2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第21讲　弱电解质的电离平衡 Word版含解析

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第21讲 弱电解质的电离平衡
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·山东滨州高三检测)氢氰酸(HCN)的下列性质中，能证明它是弱酸的是( C )
A．HCN易溶于水
B．HCN溶液的导电性比盐酸的弱
C．25 ℃时1 ml/L HCN溶液pH约为3
D．10 mL 1 ml/L HCN溶液恰好与10 mL 1 ml/L NaOH溶液完全反应
[解析] A项，HCN是强酸还是弱酸，与溶解度无关；B项，若在相同条件下(如相同温度、相同体积、相同浓度等)HCN溶液的导电性比盐酸的弱，才能说明HCN为弱酸；C项，假设HCN为强电解质，1 ml·L－1的HCN的pH应为0，但现在pH＝3，说明HCN为弱酸；D项，无论HCN是强酸还是弱酸，10 mL 1 ml/L HCN溶液都恰好与10 mL 1 ml/L NaOH溶液完全反应，不能证明酸性强弱。
2．(2021·吉林白城检测)下列有关电解质溶液的说法正确的是( B )
A．向0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中eq \f(cH＋,cCH3COOH)减小
B．向0.1 ml·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，则溶液中eq \f(cOH－,cNH3·H2O)减小
C．将一定浓度的醋酸溶液加水稀释，则溶液中eq \f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)增大
D．40 ℃时，向氨水体系中不断通入CO2，随着CO2的通入，eq \f(cOH－,cNH3·H2O)不断增大
[解析] A项，加水稀释促进CH3COOH的电离，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，则溶液中eq \f(cH＋,cCH3COOH)增大；B项，向0.1 ml·L－1的氨水中加入少量硫酸铵固体，c(NHeq \\al(＋,4))增大，抑制NH3·H2O的电离，c(OH－)减小，c(NH3·H2O)增大，故eq \f(cOH－,cNH3·H2O)减小；C项，已知Ka＝(CH3COO－)·c(H＋)/c(CH3COOH)，温度不变，Ka不变，又知eq \f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)＝1/Ka，故eq \f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)不变；D项，已知Kb＝c(NHeq \\al(＋,4))·c(OH－)/c(NH3·H2O)，温度一定时，Kb为常数，不随浓度的变化而变化，随着CO2的通入，c(NHeq \\al(＋,4))逐渐增大，则eq \f(cOH－,cNH3·H2O)不断减小。
3. (2021·河北衡水模拟)常温下，将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释，溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是( D )
A．曲线Ⅰ代表盐酸加水稀释
B．a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c
C．c点的Ka值比a点的Ka值大
D．相同体积的a点、c点的两溶液中，中和同浓度的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积a[解析] 溶液的导电能力与c(H＋)的大小变化一致，开始二者的导电能力相同，随着加水稀释，醋酸不断发生电离，曲线Ⅰ代表的是醋酸加水稀释，A错误；a、b、c三点溶液的pH大小为b>a>c，B错误；c、a两点的Ka相同，C错误；pH大小为a>c，c点溶液的pH小酸性强，中和同浓度的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积多，D正确。
4．(2021·广东广州天河检测)已知：25 ℃时，0.1 ml·L－1CH3COOH溶液中CH3COOH的电离度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(已电离的CH3COOH分子数,原CH3COOH分子总数)×100%))约为1%。该温度下，用0.100 0 ml·L－1氨水滴定10.00 mL 0.100 0 ml·L－1 CH3COOH溶液，溶液的pH与溶液的导电能力(I)的关系如图所示。下列说法中正确的是( A )
A．M点→N点，水的电离程度逐渐增大
B．25 ℃时，CH3COOH的电离常数约为1.0×10－2
C．N点溶液中，c(CH3COO－)>c(NHeq \\al(＋,4))
D．当滴入20 mL氨水时，溶液中c(CH3COO－)>c(NHeq \\al(＋,4))
