怎么看出Na2SO3属于强酸强碱弱酸弱碱口诀盐,一个离子

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2017届高考化学一轮复习专题考点学案:专题8《溶液中的离子反应》第3单元《盐类的水解》(苏教版)
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资料概述与简介
第三单元 盐类的水解
[考试标准]
知识条目 必考要求 加试要求
1.盐类的水解原理,常见盐溶液的酸碱性的判断 a b
2.盐类水解的简单应用 b b
3.盐类水解的离子反应方程式
4.多元弱酸盐的分步水解
5.影响盐类水解的因素
6.常见酸式盐溶液的酸碱性判断
考点一 盐类水解及规律
在溶液中盐电离出来的离子跟水电离产生的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
盐电离―→―→
破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→c(H+)≠c(OH-)―→溶液呈碱性、酸性或中性
→水解反应是可逆反应
→水解反应是酸碱中和反应的逆反应
→水解反应程度很微弱
有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
盐的类型 实例 是否水解 水解的离子 溶液的酸碱性 溶液的pH
强酸强碱盐 NaCl、KNO3 否
中性 pH=7
强酸弱碱盐 NH4Cl、Cu(NO3)2 是 NH、Cu2+ 酸性 pH7
注意 (1)离子能够发生水解的盐溶液不一定呈酸性或碱性,如CH3COONH4溶液呈中性。
(2)同浓度的Na2CO3溶液和CH3COONa溶液相比,前者pH大;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液相比,后者pH小。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液与pH=4的NH4Cl溶液,水的电离程度相同。
(4)常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度前者大于后者。
题组一 简要回答下列问题
1.(1)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO引起的,请你设计一个简单的实验方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为探究盐类水解是一个吸热过程,请用Na2CO3溶液和其他必要试剂,设计一个简单的实验方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去。则可以说明纯碱溶液呈碱性是由CO引起的
(2)取Na2CO3溶液,滴加酚酞溶液呈红色,然后分成两份,加热其中一份,若红色变深,则盐类水解吸热
题组二 对盐类水解实质及规律的考查
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)2SO4 CH3COONa NaHCO3 NaOH
B.(NH4)2SO4 NH4Cl CH3COONa NaHCO3 NaOH
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaOH CH3COONaNaHCO3
D.CH3COONa NH4Cl (NH4)2SO4 NaHCO3 NaOH
解析 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.用一价离子组成的四种盐溶液:AC、BD、AD、BC,其物质的量浓度均为1 mol·L-1。在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液pH<7,则正确的是(  )
碱性 AOH>BOH AOH<BOH AOH>BOH AOH<BOH
酸性 HC>HD HC>HD HC<HD HC<HD
解析 根据AD溶液pH>7,D-一定水解;根据BC溶液pHBOH,酸性:HC>HD。
题组三 规范书写盐类水解离子方程式(加试)
4.按要求书写离子方程式
(1)AlCl3溶液呈酸性
Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+。
(2)Na2CO3溶液呈碱性
CO+H2O??HCO+OH-、
HCO+H2O??H2CO3+OH-。
(3)NH4Cl溶于D2O中
NH+D2O??NH3·HDO+D+。
(4)将NaHCO3溶液与AlCl3溶液混合
Al3++3HCOAl(OH)3↓+3CO2↑。
(5)实验室制备Fe(OH)3胶体
Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
(6)NaHS溶液呈碱性的原因
HS-+H2O??H2S+OH-。
(7)对于易溶于水的正盐MnRm溶液,若pH>7,其原因是(用离子方程式说明,下同)________________________________________________________________________;
若pH<7,其原因是_________________________________________________________。
答案 Rn-+H2O??HR(n-1)-+OH-
Mm++mH2O??M(OH)m+mH+
解析 pH大于7是由于酸根离子水解呈碱性,pH小于7是由于弱碱阳离子水解呈酸性。
题组四 酸式盐溶液酸碱性的判断(加试)
5.为了证明NaHCO3溶液中HCO的水解程度大于电离程度,可采用的实验方法是(  )
①测定溶液的pH ②加入Ba(OH)2溶液 ③加入盐酸④加入酚酞溶液
6.能说明0.1 mol·L-1的NaHA溶液一定呈酸性的是(  )
①稀释时,溶液中c(OH-)增大;②溶液的pHc(OH-),溶液呈酸性;④溶液可与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应,说明HA-能发生电离,但不能说明HA-的电离程度一定大于其水解程度,即不能说明溶液一定呈酸性。
