选择性必修1第2节 化学反应的限度第1课时课时作业

课时分层作业(十六)　弱电解质的电离平衡

 (建议用时：40分钟)

[合格过关练]

1．0.1 mol·L－1HF溶液的pH＝2，则该溶液中有关浓度关系式不正确的是

(　　)

A．c平(H＋)＞c平(F－)　　　 B．c平(H＋)＞c平(HF)

C．c平(HF)＞c平(OH－) D．c平(HF)＞c平(F－)

B　[0.1 mol·L－1HF溶液的pH＝2，溶液中c平(H＋)<c平(HF)，说明HF是弱电解质，在水溶液里部分电离生成H＋和F－，导致溶液呈酸性，但HF的电离程度较小，故c平(H＋)<c平(HF)。]

2．某一元弱酸溶液中存在1.9×1022个弱酸分子和1.0×1021个氢离子，则该酸的电离度为(　　)

A．1.0%    B．2.0%

C．5.0%   D．10.0%

C　[该酸的电离度α＝1.0×1021/(1.9×1022＋1.0×1021)×100%＝5.0%。]

3．在不同温度下，测定一定浓度的CH3COOH溶液中H＋的浓度，则结果是

(　　)

A．缺少条件，无法测定   B．H＋的浓度相同

C．温度低时，H＋的浓度大 D．温度高时，H＋的浓度大

D　[CH3COOH是弱电解质，温度升高时，CH3COOH的电离程度增大，则溶液中H＋的浓度也增大。]

4．(双选)在0.1 mol·L－1的HCN溶液中存在如下电离平衡：HCNH＋＋

CN－，下列叙述正确的是(　　)

A．加入少量NaOH固体，平衡正向移动

B．加水，平衡逆向移动

C．滴加少量0.1 mol·L－1的HCl溶液，溶液中c平(H＋)增大

D．加入少量NaCN固体，平衡正向移动

AC　[加入NaOH固体，OH－与HCN电离产生的H＋反应，平衡正向移动，A项正确；加水，平衡正向移动，B项错误；滴加少量0.1 mol·L－1的HCl溶液，

c平(H＋)增大，C项正确；加入少量NaCN固体，c平(CN－)增大，平衡逆向移动，D项错误。]

5．将c平(H＋)相同的CH3COOH溶液和HCl溶液分别用蒸馏水稀释到原来体积的m倍和n倍，若稀释后两溶液中c平(H＋)仍然相同，则m和n的关系是(　　)

A．m＞n  B．m＝n

C．m＜n D．不能确定

A　[c平(H＋)相同的CH3COOH溶液和HCl溶液，CH3COOH溶液的浓度远大于HCl溶液，在稀释过程中CH3COOH不断发生电离产生H＋，若稀释后两溶液中c平(H＋)仍然相同，则CH3COOH溶液的稀释倍数应大于HCl溶液，即m＞n。]

6．由表格中的电离平衡常数判断下列可以发生的反应是(　　)

A．NaClO＋NaHCO2===HClO＋Na2CO3

B．NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3

C．2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3

D．2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O

B　[依据电离常数分析可知酸性：H2CO3>HClO>HCO，根据酸性较强的酸可以制取比它酸性弱的酸来判断反应是否可以发生。NaClO＋NaHCO3===HClO＋Na2CO3，与酸性HClO>HCO矛盾，A项错误；NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3，与酸性H2CO3>HClO>HCO相吻合，B项正确；2NaClO＋CO2＋H2O===2HClO＋Na2CO3，与酸性H2CO3>HClO>HCO矛盾，反应应生成NaHCO3，而不是Na2CO3，C项错误；2HClO＋Na2CO3===2NaClO＋CO2↑＋H2O，与酸性H2CO3>HClO矛盾，D项错误。]

7．已知H2CO3的电离平衡常数：Ka1＝4.2×10－7mol·L－1和Ka2＝5.6×10－11mol·L－1，HClO的电离平衡常数：Ka＝4.7×10－8mol·L－1。在反应Cl2＋H2OHCl＋HClO达到平衡后，要使HClO的浓度增大可加入(　　)

A．NaOH   B．HCl

C．NaHCO3 D．H2O

C　[要使HClO的浓度增大，必须使该反应平衡右移，且加入的物质与HClO不反应。加入NaOH时，平衡虽然右移，但HClO也参与了反应，导致HClO的浓度减小；加入HCl时，平衡左移，HClO浓度减小；加水稀释时，HClO浓度也减小；由题给电离平衡常数知，酸性：H2CO3＞HClO＞HCO，故加入NaHCO3时，NaHCO3只与HCl反应，使平衡右移，HClO浓度增大。]

8．室温下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0.1 mol·L－1 NaOH溶液至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则(　　)

A．x为弱酸，Vx＜Vy   B．x为强酸，Vx＞Vy

C．y为弱酸，Vx＜Vy D．y为强酸，Vx＞Vy

C　[由图像可知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；pH均为2的x、y，前者的浓度为0.01 mol·L－1，而后者大于0.01 mol·L－1，故中和至中性时，后者消耗碱液的体积大，所以C正确。]