[解析] M点溶液中的溶质是醋酸，抑制水的电离，N点溶液中的溶质是醋酸铵，促进水的电离，M点→N点，水的电离程度逐渐增大，A项正确；25 ℃时，CH3COOH的电离常数K＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)≈eq \f(0.100 0×1%×0.100 0×1%,0.100 0)＝1.0×10－5，B项错误；N点溶液pH为7，结合电荷守恒可知，c(CH3COO－)＝c(NHeq \\al(＋,4))，C项错误；当滴入20 mL氨水时，溶液中的溶质为醋酸铵和一水合氨，溶液呈碱性，c(CH3COO－)二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·河北衡水高三检测)某温度下，在饱和氨水中存在平衡：
NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－
(1)若增大压强，则溶液的pH 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若通入NH3，则平衡 不 (填“向左”“向右”或“不”)移动。
(3)若加水，则平衡 向右 (填“向左”“向右”或“不”)移动，溶液的pH 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若加入氢氧化钠固体，则溶液中的c(NHeq \\al(＋,4)) 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)，溶液的pH 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
[解析] (1)若增大压强，气体的溶解度增大，则氨水中电离平衡：NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－正向移动，则pH增大。
(2)向饱和氨水中通入NH3，NH3不再溶解，所以电离平衡不移动。
(3)加水，促进弱电解质的电离，则氨水中电离平衡：NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－向右移动，但是溶液的体积增大的程度比氢氧根离子的物质的量增大的程度大，所以氢氧根离子的浓度减小，则pH减小。
(4)加氢氧化钠，则氨水中电离平衡：NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－向左移动，溶液中的c(NHeq \\al(＋,4))减小，氢氧根离子浓度增大，pH增大。
6．(2021·山东滨州高三检测)现有pH＝2的醋酸溶液甲和pH＝2的盐酸乙：
(1)取10 mL的甲，加入等体积的水，醋酸的电离平衡 向右 (填“向左”“向右”或“不”)移动；若加入少量的冰醋酸，醋酸的电离平衡 向右 (填“向左”“向右”或“不”)移动，若加入少量无水醋酸钠固体，待固体溶解后，溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值将 减小 (填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释至100倍，稀释后的溶液，其pH大小关系为pH(甲) 小于 pH(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)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) 大于 V(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)取25 mL的甲，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＋) 小于 c(CH3COO－)(填“大于”“小于”或“等于”)。
[解析] (1)加水稀释促进CH3COOH电离，平衡向右移动；如果加入少量冰醋酸，醋酸浓度增大，平衡向右移动；若加入少量无水醋酸钠固体，待固体溶解后，溶液中c(CH3COO－)增大抑制CH3COOH电离，则c(H＋)/c(CH3COOH)减小。
(2)加水稀释促进醋酸电离，同pH、同体积的醋酸溶液和盐酸，稀释相同的倍数时，c(H＋)：弱酸大于强酸，所以pH(甲)小于pH(乙)。
(3)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溶液的体积与酸的物质的量成正比，等pH、等体积的醋酸溶液和盐酸中n(CH3COOH)>n(HCl)，所以消耗NaOH溶液体积V(甲)大于V(乙)，
(4)pH＝2的醋酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，醋酸有剩余，溶液呈酸性，则c(H＋)>c(OH－)，再结合电荷守恒得c(Na＋)小于c(CH3COO－)。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)
1．(2021·安徽蚌埠第一次质检)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[提示：电离度＝eq \f(n电离弱电解质,n总弱电解质)]( D )
A.在相同温度下，由HX的数据可以说明：弱电解质溶液，浓度越低，电离度越大，且K1>K2>K3＝0.01
B．室温时，若在NaZ溶液中加少量盐酸，则eq \f(cZ－,cHZ)的值变大
C．表格中三种浓度的HX溶液中，从左至右c(X－)浓度逐渐减小
D．在相同温度下，电离平衡常数：K5>K4>K3
