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c(NH4+)由大到小的顺序是c>
a>
b。
3、混合溶液中各离子浓度的比较,要进行综合分析,如电解因素、水解因素等。
四、盐类水解的应用
1、混施化肥(N、P、K三元素不能变成气体或沉淀,否则降低肥效,如NH4Cl和氨水)
2、泡沫灭火剂(用硫酸铝和小苏打为原料,通过双水解生成CO2和Al(OH)3沉淀)
3、明矾净水(水解成氢氧化铝胶体具有很大表面积,吸附水中悬浮物而聚沉)
4、NH4Cl在焊接金属前的处理(氯化铵呈酸性,能溶解铁锈)
5、判断溶液酸碱性
6、比较盐溶液离子浓度的大小(根据水解程度的大小对溶液酸碱性的影响)
7、判断离子共存(双水解的离子产生沉淀和气体,这一类情形下离子不能大量共存)
8、配制盐溶液或加热蒸发得晶体(加对应的酸防止水解);
某些试剂的实验室存放,需要考虑盐的水解。
如:
Na2CO3、Na2SiO3等水解呈碱性,不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中;
NH4F不能存放在玻璃瓶中,应NH4F水解应会产生HF,腐蚀玻璃。
五、电解质溶液中的守恒规律
1、电荷守恒:
电解质溶液中阴、阳离子所带的正、负电荷数相等,即溶液不显电性。
如磷酸溶液中,c(H+)=c(OH-)+c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)
2、物料守恒:
就是电解质溶液中某一组分的原始浓度(起始浓度)应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
如0.1mol/L的NaHS溶液,0.1=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)或
c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)
3、质子守恒:
水电离的特征是c(H+)=c(OH-),据此可以得出下列关系如在K2CO3溶液中:
c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2(H2CO3)
练习:
分别例出下列物质的离子浓度的守恒关系:
H2S
NaHS
Na2S
物料守恒
电荷守恒
质子守恒
例题
1.对水的电离平衡不产生影响的粒子是()
【解析】水的电离式为:
H2O=H++OH-,A溶于水成为盐酸,电离产生的H+,使得平衡左移,B质子数为26的是Fe3+,其能发生水解,使得平衡右移,C表示的是Cl-,其不影响该平衡,D是醋酸根离子,其能水解,使平衡右移。
【答案】C
2。
为了配制NH4+的浓度与Cl-的浓度比为1:
1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入
(1)适量的HCl,
(2)适量的NaCl,(3)适量的氨水,(4)适量的NaOH
A.
(1)
(2)B.(3)C.(3)(4)D.(4)
解析:
NH4Cl溶液中由于NH4+水解,则C(NH4+)<
C(Cl-),现要配制NH4+的浓度与Cl-的浓度比为1:
1的溶液,则要增大C(NH4+),只有(3)适量的氨水符合要求。
答案:
B。
3.盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。
下列表述正确的是()
A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO
和OH-
B.NaHCO3溶液中:
c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
C.10mL0.10 mol·
L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相
A中,生成Na2CO3溶液,CO32-会发生水解,生成HCO3-,所以A错;
电荷守恒:
C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)
物料守恒:
C(Na+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)
两式相减得:
C(H+)+C(H2CO3)=C(CO32-)+C(OH-)所以B错误。
C中,生成NaAc,Ac-水解呈碱性,故C正确;
相同PH,相同体积的HCl和HAc,因为HAc为弱酸,所以HAc的物质的量浓度大,HAc所消耗的NaOH的物质的量多,D错。
答案:
C
4已知0.1mol·
L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法正确的是()
A.在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同
B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等
C.在NaHA溶液中一定有:
c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)
D.在Na2A溶液中一定有:
c(Na+)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
0.1mol·
L-1的强酸pH=1.0,0.1mol·
L-1的H2A溶液pH=4.0,说明它是一种弱酸。
Na2A发生水解
A2-+H2O
HA-+OH-和HA-+H2O
H2A+OH-,溶液中存在HA-、A2-、H+、OH-;
NaHA发生水解
HA-+H2O
H2A+OH-和电离HA-
H++A2-,溶液中存在HA-、A2-、H+、OH-,所以两溶液中离子种类相同,A不正确。
物质的量相等的Na2A和NaHA因为存在上述水解、电离等过程,阴离子数量发生变化,所以阴离子总量不相等,B不正确。
由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),C正确。
Na2A溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),D不正确。
C
5.用酚酞、石蕊、0.1mol/L氨水、氯化铵晶体、0.1mol/L盐酸、熟石灰和蒸馏水,若仅用上述试剂怎样用简单实验方法证明氨水是弱碱?