9．在以下各种情形下，下列电离方程式的书写正确的是(　　)

A．熔融状态下的NaHSO4电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

B．H2CO3的电离：H2CO3===2H＋＋CO

C．Fe(OH)3的电离：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－

D．水溶液中的NaHSO4电离：NaHSO4===Na＋＋HSO

C　[本题对多元弱酸、多元弱碱的电离以及NaHSO4在熔融状态和水溶液两种情况下的电离进行考查。  因为H2SO4是强酸，所以NaHSO4在水溶液中完全电离，其电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO；但HSO中各原子间靠共价键结合，因此熔融状态下HSO不能电离为H＋和SO，故熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO，所以A、D选项均错误；H2CO3作为二元弱酸，不能完全电离，必须使用“”，且多元弱酸的电离分步进行，以第一步为主，其电离方程式为H2CO3H＋＋HCO，HCO H＋＋CO，因此B选项错误；Fe(OH)3是多元弱碱，通常以一步电离表示，故C选项正确。]

10．(素养题)300多年前，英国科学家罗伯特·波义耳偶然捕捉到一种奇特的现象：不小心将盐酸滴到紫罗兰鲜花上花儿更红了，后来又经过大量实验发现了酸碱指示剂。化合物HIn在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸碱指示剂。

HIn(aq)H＋＋In－(aq)

红色　　　　　　黄色

有浓度为0.02 mol·L－1的下列物质的溶液，其中能使指示剂显红色的是(　　)

①HCl　②NaOH　③NaCl　④NaHSO4　⑤NH3·H2O

A．①②⑤   B．②⑤

C．①④ D．②③⑤

C　[若使指示剂显红色，则HIn浓度增大，故应使该弱电解质的电离平衡左移，主要通过增大c平(H＋)而实现，能使c平(H＋)增大的只有HCl和NaHSO4。]

11．(1)将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液，经测定溶液中CH3COO－的物质的量浓度为1.4×10－3 mol·L－1，则此温度下醋酸的电离常数Ka＝____________；温度升高，Ka将______(填“变大”“不变”或“变小”)。

(2)1.0 mol·L－1醋酸溶液的c平(H＋)＝4.0×10－3 mol·L－1，将此溶液稀释到0.10 mol·L－1，则稀释后溶液的pH约为________。(结果精确到0.1，可能用到的数据：lg 1.2＝0.079　lg 1.3＝0.11　lg 1.4＝0.15)

[解析]　(1)初始时，c始(CH3COOH)＝＝0.1 mol·L－1；CH3COOH是弱电解质，则

　　　　  CH3COOHCH3COO－＋　H＋

　　0.1　　　　　0 　　　　0

　0.1－1.4×10－3　1.4×10－3　1.4×10－3

所以Ka＝＝

≈1.99×10－5 mol·L－1。

(2)　　　 CH3COOH　　CH3COO－＋H＋

  　1.0　　　　　　　0　　　 0

  4.0×10－3　　　　4.0×10－3　4.0×10－3

 1.0－4.0×10－3　  4.0×10－3　 4.0×10－3

Ka＝＝≈1.6×10－5 mol·L－1；稀释后，溶液的温度不变，电离平衡常数不变，Ka＝＝1.6×10－5 mol·L－1，解得c平(H＋)≈1.3×10－3 mol·L－1，则pH＝－lgc平(H＋)≈3－lg 1.3≈2.9。

[答案]　(1)1.99×10－5 mol·L－1　变大　(2)2.9

12．在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如下图所示。请回答：

(1)“O”点导电能力为0的理由是___________________________________。

(2)A、B、C三点溶液中c平(H＋)由小到大的顺序是________________。

(3)A、B、C三点溶液中醋酸的电离程度最大的是______。

(4)若使C点溶液中c平(CH3COO－)增大，而c平(H＋)减小，可采取的措施主要有：

①____________；②____________；③____________。

[解析]　溶液的导电能力由离子浓度决定，题目图像说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故c平(H＋)由B点最大，C点最小，这是因为c平(H＋)＝，加水稀释，醋酸电离平衡右移，n(H＋)增大使c平(H＋)有增大的趋势，而V(aq)增大使c平(H＋)有减小趋势，c平(H＋)是增大还是减小，决定于两种趋势谁占主要。

[答案]　(1)在“O”点处醋酸未电离，无离子存在

(2)C<A<B　(3)C

(4)①加入NaOH固体　②加入Na2CO3固体

③加入镁、锌等金属

13．常压下，取不同浓度、不同温度的氨水进行各项内容的测定，得到下表实验数据。

[提示]　电离度＝×100%

(1)温度升高，NH3·H2O的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动，能支持该结论的表中数据是______(填序号)。

a．电离常数  b．电离度

c．c平(OH－)     d．c平(NH3·H2O)

