高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 弱电解质的电离 盐类的水解第1课时综合训练题
展开B.达到电离平衡时,由于分子和离子的浓度不再发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,反应条件改变时,平衡可能会发生移动
D.电解质达到电离平衡后,各离子的浓度相等
2.室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是( )
A.0.1 ml·L-1氨水能使无色酚酞溶液变红色
B.0.1 ml·L-1氨水pH小于0.1 ml·L-1NaOH溶液的pH
C.0.1 ml·L-1NaOH溶液的导电能力比0.1 ml·L-1氨水的导电能力强
D.0.1 ml·L-1氨水的pH小于13
3.用水稀释1 ml·L-1氨水时,溶液中随着水量的增加而增大的是( )
A.c平(H+)和c平(OH-)的乘积
B. eq \f(c平(NH3·H2O),c平(OH-))
C.水所电离出的OH-的物质的量浓度
D.H+的物质的量浓度
4. 25 ℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.同浓度的HA与HB溶液中,c平(A-)小于c平(B-)
B.a点溶液的导电性大于b点溶液
C.a点的c平(HA)大于b点的c平(HB)
D.HA的酸性强于HB
5.用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是( )
A.V1=V2 B.V1
6. pH相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),分别与锌反应,若最后锌已全部溶解且放出气体一样多,则下列说法正确的是( )
A.反应开始时的速率:甲>乙
B.反应结束时,c平(H+):甲=乙
C.反应开始时,酸的物质的量浓度:甲=乙
D.反应所需时间:甲>乙
7.一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:HAA-+H+。将1.0 ml HA加入1.0 L水中,如图中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是( )
8.已知7.2×10-4 ml·L-1、4.6×10-4 ml·L-1、4.9×10-10 ml·
L-1分别是三种酸的电离平衡常数的值。若这三种酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2
②NaCN+HF===HCN+NaF
③NaNO2+HF===HNO2+NaF
则下列叙述中不正确的是( )
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4 ml·L-1
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10 ml·L-1
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN的大,比HF的小
9.已知室温时,0.1 ml·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-6ml·L-1
D.由HA电离出的c酸(H+)约为水电离出的c水(H+)的106倍
10.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗,证明CH3COOH是弱电解质
B.pH相同的醋酸和盐酸,取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,则m
D.常温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5ml·L-1,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5ml·
L-1,0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中的c平(H+)与0.1 ml·L-1的NH3·H2O的溶液中的c平(OH-)相等
11.25 ℃时,几种酸的电离平衡常数见下表:
回答下列问题:
(1)下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是________;(填编号)
A.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) B.ClO-
C.CH3COO- D.HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3))
(2)下列反应不能发生的是________;
A.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH===CH3COO-+HClO
C.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2HClO===CO2↑+H2O+2ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O===CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2HClO
(3)用蒸馏水稀释0.10 ml·L-1的醋酸溶液,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是________;
A. eq \f(c平(CH3COOH),c平(H+)) B. eq \f(c平(CH3COO-),c平(CH3COOH))
C. eq \f(c平(H+),KW) D. eq \f(c平(H+),c平(OH-))
(4)将体积均为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX的溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中溶液pH的变化如图所示,则HX的电离平衡常数______(填“大于”“等于”或“小于”,下同)醋酸的平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c水(H+)________醋酸溶液中水电离出来的c水(H+)。
12.氨水的主要成分是NH3·H2O,已知在25 ℃时,氨水中NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5 ml·L-1,回答下列问题:
(1)氨水中NH3·H2O的电离常数表达式Kb如何表示?
(2)当向该氨水中加入一定量的NaOH溶液时,Kb值是否会发生变化?
(3)若该氨水的起始浓度为0.01 ml·L-1,则达到电离平衡时溶液中OH-的物质的量浓度是多少?
