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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第三节 盐类的水解
第2课时 影响盐类水解的主要因素
一、 单选题
1.(2020·梅河口市朝鲜族中学期末)关于FeCl3溶液水解的说法错误的是( )
A.水解达到平衡时加水稀释,平衡向正反应方向移动
B.浓度为5mol•L-1和0.5mol•L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+水解程度前者比后者小
C.有50℃和20℃的同浓度的FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者比后者小
D.为抑制Fe3+水解,较好地保存FeCl3溶液应加入少量HCl
【答案】C
【解析】A.加水促进盐的水解,所以水解达到平衡时加水稀释,平衡向正反应方向移动,故A正确;
B.浓度越大盐的水解程度越小,所以浓度为5mol•L-1和0.5mol•L-1的两种FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+水解程度前者比后者小,故B正确;
C.升高温度促进盐的水解,所以50℃和20℃的同浓度的FeCl3溶液,其他条件相同时,Fe3+的水解程度前者比后者大,故C错误;
D.FeCl3溶液中存在三价铁离子的水解平衡,加盐酸能抑制三价铁的水解,所以为抑制Fe3+水解,较好地保存FeCl3溶液应加入少量HCl,故D正确;
故答案为C。
2.(2020·辛集市第一中学月考)醋酸是电解质,下列能说明醋酸是弱电解质的组合是
①醋酸与水能以任意比例互溶
②白醋中滴入石蕊试液呈红色
③0.1mol/L醋酸的pH比0.1mol/L盐酸的pH大
④蛋壳浸入白醋中有气体放出
⑤0.1mol/L醋酸钠溶液pH=8.9
⑥大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生H2的速率慢
A.②⑤⑥ B.③④⑤⑥ C.③⑤⑥ D.①②
【答案】C
【解析】①醋酸与水能以任意比例互溶是因为相似相容,和电解质强弱无关,错误;②白醋中滴入石蕊试液呈红色,说明醋酸先酸性而不能说明酸性强弱,错误;③0.1mol/L醋酸的pH比0.1mol/L盐酸的pH大,说明醋酸部分电离,正确;④蛋壳浸入白醋中有气体放出,醋酸的酸性大于碳酸,不能说明醋酸是弱电解质,错误;⑤0.1mol/L醋酸钠溶液pH=8.9,说明是强碱弱酸盐,正确;⑥大小相同的锌粒与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应,醋酸产生H2的速率慢,说明醋酸中氢离子浓度小,正确。正确组合是③⑤⑥,答案选C。
3.(2020·辛集市第一中学月考)为了使(NH4)2SO4溶液中接近2:1,可采取的措施是( )
A.加热 B.加适量NaOH(s)
C.加水 D.通HCl
【答案】D
【解析】A.(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解,水解反应吸热,加热促进铵根离子的水解,c(NH4+)减小,c(SO42−)不变,c(NH4+)和c(SO42−)之比小于2:1,故A错误;
B.(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,加入氢氧化钠会促进铵根的水解,减少铵根离子,c(NH4+)和c(SO42−)之比小于2:1,故B错误;
C.溶液越稀越水解,所以加水促进铵根离子的水解,导致c(NH4+)和c(SO42−)之比小于2:1,故C错误;
D.(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,通HCl,抑制铵根离子的水解,c(NH4+)增大,使c(NH4+)和c(SO42−)之比更接近2:1,故D正确;
答案选D。
4.(2020·绥化市第一中学月考)下列相关实验能达到预期目的的是
相关实验
预期目的
A
不同温度下,取0.1 mol·L-1KI溶液,向其中先加入0.1 mol·L-1的硫酸,再加入淀粉溶液,发生反应4H++O2+4I- =2I2+2H2O
探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系
B
相同温度下,测定等浓度的Na2CO3和NaClO的pH
比较H2CO3和HClO酸性
C
在加热搅拌的条件下向溶液中加入足量的MgCO3,过滤后,再向滤液中加入适量盐酸
除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+
D
向5mL0.1 mol·L-1AgNO3溶液中滴几滴0.1mol·L-1NaCl溶液,生成白色沉淀,再滴加几滴0.1 mol·L-1KI溶液,观察沉淀颜色变化
探究AgCl沉淀能否转化为 AgI沉淀
【答案】C
【解析】A.加入试剂时应先加入淀粉,再加入稀硫酸,A项错误;
B.次氯酸钠溶液具有强氧化性,能使pH试纸褪色,不能用试纸,应用pH计测量,且应该测定碳酸氢钠的pH值,B项错误;
C.Fe3+水解使溶液显酸性,且为吸热反应,在加热搅拌的条件下加入碳酸镁,促进了Fe3+水解,水解平衡正向移动,使Fe3+沉淀后除去,C项正确;
D.由数据可知硝酸银过量,可以直接和KI发生反应,不一定是沉淀的转化,D项错误;
答案选C
5.(2020·辽源市第五中学校月考)25 ℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系不正确的是( )
A.①0.2mol·L-1NH4Cl溶液,②0.1mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液,③0.2mol/LNH4HSO4溶液,④0.1mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中,c(NH)大小:③>②>①>④