(2)表中c平(OH－)基本不变的原因是__________________________________

_______________________________________________________________。

(3)常温下，在氨水中加入一定量的氯化铵晶体，下列说法错误的是________(填序号)。

A．溶液的pH增大 B．氨水的电离度减小

C．c平(OH－)减小 D．c平(NH)减小

[解析]　(1)根据表中电离常数和电离度随温度的变化情况可以判断，NH3·H2O的电离过程吸收热量，所以升温会使NH3·H2O的电离平衡向右移动。

(3)氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONH＋OH－，加入NH4Cl固体，使c平(NH)增大，则平衡左移，pH减小，电离度减小，c平(OH－)减小，c平(NH)增大，故A、D错误。

[答案]　(1)右　ab

(2)氨水浓度减小，会使c平(OH－)减小，而温度升高，会使c平(OH－)增大，双重作用使c平(OH－)基本不变  

(3)AD

[素养培优练]

14．已知：①H2S是二元弱酸；②CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4。向H2S溶液中通入或加入少量的以下物质：①Cl2；②SO2；③CuSO4。其中能使溶液中c平(H＋)增大的是(　　)

A．①②   B．①③

C．②③ D．①②③

B　[H2S溶液中存在平衡：H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－。向其中加入少量的CuSO4时，Cu2＋会与S2－结合生成CuS沉淀，c平(S2－)减小，平衡向右移动，溶液中c平(H＋)增大；SO2能与H2S反应生成S和H2O，平衡向左移动，c平(H＋)减小；Cl2与H2S反应生成S和HCl，HCl是强酸，溶液中c平(H＋)增大。综上所述，B项正确。]

15．下列图示中，可以描述乙酸(甲，Ka＝1.7×10－5 mol·L－1)和一氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3 mol·L－1)在水中的电离度与浓度关系的是(　　)

A　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　D

B　[乙酸和一氯乙酸均属于弱酸，弱酸的浓度越大，在水中的电离度越小，C、D项错误。电离平衡常数：CH3COOH<CH2ClCOOH，这两种物质的浓度相同时，电离平衡常数越大，表明酸性越强，电离度越大，A项错误，B项正确。]

16．(双选)25 ℃时，H2SO3的电离常数Ka1＝1.5×10－2mol·L－1、Ka2＝1.0×

10－7mol·L－1，H2S的电离常数Ka1＝9.1×10－8mol·L－1、Ka2＝1.1×10－12mol·L－1，则下列说法正确的是(　　)

A．H2SO3的酸性弱于H2S

B．H2S的酸性弱于H2SO3

C．多元弱酸第一步电离产生的H＋对第二步电离有促进作用

D．多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定

BD　[相同温度下，H2SO3的一级电离常数大于H2S的一级电离常数，说明H2SO3的酸性比H2S的酸性强，A项错误，B项正确；多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定，D项正确；多元弱酸第一步电离产生的H＋对第二步电离有抑制作用，C项错误。]

17．一元弱酸HA溶液中存在电离平衡：HAA－＋H＋。将1.0 mol HA加入水中制得1.0 L溶液，下列图示中，表示溶液中HA、H＋、A－的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是(　　)

C　[根据弱酸HA的电离平衡知，溶液中HA的浓度由大到小，D项错误；溶液中A－、H＋的浓度由0逐渐增大，A、B项错误；平衡时，HA浓度的减少量等于A－浓度的增加量，C项正确。]

18．(1)已知25 ℃时弱电解质的电离平衡常数：

Ka(CH3COOH)＝1.7×10－5mol·L－1，Ka(HSCN)＝0.13 mol·L－1。使20 mL 0.10 mol·L－1的CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L－1的HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol·L－1的NaHCO3溶液反应，实验测得产生的CO2气体体积(V)与时间(t)的关系如图所示。

①反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是____________

________________________________________________________________；

②反应结束后，所得溶液中c平(SCN－)________c平(CH3COO－)(填“>”“＝”或“<”)。

(2)现有2.0×10－3mol·L－1的HF溶液，调节溶液pH，测得25 ℃时平衡体系中c平(F－)、c平(HF)与溶液pH的关系如图所示：

25 ℃时，HF的电离平衡常数Ka(HF)＝_____________________________

____________________________________________________(列式求值)。

[解析]　(1)①当浓度相同时，弱电解质的电离平衡常数越大，其溶液中电离出的离子浓度越大，故反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，溶液中c平(H＋)：HSCN＞CH3COOH，c平(H＋)越大反应速率越快。②因为反应结束后，两种溶液中溶质分别为CH3COONa和NaSCN，CH3COOH的酸性弱于HSCN，则CH3COO－比SCN－更易结合H＋，故c平(SCN－)＞c平(CH3COO－)。(2)pH＝4时，c平(H＋)＝1×10－4mol·L－1，c平(F－)＝1.6×10－3

mol·L－1，c平(HF)＝4.0×10－4mol·L－1，由电离平衡常数的定义可知Ka(HF)＝＝mol·L－1＝4×10－4mol·L－1。

[答案]　(1)①Ka(HSCN)＞Ka(CH3COOH)，溶液中c平(H＋)：HSCN＞CH3COOH，c平(H＋)越大反应速率越快　②＞

(2)＝ mol·L－1＝4×10－4mol·L－1