13.甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质,存在电离平衡,且改变条件平衡发生移动。实验方案如下:
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入0.1 ml·L-1的HA溶液、稀盐酸各10 mL,按图装好,观察现象。
乙:①用pH计测定浓度均为0.1 ml·L-1的HA溶液和稀盐酸的pH;
②再取0.1 ml·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴(1滴约为 eq \f(1,20) mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化。
(1)乙的方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得
0.1 ml·L-1的HA溶液的pH________1(填“>”“<”或“=”);甲方案中,说明HA是弱电解质的实验现象是________(填序号)。
A.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
B.加入HA溶液后,试管上方的气球鼓起慢
C.加入稀盐酸后,试管上方的气球鼓起慢
(2)乙同学设计的实验第________步,能证明改变条件能使弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况,设计如下实验:
①使HA的电离程度和c平(H+)都减小,c平(A-)增大,可在0.1 ml·L-1的HA溶液中,选择加入____________________________________________________
试剂(选填“A”“B”“C”或“D”,下同);
②使HA的电离程度减小,c平(H+)和c平(A-)都增大,可在0.1 ml·L-1的HA溶液中,选择加入_________________________________试剂。
A.NaA固体(可完全溶于水)
B.1 ml·L-1 NaOH溶液
C.1 ml·L-1 H2SO4
D.2 ml·L-1 HA
(3)体积相等、H+浓度相同的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)。
①反应所需要的时间B>A
②开始反应时的速率A>B
③参加反应的锌的物质的量A=B
④反应过程的平均速率B>A
⑤A中有锌剩余
⑥B中有锌剩余
14.用实验确定某酸HA是弱电解质,两同学的方案如下:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 ml·L-1的溶液100 mL;②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度和质量相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
【思考交流】(1)甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH与1的关系是什么?
(2)乙方案中说明HA是弱电解质的现象是什么?
(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处。
(4)请你提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
素养训练
1.常温下有体积相同的四种溶液:
①pH=3的CH3COOH溶液
②pH=3的盐酸
③pH=11的氨水
④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是( )
A.若将四种溶液稀释100倍,则溶液pH大小顺序:③>④>①>②
B.③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④
C.①与②分别与足量镁粉反应,生成H2的量:①<②
D.②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
2.室温下pH=2的两种一元酸x和y的溶液,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0.1 ml·L-1NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx
C.y为弱酸,Vx
3.联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅炉循环用水的化学除氧剂。并具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、农药、除草剂和药品等。被越来越多地应用于航天、化工、制药等领域。
(1)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为________(已知:N2H4+H+N2H eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(5)) 的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________。
(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液显弱碱性,其原因为________________(用离子方程式表示),0.1 ml·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH______________(填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 的浓度________(填“增大”或“减小”)。
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
①HSO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 的电离平衡常数表达式K=________。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________。
1.下列有关“电离平衡”的叙述中正确的是( )
A.电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等
B.达到电离平衡时,由于分子和离子的浓度不再发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,反应条件改变时,平衡可能会发生移动
D.电解质达到电离平衡后,各离子的浓度相等