7.NaHA是二元酸H2A的酸式盐,下列说法正确的是(  )
A.若NaHA的水溶液呈酸性,则二元酸H2A一定是强酸
B.若NaHA的水溶液呈碱性,则HA-只发生水解
C.无论H2A是强酸还是弱酸,NaHA溶液中Na+和HA-的个数之比都是1∶1
D.无论H2A是强酸还是弱酸,NaHA晶体中的阴、阳离子个数比都是1∶1
1.盐类水解规律
(1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。如酸性:HCNCH3COONa。
(2)相同条件下的水解程度:正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
(3)相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
2.盐类水解离子方程式的书写要求
(1)一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“??”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成。
(4)水解分别是酸性和碱性的离子组由于相互促进水解程度较大,书写时要用“”、“↑”、“↓”等。
3.酸式盐水溶液酸碱性判断
酸式盐的水溶液显什么性质,要看该盐的组成粒子的性质。
(1)强酸的酸式盐只电离,不水解,一定显酸性。
如NaHSO4:NaHSO4Na++H++SO。
(2)弱酸的酸式盐存在两种趋势,既存在电离平衡又存在水解平衡:
HA-??H++A2-(电离,显酸性)
HA-+H2O??H2A+OH-(水解,显碱性)
如果电离程度大于水解程度,则显酸性,如H2PO、HSO等;如果水解程度大于电离程度,则显碱性,如HCO、HS-、HPO等。
考点二 多角度攻克影响盐类水解的因素
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。
因素 水解平衡 水解程度 水解产生离子的浓度
温度 升高 右移 增大 增大
浓度 增大 右移 减小 增大
减小(即稀释) 右移 增大 减小
外加酸碱 酸 弱碱阳离子的水解程度减小
碱 弱酸根离子的水解程度减小
例如,不同条件对FeCl3水解平衡的影响
Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+(填写空格中内容)
条件 移动方向 H+数 pH 现象
升温 向右 增多 减小 颜色变深
通HCl 向左 增多 减小 颜色变浅
加H2O 向右 增多 增大 颜色变浅
加NaHCO3 向右 减小 增大 生成红褐色沉淀,放出气体
注意 (1)水解平衡右移,盐的离子水解程度不一定增大,若加水稀释时,水解平衡右移,水解程度一定增大,但若增大水解离子的浓度,平衡也右移,但水解程度减小。(2)稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,但其溶液酸性(或碱性)越弱。
题组一 加水稀释时盐类水解定性、定量分析
1.(1)取5 mL pH=5的NH4Cl溶液,加水稀释至50 mL,则c(H+)________10-6mol·L-1(填“>”、“ 减小 (2)H2SO4 NH4Cl
题组二 水解平衡的定向移动及结果判断
2.下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液显浅红色的原因为__________________________
(用离子方程式和必要文字解释)。
(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是________(填字母)。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH4NO3溶于水时放出热量
D.NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)向0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别为____________、____________、____________。(填“左”、“右”或“不移动”)
答案 (1)CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-,使溶液显碱性 (2)BD (3)左 左 右
解析 (1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,酚酞溶液遇碱显红色。
(2)生石灰与水剧烈反应放出大量热,根据烧瓶①中溶液红色变深,判断水解平衡向右移动,说明水解反应是吸热反应,同时烧瓶③中溶液红色变浅,则NH4NO3溶于水时吸收热量。
(3)碱抑制CH3COO-的水解;CO水解显碱性,与CH3COO-的水解相互抑制;Fe2+水解显酸性,与CH3COO-的水解相互促进。
考点三 盐类水解的应用
判断溶液的酸碱性 FeCl3溶液显酸性,原因是Fe3++3H2O??Fe(OH)3+3H+
判断酸性强弱 NaX、NaY、NaZ三种盐溶液的pH分别为8、9、10,则酸性HX>HY>HZ
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++3H2OFe(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++3HCOAl(OH)3↓+3CO2↑
作净水剂 明矾可作净水剂,原理为Al3++3H2O??Al(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
题组一 简要回答下列问题
1.一种常用的泡沫灭火器构造如图。内筒a是玻璃瓶,外筒b是钢瓶,平时泡沫灭火器内筒外筒盛有液态试剂,当遇火警时,将灭火器取下倒置,内外筒液体试剂立即混合产生大量CO2泡沫灭火。从液态试剂在灭火器中长久放置和快速灭火两个角度分析,则a中盛________________,b中盛________________。
答案 Al2(SO4)3溶液 饱和NaHCO3溶液
2.怎样除去MgCl2溶液中的Fe3+?其原理是什么?