[解析] 本题考查电离常数、电离度及其应用。由表中HX的数据可知，弱电解质溶液的浓度越小，电离度越大；弱电解质的电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，则有K1＝K2＝K3，A错误；在NaZ溶液中加少量盐酸，Z－结合H＋生成HZ，n(Z－)减小，n(HZ)增大，二者在同一溶液中，浓度之比等于物质的量之比，故eq \f(cZ－,cHZ)的值减小，B错误；HX的浓度越大，其电离度越小，但电离产生的c(X－)不是越来越小，表格中三种浓度的HX溶液中，浓度增大电离产生的c(X－)浓度逐渐增大，C错误；由表中数据可知，当c(HRX)＝1 ml·L－1时，电离度小于0.1，相同条件下，弱电解质的电离度越大，其电离平衡常数越大，故相同温度下，电离平衡常数：K5>K4>K3，D正确。
2．(2021·山东德州月考)25 ℃时，已知弱酸的电离常数：Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5；Ka1(H2CO3)＝4.4×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11；Ka(HClO)＝4.0×10－8。下列说法中正确的是( B )
A．25 ℃时，0.1 ml·L－1的醋酸溶液比0.01 ml·L－1的醋酸溶液的K值小
B．25 ℃时，CH3COOH溶液中加入少量NaHCO3固体，CH3COOH的电离程度增大
C．新制氯水与NaHCO3溶液不发生反应
D．NaClO溶液中通入少量CO2发生的离子方程式：
2ClO－＋CO2＋H2O===COeq \\al(2－,3)＋2HClO
[解析] 本题考查电离常数的应用、外界条件对电离平衡的影响。弱电解质的电离平衡常数与其浓度大小无关，只与温度有关，因此25 ℃时，0.1 ml·L－1的醋酸溶液与0.01 ml·L－1的醋酸溶液的K值相等，A错误；由于Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3)，CH3COOH溶液中加入少量NaHCO3固体，二者发生反应：CH3COOH＋NaHCO3===CH3COONa＋CO2↑＋H2O，使CH3COOH的电离平衡向右移动，其电离程度增大，B正确；新制氯水中含有HCl和HClO，Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)，HClO不与NaHCO3反应，但HCl可以和NaHCO3反应，因此新制氯水与NaHCO3溶液反应，能产生CO2气体，C错误；由于Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)，NaClO溶液与CO2反应只能生成HCOeq \\al(－,3)，离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HClO，D错误。
3．(2021·河北邯郸模拟)化合物HB在水中达到电离平衡时各微粒的浓度如表所示(25 ℃)：
分析表中①至⑥的数据，下列说法不正确的是( D )
A．①与②的数据都说明化合物HB只有部分电离
B．③与④的数据近似相等，说明HB的电离平衡常数与初始浓度无关
C．⑤与⑥的数据说明加水稀释后HB的电离平衡正向移动
D．⑤与⑥的数据说明HB起始浓度越大，电离的程度越大
[解析] ①与②的数据说明HB部分电离，A正确；③与④的HB电离平衡常数近似相等，电离平衡常数与初始浓度无关，B正确；加水促进弱电解质的电离，C正确；HB起始浓度越小，电离的程度越大，D错误。
4．(2020·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( D )
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 ml·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] 本题考查强碱和弱碱的稀释、与酸的中和反应、水的电离程度及溶液中c(OH－)大小比较等。常温下，氨水和NaOH溶液的pH均为11，溶液中c(OH－)＝1.0×10－3 ml·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＋)＝1.0×10－11 ml·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 ml·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。
二、非选择题(本题包括2小题，共36分)
5．(2021·山东潍坊高三检测)已知25 ℃时弱电解质电离常数：
Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13
(1)将20 mL、0.10 ml·L－1CH3COOH溶液和20 mL、0.10 ml·L－1的HSCN溶液分别与0.10 ml·L－1的NaHCO3溶液反应，实验测得产生CO2气体体积(V)与时间t的关系如图。
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(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大反应速率快 ；反应结束后所得溶液中c(SCN－) > c(CH3COO－)(填“>”“＝”或“<”)。
