高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡高效演练

8.3 盐类的水解
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1.下列说法不正确的是( )
A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.水解反应N+H2O NH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.盐类水解反应的逆反应是中和反应
【解析】选B。

明矾KAl(SO4)2·12H2O因Al3+水解生成Al(OH)3胶体,能吸附水中悬浮的物质,使之沉降,从而起到净水的作用,A项正确;盐的水解是吸热过程,升高温度水解平衡正向移动,B项错误;AlCl3、FeCl3、CuCl2溶液中分别存在Al3+、Fe3+、Cu2+的水解平衡,直接将三种溶液加热蒸干得不到相应的固体,应在HCl气流中加热,得到AlCl3、FeCl3、CuCl2固体,C项正确;盐类水解反应的逆反应是酸碱中和反应,D项正确。

2.下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是( )
A.物质的量浓度相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(N):(NH4)2SO4 >NH4HSO4>NH4Cl
B.向醋酸钠中加适量醋酸,得到的酸性混合溶液:c(Na+)>c(CH3COO-) >c(H+)> c(OH-)
C.1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(OH-)=2c(HC)+c(H+)+c(H2CO3)
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
【解析】选A。

NH4HSO4溶液中H+抑制N水解,NH4Cl溶液中Cl-对N的水解无影响,故物质的量浓度
相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中c(N): (NH4)2SO4>NH4HSO4> NH4Cl,A项正确;醋酸、醋酸钠混合溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)且c(H+)>c(OH-),可知
c(CH3COO-) >c(Na+),B项错误;Na2CO3溶液中,c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),C项错误;NaHA溶液中,根据电荷守恒可得,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),D项错误。

【加固训练】
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pH<7。

下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是( )
A.<1.0×10-7 mol·L-1
B.c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3)
C.c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(HC)+2c(C)
D.c(Cl-)>c(N)>c(HC)>c(C)
【解析】选C。

滤液中溶质的主要成分为NH4Cl和NaHCO3的混合物。

A项,滤液pH<7,则c(H+)>1.0×10-7mol·L-1,
常温下K W=1.0×10-14,所以<1.0×
10-7mol·L-1,A项正确;B项,由于开始加入等物质的量的NH4HCO3与NaCl,根据物料守恒可知,B项正确;C项,
析出NaHCO3后,在滤液中根据电荷守恒得c(H+)+ c(N)+c(Na+)=c(OH-)+c(HC)+2c(C)+c(Cl-),因c(Na+)<c(Cl-),故C项错误;D项,开始时NH4HCO3与NaCl等物质的量,由于析出了一部分NaHCO3,故c(Cl-)
与c(N)都大于c(HC)和c(Na+),少量的N、HC发生水解,极少量的HC发生电离,所以
c(Cl-)>c(N)>c(HC)>c(C),D项正确。

3.(新题预测)NH4Al(SO4)2(俗名铵明矾)是食品加工中最为快捷的食品添加剂,常用于焙烤食品中;
NH4Al(SO4)2在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。

下列有关叙述不正确的是
( )
A.NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性
B.相同条件下,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2中c(N)小于0.1 mol·L-1 NH4HSO4中c(N)
C.NH4Al(SO4)2溶液中加入盐酸抑制水解,酸性减弱
D.20 ℃时0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液pH为3,则溶液中2c(S)-c(N)- 3c(Al3+)=10-3 mol·L-1【解析】选C。

由于Al3+水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性,即Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3
胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净水,A正确;在NH4Al(SO4)2中Al3+抑制N水解但不如NH4HSO4中H+抑制N水解程度大,B正确;Al3+和N水解使溶液显酸性,加入盐酸使c(H+)增大,抑制水解,但酸性增强,C错误;由题意得20 ℃ NH4Al(SO4)2的pH应为3,则由电荷守恒可知2c(S)
+c(OH-)=c(N)+3c(Al3+)+c(H+),2c(S)-c(N)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-),
c(H+)=10-3 mol·L-1,而c(OH-)=10-11 mol·L-1可忽略,故2c(S)-c(N)- 3c(Al3+)=10-3 mol·L-1,D 正确。

