全国通用版2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡1弱电解质的电离课时作业含解析

这是一份全国通用版2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡1弱电解质的电离课时作业含解析，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

弱电解质的电离
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括7小题,每题6分,共42分)
1.向0.1 mol·L-1氨水中分别加入适量的下列物质后,会使平衡向左移动且溶液中c(OH-)增大的是 (　　)
A.0.01 mol·L-1氨水
B.0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液
C.NH4Cl固体
D.0.1 mol·L-1食盐水
【解析】选B。A、D两项中的操作相当于对原溶液进行稀释,NH3·H2O的电离平衡向右移动,A、D错误;加入氢氧化钠溶液后,因氢氧化钠溶液中c(OH-)大于氨水中c(OH-),c(OH-)增大,使NH3·H2O的电离平衡向左移动,B正确;加入NH4Cl固体后,c(N)增大,会使NH3·H2O的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,C错误。
2.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。若向H2S溶液中 (　　)
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
【解析】选C。加水稀释,平衡向右移动,但c(H+)减小,A项错误;SO2过量会产生较多的H2SO3,而H2SO3的酸性比H2S强,溶液pH减小,B项错误;滴加新制氯水,
Cl2+H2SS↓+2HCl,使H2S的电离平衡向左移动,HCl的生成,使溶液pH减小,C项正确;加入少量CuSO4固体,CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4,使H2S的电离平衡向左移动,H2SO4的生成,使溶液中c(H+)增大,D项错误。
3.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
酸
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
Ka
1.6×10-5
6.3×10-9
1.6×10-9
4.2×10-10
从以上表格判断以下说法不正确的是 (　　)
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO42H++S
D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区别这四种酸的强弱
【解析】选C。由电离常数知,在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离,高氯酸的Ka最大,是这四种酸中最强的酸,A、B正确;硫酸在冰醋酸中电离受到抑制,分步电离,并非完全电离,并且是可逆的,C错误;在水中,四种酸都是强酸,但在醋酸中电离程度不同,D正确。
4. pH=12的X、Y两种碱溶液各10 mL,分别稀释至1 000 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)


A.若10 B.X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等
C.完全中和X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积VX>VY
D.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
【解析】选A。由图可知,开始时pH相同,若10 【加固训练】
　　已知:25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数。下面图象表示常温下稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,下列说法中正确的是 (　　)

CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通少量CO2的离子方程式为 2ClO-+CO2+H2O2HClO+C
C.图象中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.图象中a点酸的总浓度等于b点酸的总浓度
【解析】选C。酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HC,A选项,ClO-的水解程度大,所以c(ClO-)小于c(CH3COO-),错误;B选项应该生成HC,错误;依据HRH++R-可知电离平衡常数Ka===,即=,温度不变,Ka、KW是常数,所以温度相同时,相等,C选项正确;D选项,曲线Ⅰ的酸性强于曲线Ⅱ,当pH相同时曲线Ⅱ的酸浓度大,稀释相同倍数时,还是b点浓度大,错误。
5.常温下,有下列四种溶液:①0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液;②0.1 mol·L-1的NaOH溶液;③pH=3的CH3COOH溶液;④pH=11的NaOH溶液,下列有关说法正确的是
(　　)
A.①稀释到原来的100倍后,pH与③相同
B.①与②混合,若溶液pH=7,则V(NaOH)>V(CH3COOH)
C.由水电离出的c(H+):③>④
D.③与④混合,若溶液显酸性,则所得溶液中离子浓度可能为c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
【解析】选D。A项,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液稀释后浓度变为0.001 mol·L-1,但是电离出的H+浓度小于0.001 mol·L-1,所以pH不是3,错误;B项,①与②混合,若等体积混合酸碱恰好完全反应,产物为强碱弱酸盐,pH>7,若溶液pH=7,则应该是弱酸稍过量,错误;C项,pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的NaOH溶液中酸和碱电离出的H+或OH-浓度相等,对水的电离的抑制程度相同,错误;D项,③与④混合,若溶液显酸性,则酸过量,当酸的量远多于碱的量时,则溶液中的离子浓度可能为c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),正确。
【易错提醒】
(1)忽视了弱电解质加水稀释10n倍时,pH变化小于n个单位。
(2)没弄懂等浓度等体积的一元弱酸和一元强碱混合后溶液呈碱性。
(3)不清楚c(H+)和c(OH-)相等的两种不同的酸碱溶液对水的电离的抑制程度相等。
【加固训练】
pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 (　　)

