1,主要是HB-电离产生的。在H2B溶液中,第一步电离产生的H+抑制了第二步的电离,所以0.1 mol·L-1 H2B溶液中c(H+)c(HB-)>c(H+)>c(B2-)>c(OH-)。
答案 (1)碱性 B2-+H2OHB-+OH-
(2)CD
(3)c(H+)>c(B2-)>c(OH-)