答案 MgCl2溶液中混有少量的Fe3+杂质时,可加入Mg、MgO、Mg(OH)2或MgCO3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++3H2O??Fe(OH)3+3H+平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀除去。
题组二 盐溶液蒸干所得产物的判断
3.(1)碳酸钾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)碳酸氢钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________,原因是(用化学方程式表示,下同)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是________,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)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
(4)Na2CO3 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)Na2SO4 2Na2SO3+O22Na2SO4
解析 本题涉及的知识范围较广,除了盐的水解外,还应考虑到盐的热稳定性、还原性等。
题组三 与水解有关的离子共存问题
4.无色透明溶液中能大量共存的离子组是(  )
A.Na+、Al3+、HCO、NO
B.AlO、Cl-、Mg2+、K+
C.NH、Na+、CH3COO-、NO
D.Na+、NO、ClO-、I-
解析 A项,Al3+因与HCO发生双水解反应不能大量共存;B项,AlO与Mg2+反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀不能大量共存;C项,NH与CH3COO-虽能发生双水解反应,但能大量共存;D项,ClO-与I-能发生氧化还原反应不能大量共存。
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:NH、Na+、Fe3+、SO
B.含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO、NO
C.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO
D.Na2S溶液中:SO、K+、Cu2+、Cl-
解析 A项,酸性条件下,H+抑制NH、Fe3+的水解,能大量共存;B项,AlO+HCO+H2OAl(OH)3↓+CO,不能大量共存;C项,Al3+水解呈酸性,因而在中性溶液中不能大量存在;D项,Cu2++S2-CuS↓,不能大量共存。
题组四 利用水解平衡原理解释问题的规范描述
6.按要求回答下列问题。
(1)把AlCl3溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体是什么?为什么?(用化学方程式表示并配以必要的文字说明)。
答案 在AlCl3溶液中存在着如下平衡:AlCl3+3H2O??Al(OH)3+3HCl,加热时水解平衡右移,HCl浓度增大,蒸干时HCl挥发,使平衡进一步向右移动得到Al(OH)3,在灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,因此最后得到的固体是Al2O3。
(2)Mg可溶解在NH4Cl溶液中的原因分析。
答案 在NH4Cl溶液中存在NH+H2O??NH3·H2O+H+,加入Mg粉,Mg与H+反应放出H2,使溶液中c(H+)降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解。
(3)直接蒸发CuCl2溶液,能不能得到CuCl2·2H2O晶体,应如何操作?
