高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡第二课时导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡第二课时导学案，共16页。学案主要包含了电离平衡常数，强酸与弱酸的比较等内容，欢迎下载使用。
1．概念
在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K表示。
2．电离平衡常数的表示方法
ABA＋＋B－ K＝eq \f(cA＋·cB－,cAB)
(1)一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数。
例如：CH3COOHCH3COO－＋H＋
Ka＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)
NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－
Kb＝eq \f(cNH\\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)
(2)多元弱酸、多元弱碱的电离平衡常数。
多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离平衡常数，通常用K1、K2等来分别表示。例如，
H2CO3H＋＋HCOeq \\al(－,3) Ka1＝eq \f(cHCO\\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)；
HCOeq \\al(－,3)H＋＋COeq \\al(2－,3) Ka2＝eq \f(cH＋·cCO\\al(2－,3),cHCO\\al(－,3))。
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1≫Ka2，因此，多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定。由于多元弱碱为难溶碱，所以一般不用电离平衡常数，而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3．意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下，K值越大，弱电解质的电离程度越大，酸(或碱)性越强。
4．电离常数的影响因素
(1)内因：同一温度下，不同的弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由物质的本性所决定。
(2)外因：对于同一弱电解质，电离平衡常数只与温度有关，由于电离为吸热过程，所以电离平衡常数随温度升高而增大。
5．电离常数的计算——三段式法
例：25 ℃ a ml·L－1的CH3COOH
CH3COOHCH3COO－＋H＋
起始浓度/ml·L－1 a 0 0
变化浓度/ml·L－1 x x x
平衡浓度/ml·L－1 a－x x x
则Ka＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝eq \f(x2,a－x)≈eq \f(x2,a)
注意 由于弱电解质的电离程度比较小，平衡时弱电解质的浓度(a－x) ml·L－1一般近似为
a ml·L－1。
(1)改变条件，电离平衡向正向移动，电离平衡常数一定增大(×)
(2)改变条件，电离平衡常数增大，电离平衡一定向正向移动(√)
(3)相同条件下，可根据电离平衡常数的大小，比较弱电解质的相对强弱(√)
(4)同一弱电解质，浓度大的电离平衡常数大(×)
1．25 ℃时，0.10 ml·L－1 HA溶液中有1%的HA电离，则HA的电离平衡常数Ka为________。
答案 1.0×10－5
解析 发生电离的HA的物质的量浓度为c(HA)＝0.10 ml·L－1×1%＝1.0×10－3 ml·L－1，根据HAH＋＋A－，则平衡时c(H＋)＝c(A－)＝1.0×10－3 ml·L－1，c(HA)＝0.10 ml·L－1－1.0×10－3 ml·L－1≈1.0×10－1 ml·L－1，将有关数据代入电离平衡常数表达式得Ka＝eq \f(cH＋·cA－,cHA)＝1.0×10－5。
2．25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
CH3COOH：Ka＝1.7×10－5
H2CO3：Ka1＝4.4×10－7
Ka2＝4.7×10－11
HClO：Ka＝3.0×10－8
(1)CH3COOH、H2CO3、HCOeq \\al(－,3)、HClO的酸性由强到弱的顺序：
________________________________________________________________________。
(2)CH3COO－、HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序：
________________________________________________________________________。
(3)写出向NaClO和CH3COONa的混合溶液中通入少量CO2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
答案 (1)CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCOeq \\al(－,3)
(2)COeq \\al(2－,3)＞ClO－＞HCOeq \\al(－,3)＞CH3COO－
(3)NaClO＋CO2＋H2O===HClO＋NaHCO3
3．写出在一定温度下，加水逐渐稀释1 ml·L－1氨水的过程中，随着水量的增加，溶液中下列含量的变化(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)n(OH－) ____。
(2)eq \f(cOH－,cNH3·H2O) ______。
(3)eq \f(cNH3·H2O,cNH\\al(＋,4)·cOH－) ________。
答案 (1)增大 (2)增大 (3)不变
解析 加水稀释，NH3·H2O的电离平衡向电离方向移动，n(OH－)逐渐增大，n(NH3·H2O)逐渐减小，eq \f(cOH－,cNH3·H2O)＝eq \f(nOH－,nNH3·H2O)，所以eq \f(cOH－,cNH3·H2O)逐渐增大；电离平衡常数K＝eq \f(cNH\\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)只与温度有关，所以加水稀释时eq \f(cNH3·H2O,cNH\\al(＋,4)·cOH－)不变。
电离平衡常数的应用
(1)根据电离平衡常数可以判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，相同条件下，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。
(2)根据浓度商Q与电离平衡常数K的相对大小判断电离平衡的移动方向。
(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液加水稀释，eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH·cH＋)＝eq \f(Ka,cH＋)，加水稀释时，c(H＋)减小，Ka值不变，则eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)增大。
二、强酸与弱酸的比较
1．实验探究：CH3COOH与H2CO3酸性强弱比较
2.思考与讨论：镁条与等浓度、等体积盐酸、醋酸的反应
向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条，盖紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2 mL 2 ml·L－1盐酸、2 mL 2 ml·L－1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
