盐类的水解重要考查方式解析

时间:2022-09-21 01:56:00

盐类水解是高中化学重要的基本理论之一,也是每年高考的必考点之一,下面分类分析解答盐类水解试题时出现的常见错误或认识误区,以帮助同学们突破盐类水解有关试题的分析和解答。

一、不能准确辨认盐溶液中哪种离子被消耗或生成哪种离子

常温下,可溶性的强碱弱酸盐(或强酸弱碱盐)的稀溶液中,电离程度:盐>>水;弱酸根离子(或弱碱阳离子)部分水解而被消耗,而强碱阳离子(或强酸阴离子)不水解,未消耗;水电离出的氢离子(或氢氧根离子)被消耗,与弱酸根离子(或弱碱阳离子)结合成弱电解质,但生成了氢氧根离子(或氢离子)。

例1. HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸,在0.1 mol·L—1 NaA溶液中,离子浓度关系正确的是( )

A. c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)

B. c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)

C. c(Na+)+ c(OH-)= c(A-)+ c(H+)

D. c(Na+)+ c(H+) = c(A-)+ c(OH-)

错解:选B。因为HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸,所以NaA的水解程度很大,消耗的A-多于未水解的A-,则c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)。

解析:若c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-),则c(Na+)+c(H+)>c(OH-)+c(A-),违反电荷守恒原理,溶液不呈电中性,故A错;由题意可知NaA是强碱弱酸盐,虽然A-+H2O?葑HA+OH-,但A-的水解程度弱,则c(Na+)>

c(A-) >c(OH-) >c(H+),故B错;NaA稀溶液中一定有c(Na+)>c(A-) >c(OH-) >c(H+),则c(Na+)+c(OH-) >

c(H+)+c(A-),故C错;由电荷守恒原理可知,呈电中性的NaA稀溶液中一定有c(Na+)+ c(H+) = c(A-)+ c(OH-),故D正确。

答案:D

二、扩大单一盐溶液离子浓度判断规律

单一盐溶液离子浓度比较重点是考虑水解,而碱和盐(或酸和盐)的混合溶液中则需要同时考虑电离和水解,常常要综合利用溶液中电荷守恒、物料守恒、质子守恒关系式进行判断。

例2. 下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( )

A. 氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:c(Cl—)>c(NH4+)

B. pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合:c(OH—)=c(H+)

C. 0.1·mol·L—1的硫酸铵溶液中: c(NH4+)>c(SO42—)>

c(H+)

D. 0.1 mol·L—1的硫化钠溶液中:c(OH—)=c(H+)+

c(HS—)+c(H2S)

错解:选A。NH4Cl= NH4++ Cl—,Cl—不水解,NH4+能水解,故c(Cl—)>c(NH4+)。

解析:此题考查了溶液中的微粒浓度的大小比较。氨水和氯化铵混合溶液的pH=7时,溶液中c(H+)=

c(OH—),则c(Cl—)=c(NH4+),故A错;由于pH=2的酸的强弱未知,当其是强酸正确,当其是弱酸时,酸过量则溶液中c(H+)>c(OH—),故B错;1mol.L—1的(NH4)2SO4溶液中,铵根离子是硫酸根的2倍,虽然铵根离子部分水解,但仍比硫酸根多,则c(NH4+)>c(SO42—)>c(H+),故C正确;1mol·L—1的硫化钠溶液中,根据物料守恒,可知c(OH—)=c(H+)+c(HS—)+2c(H2S),故D错。

答案:C

三、错用溶液中三种守恒关系式

任何电解质溶液中,阴阳离子所带电荷总数相等;盐(或盐与酸、盐与碱)溶液中,盐电离的阴阳离子总数之比等于电离方程式中的系数之比;单一盐溶液中,水电离出氢离子和氢氧根离子总数相等。

例3. 对于0.1mol·L―1Na2SO3溶液,正确的是( )

A. 升高温度,溶液pH降低

B. 2c(Na+)= c(SO32―)+ c(HSO3―)+ c(H2SO3)

C. c(Na+)+c(H+)=2 c(SO32―)+ 2c(HSO3―)+ c(OH―)

D. 加入少量NaOH固体,c(SO32―)与c(Na+)均增大

错解:选B。Na2SO3中钠离子是亚硫酸根离子的2倍,则Na2SO3溶液中钠离子浓度是各种硫元素存在形式微粒浓度的2倍,即2c(Na+)= c(SO32―)+ c(HSO3―)+ c(H2SO3)。

解析:升高温度能促使Na2SO3溶液中SO32―+H2O?葑HSO3―+OH―、HSO3―+H2O?葑H2SO3+OH―的水解平衡向生成OH―的方向移动,则溶液pH升高,故A错;Na2SO3中含有的Na+是SO32―的2倍,则其水溶液中粒子的物料守恒关系式为c(Na+)=2c(SO32―)+2c(HSO3―)+2c(H2SO3),故B错;稀Na2SO3溶液中离子的电荷守恒关系式为c(Na+)+c(H+)=2c(SO32―)+c(HSO3―)

+c(OH―),故C错;加入少量NaOH固体,增大了

c(Na+)和c(OH―),使SO32―+H2O?葑HSO3―+OH―、HSO3―+H2O?葑H2SO3+OH―的水解平衡向生成SO32―的方向移动,则c(SO32―)也会增大,故D正确。

答案:D

四、滥用强碱弱酸或强酸弱碱中和过程微粒浓度变化

酸碱中和反应过程中混合溶液的pH与微粒浓度大小的变化关系是近年高考的热点,先由混合溶液的pH推断c(H+)与c(OH—)的大小,再由电荷守恒关系式推断盐溶液离子浓度大小,由酸碱浓度和体积推断酸碱过量与否以及物料守恒关系式的正确等。

