2023版 创新设计 高考总复习 化学 鲁科版第8章　物质在水溶液中的行为

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一、弱电解质的电离1.弱电解质的电离平衡
在一定条件下(如温度、浓度等)，当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡状态。
2.电离平衡的建立与特征
(2)平衡建立过程①开始时，v(电离)______ ，而v(结合)为____。②平衡的建立过程中，v(电离)____ v(结合)。③当v(电离)____ v(结合)时，电离过程达到平衡状态。
(1)内因：弱电解质本身的性质。(2)外因①温度：温度越高，电离程度______。②浓度：在一定温度下同一弱电解质溶液中，溶液浓度______，越易电离。③相同离子：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向____________________的方向移动。④化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向______方向移动。
(1)多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远大于第二步，如H2CO3的电离方程式：____________________________， ____________________________ 。(2)多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH)3的电离方程式：__________________________________________ 。(3)强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO4的电离方程式：__________________________________________ 。(4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离，如NaHCO3的电离方程式：_______________________________________________ 。
5.电解质溶液的导电性
【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
答案　(1) ×　(2)×　(3)×　(4)√
二、电离平衡常数和电离度1.电离常数
(2)影响因素①内因：弱电解质本身的性质。②外因：温度越高，K值______。(3)特点①电离常数反映弱电解质电离程度的相对强弱，K越大，表示弱电解质__________，酸性或碱性______。②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1 ≫K2 ≫K3……，故其酸性取决于第一步电离。
答案　 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
三、一元强酸与一元弱酸的比较1.相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
2.相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
(1)pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍后pH大于5(　　)(2)加水稀释两种相同pH的酸，pH变化大的一定是强酸(　　)(3)等浓度的醋酸和盐酸与Zn反应时生成H2的速率：醋酸＞盐酸(　　)(4)中和等体积、等pH的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：醋酸＜盐酸(　　)(5)中和等浓度、等体积的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：盐酸＞醋酸(　　)答案　 (1)×　(2) ×　(3)×　(4)×　(5)×
考点二　电离常数的计算与应用
考点一　弱电解质的电离平衡分析
考点三　强酸与弱酸、强碱与弱碱的比较
【典例1】 (2021·安徽蚌埠模拟)常温下向100 mL蒸馏水中滴入10 mL 5 ml·L－1HA溶液，利用传感器测得溶液中[H＋]和温度随着加入HA溶液体积的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.HA是强酸B.a～b段，HA电离放热，使溶液温度升高C.c～d段，[H＋]增大，HA电离程度增大D.c点时，加入等体积等浓度的NaOH溶液，则[Na＋]＝[A－]＋[HA]
题组一　强电解质、弱电解质的判断1.下列操作能证明HF是弱电解质的是(　　)
A.用氢氟酸在玻璃上刻字B.用氢氟酸做导电性试验，灯泡很暗C.在0.1 ml/L的HF溶液中加水，测得[OH－]增大D.在10 mLpH＝2的HF溶液中加入10 mL 0.01 ml/L NaOH溶液，混合溶液呈酸性
解析　用氢氟酸在玻璃上刻字，是因为HF与玻璃中的二氧化硅反应，不能证明HF是弱电解质，故A错误；用氢氟酸做导电性试验，灯泡很暗，没有指明浓度，没有与强酸对比，不能说明它是否全部电离，故B错误；不论是强酸还是弱酸，在0.1 ml/L的酸溶液中加水，[OH－]均增大，故C错误；在10 mL pH＝2的HF溶液中加入10 mL 0.01 ml/L NaOH溶液，混合溶液呈酸性，说明酸因浓度大而过量，没有完全电离，故D正确。
①加少量烧碱固体　②升高温度　③加少量冰醋酸　④加水　⑤加少量醋酸钠固体A.①② B.②③⑤C.③④⑤ D.②④
题组三　弱电解质电离与溶液导电图像分析3.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。下图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是(　　)