(2)2.0×10－3ml·L－1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时体积变化)，测得平衡体系中c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如图。
则25 ℃时，HF电离常数Ka(HF)＝ eq \f(cH＋·cF－,cHF)＝eq \f(1×10－4×1.6×10－3,4.0×10－4)＝4×10－4 (列式求值)。
[解析] (1)电离常数大的电离出的离子浓度大，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(H＋)：HSCN>CH3COOH，c(H＋)大反应速率快。因为电离常数不变，随着反应的进行，电离平衡正向移动，故c(SCN－)>c(CH3COO－)。
(2)电离常数等于电离出的离子浓度的幂之积除以电解质的浓度，故Ka(HF)＝eq \f(cH＋·cF－,cHF)＝eq \f(1×10－4×1.6×10－3,4.0×10－4)＝4×10－4。
6．(2021·山东滨州高三检测)25 ℃时，部分酸电离常数如下：
请回答下列问题：
(1)物质的量浓度为0.1 ml·L－1的下列四种物质：
a．Na2CO3 b．NaCN
c．CH3COONa d．NaHCO3
pH由大到小的顺序是 a>b>d>c (填编号)。
(2)25 ℃时，在0.5 ml·L－1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H＋)约是由水电离出的c(H＋)的 9×108 倍。
(3)写出向氰化钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式： CN－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HCN 。
(4)25 ℃时，有CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液的pH＝6，则溶液中c(CH3COO－)－c(Na＋)＝ 9.9×10－7ml·L－1 (填准确数值)。
(5)25 ℃时，将a ml·L－1的醋酸与b ml·L－1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离常数为 eq \f(b×10－7,a－b) 。
[解析] (1)酸越弱，对应酸根离子的水解程度越大，浓度相同时相应盐溶液的pH越大，所以pH由大到小的顺序是a>b>d>c。
(2)Ka(CH3COOH)＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(c2H＋,cCH3COOH)＝1.8×10－5，由于c(CH3COOH)≈0.5 ml·L－1，c(H＋)≈3×10－3 ml·L－1，由水电离出的c(H＋)约为eq \f(10－14,3×10－3) ml·L－1，则由醋酸电离出的c(H＋)约是由水电离出的c(H＋)的eq \f(3×10－3,\f(10－14,3×10－3))＝9×108倍。
(3)酸性强弱顺序为H2CO3>HCN>HCOeq \\al(－,3)，所以向氰化钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为CN－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HCN。
(4)25 ℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液pH＝6，则c(H＋)＝10－6ml·L－1，c(OH－)＝10－8ml·L－1，根据电荷守恒有关系c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，则c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝10－6ml·L－1－10－8ml·L－1＝9.9×10－7ml·L－1。
(5)25 ℃时，将a ml·L－1的醋酸与b ml·L－1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，此时c(H＋)＝c(OH－)＝10－7ml·L－1，c(CH3COO－)＝c(Na＋)＝eq \f(b,2) ml·L－1，c(CH3COOH)＝eq \f(a－b,2) ml·L－1，则醋酸的电离常数K＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(b×10－7,a－b)。
酸
HX
HY
HZ
浓度/(ml·L－1)
0.12
0.2
0.9
1
1
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
HB初始浓度/ml·L－1
1.00
0.100
平衡浓度
/ml·L－1
c(HB)
0.996
0.098 7
c(H＋)
①4.21×10－3
②1.34×10－3
Ka＝eq \f(cH＋·cB－,cHB)
③1.78×10－5
④1.82×10－5
α＝eq \f(已电离的HB浓度,HB的初始浓度)
×100%
⑤0.421%
⑥1.34%
序号
①
②
pH
11
11
溶液
氨水
NaOH溶液
化学式
CH3COOH
H2CO3
HCN
电离
常数
K＝1.8×10－5
K1＝4.3×10－7
K2＝5.6×10－11
K＝4.9×10－10