高考化学专题复习 跟踪检测(三十六) 弱电解质的电离平衡(含解析)
展开跟踪检测(三十六) 弱电解质的电离平衡
1.25 ℃时,下列有关0.1 mol·L-1醋酸溶液的说法中,正确的是( )
A.pH=1
B.c(H+)=c(CH3COO-)
C.加入少量CH3COONa固体后,醋酸的电离程度减小
D.与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后所得溶液显中性
解析:选C A项,醋酸为弱酸,0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH>1,A错误;B项,根据电荷守恒,c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),错误;C项,加入少量CH3COONa固体后,c(CH3COO-)增大,抑制醋酸的电离,电离程度减小,正确;D项,与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合后生成醋酸钠溶液,水解显碱性,错误。
2.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A. B.
C. D.c(OH-)
解析:选A A项,加水稀释促进NH3·H2O电离,溶液中n(OH-)、n(NH)增大,分子的物质的量减小,该比值增大,正确;B项,溶液中OH-、NH的物质的量增大,且水电离出OH-数目增多,该比值变小,错误;C项,稀释时,溶液中NH的物质的量增大,NH3·H2O分子的物质的量减小,该比值减小,错误;D项,加水稀释c(OH-)减小,错误。
3.(2020·南昌八一中学期末)下列事实能说明HNO2是弱电解质的是( )
①25 ℃时,NaNO2溶液的pH大于7;
②用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗;
③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应;
④25 ℃时,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2.1。
A.①②③ B.②③④
C.①④ D.①②④
解析:选C 25 ℃时,NaNO2溶液的pH大于7,说明NO发生了水解反应,则HNO2是弱电解质,①符合题意;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度较小,但由于未与等浓度盐酸等强电解质作比较,故不能判断HNO2是否为弱电解质,②不符合题意;HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应,只能说明HNO2的酸性比H2SO4弱,但不能说明HNO2一定是弱酸,即不能说明HNO2是弱电解质,③不符合题意;25 ℃时,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2.1,则溶液中 c(H+)=10-2.1mol·L-1<0.1 mol·L-1,说明HNO2部分电离,则HNO2是弱电解质,④符合题意。
4.(2019·哈尔滨六中考试)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.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7
D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小
解析:选B 0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,则溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为10-4×10-4/0.1=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,但溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
5.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不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HNO2>HCN
D.K(HCN)
6.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:
弱电解质
电离常数(Ka)
HClO
Ka=4.7×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
H2SO3
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
下列微粒在溶液中不能大量共存的是( )
A.SO、HCO B.ClO-、HCO
C.HSO、CO D.HClO、HCO
解析:选C 根据表中电离常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO>HClO>HCO;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HSO>HCO,则SO、HCO不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HCO,则ClO-、HCO不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HSO>HCO,则HSO、CO反应生成SO和HCO,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HCO不能反应,可以大量共存,D不符合题意。
7.根据下表提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是( )
化学式
HClO
H2CO3
电离常数
K=3×10-8
K1=4×10-7 K2=4×10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:
CO+2Cl2+H2O===2Cl-+2HClO+CO2↑
B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水:
2HCO+Cl2===Cl-+ClO-+2CO2↑+H2O
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:
CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO
D.向NaClO溶液中通入过量CO2:
CO2+2NaClO+H2O===Na2CO3+2HClO
解析:选C 根据表格数据可知酸性:H2CO3>HClO>HCO。A项,向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:2CO+Cl2+H2O===Cl-+2HCO+ClO-,错误;B项,向NaHCO3溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式是HCO+Cl2===Cl-+HClO+CO2↑,错误;C项,向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,正确;D项,向NaClO溶液中通入过量CO2,化学方程式是CO2+NaClO+H2O===NaHCO3+HClO,错误。
8.(2019·山西范亭中学考试)相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数Ka
