【高考特训】专题16 化工流程中盐的水解的应用(讲解)-高考化学难点剖析(Word版含解析)
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课时39盐类的水解及应用知识点一盐类的水解及影响因素【考必备·清单】1.盐类的水解2.水解离子方程式的书写(1)多元弱酸盐水解:分步进行,以第一步为主。
如Na2CO3水解的离子方程式:CO2-3+H2O⇌HCO-3+OH-,HCO-3+H2O⇌H2CO3+OH-。
(2)多元弱碱盐水解:方程式一步完成。
如FeCl3水解的离子方程式:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+。
(3)阴、阳离子相互促进水解:水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等。
如NaHCO3与AlCl3溶液混合反应的离子方程式:Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。
[名师点拨]①盐类发生水解后,其水溶液往往显酸性或碱性,但也有特殊情况,如CH3COONH4溶液显中性。
②NH+4与CH3COO-、HCO-3、CO2-3等在水解时相互促进,其水解程度比单一离子的水解程度大,但仍然水解程度比较弱,不能进行完全,在书写水解方程式时用“”。
3.水解的规律有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
4.影响盐类水解平衡的因素(1)内因:形成盐的酸或碱越弱,其盐就越易水解。
如水解程度:Na 2CO 3>Na 2SO 3,Na 2CO 3>NaHCO 3。
(2)外因⎩⎪⎨⎪⎧溶液的浓度:浓度越小,水解程度越大温度:温度越高,水解程度越大外加酸碱⎩⎪⎨⎪⎧酸:弱酸根离子的水解程度增大,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,弱碱阳离子的水解程度增大(3)以FeCl 3水解为例[Fe 3++3H 2O ⇌Fe(OH)3+3H +],填写外界条件对水解平衡的影响。
[名师点拨] (1)相同条件下的水解程度:①正盐>相应的酸式盐,如CO 2-3>HCO -3。
②水解相互促进的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。
如NH+4的水解程度:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。
高考化学盐类的水解知识点详解盐的离子跟水电离出来的氢离子或氢氧根离子生成弱电解质的反应,称为盐类的水解。
1.分析判断盐溶液酸碱性时要考虑水解。
2.确定盐溶液中的离子种类和浓度时要考虑盐的水解。
如Na2S溶液中含有哪些离子,按浓度由大到小的顺序排列:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)或:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)3.配制某些盐溶液时要考虑盐的水解如配制FeCl3,SnCl4,Na2SiO3等盐溶液时应分别将其溶解在相应的酸或碱溶液中。
4.制备某些盐时要考虑水解Al2S3,MgS,Mg3N2等物质极易与水作用,它们在溶液中不能稳定存在,所以制取这些物质时,不能用复分解反应的方法在溶液中制取,而只能用干法制备。
5.某些活泼金属与强酸弱碱溶液反应,要考虑水解如Mg,Al,Zn等活泼金属与NH4Cl,CuSO4,AlCl3等溶液反应.3Mg+2AlCl3+6H2O=3MgCl2+2Al(OH)3↓+3H2↑6.判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选择指示剂以及当pH=7时酸或碱过量的判断等问题时,应考虑到盐的水解.如CH3COOH与NaOH刚好反应时pH>7,若二者反应后溶液pH=7,则CH3COOH过量。
指示剂选择的总原则是,所选择指示剂的变色范围应该与滴定后所得盐溶液的pH值范围相一致。
即强酸与弱碱互滴时应选择甲基橙;弱酸与强碱互滴时应选择酚酞。
7.制备氢氧化铁胶体时要考虑水解.FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl8.分析盐与盐反应时要考虑水解。
