盐类水解的影响因素及应用
突破训练(五)
1.常温下,电解质溶液的性质与变化是多样的,下列说法正确的是( )
A.pH相等的①CH3COONa、②NaClO、③NaOH 三种溶液中c(Na+):①>②>③
B.向稀氨水中加入蒸馏水,溶液中的值变小
C.pH=4的H2S溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,存在下列等式:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S2-)
D.Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,ClO-水解程度增大,溶液的碱性增强
解析:选A 由于酸性:CH3COOH>HClO,则等浓度的CH3COONa和NaClO溶液相比,后者的水解程度大,则pH相等时,c(CH3COONa)>c(NaClO),故三种溶液中c(Na+):①>②>③,A正确。==,温度不变,KW、Kb不变,故的值不变,B错误。pH=4的H2S溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S2-)+c(HS-),C错误。Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,反应生成CaCO3和HClO,则ClO-水解程度增大,溶液的碱性减弱,D错误。
2.(2019·银川模拟)常温下,下列有关叙述正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液等体积混合c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.同浓度的①NH4Cl、②(NH4)2SO4、③NH4HSO4三种溶液中,c(NH)大小顺序为①=②>③
C.Na2CO3溶液中,2c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20 mL
解析:选A 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1的CH3
COONa溶液等体积混合后在溶液中存在电荷守恒,即c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),A正确;相同浓度的①、②、③三种溶液,②溶液中c(NH)最大,①和③比较,③酸性最强,NH水解受到的抑制最大,溶液中c(NH)由大到小的顺序排列为②>③>①,B错误;在Na2CO3溶液中,物料守恒关系式为c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),C错误;10 mL pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,如HA为强酸,则V(总)=20 mL,如HA为弱酸,则V(总)<20 mL,所得溶液体积V(总)≤20 mL,D错误。
3.常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lg的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
解析:选D H2X的电离方程式为H2XH++HX-,HX-H++X2-。当==1时,即横坐标为0时,Ka1=c(H+),Ka2=c′(H+),因为Ka1>Ka2,故c(H+)>c′(H+),即pHc(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。
6.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。
7.对滴有酚酞溶液的下列溶液,操作后颜色变深的是( )
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
解析:选B A项,明矾溶液中铝离子水解使溶液呈酸性,加热,铝离子的水解程度增大,溶液的酸性增强,无颜色变化;B项,醋酸钠溶液中醋酸根离子水解使溶液呈碱性,加热,醋酸根离子的水解程度增大,溶液的碱性增强,溶液的颜色加深;C项,加入少量NH4Cl固体,氨水的电离程度减弱,碱性减弱,溶液颜色变浅;D项,溶液的酸碱性不变,溶液的颜色没有变化。
8.(2018·北京高考)测定0.1 mol·L-1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下:
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的KW值相等
解析:选C Na2SO3是强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-,A项正确;实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多,说明④中的SO数目大,SO数目小,所以④中的OH-数目小于①中的OH-数目,pH不同,B项正确;①→③的过程中,温度升高,SO的水解平衡正向移动,而c(SO
) 减小,水解平衡逆向移动,二者对水解平衡移动方向的影响不一致,C项错误;KW只与温度有关,D项正确。
9.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO)
B
0.05 mol CaO
溶液中增大
C
50 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
解析:选B Na2CO3溶液中存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,所以溶液呈碱性。A项,向溶液中加入50 mL 1 mol·L-1H2SO4,Na2CO3与H2SO4 恰好反应生成0.05 mol Na2SO4,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(SO),错误;B项,向Na2CO3溶液中加入0.05 mol CaO后,发生反应CaO+H2O===Ca(OH)2,生成0.05 mol Ca(OH)2,恰好与Na2CO3反应:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,则c(CO)减小,c(OH-)增大,c(HCO)减小,所以增大,正确;C项,加入50 mL H2O,CO的水解平衡正向移动,但c(OH-)减小,溶液中的OH-全部来源于水的电离,由于水电离出的H+、OH-浓度相等,故由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小,错误;D项,加入的0.1 mol NaHSO4固体与0.05 mol Na2CO3恰好反应生成0.1 mol Na2SO4,溶液呈中性,故溶液pH减小,加入NaHSO4,引入Na+,所以c(Na+)增大,错误。
10.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如下表所示:
序号
①
②
③
④
溶液
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
下列说法正确的是( )
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO
D.Na2CO3溶液中:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
解析:选B 四种盐溶液均促进了水的电离,根据越弱越水解,水解均显碱性,水解程度越大, pH越大,则四种溶液中,水的电离程度:③>④>②>①, A错误;Na2CO3和NaHCO3溶液中都存在H+、OH-、 CO、HCO、H2CO3、Na+、H2O,B正确;醋酸的酸性强于次氯酸,在物质的量浓度相等的情况下,pH小的是醋酸,C错误;根据物料守恒,Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO )+2c(H2CO3),D错误。
11.将0.1 mol·L-1 (CH3COO)2Ba溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,下列关系不正确的是( )
A.3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