答案 不能,应在HCl气流中加热蒸发。
(4)在Na2SO3溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的BaCl2溶液,现象是________________________________________________________________________
____________________;请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释:_________________
________________________________________________________________________。
答案 产生白色沉淀,且红色褪去 在Na2SO3溶液中,SO水解:SO+H2O??HSO+OH-,加入BaCl2后,Ba2++SOBaSO3↓(白色),由于c(SO)减小,SO水解平衡左移,c(OH-)减小,红色褪去
1.水解除杂警示
利用水解除杂无论在化学工业还是化学实验中都具有非常重要的意义,其原理是根据盐的水解程度的不同,通过调节溶液pH使部分离子转化为沉淀而除去。如MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质,因Fe3+水解程度比Mg2+水解程度大,可加入镁粉、MgO、Mg(OH)2或MgCO3等,调节溶液的pH,使Fe3+的水解平衡正向移动,生成 Fe(OH)3沉淀而除去;注意不能加NaOH、NH3·H2O等可溶性碱,因加这些物质使溶液pH升高太迅速,且碱过量不易觉察,Mg2+也可能转化为Mg(OH)2沉淀,还会引入NH、Na+等杂质。
2.盐溶液蒸干灼烧时所得产物的几种判断类型
(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)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)Al(OH)3(s)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↑。
(4)还原性盐在蒸干时会被O2氧化
例如,Na2SO3(aq)Na2SO4(s)。
3.熟记下列因双水解不能大量共存的离子组合
(1)Al3+与HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
(2)Fe3+与HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
(3)NH与SiO、AlO。
特别提醒 ①NH与CH3COO-、HCO虽能发生双水解反应,但能大量共存。②Fe3+在中性条件下已完全水解。
4.利用平衡移动原理解释问题的思维模板
(1)解答此类题的思维过程
①找出存在的平衡体系(即可逆反应或可逆过程)
②找出影响平衡的条件
③判断平衡移动的方向
④分析平衡移动的结果及移动结果与所解答问题的联系
(2)答题模板
……存在……平衡,……(条件)……(变化),使平衡向……(方向)移动,……(结论)。
考点四 “粒子”浓度关系判断
一、熟悉两大理论,构建思维基点
1.电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离,如氨水溶液中:NH3·H2O、NH、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中 c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的浓度大小关系是c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的浓度大小关系应是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
二、把握三种守恒,明确等量关系
1.电荷守恒规律
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液都是呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO、CO、OH-,存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)。
2.物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
3.质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移情况图示如下:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式可表示:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。
三、理清一条思路,掌握分析方法
四、典例导悟,分类突破
(一)粒子种类的判断
[例1] (1)NaHCO3溶液中:________________________________________。
(2)Na2CO3溶液中:_______________________________________________。
(3)NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中:_______________________________。
(4)向NaOH溶液中通入CO2气体(任意量):___________________________。
答案 (1)、(2)、(3)、(4)中的粒子种类都是离子:Na+、CO、HCO、OH-、H+;分子:H2CO3、H2O
判断盐溶液中粒子种类时,首先要清楚盐溶液中的电离、水解情况,特别是多步电离和多步水解。
如:(1)NaHCO3溶液中,因NaHCO3Na++HCO,HCO??CO+H+,HCO+H2O??H2CO3+OH-,H2O??H++OH-。故溶液中的离子有:Na+、CO、HCO、OH-、H+;分子有:H2CO3、H2O。
(二)单一溶液中离子浓度的关系
[例2] 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液
(1)粒子种类:__________________________________________________________。
(2)离子浓度大小关系:__________________________________________________。
(3)物料守恒:___________________________________________________________。
解析 NH4ClNH+Cl-(完全电离)
NH+H2O??NH3·H2O+H+(微弱)
H2O??H++OH-(极微弱)
答案 (1)Cl-、NH、H+、OH-、NH3·H2O、H2O
(2)c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
(3)c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