并指出是通过什么途径证明氨水是弱碱的?
证明氨水是弱碱,可通过两条途径:
一是证明氨水中存在电离平衡,如方案
(1)。
另一是证明NH4+作为弱碱阳离子能破坏水的电离平衡发生水解反应,如方案
(2)、(3)。
方案
(1)取少量氨水,滴加酚酞,溶液呈红色,然后向其中加人少量CH3COONH4晶体,振荡,可看到红色变浅,说明氨水中存在电离平衡,氨水为弱碱。
方案
(2)取少量NH4Cl晶体溶于水,滴加石蕊试液,溶液显红色,说明NH4+水解生成了NH3·
H2O和HCl,从而破坏了水的电离平衡,亦说明氨水是弱碱。
方案(3)将0.1mol/LNH3·
H2O与0.1mol/L盐酸等体积混合,再滴加石蕊试剂,溶液显红色,说明NH4+水解破坏了水的电离平衡,从而说明氨水是弱碱。
6.化合物SOCl2是一种液态化合物,沸点77℃。
在盛有10mL水的锥形瓶中,小心地滴加8~10滴SOCl2,可观察到剧烈反应,液面上有白雾形成,并有带刺激性气味的气体逸出。
该气体可使滴有品红试液的滤纸褪色。
轻轻振荡锥形瓶,等白雾消失后,往溶液中滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色凝乳状沉淀析出。
(1)根据上述实验,写出SOCl2和水反应的化学方程式:
________________。
(2)AlCl3溶液蒸干灼烧得不到无水AlCl3,而用SOCl2与AlCl3·
6H2O混合共热,可得到无水AlCl3,原因是________________。
水解的本质是化合物中带正电的基团结合水中电离产生的OH-,而带负电部分结合水中电离产生的H+。
据题给信息分析,产生的刺激性气体应是SO2,它是由SO2+结合OH-转化成H2SO3,而另一带负电的Cl-结合水电离的H+生成HCl,与AgNO3反应生成白色的AgCl沉淀。
(1)SOCl2+H2O====SO2↑+2HCl
(2)因为蒸干AlCl3溶液时,由于AlCl3水解生成的HCl易挥发,而得到Al(OH)3,但当与SOCl2混合共热时,由于SOCl2极易吸水,防止了AlCl3的水解,有关的化学方程式为6SOCl2+AlCl3·
6H2O====6SO2↑+AlCl3+12HCl
练习一
1.下列变化不属于盐类水解反应的是()
①NH3+H2O
NH4++OH-②HCO3-+H2O
H2CO3+OH-
③HCO3-+H2O
H3O++CO32-④A13++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
⑤A1O2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-⑥NH4++2H2O
NH3·
H2O+H3O+
A.①③⑤B.②③⑤C.①④⑤D.①③
2.向三份0.1mol,LCH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl2因体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为()
A.减小、增大、减小B.增大、减小、减小C.减小、增大、增大D.增大、减小、增大
3.在甲酸溶液中加入一定量NaOH溶液,恰好完全反应,对于生成的溶液,下列判断一定不正确的是()
A.C(HCOO-)<
C(Na+)B.C(OH-)>
C(H+)
C.C(OH-)>
C(HCOO-)D.C(OH-)<
C(HCOO-)
4.25℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的PH=7时,下列关系正确的是
A.c(NH4+)==c(SO42-)B.c(NH4+)>
c(SO42-)
C.c(NH4+)<
c(SO42-)D.c(OH-)+c(SO42-)==c(H+)+c(NH4+)
5.常温时,在25mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L醋酸溶液,曲线如右图所示。
有关粒子浓度大小关系的比较正确的是
A.在A、B间任一点(不包含A、B两点),溶液中
一定有:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.在B点,a>12.5,且有:
C(Na+)=c(CH3COO-)=c(OH-)=c(H+)
C.在C点:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.在D点:
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
6.草酸是二元中弱酸,草酸氢钠溶液显酸性。
常温下,向10mL0.01mol·
L-1NaHC2O4溶液中滴加0.01mol·
L-1NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系正确的是()
(A)V(NaOH)=0时,c(H+)=1×
10-2mol·
L-1
(B)V(NaOH)<10mL时,不可能存在c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)
(C)V(NaOH)=10mL时,c(H+)=1×
10-7mol·
(D)V(NaOH)>10mL时,c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)
7、在25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是()
(A)c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)(B)c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(C)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)(D)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
8.已知:
(1)H2SO4在水溶液中的电离方程式为:
H2SO4=H++HSO4-,HSO4-
H++SO42-;
(2)NaHSO4溶液显酸性。
则下列有关说法中正确的是()
A.Na2SO4溶液呈中性B.HSO4-在水溶液中既能发生电离,又能发生水解