A.x为弱酸,VxVy
C.y为弱酸,VxVy
【解析】选C。由图象可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH=2变化为pH=3),故x为强酸,而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸,排除选项A、D;pH都为2的x、y,前者浓度为0.01 mol·L-1,而后者大于0.01 mol·L-1,故中和至溶液为中性时,后者消耗碱的体积大,故选项C正确。
6.某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为H2AH++HA-,HA-H++A2-(25 ℃时Ka=1.0×10-2),下列有关说法中正确的是 (　　)
A.H2A是弱酸
B.稀释0.1 mol·L-1 H2A溶液,因电离平衡向右移动而导致c(H+)增大
C.在0.1 mol·L-1的H2A溶液中,c(H+)=0.12 mol·L-1
D.若0.1 mol·L-1 NaHA溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,则0.1 mol·L-1的H2A中c(H+)<0.12 mol·L-1
【解析】选D。因H2A的一级电离是完全的,所以它是强酸,A错误;稀释过程中溶液体积增大,虽然电离平衡向右移动,但c(H+)减小,B错误;假设溶液中c(H+)=0.12 mol·L-1,则二级电离生成的c(A2-)为0.02 mol·L-1,c(HA-)=
0.08 mol·L-1,将这些数据代入Ka=中求出的Ka≠1.0×10-2,C错误;
0.1 mol·L-1 H2A溶液中,第一步电离生成的c(H+)=0.1 mol·L-1,由于H2A第一步电离生成的H+对第二步电离有抑制作用,NaHA溶液中则不存在这样的抑制作用,故0.1 mol·L-1的H2A溶液中c(H+)<0.12 mol·L-1,D正确。
7.(能力挑战题)常温下,用0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,当滴加V mL CH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka,忽略混合时溶液体积的变化,下列关系式正确是 (　　)
A.Ka=　　　　 B.V=
C.Ka= D.Ka=
【解析】选A。当滴加V mL CH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7,此时氢离子和氢氧根离子浓度相等,都是10-7mol·L-1,根据电荷守恒,钠离子浓度等于醋酸根离子浓度,c(Na+)= mol·L-1,CH3COOH的电离平衡常数为Ka===。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(10分)现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)取10 mL甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动;若加入少量的冰醋酸,醋酸的电离平衡________移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。 
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为pH(甲)________(填“大于”“小于”或“等于”)pH(乙)。若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=________。 
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________(填“大于”“小于”或“等于”)V(乙)。 
(4)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-) 的大小关系为c(Na+)________(填“大于”“小于”或“等于”)c(CH3COO-)。 
【解析】(1)根据勒夏特列原理可知,加水稀释后电离平衡正向移动;若加入冰醋酸,相当于增大了反应物浓度,因此电离平衡也正向移动;加入醋酸钠固体后,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制了醋酸的电离,故的值减小。
(2)由于在稀释过程中醋酸继续电离,故稀释相同的倍数后pH(甲)小于pH(乙)。盐酸和醋酸溶液的pH都是2,溶液中的H+浓度都是0.01 mol·L-1,设醋酸的原浓度为c mol·L-1,混合后平衡没有移动,则有:
CH3COOH H++CH3COO-
原平衡浓度(mol·L-1) c-0.01 0.01 0.01
混合后浓度(mol·L-1) 0.01
由于温度不变醋酸的电离常数不变,结合数据可知醋酸的电离平衡确实未发生移动,因此混合后溶液的pH仍等于2。(3)取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较多,经NaOH稀溶液中和至相同pH时,消耗NaOH溶液的体积V(甲)大于V(乙)。(4)两者反应后醋酸过量,溶液显酸性,根据电荷守恒可得c(Na+)小于c(CH3COO-)。
答案:(1)向右　向右　减小　(2)小于　2
(3)大于　(4)小于
9.(16分)常温下,有0.1 mol·L-1的以下几种溶液:①H2SO4溶液,②NaHSO4溶液,
③CH3COOH溶液,④HCl溶液,⑤HCN溶液,⑥NH3·H2O,其中几种溶液的电离度(即已经电离的占原来总的百分数)如表所示(已知H2SO4的第一步电离是完全的),回答下列问题:
①H2SO4溶液
HS
②NaHSO4溶液
HS
③CH3COOH
溶液
④HCl
溶液
10%
29%
1.33%
100%
(1)常温下,pH相同的表格中的几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是(填序号,下同)_______________________________。 
(2)常温下,将足量的锌粉投入等体积pH=1的表格中的几种溶液中,产生H2的体积(同温同压下)由大到小的顺序是________________________。 
(3)在25 ℃时,若用已知浓度的NaOH滴定未知浓度的CH3COOH,应选用__________作指示剂,若终点时溶液pH=a,则由水电离出的c(H+)为________。 
(4)在25 ℃时,将b mol·L-1的KCN溶液与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应达到平衡时,测得溶液pH=7,则KCN溶液的物质的量浓度____________
0.01 mol·L-1(填“>”“<”或“=”);用含b的代数式表示HCN的电离常数Ka=__________。 
【解析】(1)电离度越大,酸性越强,根据题表中电离度数据可以得出酸性:HCl>
HS>CH3COOH。又因为H2SO4的第一步电离是完全的,第一步电离出的H+抑制了HS的电离,所以HS在NaHSO4溶液中的电离程度大于在H2SO4中的电离程度。由此可知,相同浓度时,pH:H2SO4NaHSO4>HCl>H2SO4。(2)金属Zn与酸反应生成H2的体积取决于酸提供的n(H+)。pH相同时,由于HCl完全电离,产生的n(H2)=n(H+),而CH3COOH与HS会继续电离出H+,导致H2的量增多。且酸越弱,最终生成H2的量越多,体积越大,故产生H2的体积由大到小的顺序为CH3COOH>NaHSO4>H2SO4>HCl。(3)NaOH+CH3COOHCH3COONa+H2O,由于CH3COONa水解呈碱性,应选用酚酞试液作指示剂更接近滴定终点的pH。滴定终点时溶液pH=a,c(H+)=10-a mol·L-1,
c(OH-)= mol·L-1=10-(14-a) mol·L-1,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-(14-a) mol·L-1。
(4)若用0.01 mol·L-1的KCN溶液与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,发生化学反应:KCN+HClKCl+HCN,KCl呈中性,HCN电离使溶液呈酸性,pH<7,若混合后溶液的pH=7,KCN应过量,故物质的量浓度大于0.01 mol·L-1。HCNH++CN-,
Ka=,pH=7时,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,根据电荷守恒:c(CN-)+c(OH-)
+c(Cl-)=c(K+)+c(H+),则c(CN-)=c(K+)-c(Cl-)=(-0.005) mol·L-1,c(HCN)≈c(Cl-)= mol·L-1,故Ka==(100b-1)×10-7。
答案:(1)③>②>④>①　(2)③>②>①>④　(3)酚酞试液　10-(14-a) mol·L-1
(4)>　(100b-1)×10-7
10.(14分)已知:
酸
H2C2O4
HF
H2CO3
H3BO3
电离平衡常数Ka
Ka1=5.9×10-2
Ka2=6.4×10-5
未知
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
5.8×
10-10
(1)为了证明HF是弱酸,甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究。
①甲同学取一定体积的HF溶液,滴入2滴紫色石蕊试液,显红色,再加入NaF固体观察到的现象是___________,则证明HF为弱酸。
②乙同学取10 mL未知浓度的HF溶液,测其pH为a,然后用蒸馏水稀释至
1 000 mL。再测其pH为b,若要认为HF为弱酸,则a、b应满足的关系是b<________(用含a的代数式表示)。
③丙同学用pH试纸测得室温下0.10 mol·L-1的HF溶液的pH为2,则测定HF为弱酸,由丙同学的实验数据可得室温下HF的电离平衡常数约为________。 
(2)25 ℃时,调节2.0×10-3 mol·L-1氢氟酸水溶液的pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系如图所示。请结合图中信息回答下列问题:

HF电离平衡常数的表达式:Ka=________。室温下,向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4时,c(F-)∶c(HF) =________。HF的电离常数值为________。 
【解析】(1)①HF在溶液中电离出氢离子和氟离子,溶液显酸性,滴入2滴紫色石蕊试液,显红色,再加入NaF固体,HF的电离平衡向逆方向移动,氢离子浓度减小,溶液的红色变浅,证明HF存在电离平衡,即HF为弱酸;②乙同学取10 mL未知浓度的HF 溶液,测其pH为a,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,体积增大102倍,弱酸加水稀释会促进弱酸的电离,稀释102倍,pH变化小于2个单位,所以稀释后pH=b (2)HF电离方程式为HFF-+H+,因此平衡常数的表达式:Ka=。由图象可知,当pH=4时,c(H+)=1.0×10-4mol·L-1,c(HF)=4.0×10-3mol·L-1,c(F-)=1.6×10-3mol·L-1,则Ka(HF)===4.0×10-4。室温下,向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4时,氢离子浓度是10-3.4mol·L-1,则根据电离常数可知c(F-)∶c(HF) ==1∶1。
答案:(1)①红色变浅　②a+2　③1.0×10-3
(2)　1∶1　4.0×10-4(取pH=4时,查图中数据计算得到)
11.(18分)(能力挑战题)描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb)。
酸或碱
电离常数(Ka或Kb)
CH3COOH
1.8×10-5
HNO2
4.6×10-4
HCN
5×10-10
HClO
3×10-8
NH3·H2O
1.8×10-5
请回答下列问题:
(1)上述四种酸中,酸性最弱的是________(用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是________(填序号)。 
A.升高温度
B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体
D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”),理由是______
__________________。 
(3)pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。