两种盐溶液反应时应分三个步骤分析考虑:(1)能否发生氧化还原反应;(2)能否发生双水解互促反应;(3)以上两反应均不发生,则考虑能否发生复分解反应.9.加热蒸发和浓缩盐溶液时,对最后残留物的判断应考虑盐类的水解(1)加热浓缩不水解的盐溶液时一般得原物质.(2)加热浓缩Na2CO3型的盐溶液一般得原物质.(3)加热浓缩FeCl3型的盐溶液.最后得到FeCl3和Fe(OH)3的混合物,灼烧得Fe2O3。
第2课时盐类水解的应用一、盐类水解的应用O,抑制MgCl 2·6H 2O=====△Mg(OH)2+2HCl↑+4H 2O 制备无机化合物如:用TiCl 4制备TiO 2:TiCl 4+(x +2)H 2O(过量)TiO 2·x H 2O↓+4HCl 。
制备时加入大量的水,同时加热,促进水解趋于完全,所得TiO 2·x H 2O 经焙烧得TiO 2物质的提纯如:MgCl 2溶液中混有少量FeCl 3杂质,因Fe 3+的水解程度比Mg 2+水解程度大,可加入MgO 或Mg(OH)2或MgCO 3,使Fe 3+的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀而除去中和滴定中确定终点时指示剂的选择如:①强碱滴定弱酸,反应达到终点时,因生成强碱弱酸盐,溶液显碱性,应选用在碱性变色的指示剂――酚酞②强酸滴定弱碱,反应达到终点时,因生成强酸弱碱盐,溶液显酸性,应选用在酸性变色的指示剂――甲基橙FeCl 3溶液止血如:在较小的伤口上,涂上FeCl 3可有效止血。
因为Fe 3+在水解时:Fe 3++3H 2O Fe(OH)3+3H +产生的Fe(OH)3胶体,其胶粒带的正电荷中和了和血液中带负电荷胶粒,发生聚沉,从而使血液凝固一些盐(如Al 2S 3)的制取如:Al 2S 3的制取,若用含Al 3+的物质与含S 2-的物质在溶液中进行反应,则由于它们相互促进水解而生成Al(OH)3和H 2S ,得不到Al 2S 3,应用硫粉和铝混合加热制取OHCO 较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下,水解受OAl(OH)胶体吸附水中悬浮的杂质而使水变澄清ONH OZn(OH)【对点训练1】1.实验室配制和保存FeSO4溶液,应采取的正确措施是()①把蒸馏水煮沸,以赶走水中溶解的O2;②溶解时加入少量稀硫酸;③加入少量铁粉;④加入少量稀盐酸A.①②③B.①②C.②③D.②③④2.物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY和NaZ的溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ 的酸性由强到弱的顺序是()A.HX、HZ、HY B.HX、HY、HZC.HZ、HY、HX D.HY、HZ、HX3.常温下,下列各组微粒在指定溶液中因水解反应而不能大量共存的是()A.纯碱溶液:K+、SO2-4、OH-、Cl-B.含有大量AlO-2的溶液中:Na+、K+、HCO-3、NO-3C.NH+4、Na+、CH3COO-、NO-3D.中性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO2-44.NaHCO3作为发酵粉使用时,往往在其中加入少量的明矾,这是因为()A.明矾能起催化剂作用B.碳酸氢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5.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是()A.CO2-3+H2O HCO-3+OH-;用热的纯碱溶液清洗油污B.Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+;明矾净水C.TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·x H2O↓+4HCl;制备TiO2纳米粉D.SnCl2+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl;配制氯化亚锡溶液时加入NaOH6.下列做法与盐的水解无关的是()A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞B.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与碳铵混合使用C .厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污D .配制FeCl 2溶液时常常要在溶液中加入少量铁粉7.实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO 4,含少量的Fe 2+、Mn 2+)为原料制备ZnCO 3·2Zn(OH)2的实验流程如下,下列说法正确的是()A .过二硫酸钠(Na 2S 2O 8)中硫元素的化合价为+7价B .氧化除锰后的溶液中存在:Na +、Zn 2+、Fe 2+、SO 2-4C .调节pH 时试剂X 可以选用Zn 、ZnO 、ZnCO 3等物质D .沉锌时的离子方程式为3Zn 2++6HCO -3===ZnCO 3·2Zn(OH)2↓+5CO 2↑+H 2O8.相同物质的量浓度NaCN 和NaClO 相比,NaCN 溶液的pH 较大,则下列关于同温同体积同浓度的HCN 和HClO 溶液的说法中正确的是()A .酸性强弱:HCN>HClOB .pH :HClO>HCNC .与NaOH 恰好完全反应时,消耗NaOH 的物质的量:HClO>HCND .酸根离子浓度:c(CN -)<c(ClO -)二、不同类型盐蒸干产物的判断1.金属阳离子易水解的挥发性强酸盐:蒸干时得到氢氧化物,灼烧时得到氧化物如:AlCl 3(aq)−−→−蒸干Al(OH)3−−→−灼烧Al 2O 32.金属阳离子易水解的难挥发性强酸盐:蒸干得原溶质如:Al 2(SO 4)3(aq)−−→−蒸干Al 2(SO 4)3(s),CuSO 4(aq)−−→−蒸干CuSO 4(s)3.酸根阴离子易水解的强碱盐:蒸干得原溶质如:Na 2CO 3(aq)−−→−蒸干Na 2CO 3(s)4.不稳定的化合物的水溶液:加热时在溶液中就能分解,得不到原物质如:Ca(HCO 3)2、NaHCO 3、KMnO 4、NH 4Cl 固体受热易分解,因此蒸干灼烧后分别为:Ca(HCO3)2CaCO 3(CaO);NaHCO 3Na 2CO 3;KMnO 4K 2MnO 4+MnO 2;NH 4Cl NH 3↑+HCl↑5.易被氧化的盐:蒸干后得不到原物质,蒸干后得其氧化产物如:Na 2SO 3(aq)−−→−蒸干Na 2SO 4(s);FeSO 4(aq)−−→−蒸干Fe 2(SO 4)3(s)6.弱酸的铵盐:蒸干后得不到任何物质如:(NH 4)2S 、(NH 4)2CO 3等蒸干后得不到任何物质【对点训练2】1.下列事实:其中与盐类的水解有关的叙述有()①NaHSO 4溶液呈酸性②长期使用化肥(NH 4)2SO 4会使土壤酸性增大,发生板结③配制CuCl 2溶液,用稀盐酸溶解CuCl 2固体④NaHS 溶液中c (H 2S)>c (S 2-)⑤氯化铵溶液可去除金属制品表面的锈斑⑥加热FeCl 3·6H 2O 晶体,往往得不到FeCl 3固体A .6项B .5项C .3项D .4项2.配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是()A .FeSO 4(Fe)B .SnCl 2(HCl)C .FeCl 3(HCl)D .NaAlO 2(NaOH)3.下列说法正确的是()A .AlCl 3溶液和NaAlO 2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同B .配制FeCl 3溶液时,将FeCl 3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度C .用加热的方法可除去KNO 3溶液中混有的Fe 3+D .泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝4.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是()A .向Na 2CO 3饱和溶液中通入过量的CO 2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO 3晶体B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O35.下列溶液蒸干后,能析出溶质固体的是()①FeCl3②Fe2(SO4)3③Ca(HCO3)2④Na2CO3A.仅①④B.仅②④C.仅①②D.仅④6.分别将下列物质:①FeCl3②CaO③NaCl④Ca(HCO3)2⑤Na2SO3⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是()A.②③B.③⑥C.①④D.⑤⑥7.在氯化铁溶液中存在下列平衡:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HClΔH>0。
