高中化学选修四鲁科版-第三章 弱电解质的电离课后达标检测
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一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,加水稀释,则减小
B.浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,升高温度,Ka(CH3COOH)不变,但醋酸的电离程度增大
C.浓度为0.1 mol·L-1的HA溶液的pH为4,则HA为弱电解质
D.CH3COOH的浓度越大,CH3COOH的电离程度越大
解析:选C。A项,加水稀释,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故增大;B项,升温,Ka(CH3COOH)增大;D项,CH3COOH的浓度越大,CH3COOH的电离程度越小。
2.(2019·南昌模拟)下列关于强、弱电解质的叙述中,错误的是( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡
B.溶液导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度或浓度不同时,其导电能力也不同
D.纯的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
解析:选B。强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡,A正确。强、弱电解质的区别取决于其在水溶液中能否完全电离,B错误。弱电解质溶液的导电能力与离子的浓度和离子所带的电荷数有关,当弱电解质的浓度不同时,离子的浓度不同,其导电能力不同;当温度不同时,弱电解质的电离程度不同,其导电能力也不同,C正确。属于离子化合物的强电解质,液态时能导电,如NaCl;属于共价化合物的强电解质,液态时不导电,如AlCl3、HCl等,D正确。
3.(2019·通州模拟)室温下,向10 mL pH=3的CH3COOH溶液中加入下列物质,对所得溶液的分析正确的是( )
选项
加入的物质
对所得溶液的分析
A
90 mL H2O
由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
B
0.1 mol CH3COONa固体
c(OH-)比原CH3COOH溶液中的大
C
10 mL pH=1的H2SO4溶液
CH3COOH的电离程度不变
D
10 mL pH=11的NaOH溶液
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
解析:选B。A.向10 mL pH=3的CH3COOH溶液中加入90 mL H2O,醋酸的电离平衡正向移动,c(H+)>10-4 mol·L-1,故由水电离出的c(H+)<10-10mol·L-1,选项A错误;B.向10 mL pH=3的CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,c(OH-)比原CH3COOH溶液中的大,选项B正确;C.向10 mL pH=3的CH3COOH溶液中加入10 mL pH=1的H2SO4溶液,氢离子浓度增大,抑制醋酸的电离,CH3COOH的电离程度减小,选项C错误;D.向10 mL pH=3的CH3COOH溶液中加入10 mL pH=11的NaOH溶液,醋酸过量,所得溶液呈酸性,故c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),选项D错误。
4.25 ℃时不断将水滴入0.1 mol·L-1的氨水中,下列图像变化合理的是( )
解析:选C。A项,氨水的pH不可能小于7;B项,NH3·H2O的电离程度在稀释过程中始终增大;D项,温度不变,Kb不变。
5.(2019·邢台模拟)常温下,在pH=5的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水稀释,平衡向右移动,CH3COOH电离常数增大
B.加入少量CH3COONa固体,平衡向右移动
C.加入少量NaOH固体,平衡向右移动,c(H+)减小
D.加入少量pH=5的硫酸,溶液中c(H+)增大
解析:选C。加入水稀释,使醋酸的电离平衡向右移动,但CH3COOH电离常数不变,A项错误;加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,使醋酸的电离平衡向左移动,B项错误;加入的少量NaOH固体与H+中和,c(H+)减小,使醋酸的电离平衡向右移动,C项正确;加入少量pH=5的硫酸,溶液中c(H+)不变,D项错误。
6.(2019·太原五中模拟)已知室温时,0.1 mol·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1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为由水电离出的c(H+)的106倍
解析:选B。根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=(0.1%×0.1) mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,所以pH=4,A正确;因HA在水中存在电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以c(H+)将增大,pH会减小,B错误;可由电离平衡常数表达式算出Ka=≈=1×10-7,C正确;溶液中c(H+)≈c酸(H+)=1×10-4 mol·L-1,所以c水(H+)=c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,c酸(H+)约是c水(H+)的106倍,D正确。
7.(热点题)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,c(A-)小于c(B-)
B.a点溶液的导电性大于b点溶液的导电性
C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)
D.HA的酸性强于HB
解析:选D。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,c(A-)大于c(B-),故A项错误;在这两种酸溶液中,分别有c(H+)≈c(A-)、c(H+)≈c(B-),而a点的c(H+)小于b点的c(H+),则a点的c(A-)小于b点的c(B-),即a点的离子浓度小于b点的离子浓度,故a点溶液的导电性小于b点溶液的导电性,故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:c(HA)
8.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100倍后浓度变为0.001 mol·
L-1,但是电离出的H+浓度小于0.001 mol·L-1,所以pH不等于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。
9.某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为H2A===H++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溶液中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=,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,而NaHA溶液中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。
10.(2019·合肥模拟)常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.稀释相同倍数时:c(A-)>c(B-)
B.水的电离程度:b=c>a
C.溶液中离子总物质的量:b>c>a
D.溶液中离子总浓度:a>b>c
解析:选B。根据图像,当lg=2时,HA溶液:pH=5,HB溶液:3
二、非选择题