C.相同浓度的稀H2SO4和NaHSO4溶液中SO42-的浓度是后者大
D.NaHSO4溶液中:
c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
9.25℃时,在浓度为1.0mol/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,分别测得c(NH4+)为a、b、c(单位为mol/L)。
下列判断正确的是()
A.a=b=cB.a>b>cC.a>c>bD.c>a>b
10.关于相同温度下物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaClO溶液的叙述正确的是()
A.NaCl溶液中的c(Cl-)等于NaC1O溶液中的c(ClO-)与c(HC1O)之和
B.NaCl溶液中离子的总浓度小于NaC1O溶液中离子的总浓度
C.两溶液中的c(H+)与c(OH-)之和相等
D.NaCl溶液的pH大于NaC1O溶液的pH
练习二、选择题
1.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是()
A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:
c(H+)+c(M+)==c(OH-)+c(A-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:
c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH)
D.0.1mol·
L-1的NaHA溶液,其pH=4:
c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
2.下列离子方程式中,属于水解反应的是()
A.HCOOH+H2O
HCOO-+H3O+B.CO2+H2O
HCO3-+H+____
C.CO32-+H2O
HCO3-+OH-_D.HS-+H2O
S2-+H3O+
3、氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是()
(A)再通入少量氯气,c(H+)/c(ClO-)减小(B)通入少量SO2,溶液漂白性增强
(C)加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)(D)加入少量水,水的电离平衡向正反应方向移动
4.某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。
则下列描述正确的是()
A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成
B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成
C.加入适量的NaOH,溶液中离子浓度为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D.加入适量氨水,c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和
5、下列叙述正确的是:
()
A、浓度均为0.1mol/L的NH4Cl溶液与NaOH溶液混合,混合液中:
c(Na+)==c(Cl—)>
c(OH—)>
c(H+)
B、仅含有Na+、H+、OH—、CH3COO—四种离子的某溶液中可能存在:
c(Na+)>
c(CH3COO—)>
C、pH=12的氨水与pH=2的盐酸等体积混合后,混合液中:
c(Cl—)>
c(NH4+)>
c(H+)>
c(OH—)
D、浓度均为0.1mol/L的小苏打溶液与烧碱溶液等体积混合后,混合液中:
c(Na+)+c(H+)==c(CO32—)+c(OH—)+c(HCO3—)
6.(常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×
10-13mol·
L-1,该溶液可能是()
①二氧化硫②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液
A.①④B.①②C.②③D.③④
7.已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是()
A.c(OH)>
c(HA)>
c(HB)>
c(H+)B.c(OH-)>
c(A-)>
c(B-)>
C.c(OH-)>
c(H+)D.c(OH-)>
8.已知Ag2SO4的KW为2.0×
10-3,将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO
浓度随时间变化关系如右图(饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol·
L-1)。
若t1时刻在上述体系中加入100 mL. 0.020 mol·
L-1Na2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO
浓度随时间变化关系的是()
9.下列叙述正确的是()
A.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液的pH=7时,c(SO42-)>c(NH4+)
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH的别为a和a+1,则c1=10c2
C.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
D.向0.1mol·
L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中c(OH-)/c(NH3·
H2O)增大
10.25℃时,在25mL0.1mol/L的NaOH溶液中,逐滴加入0.2mol/L的CH3COOH溶液,溶液pH的变化曲线如图所示。
下列分析的结论不正确的是()
A.B点的横坐标a=12.5,且有C(Na+)=C(CH3COO-)
B.C点时C(CH3COO-)>C(Na+)>C(H+)>Cc(OH-)
C.D点时C(CH3COO-)+C(CH3COOH)=2C(Na+)