新教材适用·高考化学第三节盐类的水解明考纲要求理主干脉络1.了解盐类水解的原理2.了解影响盐类水解的主要因素3.了解盐类水解的应用一、盐类的水解1.概念在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应。
2.实质3.特点(1)可逆:是中和反应的逆反应。
(2)微弱:通常盐类水解程度很小,一般无沉淀析出,无气体放出。
(3)吸热:中和反应放热,水解反应吸热。
(4)符合化学平衡移动原理。
4.规律有弱才水解,越弱越水解;谁强显谁性,同强显中性。
填写下表(常温下):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不水解中性=7 NH4Cl、水解NH+4、Cu2+酸性<7强酸弱碱盐Cu(NO3)2弱酸强碱盐CH 3COONa 、Na 2CO 3水解CH 3COO -、CO 2-3碱性 >75.水解的离子方程式(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。
如Cu 2++2H 2O Cu(OH)2+2H +; NH +4+H 2ONH 3·H 2O +H +。
(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。
如Na 2CO 3水解反应的离子方程式为CO 2-3+H 2OHCO -3+OH -、HCO -3+H 2OH 2CO 3+OH -。
(3)多元弱碱阳离子的水解简化成一步完成,如FeCl 3溶液中:Fe 3++3H 2O Fe(OH)3+3H +。
(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,如NaHCO 3溶液与AlCl 3溶液混合反应的离子方程式为Al 3++3HCO -3===Al(OH)3↓+3CO 2↑。
二、影响盐类水解的主要因素 1.内因形成盐的酸或碱越弱就越易发生水解。
盐类的水解高考知识点盐类的水解是高考化学考试中的一个重要知识点,也是化学反应中常见的一种反应类型。
在盐类溶液中水解产生的氢离子或氢氧根离子,会影响溶液的酸碱性质。
下面将介绍盐类的水解及其相关的知识点。
一、酸性盐的水解酸性盐是指含有酸性阳离子的盐,如NH4Cl。
当酸性盐溶解在水中时,酸性阳离子会与水发生水解反应生成较强的酸性物质。
以NH4Cl为例,NH4+离子与水分子发生反应生成NH4OH和HCl。
NH4OH是一种弱碱,而HCl是一种强酸。
因此,NH4Cl溶液呈酸性。
二、碱性盐的水解碱性盐是指含有碱性阳离子的盐,如Na2CO3。
碱性阳离子在水中与水分子发生水解反应生成碱性物质。
以Na2CO3为例,CO32-离子与水分子反应生成OH-离子和碳酸根离子(HCO3-)。
OH-离子是一种强碱,而HCO3-是一种弱碱。
因此,Na2CO3溶液呈碱性。
三、中性盐的水解中性盐是指既不含有酸性阳离子也不含有碱性阳离子的盐,如NaCl。
这类盐溶解在水中,不会引起酸碱性质的变化,所以NaCl 溶液是中性的。
然而,需要注意的是,某些中性盐在特定条件下也会发生水解反应。
例如,AlCl3是一种中性盐,但在水中会发生水解反应生成Al(OH)3和HCl。
水解反应的产物和离子浓度决定了溶液的酸碱性质。
四、盐类的水解常数盐类的水解反应可以用水解常数(Kw)来定量描述。
水解常数是水解反应的平衡常数,它表示水解反应的强弱程度。
对于一般的盐类水解反应,水解常数表达式可以写为:Kw = [H+][OH-]其中[H+]是氢离子的浓度,[OH-]是氢氧根离子的浓度。
当水解常数大于1时,水解反应偏向生成[H+],溶液呈酸性;当水解常数小于1时,水解反应偏向生成[OH-],溶液呈碱性;当水解常数等于1时,溶液呈中性。
实际上,由于酸性盐和碱性盐的水解反应会相互影响,导致水解常数不仅与盐的性质有关,还与溶液中其他物质的浓度有关。
因此,水解常数的计算需要考虑到多种因素。
外对市爱戴阳光实验学校1、利用水解制备体将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,直到溶液变成红褐色为止,就形成了氢氧化铁体。