B.一定量的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合所得的酸性溶液中:c(NH)<2c(SO)
C.0.1 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1K2CO3溶液等体积混合:c(K+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
D.25 ℃时,pH=4.7浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液中:(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)
【答案】C
【解析】A.①0.2mol•L-1NH4Cl溶液中铵离子正常水解,铵根离子浓度小于0.2mol/L;②0.1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2中,NH和Fe2+水解相互抑制,NH浓度大于①;③0.2mol/LNH4HSO4溶液的氢离子抑制了NH水解,NH浓度大于②,④0.1mol·L-1(NH4)2CO3中与NH水解相互促进,NH浓度减小于①;则c(NH)大小:③>②>①>④,故A正确;
B.一定量的(NH4)2SO4与NH3·H2O混合所得的酸性溶液中存在的电荷守恒式为c(H+)+c(NH)=2c(SO)+c(OH-),其中c(H+)>c(OH-),则c(NH)<2c(SO),故B正确;
C.0.1 mol•L-1盐酸与0.1 mol•L-1K2CO3溶液等体积混合得到等浓度的KHCO3、KCl,水解溶液显碱性,溶液中离子浓度大小:c(K+)>c(Cl-)>c()>c(OH-)>c(H+),故C错误;
D.pH=4.7、浓度均为0.1mol•L-1的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中存在电荷守恒,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度,溶液中c(CH3COOH)<c(Na+),c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),故D正确;
故答案为C。
6.(2020·长葛市第一高级中学月考)下列有关实验的叙述正确的是
A.用图1装置将氯化铁溶液直接蒸干得到氯化铁固体
B.利用图2装置可制备Fe(OH)2
C.图3微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色
D.利用图4可收集氯化氢并进行尾气吸收
【答案】B
【解析】A项,在FeCl3溶液中,Fe3+发生水解:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,由于加热蒸发,使HCl挥发,使平衡不断向右移动,结果生成Fe(OH)3,又由于灼热使Fe(OH)3分解生成Fe2O3,故A错误;
B项,如图2装置制备Fe(OH)2,稀硫酸与铁粉反应生成氢气,可排出试管中的空气,盛NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中,右侧导管插入水中隔绝了空气,所以制得的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在,故B正确;
C项,稀硝酸与Cu反应生成NO气体,无色NO气体进入广口瓶,被空气中的氧气氧化为红棕色NO2气体,故C错误;
D项,氯化氢的密度比空气的大,如图所示收集应该长导管进气,空气从短导管排出,故D错误;
答案选B。
7.(2019·福清西山学校期中)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-,下列叙述不正确的是:
A.升高温度,平衡正向移动
B.25℃时,欲使醋酸溶液pH和电离常数Ka都减小,可加入少量冰醋酸
C.CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.往0.10mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀释,促进CH3COOH的电离
【答案】B
【解析】A. 弱电解质的电离过程是吸热的过程,故A正确;
B. 电离平衡常数只受温度的影响,与离子浓度无关,故B错误;
C. CH3COOH溶液中加少量的CH3COONa固体,增大了醋酸根离子的浓度,使平衡逆向移动,故C正确;
D. 稀释弱电解质溶液,会促进弱电解质的电离,故D正确;
故答案选B。
8.(2020·辛集市第一中学月考)在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大 B.通入CO2,平衡朝正反应方向移动
C.升高温度,减小 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【答案】B
【解析】A.水解平衡常数只与温度有关,则稀释溶液,水解常数不变,故A错误;
B.通入CO2,OH-浓度会减小,平衡向正反应方向移动,故B正确;
C.升高温度平衡向正向移动,c(HCO3-)增大,c(CO32-)减小,故增大,故C错误;
D.NaOH是强碱,加入NaOH固体,溶液的碱性增强,pH增大,故D错误;
故答案为B。
9.(2020·辛集市第一中学月考)欲使NH4Cl稀溶液中c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,可在溶液中(恒温并忽略溶液体积的变化)加入少量下列物质中的( )
