盐类水解的影响因素及应用
突破训练(四)
1.常温下,将CO2通入2L pH=12的KOH溶液中。溶液中水电离出的OH-的浓度(φ)与通入的CO2的体积(V)的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.a点溶液中,水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1
B.b点溶液中:c(H+)=1×10-7mol·L-1
C.c点溶液中:c(K+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
D.d点溶液中:c(K+)=2c(CO)+c(HCO)
解析 通入CO2后发生反应:2KOH+CO2===K2CO3+H2O,K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3,CO2+H2O===H2CO3。a点表示未通入CO2时的KOH溶液,溶液中c(H+)等于水电离出的c(OH)-,c(H+)水电离=c(OH-)水电离=c(H+)=1×10-12mol·L-1,A项正确;KOH抑制H2O的电离,通入CO2后KOH与CO2反应,H2O的电离程度逐渐增大,当KOH与CO2反应恰好生成K2CO3时,H2O的电离程度逐渐增大,再通入CO2时,H2O的电离程度又逐渐减小,b点溶液中的溶质是K2CO3和KOH,溶液显碱性,溶液中c(H+)Ka(HB)。25 ℃时,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列关系正确的是( )
A.>
B.c(A-)-c(B-)=c(HA)-c(HB)
C.c(Na+)=c(A-)+c(B-)
D.c(HB)>c(HA)>c(OH-)
解析 ==,>1,故>,A项正确;根据物料守恒,溶液中存在:c(A-)+c(HA)=
c(B-)+c(HB),则c(A-)-c(B-)=c(HB)-c(HA),B项错误;根据物料守恒,溶液中存在:c(Na+)=c(A-)+c(HA)+c(B-)+c(HB),故
c(Na+)>c(A-)+c(B-),C项错误;Ka(HA)>Ka(HB),则HA的酸性比HB的酸性强,故B-的水解程度大于A-的水解程度,c(HB)>c(HA),根据质子守恒,c(OH-)=c(H+)+c(HB)+c(HA),故c(OH-)>c(HB)>c(HA),D项错误。
4.下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A.pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.含等物质的量的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中:c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液混合至pH=7:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
D.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
解析 pH=2的醋酸溶液的浓度远大于pH=2的NaOH溶液的浓度,故等体积混合后溶液中的溶质为CH3COOH和CH3COONa,溶液中的离子浓度由大到小为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A项错误;含等物质的量的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中,Na+的浓度在CH3COO-与CH3COOH的浓度之间,正确的关系为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),B项错误;根据电荷守恒,溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),因为c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(Cl-)+c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+),C项错误;根据物料守恒,溶液中存在:2c(Na+)=3[c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)],D项正确。
5. 下列指定溶液中一定能大量共存的离子组是 ( )
A.pH=1的溶液中:N、Na+、Fe3+、S
B.含有大量Al的溶液中:Na+、K+、HC、N
C.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、S
D.Na2S溶液中:S、K+、Cu2+、Cl-
[解析] 酸性条件下,H+抑制N、Fe3+的水解,能大量共存,A正确; Al+HC
+H2OAl(OH)3↓+C,不能大量共存,B错误; Al3+水解呈酸性,因而在中性溶液中不存在,C错误; Cu2++S2-CuS↓,不能大量共存,D错误。
6.(1)FeCl3溶液蒸干灼烧得到的固体是 ,原因是 。
(2)KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体是 ,原因是 。
(3)碳酸氢钠溶液蒸干灼烧得到的固体是 ,原因是 。
(4)FeCl2溶液蒸干灼烧得到的固体是 ,原因是 。
(5)亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体是 ,原因是 。
【答案】(1)Fe2O3 FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热时,FeCl3的水解平衡正向移动,HCl挥发出去,使反应趋于完全,生成Fe(OH)3,灼烧时Fe(OH)3分解最终生成Fe2O3
(2)KAl(SO4)2 尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发性酸,蒸干时得到KAl(SO4)2 (3)Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(4)Fe2O3 Fe2+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
(5)Na2SO4 2Na2SO3+O22Na2SO4
7.常温下,0.01 mol·L-1NaHY(酸式盐,Y2-表示原子或原子团)溶液,下列说法正确的是 ( )