解析　HCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3·H2O，先与HCl反应，生成强电解质NH4Cl，但溶液体积不断增大，溶液稀释，所以电导率下降。当HCl被中和完后，继续与CH3COOH弱电解质反应，生成CH3COONH4，为强电解质，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加弱电解质NH3·H2O，电导率变化不大，因为溶液被稀释，有下降趋势。
【典例2】 (2021·广东揭阳模拟)已知25 ℃时，HCOOH、HCN与H2CO3的电离平衡常数如表所示，下列说法正确的是(　　)
(3)H3AsO4溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
题组二　电离常数与物质酸性强弱的相互判断2.已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关的三种酸的电离常数(25 ℃)，若已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2　NaCN＋HF===HCN＋NaF　NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。由此可判断下列叙述中不正确的是(　　)
A.K(HF)＝7.2×10－4B.K(HNO2)＝4.9×10－10C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序为HF＞HNO2＞HCND.K(HCN)＜K(HNO2)＜K(HF)
解析　相同温度下，酸的电离常数越大，该酸的酸性越强，结合强酸制取弱酸分析可知，亚硝酸的酸性大于氢氰酸而小于氢氟酸，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。
题组三　利用电离常数判断微粒浓度比值的大小3.25 ℃时，下列有关电解质溶液的说法正确的是(　　)
溶液中离子浓度比值变化的判断方法❶将浓度之比转化为物质的量之比。❷“凑常数”：将某些离子的浓度比值乘以或除以某些离子的浓度，转化为Ka、Kb或KW等常数与某种离子浓度乘积或相除的形式。❸“极限法”：假设无限稀释，则c(H＋)、c(OH－)趋于不变，其他离子浓度趋于0。
题组一　等pH强酸与弱酸的比较1.(2021·北京海淀区模拟)25 ℃时，pH＝2的盐酸和醋酸溶液各1 mL 分别加水稀释，pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
2.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(　　)
解析　强酸完全电离，中强酸部分电离，随着反应的进行，中强酸会继续电离出H＋，所以溶液②产生氢气的体积多，在相同时间内，②的反应速率比①快。
题组三　强碱与弱碱的比较4.两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示，下列叙述不正确的是(　　)
A.MOH是一种弱碱B.在x点，[M＋]＝[R＋]C.稀释前，[ROH]＝10[MOH]D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的[OH－]前者是后者的10倍
解析　A项，由图像可知稀释相同倍数，MOH的pH变化程度小，故MOH为弱碱；B项，在x点，[OH－]＝[M＋]＋[H＋]＝[R＋]＋[H＋]，x点时MOH和ROH溶液中[H＋]均为10－11 ml·L－1，[OH－]均为10－3 ml·L－1，故[M＋]＝[R＋]；C项，MOH为弱碱，若ROH为强碱，则稀释前[ROH]＜10[MOH]；D项，稀释前MOH溶液中由水电离出的[OH－]＝10－12 ml·L－1；ROH溶液中由水电离出的[OH－]＝10－13 ml·L－1，故前者是后者的10倍。
一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较❶相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释的图像：
❷相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释的图像：
判断弱电解质的实验设计
(2021·浙江6月选考)某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是(　　)A.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 NaR溶液pH＝7，则HR是弱酸B.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 HR溶液pH＞2且pH＜7，则HR是弱酸C.25 ℃时，若测得HR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得pH＝b，b－a＜1，则HR是弱酸D.25 ℃时，若测得NaR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，升温至50 ℃，测得pH＝b，a＞b，则HR是弱酸
解析　A.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 NaR溶液pH＝7，可知NaR为强酸强碱盐，则HR为强酸，A错误；B.25 ℃时，若测得0.01 ml·L－1 HR溶液pH＞2且pH＜7，可知溶液中[H＋]＜0.01 ml/L，所以HR未完全电离，HR为弱酸，B正确；C.假设HR为强酸，取pH＝6的该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL测得此时溶液pH＜7，C错误；D.假设HR为强酸，则NaR为强酸强碱盐，溶液呈中性，升温至50 ℃，促进水的电离，水的离子积常数增大，pH减小，D错误；答案为B。
【设计方法】1.判断弱电解质的三个思维角度
室温下证明HA是一元弱酸的几种实验设计