①通入HCl;②H2SO4;③NH4Cl固体;④NH4NO3固体 ⑤Ba(OH)2固体
A.②或③或④ B.①或②或④ C.②或③或⑤ D.①或③或⑤
【答案】A
【解析】在NH4Cl稀溶液中,存在下列平衡:NH4++ H2ONH3·H2O+H+。
①通入HCl,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)增大,但c(Cl-)增大更多,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,①不合题意;
②加入H2SO4,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
③加入NH4Cl固体,相当于增大NH4Cl的浓度,水解程度减小,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,③符合题意;
④加入NH4NO3固体,平衡正向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
⑤加入Ba(OH)2固体,与H+反应,促使平衡正向移动,c(NH4+)减小,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,⑤不合题意。
综合以上分析,②或③或④符合题意。故选A。
10.(2020·吴起高级中学月考)常温下,在1L0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
C.加入少量0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】A.加水促进弱电解质的电离,则电离平衡正向移动,A选项错误;
B.加入少量NaOH固体,与CH3COOH电离生成的H+结合,使电离平衡向着正向移动,B选项正确;
C.盐酸是强电解质,加入后溶液中c (H+)增大,电离平衡向着逆向移动,但是达到新的平衡时,溶液中c (H+)增大,C选项错误;
D.加入少量CH3COONa固体,由电离平衡可以知道,c(CH3COO-)增大,则电离平衡逆反应方向移动,D选项错误;
答案选B。
11.(2020·绥化市第一中学月考)25℃时,在浓度都为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、NH4H CO3、NH4HSO4、NH4Cl的四种溶液中,测得c(NH4+)分别为a、b、c、d(单位为mol·L-1)。下列判断正确的是
A.a=2b=2c=2d B.a>b>c> d C.a>c>d>b D.a>c>b>d
【答案】C
【解析】根据(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4HSO4、NH4Cl的化学式,浓度都为1 mol·L-1的溶液,(NH4)2SO4中c(NH4+)最大;溶液均存在水解平衡:NH4++H2ONH3 •H2O +H+,Cl-对NH4+水解没影响,NH4HSO4电离出的氢离子抑制NH4+水解,NH4HCO3中HCO3-的水解促进NH4+水解,所以浓度都为1 mol·L-1的(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4HSO4、NH4Cl的四种溶液中c(NH4+)从大到小的顺序是(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl、NH4HCO3,故C正确。
12.(2020·洛阳市第三中学月考)常温下,向20mL0.1mol·L-1一元酸HA中滴加相同浓度的KOH溶液,溶液中由水电离的氢离子浓度随加入KOH溶液体积的变化如图所示。则下列说法错误的是( )
A.HA的电离常数约为10-5 B.b点溶液中存在:c(A-)=c(K+)
C.c点对应的KOH溶液的体积V=20mL D.导电能力:c>a>b
【答案】D
【解析】A.由a点可知,0.1mol/L一元酸HA中c水(H+)=c水(OH-)=1×10-11mol/L,则c(H+)=1×10-14÷10-11=1×10-3mol/L,则HA的电离常数,A说法正确;
B.b点溶液中c水(H+)=1×10-7mol/L,c点c水(H+)最大,则溶质恰好为KA,显碱性,a点显酸性,c点显碱性,则中间c水(H+)=1×10-7mol/L的b点恰好显中性,根据电荷守恒可得c(A-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+),又c(OH-)=c(H+),则c(A-)=c(K+),B说法正确;
C.c点时加入的KOH的物质的量n(KOH)=20mL×0.1mol/L÷0.1mol/L=20mL,C说法正确;
D.向一元弱酸中加入相同浓度的一元强碱,生成NaA时,变为强电解质,则溶液的导电能力逐渐增强,则导电能力:c>b>a,D说法错误;
答案为D。
13.(2020·北京市第五中学月考)实验测得0.5 mol·L−1CH3COONa溶液、0.5 mol·L−1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH−)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH−)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO−、Cu2+水解平衡移动方向不同
【答案】C
【解析】A.水的电离为吸热过程,升高温度,平衡向着电离方向移动,水中c(H+).c(OH-)=Kw增大,故pH减小,但c(H+)=c(OH-),故A不符合题意;