11.已知常温下,在NaHSO3溶液中c(H2SO3)<c(SO),且H2SO3的电离平衡常数为Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.1×10-7;氨水的电离平衡常数为Kb=1.8×10-5。回答下列问题:
(1)等物质的量浓度的下列五种溶液:①NH3·H2O;
②(NH4)2SO3;③KHSO3;④K2SO3;⑤H2SO3。溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为____________________(用序号表示)。
(2)NaHSO3可以将碘盐中的KIO3还原为碘单质,试写出此反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:NaHSO3溶液中既存在HSO的电离:HSOH++SO,又存在HSO的水解:HSO+H2OH2SO3+OH-,现有c(H2SO3)<c(SO),说明以电离为主,溶液呈酸性。(1)①③⑤均抑制水的电离,电离平衡常数:⑤>①>③,②④促进水的电离,④中SO水解,②中SO水解呈碱性,NH水解呈酸性,相互促进水解,促进水的电离。(2)反应物为HSO、KIO3,生成物有I2、SO,根据电荷守恒配平。
答案:(1)②④③①⑤
(2)5HSO+2IO===I2+5SO+3H++H2O
12.(热点题)(2019·吉林大学附中月考)(1)25 ℃时,0.1 mol·L-1的HCOONa溶液的pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=________。
(2)25 ℃时,向含a mol NH4NO3的溶液中滴加b L氨水呈中性,则所滴加氨水的浓度为________mol·L-1。[已知Kb(NH3·H2O)=2×10-5]
解析:(1)Ka=≈=1×10-7。
(2)根据溶液呈中性可知c(OH-)=c(H+)=1×10-7mol·L-1,n(NH)=n(NO)=a mol。
设加入氨水的浓度为c mol·L-1,混合溶液的体积为V L,由Kb===2×10-5,得c=。
答案:(1)1×10-7 (2)
13.Ⅰ.室温下,现有pH=2的醋酸和pH=2的盐酸,分别编号为甲、乙。
(1)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=__________。
(2)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)。
(3)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-)。
Ⅱ.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸
化学式
HSCN
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.3×10-1
1.8×10-5
4.9×10-10
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
(1)25 ℃时,将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是________________
________________________________________________________________________。
(2)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入一定量氨,下列各量会变小的是________(填字母)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+)
c.Kw d.醋酸电离平衡常数
解析:Ⅰ.(1)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
CH3COOHH++ CH3COO-
c-0.01 0.01 0.01
(c-0.01)/2 0.01 0.01/2
由于温度不变醋酸的电离平衡常数不变,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。(2)取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较大,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)。(3)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-)。
Ⅱ.(1)由K(CH3COOH)=1.8×10-5和K(HSCN)=1.3×10-1可知,CH3COOH的酸性比HSCN的酸性弱,即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中
H+的浓度,H+浓度越大反应速率越快。(2)通入氨,促进醋酸的电离,则c(CH3COO-) 增大,故a错误;通入氨,c(OH-)增大,c(H+)减小,故b正确;由于温度不变,则Kw不变,故c错误;由于温度不变,则醋酸电离平衡常数不变,故d错误。
答案:Ⅰ.(1)小于 2 (2)大于 (3)小于
Ⅱ.(1)HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快 (2)b
14.(2019·豫南九校联考)与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数,叫作电离常数。下表是常温下几种常见弱酸的电离常数:
酸
电离方程式
电离常数Ka
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
1.96×10-5
HClO
HClOClO-+H+
3.0×10-8
续 表
酸
电离方程式
电离常数Ka
H2CO3
H2CO3H++HCO
HCOH++CO
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
H3PO4
H3PO4H++H2PO
H2POH++HPO
HPOH++PO
Ka1=7.1×10-3
Ka2=6.3×10-8
Ka3=4.2×10-13
回答下列问题:
(1)若把CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO、H3PO4、H2PO、HPO都看作是酸,则它们酸性最强的是________(填化学式,下同),最弱的是________。
(2)向NaClO溶液中通入过量的二氧化碳,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________,
1.2 mol·L-1的NaClO溶液pH=________(已知:lg 2=0.3)。
(3)0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液中的c(H+)=________mol·L-1。
解析:(1)弱酸的电离常数Ka越大,表示该弱酸的酸性越强,多元弱酸的酸性主要取决于Ka1。因此酸性:H3PO4>CH3COOH>H2CO3>H2PO>HClO>HCO>HPO。
(2)酸性:H2CO3>HClO>HCO,因此向NaClO溶液中通入过量的二氧化碳,发生反应的离子方程式为CO2+ClO-+H2O===HClO+HCO;设NaClO水解生成的c(OH-)=x mol·
L-1,
ClO-+H2OHClO+OH-
c(起始)/(mol·L-1) 1.2 0 0
c(转化)/(mol·L-1) x x x
c(平衡)/(mol·L-1) 1.2-x x x
水解常数Kh==
==,
Kh=≈=,解得x=2×10,
c(H+)===×10-10.5 mol·L-1,
pH=10.5-lg =10.5+lg 2=10.5+0.3=10.8。
(3) CH3COOHCH3COO-+H+
c(起始)/(mol·L-1) 0.10 0 0
c(转化)/(mol·L-1) x x x
c(平衡)/(mol·L-1) 0.10-x x x
Ka=≈=1.96×10-5,x=1.4×10-3。
答案:(1)H3PO4 HPO
(2)CO2+ClO-+H2O===HClO+HCO 10.8
(3)1.4×10-3
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