[例3] 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中各离子浓度的关系
(1)大小关系:___________________________________________________________。
(2)物料守恒:___________________________________________________________。
(3)电荷守恒:___________________________________________________________。
(4)质子守恒:___________________________________________________________。
解析 NaHCO3Na++HCO(完全电离),
HCO+H2O??H2CO3+OH-(主要),
HCO??H++CO(次要),
H2O??H++OH-(极微弱)。
答案 (1)c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)
(2)c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
(3)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
(4)c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)-c(CO)
[例4] 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中各离子浓度的关系
(1)大小关系:_______________________________________________________________。
(2)物料守恒:______________________________________________________________。
(3)电荷守恒:______________________________________________________________。
(4)质子守恒:______________________________________________________________。
解析 Na2CO32Na++CO(完全电离),
CO+H2O??HCO+OH-(主要),
HCO+H2O??H2CO3+OH-(次要),
H2O??H++OH-(极微弱)。
答案 (1)c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
(2)c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
(3)c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(OH-)+2c(CO)
(4)c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO)
1.比较时紧扣两个微弱
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸溶液中:CH3COOH??CH3COO-+H+,H2O??OH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)。
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如稀的CH3COONa溶液中:CH3COONaCH3COO-+Na+,CH3COO-+H2O??CH3COOH+OH-,H2O??H++OH-,所以CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
2.(1)酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐中酸式酸根离子的电离能力和水解能力哪一个更强,如NaHCO3溶液中HCO的水解能力大于其电离能力,故溶液显碱性。
(2)多元弱酸的强碱正盐溶液:弱酸根离子水解以第一步为主。例如,Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
3.质子守恒式可以由电荷守恒式和物料守恒式推导出来。以KHS溶液为例,电荷守恒式为c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)①,物料守恒式为c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)②,由①-②得质子守恒式,消去没有参与变化的K+等。
4.规避等量关系中的2个易失分点
(1)电荷守恒式中不只是各离子浓度的简单相加。如2c(CO)的系数2代表一个CO带2个负电荷,不可漏掉。
(2)物料守恒式中,离子浓度系数不能漏写或颠倒。如Na2S溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(Na+)是溶液中各种硫元素存在形式的硫原子总浓度的2倍。
(三)酸碱中和型离子浓度的关系
[例5] 比较下列几种溶液混合后各离子浓度的大小。
(1)CH3COOH和NaOH等浓度等体积混合,离子浓度大小顺序为________________________________________________________________________。
(2)NaOH和CH3COOH等浓度按1∶2体积比混合后pHc(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
[例6] 常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是(  )
A.点①所示溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②所示溶液中:
c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③所示溶液中:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:
c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
解析 点①溶液中的溶质为0.001 mol CH3COOH和0.001 mol CH3COONa,据物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),整理后得c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-);点②溶液的pH=7,据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),又c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-);点③溶液中的溶质为0.002 mol CH3COONa,离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