分析:选C。A项,达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度均不变,但未必相等;B项,达到电离平衡时,分子仍然要电离为离子,离子也要结合为分子,只是二者速率相等,即电离平衡是动态平衡;D项,达到电离平衡时,电解质溶液中各离子的浓度不变,但不一定相等。
2.室温下,下列事实不能说明NH3·H2O为弱电解质的是( )
A.0.1 ml·L-1氨水能使无色酚酞溶液变红色
B.0.1 ml·L-1氨水pH小于0.1 ml·L-1NaOH溶液的pH
C.0.1 ml·L-1NaOH溶液的导电能力比0.1 ml·L-1氨水的导电能力强
D.0.1 ml·L-1氨水的pH小于13
分析:选A。0.1 ml·L-1的氨水可以使酚酞溶液变红,只能说明氨水具有碱性,但不能说明电离程度,不能说明NH3·H2O为弱电解质,故选A;0.1 ml·L-1氨水pH小于0.1 ml·L-1NaOH溶液的pH,可说明一水合氨为弱电解质,故不选B;在相同条件下,氨水溶液的导电性比强碱溶液弱,可说明一水合氨部分电离,能说明NH3·H2O为弱电解质,故不选C;0.1 ml·L-1氨水的pH小于13,说明未完全电离,能说明NH3·H2O为弱电解质,故不选D。
3.用水稀释1 ml·L-1氨水时,溶液中随着水量的增加而增大的是( )
A.c平(H+)和c平(OH-)的乘积
B. eq \f(c平(NH3·H2O),c平(OH-))
C.水所电离出的OH-的物质的量浓度
D.H+的物质的量浓度
分析:选C、D。c平(H+)和c平(OH-)的乘积等于水的离子积常数,温度不变,水的离子积常数不变,A错误;在氨水中存在电离平衡:NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +OH-, eq \f(c平(NH3·H2O),c平(OH-)) = eq \f(n(NH3·H2O),n(OH-)) ,加水稀释,平衡正向移动,n(NH3·H2O)减小,n(OH-)增多,所以 eq \f(c平(NH3·H2O),c平(OH-)) 减小,B错误;加水稀释,c平(OH-)减小,c平(H+)增大,即水所电离出的OH-的物质的量浓度增大,C正确;加水稀释,c平(OH-)减小,由于水的离子积不变,所以c平(H+)增大,D正确。
4. 25 ℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.同浓度的HA与HB溶液中,c平(A-)小于c平(B-)
B.a点溶液的导电性大于b点溶液
C.a点的c平(HA)大于b点的c平(HB)
D.HA的酸性强于HB
分析:选D。由于稀释过程中HA的pH变化较大,故HA的酸性强于HB,D项正确;酸的酸性越强,电离程度越大,同浓度的HA与HB溶液中c平(B-)小于c平(A-),A项错误;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c平(H+)较大、c平(B-)较大,故溶液导电性较强,B项错误;稀释相同倍数时,HA的电离程度较大,故a点的c平(HA)小于b点的c平(HB),C项错误。
5.用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是( )
A.V1=V2 B.V1
分析:选C。NaOH的物质的量相同,因pH=2的醋酸溶液的浓度要大于pH=2的盐酸的浓度,因此消耗醋酸溶液的体积要小。
6. pH相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),分别与锌反应,若最后锌已全部溶解且放出气体一样多,则下列说法正确的是( )
A.反应开始时的速率:甲>乙
B.反应结束时,c平(H+):甲=乙
C.反应开始时,酸的物质的量浓度:甲=乙
D.反应所需时间:甲>乙
分析:选D。A项,盐酸(甲)和醋酸(乙)两种溶液中氢离子浓度相等,所以开始反应速率相等,错误;B项,若最后锌全部溶解且放出气体一样多,可能是盐酸恰好反应而醋酸过量,也可能是盐酸和醋酸都过量,则反应后溶液的c平(H+):乙>甲,错误;C项,c平(H+)相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),醋酸是弱电解质,氯化氢是强电解质,所以反应开始时,c(HCl)<c(CH3COOH),错误;D项,反应过程中,醋酸电离导致醋酸中氢离子浓度减小的速率小于盐酸中氢离子浓度减小的速率,所以盐酸反应的速率小于醋酸,所以反应所需时间:甲>乙,D正确。
7.一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:HAA-+H+。将1.0 ml HA加入1.0 L水中,如图中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是( )
分析:选C。根据弱酸HA的电离平衡知,HA浓度由大到小,排除D项;
A-、H+浓度由0增大,排除了A、B;平衡时,HA减少量等于A-的增加量。
8.已知7.2×10-4 ml·L-1、4.6×10-4 ml·L-1、4.9×10-10 ml·
L-1分别是三种酸的电离平衡常数的值。若这三种酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2
②NaCN+HF===HCN+NaF
③NaNO2+HF===HNO2+NaF
则下列叙述中不正确的是( )
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4 ml·L-1
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10 ml·L-1
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN的大,比HF的小
分析:选B。根据强酸制弱酸的原理,题给三个反应中,第①个反应说明酸性HNO2>HCN,第③个反应说明酸性HF>HNO2,故HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。相同条件下,酸的酸性越强,电离平衡常数越大,据此可以将三个电离平衡常数与酸对应起来。
9.已知室温时,0.1 ml·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-6ml·L-1
D.由HA电离出的c酸(H+)约为水电离出的c水(H+)的106倍
分析:选B、C。0.1 ml·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c平(H+)=0.1×0.1% ml·L-1=10-4ml·L-1,pH=4,A项正确;升温促进电离,溶液的pH减小,故B项错误;此酸的电离平衡常数约为K= eq \f(c平(H+)·c平(A-),c平(HA)) = eq \f(1×10-8,0.1) ml·L-1=1×10-7ml·L-1,故C项错误;由HA电离出的c酸(H+)约为10-4ml·L-1,所以c水(H+)=10-10ml·L-1,前者是后者的106倍,所以由HA电离出的c酸(H+)约为水电离出的c水(H+)的106倍,故D项正确。