B.水的电离为吸热过程,升高温度,促进水的电离,所以c(OH-)增大,醋酸根水解为吸热过程,CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-,升高温度促进盐类水解,所以c(OH-)增大,故B不符合题意;
C.升高温度,促进水的电离,故c(H+)增大;升高温度,促进铜离子水解Cu2++2H2OCu(OH)2 +2H+,故c(H+)增大,两者共同作用使pH发生变化,故C符合题意;
D.盐类水解为吸热过程,升高温度促进盐类水解,故D不符合题意;
综上所述,本题应选C。
二、填空题
14.(2020·张家界市民族中学月考)已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(1)用离子方程式表示NH4Cl溶液pH=5的原因____________。
(2)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是____________溶液。
(3)各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是____________溶液。
(4)H2SO4溶液和NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)之比为____________。
(5)取5mLNH4Cl溶液,加水稀释至50mL,c(H+)____________10-6mol·L-1(填“>”、“<”或“=”),____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】+H2ONH3·H2O + H+ H2SO4 NH4Cl 1:104 > 减小
【解析】(1) NH4Cl为强酸弱碱盐,发生水解生成H+,使溶液显酸性,离子方程式表示NH4Cl溶液pH=5的原因是+H2ONH3·H2O + H+。答案为:+H2ONH3·H2O + H+;
(2) H2SO4溶液加水稀释后,n(H+)不变,NH4Cl溶液加水稀释后,n(H+)增大,取5mL加水稀释至50mL时,前者c(H+)小、pH大,则pH较大的是H2SO4溶液。答案为:H2SO4;
(3)各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),H2SO4溶液中n(H+)不变,NH4Cl溶液中n(H+)增大,则pH较小的是NH4Cl溶液。答案为:NH4Cl;
(4)H2SO4溶液和NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)之比为10-9:10-5=1:104。答案为:1:104;
(5)取5mLNH4Cl溶液,加水稀释至50mL,由于的水解程度增大,n(H+)增大,所以c(H+)>10-6mol·L-1,但n()减小,所以=减小。答案为:减小。
15.(2020·随州市曾都区第一中学月考)电离常数是电离平衡的平衡常数,描述了一定温度下,弱电解质的电离能力。25 ℃,几种弱电解质的电离常数如下表:
Ka或 Kb
H2SO3
Ka1 = 1.3×10-2;Ka2 = 6.2×10-8
H2CO3
Ka1 = 4.2×10-7;Ka2 = 5.6×10-11
NH3·H2O
Kb = 1.8×10-5
(1)的电离常数表达式 K =_____。
(2)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为_____。
(3)25 ℃,氨水的浓度为 2.0 mol·L-1,溶液中的 c(OH-) =_____mol·L-1。将 SO2通入该氨水中,当溶液中 c(OH-)降至 1.0×10-7 mol·L-1 时,溶液中=______。
(4)25 ℃,向 0.10 mol·L-1 二元弱酸H2A 溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液(忽略溶液体积的变化),溶液中的 H2A、HA-、A2-的物质的量分数 𝛿(X) 随 pH 的变化如图所示。 [已知:]
①下列叙述不正确的是_____(填字母序号)。
A.pH = 1.2 时,c(H2A) = c(HA-)
B.pH = 2.7 时,c(HA-) > c(H2A) = c(A2-)
C.pH = 4.2 时,c(HA-) = c(A2-) = c(H+)
D.H2A 和A2-在溶液中不能大量共存
②25 ℃时,H2A 的电离常数 Ka1 =_____,Ka2 =_____。
【答案】
0.62 C 10-1.2 10-4.2
【解析】(1)电离平衡电离平衡常数K=,故答案为:;
(2)由电离平衡常数可知酸性 ,则H2SO3溶液和NaHCO3反应离子方程式为:,故答案为:;
(3)NH3·H2O的电离平衡常数,则;将 SO2通入该氨水中,当溶液中 c(OH-)降至 1.0×10-7 mol·L-1 时,则c(OH-)=c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1溶液中,故答案为:;0.62;
(4)①A.由图可知,pH = 1.2 时,c(H2A) = c(HA-),故A正确;
B.由图可知,pH = 2.7 时,c(HA-) > c(H2A) = c(A2-),故B正确;
C.由图可知,pH = 4.2 时,c(HA-) = c(A2-) ,c(H+)=10-4.2,与c(HA-) 和 c(A2-)不相等,故C错误;
D.由图可知,H2A 大量存在时A2-在溶液中不能大量共存,A2-大量存在时,H2A在溶液中不能大量共存,故D正确。故答案选:C;
②25 ℃时,当pH = 1.2 时,c(H2A) = c(HA-),H2A 的电离常数 ;pH = 4.2 时,c(HA-) = c(A2-) ,,故答案为:10-1.2;10-4.2。
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