【加固训练】
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( )
(S
溶液中
由水电离出的
·c(OH-)不变
【解析】选B。

A项,Na+的物质的量为0.1 mol,而S的物质的量为0.05 mol,混合溶液中Na+与S
的浓度不可能相等。

B项,加入0.05 mol CaO后,会生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和
NaOH,溶液中c(OH-)增大,C水解产生的HC减少,故溶液中增大。

C项,加入水
后,c(Na2CO3)减小,C水解产生的c(OH-)减小,溶液中的OH-来源于水的电离,因水电离产生的c(OH-)= c(H+),故由水电离出的c(H+)·c(OH-)减小。

D项,加入0.1 mol NaHSO4固体,溶液体积变化不大,但n(Na+)变为原来的2倍,故c(Na+)增大。

4.常温下,关于pH=5的NaHSO3和pH=9的NaHCO3的两种溶液,下列说法正确的是
( )
A.两溶液中水电离产生的c(H+)相等
B.NaHSO3溶液中c(HS)与NaHCO3溶液中c(HC)相等
C.向NaHSO3溶液中滴加次氯酸钠溶液,c(HS)增大
D.两溶液中均存在:c(OH-)+c(R)=c(H+)+c(H2RO3)(R代表C、S)
【解析】选D。

NaHSO3显酸性,即NaHSO3溶液中电离程度大于水解程度,所以将会抑制水电离,而NaHCO3将会促进水电离,A项错误;因为两种溶液的初始浓度不知道,所以很难确定c(HS)和c(HC)的关系,B
项错误;次氯酸钠具有强氧化性,可以将亚硫酸氢根氧化为硫酸根,使c(HS)减小,C项错误;利用质子守
恒可知两溶液中均存在:c(OH-)+c(R)=c(H+)+c(H2RO3),D项正确。

5.草酸(H2C2O4,二元弱酸)与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用。

(1)Na2C2O4溶液显碱性,请用离子方程式解释原因____________________。

(2)KMnO4能与硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式为
____________________________________________。

(3)常温下,pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1,水电离出的c(H+)为c3;pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2,水电离出的c(H+)为c4。

则c1______10c2(填“>”“<”或“=”,下同);c3________10c4。

(4)常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H2C2O4溶液,滴定曲线如图,c点所示溶液中:
2c(C2)+2c(HC2)+2c(H2C2O4)=c(Na+)
①该草酸溶液的物质的量浓度为______________________________
(列出计算式,并得出计算结果)。

②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__________________。

【解析】(1)Na2C2O4溶液显碱性,C2水解,且水解分步。

(2)KMnO4具有强氧化性,能将C2氧化成CO2,反应的离子方程式为2Mn+
5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。

(3)草酸为弱酸,将pH=3的H2C2O4溶液稀释到10倍时,电离平衡正移导致c(H+)大于原溶液的1/10,需稀释到大于10倍;溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+),酸溶液中的c(OH-)可以表示水电离的量。

(4)由c点溶液中的物料守恒式可知,c点为Na2C2O4溶液,即c点是H2C2O4与NaOH溶液恰好完全反应
点,n(H2C2O4)=n(NaOH)=×0.100 0 mol·L-1×21.60×
10-3 L=1.080×10-3 mol
c(H2C2O4)==0.054 0 mol·L-1。

a点是H2C2O4与NaOH按物质的量之比1∶1恰好完全反应生成NaHC2O4,由于a点溶液pH<7,溶液显酸性,即HC2的电离大于HC2的水解,溶液中离子浓度大小顺序为
c(Na+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-)。

答案:(1)C2+H2O HC2+OH-(若同时写出HC2+H2O H2C2O4+OH-也可)
(2)2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O (3)> =
(4)①c(H2C2O4)=(0.100 0 mol·L-1×21.60×10-3 L)/(20.00×10-3 L×2)=
0.054 0 mol·L-1
②c(Na+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-)。