D.B点时溶液中有:
C(Na+)=C(CH3COO-)
练习三、非选择题
1、已知某溶液中只存在OH-、H+、CH3COO-、Na+四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)②c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
③c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)④c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是,上述四种离子浓度的大小顺序为(填编号)。
(2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为。
(3)若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成,且恰好是中性,则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaOH)c(CH3COOH)(填“大于”“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系是c(H+)c(OH-)。
2.某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:
H2A=H++HA-HA
H++A2-
回答下列问题:
(1)Na2A溶液显____________(填“酸性”,“中性”,或“碱性”)。
理由是____________________________________________(用离子方程式表示)
(2)在0.1mol·
L-1的Na2A溶液中,下列微粒浓度关系式正确的是__________
Ac(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·
L-1Bc(OH-)=c(H+)+c(HA-)
Cc(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)Dc(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)
(3)已知0.1mol·
L-1NaHA溶液的pH=2,则0.1mol·
L-1H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是____0.11mol·
L-1(填“<”,“>”,或“=”),理由是:
_____________
(4)0.1mol·
L-1NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是:
________________
3.某化学研究性学习小组在研讨Fe3+和SO32-之间发生的反应时形成了两种观点。
一是发生氧化还原反应:
2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+;
二是发生水解反应:
2Fe3++3SO32-+3H2O=Fe(OH)3↓+3SO2↑。
为了验证这两种观点的正确性,同学们设计并实施了下列实验,请你参与并协助完成相关学习任务。
【实验探究】
(1)先向试管中注入3mLNa2SO3浓溶液,然后加入少量BaC12溶液,有白色沉淀生成,再加入少量稀盐酸,生成的沉淀完全溶解并有无色气体产生。
这一实验的目的是_________。
(2)向试管中加入3mLFeCl3浓溶液,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,继续加入Na2SO3浓溶液,溶液颜色加深,最终变为红褐色(整个过程中无气体或沉淀产生)。
向该红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量,可以观察到的现象是________;
此时,再向试管中加入BaC12溶液,有少量白色沉淀生成,产生该白色沉淀的离子方程式是____________________________________
(3)将FeC13浓溶液和Na2SO3浓溶液稀释后重复实验
(2)的操作。
实验现象基本相同。
由上述实验可以得出的结论是_______________________________________。
【问题讨论】
(4)如果在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3浓溶液,能观察到生成红褐色沉淀和无色气体的现象,该反应的离子方程式是______________________________________。
(5)Na2SO3和Na2CO3分别与氯化铁溶液反应的现象不同,可能的原因是__________________________________________________________________________________________。
4.关于“电解氯化铜溶液时的pH值变化”问题,化学界有以下两种不同的观点:
观点一是︰“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH值升高。
观点二是︰“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定,证明电解氯化铜溶液时pH值的变化有如下图曲线关系:
请回答下列问题:
(1)电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是(用离子方程式说明)______;
(2)“理论派”所持观点的理论依据是
(3)“实验派”的实验结论是___________________________________,他们所述“精确的实验”是通过_________________来准确测定溶液的pH值的。
该观点的理由是(从化学原理上加以简述)_______________________。
5.水体中重金属铅的污染问题备受关注。
水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)
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