例4. 25℃时,向10mL0.01mol/LKOH溶液中滴加0.01mol/LCH3COOH溶液,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( )

A. pH>7时,c(CH3COO—)>c(K+)>c(H+)>c(OH—)

B. pHc(CH3COO—)>c(H+)>c(OH—)

C. pH=7时,c(K+)=c(CH3COO—)>c(OH—)=c(H+),V[CH3COOH(aq)]=10mL

D. V[CH3COOH(aq)]=20mL时,c(CH3COO—)+

c(CH3COOH)=2 c(K+)

错解:选C。pH=7时,先可推断溶液中c(OH—)=

c(H+),再由电荷守恒原理可知c(K+)=c(CH3COO—)。

解析:根据电荷守恒关系式和溶液的酸碱性,pH>7时,c(K+)>c(CH3COO—)>c(OH—)>c(H+),故A错;pH c(K+)>c(H+)>c(OH—),故B错;CH3COOK 溶液呈弱碱性,则pH=7的溶液中溶质为CH3COOK 和CH3COOH,说明反应KOH+CH3COOH==CH3COOK+H2O中乙酸适当过量,则V[CH3COOH(aq)]>10mL,故C错;V[CH3COO (aq)]=20mL时,n(CH3COOH)=2n(KOH),根据物料守恒关系式,c(CH3COO—)+ c(CH3COOH)=2 c(K+),故D正确。

答案:D

五、错用规律比较NaHCO3和Na2CO3溶液中微粒浓度大小

稀NaHCO3溶液呈弱碱性,则其中HCO3—的水解程度大于电离程度;等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液中,水解程度:HCO3—< CO32—;CH3COONa和CH3COOH混合溶液呈酸或中性时,CH3COOH的电离程度> CH3COO—的水解程度。

例5. 下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )

A. 在0.1mol·L—1NaHCO3溶液中:c(Na+) >c(HCO3—)> c(CO23—) >c(H2CO3)

B. 在0.1mol·L—1Na2CO3溶液中:c(OH—)—c(H+)=

c(HCO3—)+2c(H2CO3)

C. 向0.2 mol·L—1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L—1NaOH溶液:

c(CO32—)> c(HCO3—)> c(OH—)> c(H+)

D. 常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1mol·L—1]:

c(Na+)= c(CH3COO—)> c(CH3COOH)> c(H+)= c(OH—)

错解:选AC。NaHCO3完全电离,HCO3—部分电离,HCO3—还部分水解,且HCO3—的电离程度大于其水解程度,故A正确;NaHCO3的量是NaOH的2倍,则前者过量,混合后得到等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,前者的水解程度小于后者,故C正确。

解析:由于NaHCO3完全电离生成Na+和HCO3—,只有HCO3—能继续微弱地水解和电离,且HCO3—水解生成H2CO3的程度略大于其电离生成CO32—的程度,则平衡时c(Na+)> c(HCO3—) > c(H2CO3)> c(CO32—),故A错;由质子守恒原理可知,Na2CO3稀溶液中c(OH—)= c(H+)+c(HCO3—)+2c(H2CO3),故B正确;NaHCO3与NaOH发生中和反应后得到0.05mol·L—1NaHCO3和0.05mol·L—1Na2CO3溶液,两种盐完全电离出等浓度的HCO3—和CO32—,都能微弱地水解生成OH—,且HCO3—的水解程度小于CO32—,则平衡时c(HCO3—)>c(CO32—)> c(OH—)> c(H+),故C错;pH=7,则c(H+)= c(OH—)=10—7 mol·L—1,由电荷守恒原理可知,c(Na+)= c(CH3COO—) =0.1mol·L—1,CH3COO—的水解程度小于CH3COOH的电离程度,则0.1mol·L—1>c(CH3COOH),故D正确。

答案:BD

六、错误分析酸碱中和滴定曲线

酸碱中和滴定过程中溶液的pH、温度随溶液体积的增大的变化示意图是高考命题的亮点之一,但许多考生辨认图形的能力不足,不适应解答这类能力立意的试题。

例6. 室温下,1.000mol·L—1盐酸滴入

20.00mL1.000mol·L—1氨水中,溶液pH 和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示,下列有关说法正确的是( )

A. a点由水电离出的c(H+)=1.0×10—14mol·L—1

B. b点:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl—)

C. c点:c(Cl—)=c(NH4+)

D. d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热

错解:选D。NH3·H2O的电离是吸热过程,导致溶液温度下降。

解析:a点pH1.0×10—14mol·L—1,由于一水合氨不能电离出氢离子,只有水能电离出氢离子,故A错;b点pH>7,说明氨水过量,由物料守恒可知c(NH4+)+c(NH3·H2O)>c(Cl—),故 B错;c点pH=7,则c(H+)= c(OH—),由电荷守恒可知C正确;d点后盐酸过量,中和反应停止,溶液温度略下降的主要原因是是环境吸收了中和反应放出的热量,故D错。

答案:C

综上所述,盐类水解有关试题是高考的热点试题,主要涉及溶液的酸碱性或pH、盐类水解平衡的移动、微粒浓度大小比较、电解质溶液中微粒之间的三种定量(微粒数或物料守恒、电荷数或电荷守恒、水电离的离子数或质子守恒)关系,解答时需要分清类型,分门别类地考虑水解因素、电离因素、过量因素,充分利用电解质溶液中电荷守恒关系式、单一或混合盐溶液中物料守恒关系式、单一盐溶液中质子守恒关系式分析和解答。

(作者单位:佛山市高明区纪念中学)

责任编校 李平安

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