[例7] 将标准状况下2.24 L CO2缓慢通入1 L 0.15 mol·L-1的NaOH溶液中,气体被充分吸收,下列关系不正确的是(  )
A.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
B.2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)]
C.c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
D.2c(OH-)+c(CO)=c(HCO)+3c(H2CO3)+2c(H+)
解析 CO2+2NaOHNa2CO3+H2O
CO2+NaOHNaHCO3
,所以。A项,符合电荷守恒,正确;B项,对于0.05 mol·L-1的Na2CO3溶液,c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)],对于0.05 mol·L-1的NaHCO3溶液:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),所以2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)],正确;C项,由于以CO+H2O??HCO+OH-为主,所以c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),错误;D项,结合A、B两选项,推断该关系式正确。
(四)盐与酸(碱)混合型
首先考虑是否反应,若不反应,分析盐的水解程度和酸(碱)的电离程度的大小;若能反应,则按反应后混合组成综合考虑水解和电离两种因素。
[例8] 用物质的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配成1 L混合溶液,已知其中c(CH3COO-)>c(Na+),对该溶液的下列判断正确的是(  )
A.c(H+)>c(OH-)
B.c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1
C.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1
解析 由电荷守恒有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因c(CH3COO-)>c(Na+),则c(H+)>c(OH-);且c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+0.1 mol·L-1>0.1 mol·L-1;由物料守恒有:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2 mol·L-1,因c(CH3COO-)>c(Na+)=0.1 mol·L-1,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。
[例9] 将0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 KOH溶液等体积混合,下列关系正确的是(  )
A.2c(K+)=c(HCO)+2c(CO)+c(H2CO3)
B.c(Na+)>c(K+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
C.c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3)+0.1 mol·L-1
D.3c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
解析 根据物料守恒可知,A中表达式为2c(K+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),A错;题中两溶液反应后含有等浓度的HCO和CO,由于CO的水解程度大于HCO的水解程度,因此选项B中的表达式为c(Na+)>c(HCO)>c(K+)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),B错;根据电荷守恒有:c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),根据物料守恒有:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),两者相减可知,正确的表达式为c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3)+0.05 mol·L-1,C错;由电荷守恒和c(Na+)=2c(K+)可知,D正确。
(五)不同溶液中同一离子浓度的大小比较
选好参照物,分组比较各个击破:
如25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、
④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②。分析流程为
[例10] 比较下列几组溶液中指定离子浓度的大小。
(1)浓度均为0.1 mol·L-1的①H2S、②NaHS、③Na2S、④H2S和NaHS混合液,溶液pH从大到小的顺序是_____________________________________。
(2)相同浓度的下列溶液中:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH中,c(CH3COO-)由大到小的顺序是____________________________________________________________。
(3)c(NH)相等的①(NH4)2SO4溶液、②NH4HSO4溶液、③(NH4)2CO3溶液、④NH4Cl溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为_____________________________________________。
答案 (1)③>②>④>① 
(2)②>①>③ (3)④>②>③>①
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)(2014·高考试题组合)
①加热0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,CO的水解程度和溶液的pH均增大(  )
(2014·江苏,11C)
②施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效(  )
(2014·新课标全国卷Ⅰ,8C)
③小苏打是面包发酵粉的主要成分之一(  )
(2014·福建理综,6D)
④将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体(  )
(2014·福建理综,8B)