B.2c(Ba2+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.c(CH3COO-)>c(Na+)=c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+)
D.c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)+0.05 mol·L-1
解析:选C 由电荷守恒式2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),两溶液均为0.1 mol·L-1,则c(Ba2+)=c(Na+),可知A项正确;因CH3COO-在溶液中部分水解,由物料守恒:2c(Ba2+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B项正确;该溶液中的OH-来自NaOH的电离和CH3COO-的水解,故c(CH3COO-)>c(OH-)>c(Na+)=c(Ba2+)>c(H+),C项不正确;电荷守恒式为c(Na+)+2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),把c(Na+)=0.05 mol·L-1和物料守恒式2c(Ba2+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)代入电荷守恒式,即得c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)+0.05 mol·L-1,D项正确。
12.下列各组溶液中的各种溶质的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1:①H2S溶液、②KHS溶液、③K2S溶液、④H2S和KHS混合溶液(已知常温下KHS溶液的pH>7)。下列说法正确的是( )
A.溶液的pH从大到小的顺序为③>②>①>④
B.在H2S和KHS混合溶液中:c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=2c(K+)
C.c(H2S)从大到小的顺序为①>④>③>②
D.在KHS溶液中:c(H+)+c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)
解析:选B H2S溶液、H2S和KHS混合溶液均显酸性,但HS-的存在抑制了H2S的电离,故pH:④>①;K2S溶液中S2-的水解程度大于KHS溶液中HS-的水解程度,则pH:③>②,故溶液pH从大到小的顺序为③>②>④>①,A错误。在浓度均为0.1 mol·L-1 H2S和KHS混合溶液中,根据物料守恒可得:c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=2c(K+),B正确。在K2S溶液中S2-发生两步水解生成H2S,而KHS溶液中HS-发生一步水解生成H2S,故溶液中c(H2S):②>③,C错误。在KHS溶液中根据电荷守恒可得:c(H+)+c(K+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),D错误。
13.室温下,用0.1 mol·L-1的盐酸分别滴定50 mL的三种碱(AOH、BOH和DOH)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.从反应开始至恰好完全反应,水电离出的c(H+)始终增大
B.滴定至P点时,溶液中:c(B+)>c(Cl-)>c(BOH)>c(OH-)>c(H+)
C.pH=7时,三种溶液中c(A+)=c(B+)=c(D+)
D.当盐酸体积为50 mL时,将三种溶液混合后:
c(H+)=c(AOH)+c(BOH)+c(DOH)+c(OH-)
解析:选C 三种碱溶液中分别滴加盐酸至恰好完全反应,溶液的碱性减弱,对水的电离抑制程度减小,故水电离出的c(H+)始终增大,A正确。由图可知,消耗盐酸的体积都为50 mL,则三种碱的浓度均为0.1 mol·L-1;P点时,V(盐酸)=25 mL,此时溶液为等浓度BOH和BCl混合液,由于溶液pH>9,溶液呈碱性,则BOH的电离程度大于BCl的水解程度,故溶液中c(B+)>c(Cl-)>c(BOH)>c(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。
14.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(CN-),下列关系正确的是 。
A.c(H+)>c(OH-)
B.c(H+)a>c (2)NaCN+CO2+H2ONaHCO3+HCN
(3)BD (4)Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑
(5)c(Na+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-)
c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
[解析] (1)由电离平衡常数:CH3COOH>H2CO3>HCN>HC知,等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度为Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液,故溶液的pH为Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液。
(2)由电离平衡常数H2CO3>HCN>HC知,NaCN和少量CO2反应生成NaHCO3、HCN,反应的化学方程式为NaCN+CO2+H2ONaHCO3+HCN。
(3)将0.02 mol·L-1的HCN与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是物质的量浓度都为0.005 mol·L-1的NaCN、HCN,测得c(Na+)>c(CN-),根据电荷守恒可知:c(H+)c(OH-),C错误;由物料守恒可知,c(HCN)+c(CN-)=0.01 mol·L-1,D正确。
(4)Al3+与HC的水解相互促进,生成Al(OH)3和CO2,反应的离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑。
(5)NaHC2O4溶液显酸性,则HC2的电离程度大于其水解程度,所以c(C2)>c(H2C2O4),由于氢离子来自水和HC2的电离,则c(H+)>c(C2),HC2的水解程度较小,则c(HC2)>c(C2),溶液中各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-);溶液中存在的阴离子为HC2、C2、OH-,阳离子为Na+、H+,其电荷守恒表达式为c(HC2)+2c(C2)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。
16.硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为H2SO4
H++HS,HSH++S。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”),其理由是 (用离子方程式表示)。
(2)H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为 。
(3)在0.10 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO4)
B.c(OH-)=c(HS)+c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS)+2c(S)
D.c(Na+)=2c(S)+2c(HS)
(4)若25 ℃时,0.10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(S)=0.029 mol·L-1,则0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(S) (填“”或“=”)0.029 mol·L-1,其理由是 。
(5)若25 ℃时,0.10 mol·L-1H2SO4溶液的pH=-lg 0.11,则0.10 mol·L-1H2SO4溶液中c(S)= mol·L-1。
【答案】(1)弱碱性 S+H2OHS+OH- (2)Ba2++HSBaSO4↓+H+ (3)BCD (4)