A.溶液一定呈酸性
B.溶液中一定存在:Y2-+H2OOH-+HY-
C.溶液加水稀释,离子浓度都减小
D.溶液中:c(Na+)≥c(Y2-)
[解析] 若Y2-是S,该溶液显酸性,若Y2-是弱酸根离子,例如C等,溶液显碱性,A错误;若Y2-是强酸根离子就不存在水解,例如Y2-是S,B错误;溶液加水稀释时,KW不变,c(H+)、c(OH-)不会同时减小,C错误;若Y2-
是强酸根离子不发生水解,即c(Na+)=c(Y2-),若Y2-是弱酸根离子,则发生水解,即c(Na+)>c(Y2-),D正确。
8.常温下向浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为1 mL的NaOH溶液和Na2CO3溶液中分别加水,均稀释至V mL,两种溶液的pH与lg V的变化关系如图所示。下列叙述中错误的是( )
A.Kh1(CO)(Kh1为第一级水解平衡常数)的数量级为10-4
B.曲线N表示Na2CO3溶液的pH随lg V的变化关系
C.Na2CO3溶液中存在:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
D.若将Na2CO3溶液加热蒸干,由于CO水解,最终析出的是NaOH固体
解析:选D NaOH为强碱,常温下0.10 mol·L-1 NaOH溶液的pH=13,所以曲线M表示NaOH溶液的pH随lg V的变化关系,曲线N表示Na2CO3溶液的pH随lg V的变化关系;Na2CO3溶液中存在的水解主要是:CO+H2OHCO+OH-,常温下0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液的pH=11.6,即c(H+)=10-11.6,则c(OH-)==10-2.4,Kh1(CO)=≈=10-3.8,由上述分析,A、B都正确。Na2CO3溶液中存在:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-,其中主要为第一级水解,所以c(OH-)略大于c(HCO),综上分析,Na2CO3溶液中存在:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+),故C正确。Na2CO3溶液中存在水解:CO+H2OHCO+OH-,若将Na2CO3溶液加热蒸发,开始时温度升高促进水解,但随着水的减少,NaHCO3和NaOH浓度均增大,二者不能大量共存,又会生成Na2CO3,因此将Na2CO3溶液加热蒸干,最终析出的是Na2CO3固体,故D错误。
9.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,减小
B.将0.1 mol·L-1 K2C2O4溶液从25 ℃升高到35 ℃,增大
C.向0.1 mol·L-1 HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中加入少量水,增大
解析:选D Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,通入NH3后,NH3与水反应生成NH3·H2O,并电离产生NH和OH-,溶液中c(OH-)增大,水解平衡逆向移动,c(CO)增大,c(Na+)不变,故减小,A正确。K2C2O4溶液中存在水解平衡:C2O+H2OHC2O+OH-,从25 ℃升高到35 ℃,水解平衡正向移动,c(C2O)减小,c(K+)不变,故增大,B正确。HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,则有c(H+)=c(OH-),此时所得溶液为NaF和HF混合液,据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-),则有c(Na+)=
c(F-),故有=1,C正确。CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,水解平衡常数为Kh==,则有=,加入少量水,水解平衡正向移动,由于温度不变,则Kh、KW不变,故不变,D错误。
10.常温下,用1 L 1 mol·L-1Na2SO3溶液吸收SO2时,溶液pH随SO2的物质的量的变化如图K30-1所示,下列说法正确的是 ( )
图K30-1
A.当吸收液呈中性时:c(Na+)=c( HS)+2c(S)
B.M点时溶液中:c(S)>c(HS)
C.Na2SO3溶液中:c(Na+)> c(S)>c(HS)>c(OH-)>c(H+)
D.向N点的吸收液中加水可使溶液的pH由6.2升高到7.4
[解析] 根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HS)+2c(S)+c(OH-),当吸收液呈中性时:c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(HS)+2c(S),A正确; 1 L 1 mol·L-1Na2SO3溶液中S元素为1 mol,M点吸收 mol SO2,根据Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3可得,生成 mol NaHSO3,剩余 mol Na2SO3,又因为此时pH=7.4,所以S的水解大于HS的电离,c(S)c(S)>c(OH-)>c(HS)>c(H+),C错误;加水稀释酸性溶液,不可能变成碱性溶液,D错误。
11.(2019·郑州调研)向浓度为0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固体,下列各量保持减小的是( )
①c(H+) ②c(NH) ③
④ ⑤NH的水解程度
⑥ ⑦
A.①②③⑤ B.⑤⑥
C.③⑥ D.④⑥⑦
解析:选B ①NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,加入少量NH4Cl固体,c(NH)增大,平衡正向移动,则溶液中c(H+)增大,错误;②根据勒夏特列原理可知,平衡正向移动,但c(NH)仍比原平衡大,错误;③c(NH)增大,平衡正向移动,但NH的水解程度减小,故增大,错误;④NH的水解平衡常数为Kh=,则=,由于温度不变,Kh不变,故不变,错误;⑤加入少量NH4Cl固体,水解平衡正向移动,但NH的水解程度减小,正确;⑥结合水解常数Kh可知,=,加入少量NH4Cl固体,Kh不变,c(NH3·H2O)增大,故减小,正确;⑦结合水解常数Kh可知,=,加入少量NH4Cl固体,水解平衡正向移动,c(H+)增大,但Kh不变,故增大,错误。