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.相同温度下,浓度均为0.1 mol·L-1的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液的pH最大
D.相同温度下,1 mol·L-1HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1HX溶液的电离常数
解析:选B Ka越大,说明酸性越强,根据表中数据知,三种酸的酸性强弱关系是HZ>HY>HX,A项错误;根据A项分析及“强酸制弱酸”的原理知,反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生,B项正确;一元酸的Ka越小,其对应盐的水解程度越大,根据盐类水解的规律——越弱越水解,知三种钠盐中pH最大的是NaX,C项错误;电离常数只受温度的影响,相同的温度下,HX的电离常数不变,D项错误。
9.(2019·江西吉安期末)常温下,下列有关两种溶液的说法不正确的是( )
序号
①
②
pH
11
11
溶液
氨水
NaOH溶液
A.①②两溶液中水的电离程度相同
B.①②两溶液中c(OH-)相等
C.等体积的①②两溶液分别与0.01 mol·L-1的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①>②
D.①②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①<②
解析:选D 常温下,氨水和NaOH溶液的pH均为11,溶液中c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1,对水的电离抑制程度相同,则水的电离程度相同,水电离产生的c(H+)= mol·L-1=1.0×10-11mol·L-1,A、B正确。两溶液的pH均为11,则有c(NH3·H2O)>c(NaOH),等体积的两溶液分别与0.01 mol·L-1的盐酸完全中和,氨水消耗盐酸的体积大,C正确。两溶液加水稀释时,氨水中NH3·H2O的电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)变化小,故稀释10倍后氨水的pH大,D错误。
10.浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随lg的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.常温下,由水电离出的c(H+)·c(OH-):a C.相同温度下,电离常数K(HX):a>b
D.lg=3,若同时微热两种溶液(不考虑HX、HY和H2O的挥发),则减小
解析:选B 根据图知,lg=0时,HX的pH>1,说明HX部分电离,为弱酸,HY的pH=1,说明HY完全电离,为强酸,A错误;酸或碱一般抑制水电离,酸中氢离子浓度越小,其抑制水电离的程度越小,根据图知,b点溶液中氢离子浓度小于a点,则水电离程度a 11.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.由图甲可知,a点KW的数值比b点KW的数值大
B.图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,Ⅰ表示醋酸,Ⅱ表示盐酸
C.图丙表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则相同浓度时NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH
D.图丁表示分别稀释10 mL pH均为12的NaOH溶液和氨水时pH的变化,曲线Ⅰ表示氨水,n>100
解析:选C KW的数值只与温度有关,a点与b点温度相同,则KW的数值相同,A错误;醋酸是弱酸,加水稀释促进电离,pH变化比盐酸小,则Ⅰ表示盐酸,Ⅱ表示醋酸,B错误;由图像可知,酸性HA>HB,则离子的水解程度A- 12.常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg的变化关系如图所示,下列叙述错误的是( )
A.常温下:Ka(HB)>Ka(HC)
B.HC的电离度:a点 C.当lg=4时,三种溶液同时升高温度,减小
D.当lg=5时,HA溶液的pH为7
解析:选D A项,由图可知,HA稀释10倍pH增大1,则HA为强酸,HB、HC稀释10倍,pH增大值小于1,则HB、HC为弱酸,HB、HC稀释同等倍数,pH的改变值:HB>HC,酸性:HB>HC,常温下,Ka(HB)>Ka(HC),正确;B项,对于HC,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度:a点 13.如表所示是几种常见弱酸的电离常数(25 ℃):
酸
电离方程式
电离常数K
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
1.75×10-5
H2CO3
H2CO3H++HCO
HCOH++CO
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
H2S
H2SH++HS-
HS-H++S2-
K1=1.3×10-7
K2=7.1×10-15
H3PO4
H3PO4H++H2PO
H2POH++HPO
HPOH++PO
K1=7.1×10-3 K2=6.3×10-8 K3=4.2×10-13
请回答下列问题:
(1)K只与温度有关,当温度升高时,K________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的电离常数K不同,那么电离常数K的大小与酸性的相对强弱有何关系?___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO、H2S、HS-、H3PO4、H2PO、HPO都看作酸,其中酸性最强的是________,最弱的是________。
(4)H3PO4的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是________,产生此规律的原因是________________。
解析:(1)弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,电离常数增大;(2)电离常数表示弱电解质的电离程度,K越大,电离出的c(H+)越大,酸性越强;(3)根据(2)的结论,电离常数最大的是H3PO4,即酸性最强的是H3PO4,电离常数最小的是HS-,酸性最弱的是HS-;(4)根据表中的数据,推出K1∶K2∶K3=7.1×10-3∶6.3×10-8∶4.2×10-13≈1∶10-5∶10-10,产生此规律的原因是上一级电离产生的H+对下一级的电离有抑制作用。
答案:(1)增大 (2)K越大,电离出的氢离子浓度越大,酸性越强 (3)H3PO4 HS- (4)K1∶K2∶K3≈1∶10-5∶10-10 上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
14.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 mol·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 mol·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 mol·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)。