若某溶液中溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图为25 ℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题 (若离子浓度小于10-5mol·L-1,可认为该离子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HC、C________(填“能”或“不能”)大量共存。 
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________。 
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系c(H2CO3)/c(HC)可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将________。 
A.变大　B.变小　C.基本不变　D.无法判断
【解析】(1)电离平衡常数最小的酸的酸性最弱,即HCN酸性最弱,醋酸的电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+, A.升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,故A错误;B.加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,故B正确;C.加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,故C错误;D.加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,故D错误。
(2)醋酸铵溶液中,醋酸水解显碱性,铵根离子水解显酸性,CH3COOH与NH3·H2O的电离平衡常数相等,CH3COO-和N在相等浓度时的水解程度相同,酸性和碱性程度相当,溶液显中性。
(3)①碳酸存在的溶液中酸性较强、碳酸根离子存在的溶液中碱性较强,所以碳酸根离子和碳酸不能大量共存。②由图象可知当pH=6时,pC(H2CO3)=pC(HC),即c(HC)=c(H2CO3),结合Ka1(H2CO3)==1×10-6。③氢离子浓度增大,
平衡向左移动放出CO2,碳酸浓度基本不变,则最终将变大。
答案:(1)HCN　B　(2)中性　CH3COOH与NH3·H2O的电离平衡常数相等,CH3COO-和N在相等浓度时的水解程度相同,酸性和碱性程度相当,溶液显中性　(3)①不能　②1×10-6　③A