10.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗,证明CH3COOH是弱电解质
B.pH相同的醋酸和盐酸,取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,则m
D.常温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5ml·L-1,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5ml·
L-1,0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中的c平(H+)与0.1 ml·L-1的NH3·H2O的溶液中的c平(OH-)相等
分析:选C、D。用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗,说明醋酸溶液的导电性很弱,但不能证明CH3COOH是弱电解质,A错误;醋酸是弱酸,稀释促进电离。pH相同的醋酸和盐酸,取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,则m>n,B错误;常温下,在0.10 ml·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体抑制电离,能使溶液的pH减小且 eq \f(c平(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) ),c平(NH3·H2O)) 的值增大,C正确;两种溶液的浓度相等,且CH3COOH的Ka和NH3·H2O Kb相等,则两溶液中CH3COOH和NH3·H2O的电离程度相同,且两溶液中水的电离程度相同,故CH3COOH溶液中的c平(H+)等于NH3·H2O溶液中的c平(OH-),D正确。
11.25 ℃时,几种酸的电离平衡常数见下表:
回答下列问题:
(1)下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是________;(填编号)
A.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) B.ClO-
C.CH3COO- D.HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3))
(2)下列反应不能发生的是________;
A.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH===CH3COO-+HClO
C.CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2HClO===CO2↑+H2O+2ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O===CO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) +2HClO
(3)用蒸馏水稀释0.10 ml·L-1的醋酸溶液,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是________;
A. eq \f(c平(CH3COOH),c平(H+)) B. eq \f(c平(CH3COO-),c平(CH3COOH))
C. eq \f(c平(H+),KW) D. eq \f(c平(H+),c平(OH-))
(4)将体积均为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX的溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中溶液pH的变化如图所示,则HX的电离平衡常数______(填“大于”“等于”或“小于”,下同)醋酸的平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c水(H+)________醋酸溶液中水电离出来的c水(H+)。
分析:从题给电离平衡常数可得出酸性强弱为CH3COOH>H2CO3> HClO> HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 。(1)对应酸越弱结合氢离子能力越强,所以结合氢离子能力A>B>D>C。(2)根据相对强的酸可制相对弱的酸原理分析可得,A、B反应能发生,C、D反应不能发生。(3)用蒸馏水稀释0.10 ml·L-1的醋酸溶液,A选项, eq \f(c平(CH3COOH),c平(H+)) = eq \f(n(CH3COOH),n(H+)) ,加水稀释,平衡正向移动,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,比值减小,故不选;B选项, eq \f(c平(CH3COO-),c平(CH3COOH)) = eq \f(n(CH3COO-),n(CH3COOH)) ,加水稀释平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,所以比值增大,故选;C选项,加水稀释,c平(H+)减小,Kw不变,所以 eq \f(c平(H+),Kw) 减小,故不选;D选项,加水稀释,c平(H+)减小,c平(OH-)增大,所以 eq \f(c平(H+),c平(OH-)) 减小,故不选。(4)体积均为10 mL的pH=2的醋酸溶液与一元酸HX的溶液分别加水稀释至1 000 mL,加水稀释变化大的酸性相对较强,因此根据稀释过程pH变化可知,HX的酸性比醋酸强,则HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数,稀释后,HX溶液酸性比醋酸溶液酸性弱,对水电离抑制程度比醋酸抑制水电离的能力弱,因此HX溶液中水电离出来的c水(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c水(H+)。
答案:(1)A>B>D>C (2)CD (3)B
(4)大于 大于
12.氨水的主要成分是NH3·H2O,已知在25 ℃时,氨水中NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5 ml·L-1,回答下列问题:
(1)氨水中NH3·H2O的电离常数表达式Kb如何表示?
(2)当向该氨水中加入一定量的NaOH溶液时,Kb值是否会发生变化?