⑤NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中(  )
(2014·天津理综,3B)
(2)(2013·高考试题组合)
①向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成(  )
(2013·重庆理综,2C)
②饱和小苏打溶液中:c(Na+)=c(HCO)(  )
(2013·广东理综,12B)
③Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO的水解程度减小,溶液的pH减小(  )
(2013·江苏,11D)
④室温下,对于0.1 mol·L-1氨水,用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性(  )
(2013·福建理综,8C)
⑤已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO+H2O??H2SO3+OH-①
HSO??H++SO②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中
a.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO)增大(  )
(2013·安徽理综,13A)
b.加入少量NaOH溶液,、的值均增大(  )
(2013·安徽理综,13C)
答案 (1)①√ ②√ ③√ ④× ⑤√
(2)①× ②× ③× ④√ ⑤a.× b.√
2.(2015·天津理综,5)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(  )
加入物质 结论
A 50 mL 1 mol·L-1H2SO4 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 Na2CO3溶液中存在水解平衡CO+H2O??HCO+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+H2OCa(OH)2,生成0.05 mol Ca(OH)2,恰好与Na2CO3反应:Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+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。
3.(2015·浙江理综,12)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如下图所示。下列说法不正确的是(  )
A.在pH=9.0时,c(NH)>c(HCO)>c(NH2COO-)>c(CO)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
解析 A项,从题中所给的图中可知,当pH=9.0时,离子浓度的大小关系为c(NH)>c(HCO)>c(NH2COO-)>c(CO),正确;B项,依据电荷守恒可知,正确;C项,在氨-水体系中存在平衡:NH3·H2O??NH+OH-,K=[c(OH-)·c(NH)]/c(NH3·H2O),得=,随着CO2的通入平衡正向移动,c(NH)增大,温度不变, K不变,则不断减小,故不断减小,错误; D项,从图中看出,随着溶液中pH的不断降低,NH2COO-的浓度不断增大,继而又不断减小直到为0,故NH2COO-属于生成的中间产物,正确。
4.(2013·浙江理综,12)25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(  )
A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ<HY<HX
B.根据滴定曲线,可得Ka(HY)≈10-5
C.将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D.HY与HZ混合,达到平衡时c(H+)=+c(Z-)+c(OH-)
解析 根据中和滴定曲线先判断HX、HY和HZ的酸性强弱,再运用电离平衡、水解平衡知识分析、解决相关问题。由图像可知,当V(NaOH)=0(即未滴加NaOH)时,等浓度的三种酸溶液的pH大小顺序为HX>HY>HZ,则酸性强弱顺序为HX<HY<HZ,相同条件下三种酸溶液的导电能力顺序为HX<HYc(X-),C项错;HY和HZ混合,达到平衡时,据电荷守恒有c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-);对于弱酸HY来说,Ka(HY)=[c(H+)·c(Y-)]/c(HY),则有c(Y-)=[Ka(HY)·c(HY)]/c(H+),故c(H+)=[Ka(HY)·c(HY)]/c(H+)+c(Z-)+c(OH-),D项错。
5.(2015·上海,31)室温下,0.1 mol·L-1 NaClO溶液的pH________(选填“大于”、“小于”或“等于”)0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液的pH。
浓度均为0.1 mol·L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为__________________________。
已知:H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7
Ki1=2.95×10-8
Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
答案 大于 c(SO)>c(CO)>c(HCO)>c(HSO)
1.0.1 mol·L-1某溶液的pH值为5.1,其溶液中的溶质可能是(  )
D.硫酸氢钠
2.已知一种c(H+)=1×10-3mol·L-1的酸和一种c(OH-)=1×10-3mol·L-1的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性,其原因可能是(  )
A.浓的强酸和稀的强碱溶液反应
B.浓的弱酸和稀的强碱溶液反应
C.等浓度的强酸和弱碱溶液反应
D.生成了一种强酸弱碱盐
3.相同物质的量浓度的下列化合物的水溶液,按pH减小顺序排列的是(  )
A.NaHSO4 CH3COONa NH4Cl NaNO3
B.NaNO3 CH3COONa NaHSO4 NH4Cl
C.CH3COONa NaNO3 NH4Cl NaHSO4
D.NaNO3 CH3COONa NH4Cl NaHSO4
4.物质的量浓度相同的下列各溶液,由水电离出的氢氧根离子的浓度由大到小的顺序是(  )
①NaHSO4 ②NaHCO3 ③Na2CO3 ④Na2SO4
A.④③②①
B.①②③④
C.③②④①
D.③④②①
5.盐类水解在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用,下列说法与盐类水解无关的是(  )
A.生活中常用明矾净水
B.用热的纯碱溶液洗涤餐具上的油污
C.用稀硫酸除去铜器表面的铜绿
D.长期使用硫铵化肥的土壤,易变酸性,可施用适量的熟石灰