12.常温下向浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为1 mL的NaOH溶液和Na2CO3溶液中分别加水,均稀释至V mL,两种溶液的pH与lg V的变化关系如图所示。下列叙述中错误的是( )
A.Kh1(CO)(Kh1为第一级水解平衡常数)的数量级为10-4
B.曲线N表示Na2CO3溶液的pH随lg V的变化关系
C.Na2CO3溶液中存在:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
D.若将Na2CO3溶液加热蒸干,由于CO水解,最终析出的是NaOH固体
解析:选D NaOH为强碱,常温下0.10 mol·L-1 NaOH溶液的pH=13,所以曲线M表示NaOH溶液的pH随lg V的变化关系,曲线N表示Na2CO3溶液的pH随lg V的变化关系;Na2CO3溶液中存在的水解主要是:CO+H2OHCO+OH-,常温下0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液的pH=11.6,即c(H+)=10-11.6,则c(OH-)==10-2.4,Kh1(CO)=≈=10-3.8,由上述分析,A、B都正确。Na2CO3溶液中存在:CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-,其中主要为第一级水解,所以c(OH-)略大于c(HCO),综上分析,Na2CO3溶液中存在:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+),故C正确。Na2CO3溶液中存在水解:CO+H2OHCO+OH-,若将Na2CO3溶液加热蒸发,开始时温度升高促进水解,但随着水的减少,NaHCO3和NaOH浓度均增大,二者不能大量共存,又会生成Na2CO3,因此将Na2CO3溶液加热蒸干,最终析出的是Na2CO3固体,故D错误。
13.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,减小
B.将0.1 mol·L-1 K2C2O4溶液从25 ℃升高到35 ℃,增大
C.向0.1 mol·L-1 HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中加入少量水,
增大
解析:选D Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,通入NH3后,NH3与水反应生成NH3·H2O,并电离产生NH和OH-,溶液中c(OH-)增大,水解平衡逆向移动,c(CO)增大,c(Na+)不变,故减小,A正确。K2C2O4溶液中存在水解平衡:C2O+H2OHC2O+OH-,从25 ℃升高到35 ℃,水解平衡正向移动,c(C2O)减小,c(K+)不变,故增大,B正确。HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,则有c(H+)=c(OH-),此时所得溶液为NaF和HF混合液,据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(F-),则有c(Na+)=c(F-),故有=1,C正确。CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,水解平衡常数为Kh==,则有=,加入少量水,水解平衡正向移动,由于温度不变,则Kh、KW不变,故不变,D错误。
14.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
解析:选C 氨水为弱碱溶液,NH3·H2O只能部分电离出OH-,结合电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(OH-)可得:c(NH)<c(OH-)<0.1 mol·L-1,A错误;NH4Cl溶液中,NH部分水解,Cl-浓度不变,则溶液中c(NH)<c(Cl-),B错误;Na2SO4溶液显中性,c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒可得:c(Na+)=2c(SO),溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+),C正确;根据Na2SO3溶液中的物料守恒可得:c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。
15.室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
解析:选B 由质子守恒可知,Na2S溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),c(OH-)>c(HS-),A错误;同理,Na2C2O4溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4),B正确;Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),C错误;CH3COONa和CaCl2混合溶液,根据物料守恒关系:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),c(Cl-)=2c(Ca2+),即正确的关系式为c(Na+)+2c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),D错误。
16.常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pHc>d,其中水的电离程度最小的是d点。
②向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到a点的过程中,H+与OH-发生反应,离子方程式为H++OH-H2O。
③NH4HSO4溶液中,由于N水解,得c(S)>c(N)、c(H+)>c(S),离子浓度由大到小的排列顺序为c(H+)>c(S)>c(N)>c(OH-)。
答案:(1)①1×10-14 1×10-3
②= 1×10-3 (2)温度升高,N、Al3+的水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
(3)①d ②H++OH-H2O
③c(H+)>c(S)>c(N)>c(OH-)