有关的化学方程式:FeCl3 +3H2O Fe(OH)3〔体〕+3HCl 。
注意1:根据平衡移动原理,增大反物浓度,平衡向正反方向移动,制备氢氧化铁体时必须用氯化铁的饱和溶液。
注意2:盐类水解是吸热反,根据平衡移动原理,升高温度平衡向吸热反〔正反〕方向移动,促进了氯化铁水解生成氢氧化铁体。
注意3:根据平衡移动原理,减少生成物浓度,平衡向正反方向移动,由于加热促进生成物盐酸的挥发,促进了氯化铁水解生成氢氧化铁体。
注意4:液体出现红褐色时必须及时停止加热,否那么由于盐酸的过度挥发,平衡进一步向正反方向移动,氯化铁溶液转变成了氢氧化铁固体,得不到体〔量变产生了质变〕。
2、利用水解配制溶液配制氯化铁溶液的方法:将氯化铁固体溶解在浓盐酸中,然后再稀释成相的浓度使用。
说明:氯化铁水解出现氢氧化铁体,为了防止氢氧化铁体的出现,参加盐酸抑制其水解,利用原理:勒沙特列原理,增大生成物浓度,化学平衡向逆反方向移动,增加盐酸的浓度,有效防止了氢氧化铁体的产生。
3、利用水解实现弱碱的盐酸盐向弱碱的转化〔1〕加热蒸干氯化镁溶液得到氢氧化镁固体。
〔2〕加热蒸干氯化铝溶液得到氢氧化铝固体。
〔3〕加热蒸干氯化铁溶液得到氢氧化铁固体。
〔4〕加热蒸干氯化铜溶液得到氢氧化铜固体。
4、由于双水解的缘故,制备Al2S3不能用复分解反制备涉及的化学反原理:3S2- +2Al3+ +6H2O=3H2S↑+2Al(OH)3↓Al2S3的制备方法:只能由单质铝与单质硫化合。
5、利用水解判断正盐溶液的酸碱性〔1〕强酸强碱盐溶液不水解呈中性,如氯化钠溶液。
〔2〕强酸弱碱盐溶液水解呈酸性,如氯化铵溶液。
〔3〕弱酸强碱盐溶液水解呈碱性,如醋酸钠溶液。
〔4〕弱酸弱碱盐溶液水解谁强显谁性。
①以醋酸铵溶液〔中性〕为参照,氢氟酸酸性比醋酸强,氟化铵溶液呈酸性。
专题十一 盐类水解和沉淀溶解平衡考纲展示 命题探究考点一 盐类水解1 概念在水溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H +或OH -结合生成弱电解质的反应。
2 实质盐电离―→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫弱酸的阴离子→结合H +弱碱的阳离子→结合OH -―→ 破坏了水的电离平衡―→水的电离程度增大―→⎩⎪⎨⎪⎧c H +≠c OH -―→溶液呈碱性或酸性c H + =c OH - ―→溶液呈中性3 特点4 表示方法(水解的离子方程式)(1)一般盐类水解程度很小,水解产物很少,在书写盐类水解方程式时要用“ ”号连接。
盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用“↓”或“↑”表示水解产物(双水解例外)。
不把产物(如NH 3·H 2O 、H 2CO 3)写成其分解产物的形式。
如Cu(NO 3)水解的离子方程式为Cu 2++2H 2O Cu(OH)2+2H +。
NH 4Cl 水解的离子方程式为NH +4+H 2O NH 3·H 2O +H +。
(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。
如Na 2CO 3水解反应的离子方程式为CO 2-3+H 2O HCO -3+OH -、HCO -3+H 2O H 2CO 3+OH -。
(3)多元弱碱阳离子的水解可用一步表示,如:FeCl 3溶液中,Fe 3+水解的离子方程式为Fe 3++3H 2O Fe(OH)3+3H +。
(4)水解分别是弱酸和弱碱的离子组,由于相互促进水解程度较大,书写时要用“===”“↑”“↓”等表示,如NaHCO 3与AlCl 3混合溶液反应的离子方程式为Al 3++3HCO -3===Al(OH)3↓+3CO 2↑。
5 影响因素 (1)内因(本质)弱酸根离子、弱碱阳离子对应的酸、碱越弱,就越易发生水解。
如酸性:CH 3COOH>H 2CO 3>HCO -3――→决定相同浓度的Na 2CO 3、NaHCO 3、CH 3COONa 溶液的pH 大小关系为Na 2CO 3>NaHCO 3>CH 3COONa 。
姓名: 班级3.3.1 盐类的水解本课重点 (1)盐类水解的本质和规律本课难点(2)电解质溶液中的守恒关系一、选择题1.(2023·浙江高考真题)下列溶液呈碱性的是A .NH 4NO 3B .(NH 4)2SO 4C .KClD .K 2CO 3【答案】D【解析】盐类水解是指弱酸阴离子或弱碱阳离子发生水解,导致溶液的酸碱性发生变化,本题四个选项均涉及盐类水解。