(3)丙取出10 mL 0.010 mol·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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)假设NH3·H2O为强碱,强碱完全电离,此时c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=12,但现在pH=10,说明NH3·H2O为弱碱,正确;(2)假设NH3·H2O为强碱,稀释至1 000 mL后,溶液的pH应为a-2,但NH3·H2O为弱碱,加水稀释促使电离,因此pH的范围应是a-2 答案:(1)正确 若是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH=12 (2)a-2 15.25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
NH3·H2O
电离常数
1.7×10-5
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11
3.0×10-8
1.7×10-5
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为______________________。
(2)CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序_____________。
(3)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数;理由是
________________________________________________________________________。
稀释后,HX溶液中由水电离出来的c(H+)________(填“大小”“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H+),理由是_____________________________________。
解析:(1)电离常数越大,酸性越强,酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO。(2)电离常数越小,其对应酸根离子结合H+能力越强,CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+能力由强到弱的顺序为CO>ClO->HCO>CH3COO-。(3)根据图像可知,起始时两种溶液中c(H+)相同,c(较弱酸)>c(较强酸),稀释过程中较弱酸的电离程度增大,故在整个稀释过程中较弱酸的c(H+)一直大于较强酸的c(H+),稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性强,电离常数大;HX酸性强于CH3COOH,稀释后HX溶液中c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其对水电离的抑制能力减弱。
答案:(1)CH3COOH>H2CO3>HClO (2)CO>ClO->HCO>CH3COO- (3)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,酸性强,电离常数大 大于
HX的酸性强于CH3COOH,稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其对水电离的抑制能力较弱
16.现有常温下pH=2的盐酸(甲)和pH=2的醋酸溶液(乙),请根据下列操作回答问题:
(1)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数值一定变小的是________(填标号)。
A.c(H+) B.
C.c(H+)·c(OH-) D.
(2)取10 mL的乙溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动;另取10 mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(3)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,所得溶液的pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“>”“<”或“=”)。
(4)取等体积的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知25 ℃时,三种酸的电离常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
Ka1
1.8×10-5
4.3×10-7
3.0×10-8
Ka2
-
5.6×10-11
-
写出下列反应的离子方程式。
CH3COOH+Na2CO3(少量):_________________________________________________
______________;
HClO+Na2CO3(少量):_____________________________________________________
______________。
解析:(1)CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,加水稀释过程中,平衡正向移动,但溶液中c(H+) 、c(CH3COO-)均减小,A符合题意。CH3COOH的电离常数Ka=,则有=,加水稀释时,c(CH3COO-)减小,但Ka不变,则增大,B不符合题意。由于温度不变,则c(H+)·c(OH-)=KW不变,C不符合题意。加水稀释时,溶液中c(H+)减小,由于c(H+)·c(OH-)=KW不变,则c(OH-)增大,故增大,D不符合题意。
(2)醋酸溶液中加入等体积的水,醋酸的电离平衡向右移动,电离程度增大;醋酸溶液中加入少量无水醋酸钠固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,据CH3COOH的电离常数Ka=推知,=,由于温度不变,Ka不变,c(CH3COO-)增大,则溶液中的值减小。
(3)常温下,pH=2的盐酸(甲)和pH=2的醋酸溶液(乙),取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,醋酸的电离平衡正向移动,pH变化小,则所得溶液的pH:pH(甲)>pH(乙)。
(4)pH均为2的盐酸和醋酸溶液相比,其浓度:c(HCl)
(5)由表中电离常数可知,各种酸的酸性强弱:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,则酸的电离程度由易到难的顺序:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO。根据“较强酸制取较弱酸”的规律,由于酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,则CH3COOH与Na2CO3(少量)反应生成CH3COONa、CO2和H2O,离子方程式为2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O;HClO与Na2CO3(少量)反应生成NaClO和NaHCO3,离子方程式为HClO+CO===ClO-+HCO。
答案:(1)A (2)向右 减小
(3)> (4)<
(5)2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O HClO+CO===ClO-+HCO
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