为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质，常温下，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010 ml·L－1氨水、NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010 ml·L－1氨水的pH为10，则认定NH3·H2O是弱电解质，你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”)，理由是___________________________________________________________________。(2)乙取出10 mL 0.010 ml·L－1氨水，用pH试纸测出其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再用pH试纸测出其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a、b应满足的关系为________________________(用等式或不等式表示)。
若是强电解质，则0.010 ml·L－1氨水中c(OH－)应为0.010 ml·L－1，pH＝12
(3)丙取出10 mL 0.010 ml·L－1氨水，滴入2滴酚酞溶液，显粉红色，再加入NH4Cl晶体少量，颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法________(填“能”或“不能”)证明NH3·H2O是弱电解质，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
1.(2020·全国卷Ⅱ)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
2.(2020·北京卷)室温下，对于1 L 0.1 ml·L－1醋酸溶液。下列判断正确的是(　　)
3.(2019·天津卷)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10－4和1.7×10－5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
4.(2019·课标全国卷Ⅲ，11)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH＝2的H3PO4溶液，下列说法正确的是(　　)
1.(2021·北京海淀区期末)25 ℃时，下列事实不能说明一水合氨是弱电解质的是(　　)
A.醋酸铵溶液pH＝ ml·L－1氨水pH约为10.6C.氯化铵溶液可以除铁锈D.氨水与氯化铁溶液混合产生沉淀
解析　醋酸铵溶液pH＝7，说明铵根离子与醋酸根离子都能水解且水解程度相同，醋酸是弱酸，从而说明一水合氨是弱碱，故A不选；0.01 ml·L－1氨水pH约为10.6，说明一水合氨不能完全电离，从而证明其是弱电解质，故B不选；氯化铵溶液能除铁锈说明氯化铵溶液显酸性，说明铵根离子能够水解，从而证明一水合氨是弱碱，故C不选；氨水与氯化铁溶液混合产生沉淀只能说明一水合氨是碱，能提供氢氧根离子，与电解质强弱无关，故D选。
2.下列说法中正确的是(　　)
3.25 ℃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NaA与NaB溶液中，[A－]小于[B－]B.a点溶液的导电性大于b点溶液C.a点的[HA]大于b点的[HB]D.HA的酸性强于HB
解析　由图分析可知，酸性HA＞HB，根据“越弱越水解”的规律，可知A－的水解程度小于B－的水解程度，故同浓度的NaA与NaB溶液中，[A－]大于[B－]，A项错误；在这两种酸溶液中，[H＋]≈[A－]，[H＋]≈[B－]，而a点的[H＋]小于b点的[H＋]，则a点的[A－]小于b点的[B－]，即a点的离子浓度小于b点的离子浓度，故a点溶液的导电能力小于b点溶液的导电能力，B项错误；在稀释前两种酸的pH相同，而两种酸的酸性：HA＞HB，故在稀释前两种酸溶液的浓度：[HA]＜[HB]，故将溶液稀释相同倍数时，酸的浓度仍有：[HA]＜[HB]，C项错误；pH相同的酸，稀释相同倍数时，酸性强的pH变化大，酸性较弱的pH变化小，据此得出酸性：HA＞HB，D项正确。
4.常温下，有a ml·L－1HX和b ml·L－1HY两种酸溶液，下列说法不正确的是(　　)
A.若a＝b且[X－]>[Y－]，则酸性：HX>HYB.若a>b且[X－]＝[Y－]，则酸性：HX>HYC.若a7，则HX为弱酸
解析　若a＝b且[X－]>[Y－]，这说明电离程度HX＞HY，则酸性：HX>HY，A正确；若a>b且[X－]＝[Y－]，这说明电离程度：HX＜HY，则酸性：HX＜HY，B错误；若a7，这说明X－水解，则HX为弱酸，D正确。
5.部分弱电解质的电离常数如下表：
6.已知25 ℃时，H2A的Ka1＝4.0×10－4、Ka2＝5.0×10－11，HB的Ka＝2.0×10－5。下列说法正确的是(　　)
7.下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是(　　)
8.常温下，下列有关两种溶液的说法不正确的是(　　)
A.①②两溶液中水的电离程度相同B.①②两溶液中[OH－]相等C.等体积的①②两溶液分别与0.01 ml·L－1的盐酸完全中和，消耗盐酸的体积：①＞②D.①②两溶液分别加水稀释10倍，稀释后溶液的pH：①＜②
9.保持温度不变的情况下，下列说法中正确的是(　　)
10.在体积均为0.5 L、pH均等于1的盐酸、醋酸溶液中，分别投入1.4 g铁粉，则如图所示曲线比较符合客观事实的是(　　)
解析　在体积均为0.5 L、pH均为1的盐酸、醋酸溶液中，投入1.4 g (0.025 ml)铁粉，HCl恰好完全反应，醋酸过量，则产生氢气的物质的量相同，A项错误；开始时盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度相同，二者反应速率相同，随着反应进行，盐酸中氢离子浓度减小，醋酸溶液中氢离子浓度也减小，但醋酸不断电离，醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度，故醋酸溶液与铁反应生成H2的速率比盐酸快，反应完全所用时间短，B项正确，C项错误；醋酸溶液中H＋有剩余，D项错误。