A .该盐属于强酸弱碱盐,NH 4++H 2O ⇌NH 3·H 2O+H +,溶液显酸性,A 不合题意;B .同A ,NH 4+发生水解,使得溶液显酸性,B 不合题意;C .该盐属于强酸强碱盐,不发生水解,溶液显中性,C 不合题意;D .该盐属于强碱弱酸盐,CO 32-+H 2O ⇌HCO 3-+OH -,HCO 3-+H 2O ⇌H 2CO 3+OH -,溶液显碱性,符合题意。
故答案选D 。
2.(2008·海南高考真题)下列离子方程式中,属于水解反应的是( )A .HCOOH+H 2O HCOO -+ H 3O +B .CO 2+H 2O HCO 3-+ H +C .CO 32-+ H 2O HCO 3-+ OH -D .HS -+ H 2O S 2-+ H 3O +【答案】C【解析】弱离子水解反应的实质是:弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程,水解方程式用可逆号。
A 、是甲酸的电离方程式,错误;B 、是碳酸的一级电离方程式,错误;C 、是碳酸根的水解方程式,正确;D 、是硫氢根离子的电离方程式,错误。
3.(2023·宝山区·上海交大附中高二期中)将0.01mol 下列物质①22Na O ②2Na O ③23Na CO ④NaCl 分别加入100mL 蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度大小顺序是(溶液体积变化忽略不计) A .①>②>③>④ B .①>②>④>③ C .①=②>③>④ D .①=②>③=④【答案】C 【详解】100mL 蒸馏水中,0.01mol 的①22Na O ②2Na O 溶于水后生成NaOH ,从钠原子守恒判断其c(OH -)均为0.020.2(mol /L)0.1=相等;100mL 蒸馏水中,0.01mol 的③23Na CO ④NaCl 溶于水,23Na CO 发生水解2-323CO H OHCO OH --++,其阴离子浓度0.010.1(mol /L)0.1>= ,c(Cl -)刚好等于0.1mol/L 。
精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用! 第 1 页 共 8 页 化工流程题综合考查化学各方面知识,其中涉及盐的水解知识贯穿了整个流程,主要考查以下几个方面。 一、试剂和配制需要考虑盐的水解 有些盐易水解,在配制盐溶液时,要加对应的酸或碱抑制水解。 典例1(2018届安徽省六安市第一中学高三下学期第三次模拟考试)氰化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐,可溶于水,不溶于乙醇。以某电镀厂排放的含NaCN 度液为主要原料制备黄血盐的流程如下:
请回答下列问题: (1)常温下,HCN 的电离常数Ka=62×10-10。 ①实验室配制一定浓度的NaCN溶液时,将NaCN 溶解于一定浓度的NaOH 溶液中,加水稀释至指定浓度,其操作的目的是__________________________。 ②浓度均为0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性,通过计算说明:_________________________。 (2)转化池中发生复分解反应生成K4Fe(CN)6,说明该反应能发生的理由:_________________。 (3)系列操作B 为_____________________。 (4)实验室中,K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+,生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗Tl2SO4
中毒,试写出上述治疗Tl2SO4中毒的离子方程式:______________________。
(5)一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾K3Fe(CN)6和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。 精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用!