(3)若该氨水的起始浓度为0.01 ml·L-1,则达到电离平衡时溶液中OH-的物质的量浓度是多少?
分析:电离常数只与温度有关,与浓度无关。NH3·H2O的电离常数较小,平衡时氨水中c平(NH3·H2O)近似等于起始浓度0.01 ml·L-1,则c平(OH-)≈c平(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )= eq \r(Kb(NH3·H2O)) = eq \r(1.8×10-5×0.01) ml·L-1≈4.2×10-4 ml·L-1。
答案:(1) eq \f(c平(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )c平(OH-),c平(NH3·H2O))
(2)不会
(3)4.2×10-4 ml·L-1
13.甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质,存在电离平衡,且改变条件平衡发生移动。实验方案如下:
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入0.1 ml·L-1的HA溶液、稀盐酸各10 mL,按图装好,观察现象。
乙:①用pH计测定浓度均为0.1 ml·L-1的HA溶液和稀盐酸的pH;
②再取0.1 ml·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴(1滴约为 eq \f(1,20) mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化。
(1)乙的方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得
0.1 ml·L-1的HA溶液的pH________1(填“>”“<”或“=”);甲方案中,说明HA是弱电解质的实验现象是________(填序号)。
A.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
B.加入HA溶液后,试管上方的气球鼓起慢
C.加入稀盐酸后,试管上方的气球鼓起慢
(2)乙同学设计的实验第________步,能证明改变条件能使弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况,设计如下实验:
①使HA的电离程度和c平(H+)都减小,c平(A-)增大,可在0.1 ml·L-1的HA溶液中,选择加入____________________________________________________
试剂(选填“A”“B”“C”或“D”,下同);
②使HA的电离程度减小,c平(H+)和c平(A-)都增大,可在0.1 ml·L-1的HA溶液中,选择加入_________________________________试剂。
A.NaA固体(可完全溶于水)
B.1 ml·L-1 NaOH溶液
C.1 ml·L-1 H2SO4
D.2 ml·L-1 HA
(3)体积相等、H+浓度相同的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)。
①反应所需要的时间B>A
②开始反应时的速率A>B
③参加反应的锌的物质的量A=B
④反应过程的平均速率B>A
⑤A中有锌剩余
⑥B中有锌剩余
分析:(1)弱酸不能完全电离,故0.1 ml·L-1的HA中c平(H+)必小于0.1 ml·
L-1,其pH>1。因HA为弱酸,溶液中的c平(H+)低于相同浓度的一元强酸的c平(H+),故产生氢气的速率稍慢,但最终由于电离出的氢离子的量相同,故生成氢气的体积一样大,即气球的体积一样大。
(2)乙方案中②,取0.1 ml·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴稀释相同的倍数,弱酸HA的pH变化小,强酸的pH变化大,这是因为稀释能促进弱电解质电离。HAH++A-,加入固体NaA,c平(A-)增大,电离平衡左移,电离度及c平(H+)减小;加入NaOH溶液,H+与OH-反应,电离度增大,但c平(H+)减小,c平(A-)增大;加入H2SO4,电离平衡逆向进行,电离度减小,但c平(H+)增大,
c平(A-)减小;加入2 ml·L-1HA,电离度减小,但平衡正向进行,c平(H+)c平(A-)均增大。故①②分别选A、D。
(3)H+浓度相同时,CH3COOH溶液的浓度大,在反应过程中不断电离补充H+,故CH3COOH的反应速率大,所用时间少。因放出H2相等,所以耗锌量相等。若锌足量,应是CH3COOH放H2多。所以盐酸中有锌剩余。
答案:(1)> B (2)② A D (3)③④⑤
14.用实验确定某酸HA是弱电解质,两同学的方案如下:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 ml·L-1的溶液100 mL;②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度和质量相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
【思考交流】(1)甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH与1的关系是什么?
(2)乙方案中说明HA是弱电解质的现象是什么?