解析 选项A利用明矾水解生成的氢氧化铝胶体吸附水中的杂质;选项B利用碳酸根离子水解显碱性,来清洗油污;选项C中碱式碳酸铜溶于稀硫酸生成硫酸铜,与水解无关;选项D中硫酸铵水解显酸性,所以可用熟石灰来中和。
6.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
D.①②③④
7.下列说法不正确的是(  )
A.用Na2S溶液和Al2(SO4)3溶液反应不能制取Al2S3固体
B.用加热蒸发K2CO3溶液的方法获得K2CO3晶体
C.用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体
D.加热MgCl2溶液制取MgCl2固体
8.把NaHCO3作为发酵粉使用时,往往加入少量的明矾,这是因为(  )
A.明矾起催化作用
B.硫酸铝钾比碳酸氢钠更易分解
C.明矾受热分解放出气体
D.铝盐在水中能起到酸的作用
9.(加试题)Na2CO3溶液在稀释过程中,溶液中下列哪些值逐渐减小(  )
B.c(OH-)·c(H+)
10.(加试题)FeCl3的水解方程式可写为FeCl3+3H2O??Fe(OH)3+3HCl,不能使平衡正向移动的方法是(  )
B.加入少量Na2CO3
C.加入少量盐酸 D.增加FeCl3的浓度
11.(加试题)能使0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH值增大的方法是(  )
D.加醋酸钠晶体
12.(加试题)CH3COOH与CH3COONa等物质的量混合配制成稀溶液,其pH=4.7。下列说法错误的是(  )
A.CH3COOH的电离作用大于CH3COONa的水解作用
B.CH3COONa的水解作用大于CH3COOH的电离作用
C.CH3COOH的存在抑制了CH3COONa的水解
D.CH3COONa的存在抑制了CH3COOH的电离
13.下列方程式中,属于水解反应的是(  )
A.NH3 + H2O??NH3·H2O
B.HCO+H2O??H2CO3+OH-
C.H2O+H2O??H3O++OH-
D.HCO+H2O??H3O++CO
14.关于0.1 mol·L-1 NaHCO3 溶液,下列说法正确的是(  )
A.溶质水解反应:HCO+H2O??H3O++CO
B.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
C.微粒浓度关系:c(Na+)>c(HCO) >c(H2CO3)>c(CO)
D.微粒浓度关系:c(Na+)=2[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)]
15.为了说明盐类水解是吸热反应,现用醋酸钠进行实验,表明它在水解时是吸热反应,下列实验方案正确的是(  )
A.将CH3COONa·3H2O晶体溶于水,温度降低
B.醋酸钠溶液的pH大于7
C.醋酸钠溶液滴入酚酞显红色,加热后颜色变深
D.醋酸钠溶液与浓H2SO4微热,可逸出醋酸蒸气
16.现有S2-、SO、NH、Al3+、HPO、Na+、SO、AlO、Fe3+、HCO、Cl-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,水解呈碱性的离子是__________。
(2)在水溶液中,水解呈酸性的离子是__________。
(3)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有__________________。
(4)既不能在酸性较强的溶液里大量存在,又不能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有____________。
答案 (1)S2-、SO、HCO、HPO、AlO
(2)NH、Al3+、Fe3+
(3)Na+、SO、Cl-
(4)HPO、HCO
17.(加试题)在0.5 mol·L-1的NaHSO3溶液中滴入石蕊,溶液变红。试回答有关问题:
(1)该溶液中HSO的电离程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)HSO的水解程度。
(2)溶液中Na+、HSO、SO、H+、OH-、H2SO3、H2O等粒子的浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在Na2SO3溶液中滴入酚酞,溶液变红。若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,所观察到的现象是________________________,其原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)大于
(2)c(H2O)>c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)>c(H2SO3)
(3)产生白色沉淀,且红色褪去 在Na2SO3溶液中,SO水解:SO+H2O??HSO+OH-,加入BaCl2后:Ba2++SO===BaSO3↓(白色),由于c(SO)减小,SO水解平衡左移,c(OH-)减小,酚酞褪色
18.(加试题)[2015·天津理综,10(3)(4)]FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O??Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2O??Fe(OH)+H+ K2
Fe(OH)+H2O??Fe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为
xFe3++yH2O??Fex(OH)+yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)________。
b.加水稀释
c.加入NH4Cl
d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是________________。
(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为________mg·L-1。
答案 (3)K1>K2>K3 bd 调节溶液的pH
解析 (3)Fe3+分三步水解,水解程度越来越小,所以对应的平衡常数也越来越小,有K1>K2>K3;生成聚合氯化铁的离子方程式为xFe3++yH2O??Fex(OH)+yH+,由于水解是吸热的,降温则水解平衡逆向移动;加水稀释,水解平衡正向移动;NH4Cl溶液呈酸性,加入NH4Cl,H+浓度增大,平衡逆向移动;加入NaHCO3,消耗H+,H+浓度降低,平衡正向移动,故可采用的方法是b、d。从反应的离子方程式可知,氢离子的浓度影响聚合氯化铁的生成,所以关键条件是调节溶液的pH。(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg·L-1时,去除污水中浑浊物及还原性物质的效率最高。
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