第 2 页 共 8 页 ①K+移 向 催 化 剂___________(填“a”或“b”)。 ②催化剂a 表面发生的反应为_____________________。 【答案】 抑制水解 碱 即水解平衡常数大于电离平衡常数,所以溶液呈碱性 相同温度下K4Fe(CN)6的溶解度小于Na4Fe(CN)6 过滤、洗涤、干燥 KFe[Fc(CN)6](s)+Tl+(aq)=TlFe[Fe(CN)6](s)+K+(aq) b Fe(CN)64—e-=Fe(CN)63-
生复分解反应Na4Fe(CN) 6+4KCl= K4Fe(CN)6↓+4NaCl生成K4Fe(CN)6;(3)转化池中得到固体与溶液的混合物,故系列操作B为过滤、洗涤、干燥;(4)实验室中,K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+,生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗Tl2SO4中毒,治疗Tl2SO4中毒的离子方程式:KFe[Fc(CN)6](s)+Tl+(aq)=TlFe[Fe(CN)6](s)+K+(aq);(5)由图可知,电子从负极流向正极,则a为负极,b为正极,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,阳离子向正极移动。①b为正极,则K+移向催化剂b,故填b;②a为负极,发生氧化反应,则催化剂a表面发生反应:Fe(CN)64--e-═Fe(CN)63-。 二、原料处理时要考虑盐的水解 化工流程中原料溶解后,生成的某些金属离子易水解产生沉淀,因此在处理原料时要考虑盐的水解。 典例2(2018届辽宁省朝阳市普通高中高三第三次模拟考试)一种由富锰渣(含2MnO·SiO2、3MnO·Al2O3·3SiO2、FeO及重金属盐等)制备高纯MnCl2的工艺流程如下: 精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用! 第 3 页 共 8 页 回答下列问题: (1)“浸取”时的温度与四种元素的浸取率如图所示。
①工艺上控制75℃的主要原因是____________________________________________。 ②铁和铝的浸出率从72℃明显下降的可能原因是___________________________________。 (2)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________________________________________。 (3)通过调整pH可以“除铁和铝”。常温下,三种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全(使其浓度小于1×10-6 mol/L)的部分数据如下表: Mn(OH)2 Fe (OH)3 Al(OH)3 开始沉淀pH 7.1 2.2 4. 1 沉淀完全pH 10.8 3.5 ?