(3)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处。
(4)请你提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
分析:(1)弱电解质存在电离平衡,不能完全电离。所以如果HA是弱电解质,则0.1 ml·L-1溶液的pH就一定大于1。
(2)弱酸在稀释过程中会继续电离出阴阳离子,因此稀释相同的倍数后,HA溶液中氢离子的浓度大于盐酸中氢离子的浓度,所以装HA溶液的试管中放出H2的速率快。
(3)弱酸在稀释过程中会继续电离出氢离子,所以配制pH=1的HA溶液难以实现;又因为固体的表面积也影响反应速率,因此不妥之处在于加入的锌粒表面积难以做到相同。
(4)如果HA是弱酸,则相应的NaA就会水解,溶液显碱性。所以配制NaA溶液,测其pH>7,即证明HA是弱电解质。
答案:(1)大于1。
(2)装HA溶液的试管中放出H2的速率快。
(3)配制pH=1的HA溶液难以实现,加入的锌粒表面积难以做到相同。
(4)配制NaA溶液,测其pH大于7,证明HA是弱电解质。
素养训练
1.常温下有体积相同的四种溶液:
①pH=3的CH3COOH溶液
②pH=3的盐酸
③pH=11的氨水
④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是( )
A.若将四种溶液稀释100倍,则溶液pH大小顺序:③>④>①>②
B.③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④
C.①与②分别与足量镁粉反应,生成H2的量:①<②
D.②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
分析:选B、D。pH=3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)>10-3 ml·L-1,pH=3的盐酸中c(HCl)=10-3 ml·L-1,pH=11的氨水中c(NH3·H2O)>10-3 ml·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=10-3 ml·L-1。A项,稀释促进弱电解质的电离,则若将四种溶液稀释100倍,溶液pH大小顺序:③>④>②>①,错误;B项,由于氨水的浓度大于氢氧化钠的浓度,所以等体积的③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④,正确;C项,由于醋酸的浓度大于盐酸,则等体积的①与②分别与足量镁粉反应,生成H2的量:①>②,错误;D项,②和③混合,碱的物质的量远远大于酸的物质的量,所以所得混合溶液的pH大于7,正确。
2.室温下pH=2的两种一元酸x和y的溶液,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0.1 ml·L-1NaOH溶液至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx
C.y为弱酸,Vx
分析:选C。由图象分析可知,x为强酸,y为弱酸;pH均为2的x、y两种酸溶液,前者的浓度为0.01 ml·L-1,而后者浓度大于0.01 ml·L-1,故中和至中性时,后者消耗碱液的体积大,所以C正确。
3.联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅炉循环用水的化学除氧剂。并具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、农药、除草剂和药品等。被越来越多地应用于航天、化工、制药等领域。
(1)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为________(已知:N2H4+H+N2H eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(5)) 的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________。
(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液显弱碱性,其原因为________________(用离子方程式表示),0.1 ml·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH______________(填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 的浓度________(填“增大”或“减小”)。
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
①HSO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) 的电离平衡常数表达式K=________。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________。
分析:(1)将H2O⇌H++OH- Kw=1.0×10-14、N2H4+H+N2H eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(5)) K=8.7×107相加,可得:N2H4+H2ON2H eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(5)) +OH- Ka1=Kw·K=1.0×10-14 ×8.7×107=8.7×10-7。类比NH3与H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知,N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。
(2)氨水中存在NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +OH-,所以溶液呈碱性,当加入少量的明矾,Al3+和OH-反应使平衡右移,NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 浓度变大。(3) ①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。②根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸,且H2SO3的Ka2<H2CO3的Ka1,故反应可放出CO2气体,H2SO3+HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ===HSO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +CO2↑+H2O。
答案:(1)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2
(2)NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +OH- 降低 增大
(3)① eq \f(c平(H+)c平(SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(3)) ),c平(HSO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ))
②H2SO3+HCO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) ===HSO eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(3)) +CO2↑+H2O
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10-5ml·L-1
K1=4.2×10-7ml·L-1
K2=5.6×10-11ml·L-1
4.7×10-8ml·L-1
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10-5ml·L-1
K1=4.2×10-7ml·L-1
K2=5.6×10-11ml·L-1
4.7×10-8ml·L-1
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
高中化学第2节 弱电解质的电离 盐类的水解第1课时课后测评: 这是一份高中化学第2节 弱电解质的电离 盐类的水解第1课时课后测评,共7页。
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