11.常温下，部分酸的电离常数如表所示：
(1)[H＋]相同的三种酸，其酸的浓度由大到小的顺序为_________________________________。(2)若HCN的起始浓度为0.01 ml·L－1，平衡时[H＋]约为__________________ ml·L－1。若使此溶液中HCN的电离程度增大且[H＋]也增大的方法是_____________。
[HCN]>[H2CO3]>[HF]
(3)中和等量的NaOH，消耗等pH的氢氟酸和硫酸的体积分别为a L、b L，则a________b(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。中和等物质的量浓度、等体积的氢氟酸和硫酸需要NaOH的物质的量为n1、n2，则n1________n2。(4)向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________。(5)设计实验证明氢氟酸比盐酸的酸性弱：________________________________________________________________。
测定等物质的量浓度的两种酸的pH，氢氟酸的pH大(其他合理答案均可)
12.在一定温度下，有a.盐酸　b.硫酸　c.醋酸三种酸：
(1)当三种酸的物质的量浓度相同时，[H＋]由大到小的顺序是________(用字母表示，下同)。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是___________。(3)若三者[H＋]相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是____________。(4)当三者[H＋]相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是____________。
(5)当三者[H＋]相同且体积也相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为_______________，反应所需时间的长短关系是_______________。(6)将[H＋]相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，[H＋]由大到小的顺序是________________。(7)将[H＋]相同且体积也相同的三种酸，分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH＝7，则消耗NaOH溶液的体积大小关系为____________。
A.H2A是弱酸B.稀释0.1 ml·L－1 H2A溶液，因电离平衡向右移动而导致[H＋]增大C.在0.1 ml·L－1的H2A溶液中，[H＋]＝0.12 ml·L－1D.若0.1 ml·L－1 NaHA溶液中[H＋]＝0.02 ml·L－1，则0.1 ml·L－1的H2A中[H＋]<0.12 ml·L－1
15.(2021·安徽泗县中学测试)表中是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)，回答下列问题：
CO2＋H2O＋NaClO===NaHCO3＋HClO
热点强化练14　弱电解质的图像分析与电离常数计算
1.(2021·山东枣庄滕州一中模拟)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。常温下，将相同体积的盐酸和氨水分别加水稀释，溶液的电导率随加入水的体积V(H2O)变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)
3.(2021·河南洛阳3月调研)常温时，有0.1 ml·L－1的次磷酸 H3PO2(一元弱酸)溶液和0.1 ml·L－1的氟硼酸 HBF4溶液，两者起始体积均为 V0，分别向两溶液中加水，稀释后溶液的体积均为 V，两溶液的pH变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
4.(2021·山东济南莱芜一中质检)已知：25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表)。如图表示常温下，稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时，溶液pH随加水量的变化。下列说法正确的是(　　)
5.已知物质的电阻率与导电能力成反比，物质的电阻率越大，导电能力越弱。室温条件下，向20 mL 浓度均为0.1 ml·L－1 HA和CH3COOH的混合液中滴加0.1 ml·L－1的NH3·H2O，测得混合液的电阻率与加入NH3·H2O的体积(V)的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.HA是强酸B.室温条件下，等浓度的HA和CH3COOH溶液中[H＋]前者小C.ab段发生的反应是HA＋NH3·H2O===NH4A＋H2OD.c点溶液中的溶质为NH4A和CH3COONH4
解析　若HA和CH3COOH都是弱酸，则随着NH3·H2O的加入，酸碱反应生成盐，溶液导电性将增强、电阻率将减小，但图像上随着NH3·H2O的加入溶液电阻率增大、导电性反而减弱，说明原混合溶液中离子浓度更大，即HA为强电解质，故A正确；HA完全电离，CH3COOH部分电离，HA比等浓度CH3COOH溶液中[H＋]大，故B错误；ab段是HA与NH3·H2O反应，故C正确；c点中和完全，溶质为NH4A和CH3COONH4，故D正确。
6.T ℃时，向浓度均为1 ml·L－1的两种弱酸HA、HB中不断加水稀释，并用pH传感器测定溶液pH。所得溶液pH的两倍(2pH)与溶液浓度的对数(lg c)的关系如图所示。