Al(OH)3沉淀完全的pH 为______________{已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-33};“调pH”时,应将溶液pH 调整的范围是______________________。 (4)“除重金属”时,发生反应Hg2++MnSHgS+ M2+,其平衡常数K=___________[已知溶度积常数Ksp(HgS)=1.6×10-52,Ksp(MnS)=2.5×10-10,答案保留三位有效数学]。 (5)“步骤X”包含的操作有蒸发浓缩、__________ 、洗涤、干燥等。 【答案】 使滤液中几乎不含硅的化合物 部分Fe2+ 及Al3+水解形成沉淀 MnO2+ 2Fe2+ +4H+==Mn2++2Fe3++2H2O 5.0 5.0≤pH<7.1 1.56×1042 冷却结晶、过滤 精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用! 第 4 页 共 8 页 (2)加MnO2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+便于除去,发生反应的离子方程式为:MnO2+ 2Fe2+ +4H+==Mn2++2Fe3++2H2O 。 (3)Ksp[Al(OH)3]=c(Al 3+)×c3(OH-)=1×10-6×c3(OH-)=1×10-33,c (OH-)=1×10-9,所以c (H+)=1×10-5 ,pH=5;“调pH”时,应保证Fe3+ 和Al3+沉淀完全,而Mn2+不产生沉淀,根据表中数据可知应调节pH的范围为5.0≤pH<7.1。
(4)有反应Hg2++MnSHgS+ M2+,可得K====1.56×1042答案为:1.56×1042 (5)从过滤液3中的到MnCl2,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 、洗涤、干燥等操作。 三、判断除杂过程中杂质的存在形式 化工流程中溶液需要净化除杂,根据所加的试剂可判断杂质的存在形式。 典例3(2018届四川雅安市高三第三次诊断)利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3,还含有少量Al2O3、 MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下:
回答下列问题: (1)还原焙烧后,Fe元素的化合价为__________。 (2)“酸浸”实验中,需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知,所采用的最佳实验条件为__________(填序号)。 序号 絮凝剂用量/×10-6t 过滤时间/min Fe2O3含量% SiO2含量% ① 40 5 96.5 0.12 ② 50 10 97.9 0.10 ③ 60 20 98.3 0.07 ④ 100 40 99.4 0.01 精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用! 第 5 页 共 8 页 ⑤ 150 150 99.5 0.008
(3)若“合成”中c(Mg2+)=0.01mol/L,加入NH4HCO3(设溶液体积增加1倍),当Fe2+恰好沉淀完全时,溶液中c(Fe2+)=1.0×10-5mol/L,此时是否有MgCO3沉淀生成?__________(列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分别为3.2×10-11、3.0×10-8。 (4)“合成”过程中发生反应的离子方程式为_____________。 (5)“合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图,分析选择反应温度为40℃的原因是________。
(6)“煅烧”中由FeCO3制备Fe2O3的化学方程式为________。
(7)本流程中,铝元素是以________(填化学式)形式被除去的。 【答案】 +2 ④ 无沉淀生成 c(CO32-)=Ksp(FeCO3)/c(Fe2+)=3.2×10-11/10-5=3.2×10-6 (1分) Q= c(CO32-)×c(Mg2+)=3.2×10-6×0.01/2< Ksp(MgCO3) Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 温
度低于40℃,亚铁离子转化率较低。温度高于40℃,亚铁离子转化率变化不大。温度过高,碳酸氢铵易分解 4FeCO3 +O2 高温 2Fe2O3+ 4CO2 Al(OH)3 精品资源,精校Word文档,可编辑,欢迎下载使用!
第 6 页 共 8 页 沉淀,根据原子守恒和电荷守恒,还应生成H2O和CO2,故“合成”过程中发生反应的离子方程式为:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑;(5)根据图像,温度低于40℃,亚铁离子
转化率较低。温度高于40℃,亚铁离子转化率变化不大;温度过高,碳酸氢铵易分解;(6)在空气中煅烧FeCO3,FeCO3分解,+2价铁会被氧化成+3价铁的化合物,所以生成物为:Fe2O3和CO2,故“煅烧”中由FeCO3制备Fe2O3的化学方程式为:
4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;(7)本流程中酸浸时Al2O3转变为Al3+,加NH4HCO3时,Al3+会与HCO3-发生双水解转变为Al(OH)3,由此可得铝元素是以Al(OH)3形式被除去的。 四、物质的制备需要考虑盐的水解 化工流程中某些物质的制备需要考虑盐的水解。 典例4(2018届山西省高三第一次模拟考试)钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:①还原性:Cl->Co2+; ②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[ Fe(C2O4)3]3-,在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题: (1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是________________________________________。 (2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为__________________________________。 (3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________(填化学式)。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。 (4)滤渣的主要成分为____________________(填化学式)。 (5)在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时,其固体失重率数据见下表,请补充完整表中问题。 已知:①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2 ②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量