由上述图像分析两种反应的反应速率的变化情况。
3.一元强酸和一元弱酸的比较
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
(2)相同体积、相同c(H＋)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
1．下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A．相同浓度的两溶液中c(H＋)相同
B．100 mL 0.1 ml·L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C．c(H＋)＝10－3 ml·L－1的两溶液稀释100倍，c(H＋)均为10－5 ml·L－1
D．向两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小
答案 B
解析 相同浓度的两溶液，醋酸部分电离，故醋酸中c(H＋)比盐酸的小，故A错误；由反应方程式可知B正确；醋酸稀释过程中平衡向电离方向移动，故稀释后醋酸的c(H＋)大于10－5 ml·L－1，故C错误；醋酸中加入醋酸钠，由于增大了溶液中醋酸根离子的浓度，抑制了醋酸电离，使c(H＋)明显减小，而盐酸中加入氯化钠，对溶液中c(H＋)无影响，故D错误。
2．在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒(锌足量)，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
(1)a、b两支试管中的现象：
相同点是______________________________________________________________________，
不同点是______________________________________________________________________，
原因是________________________________________________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)____V(b)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)____V(b)，原因是)_______________________
________________________________________________________________________。
(3)若a、b两支试管中分别加入c(H＋)相同、体积相同的稀盐酸和稀醋酸，则a、b两支试管中开始生成气体的速率v(a)________v(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)。原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)都产生无色气泡，Zn粒逐渐溶解 a中反应速率较大 盐酸是强酸，醋酸是弱酸，盐酸中c(H＋)大
(2)大于 等于 反应开始时，盐酸中所含H＋的浓度较大，但二者最终能电离出的H＋的总物质的量相等
(3)等于 小于 开始时c(H＋)相同，所以速率相等，醋酸是弱电解质，最终电离出的H＋的总物质的量大
解析 (2)锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋发生置换反应产生H2，c(H＋)越大，产生H2的速率越大。而在分析产生H2的体积时，要注意醋酸的电离平衡的移动。反应开始时，醋酸产生H2的速率比盐酸小，因Zn与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋反应，盐酸是强酸，醋酸是弱酸，在起始物质的量浓度相同时，盐酸电离出的c(H＋)远大于醋酸电离出的c(H＋)。反应完毕后，两者产生H2的体积是相等的。因醋酸存在电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋，Zn与H＋发生反应，c(H＋)减小，使醋酸的电离平衡向电离方向移动，继续发生H＋与Zn的反应，足量的Zn可使醋酸中的H＋全部电离出来与Zn反应生成H2，又因为n(HCl)＝n(CH3COOH)，因而最终产生H2的量相等。
随堂演练 知识落实
1．下列说法正确的是( )
A．电离常数受溶液浓度的影响
B．相同条件下，电离常数可以表示弱电解质的相对强弱
C．Ka大的酸溶液中c(H＋)一定比Ka小的酸溶液中的c(H＋)大
D．H2CO3的电离常数表达式：K＝eq \f(cH＋·cCO\\al(2－,3),cH2CO3)
答案 B
解析 电离平衡常数是与温度有关的函数，与溶液浓度无关，故A项错误；酸中c(H＋)既跟酸的电离常数有关，也跟酸的浓度有关，故C项错误；碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为K1＝eq \f(cH＋·cHCO\\al(－,3),cH2CO3)，第二步电离常数表达式为K2＝eq \f(cH＋·cCO\\al(2－,3),cHCO\\al(－,3))，故D项错误。
2．将浓度为0.1 ml·L－1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )
A．c(H＋) B．Ka(HF) C.eq \f(cF－,cH＋) D.eq \f(cH＋,cHF)
答案 D
解析 HF为弱酸，存在电离平衡：HFH＋＋F－。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但c(H＋)减小，A错误；电离平衡常数只受温度的影响，温度不变，电离平衡常数Ka(HF)不变，B错误；当溶液无限稀释时，c(F－)不断减小，但c(H＋)接近10－7 ml·L－1，所以eq \f(cF－,cH＋)减小，C错误；eq \f(cH＋,cHF)＝eq \f(nH＋,nHF)，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n(H＋)增大，n(HF)减小，所以eq \f(cH＋,cHF)增大，D正确。
3．c(H＋)相等的盐酸(甲)和醋酸(乙)，分别与锌反应，若最后锌已全部溶解且放出气体一样多，则下列说法正确的是( )
A．反应开始时的速率：甲>乙
B．反应结束时的c(H＋)：甲＝乙
C．反应开始时的酸的物质的量浓度：甲＝乙
D．反应所需时间：甲>乙
答案 D
解析 盐酸(甲)和醋酸(乙)，两种溶液中氢离子浓度相等，所以反应开始时的速率相等，A错误；若最后锌全部溶解且放出气体一样多，可能是盐酸恰好反应而醋酸过量，也可能是盐酸和醋酸都过量，如果盐酸恰好反应而醋酸过量，则反应后溶液的c(H＋)大小为乙>甲，B错误；c(H＋)相等的盐酸(甲)和醋酸(乙)，醋酸是弱电解质，氯化氢是强电解质，所以c(HCl)乙，D正确。
4．下列关于0.1 ml·L－1NaOH与氨水两种稀溶液的说法正确的是( )
A．两溶液中c(OH－)相同
B．等体积的两溶液能中和等物质的量的HCl
C．两溶液稀释10倍，c(OH－)均为0.01 ml·L－1
D．两溶液的导电能力相同
答案 B
解析 相同浓度的两溶液，氨水部分电离，A错误；由反应方程式可知B正确；氨水稀释过程中平衡向电离方向移动，但仍不能完全电离，C错误；氨水部分电离，溶液中的离子浓度较小，导电能力较小，D错误。
5．(2019·北京朝阳区高二月考 )醋酸的电离方程式为CH3COOH(aq)H＋(aq)＋CH3COO－(aq) ΔΗ>0。25 ℃时，0.1 ml·L－1醋酸溶液的Ka＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝1.75×10－5。下列说法正确的是( )
A．向该溶液中滴加几滴浓盐酸，平衡逆向移动，平衡时溶液中c(H＋)减小
B．向该溶液中加少量CH3COONa固体，平衡正向移动
C．该温度下，0.01 ml·L－1醋酸溶液的KaHY>HZ
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－不能发生
C．由电离平衡常数可以判断：HZ属于强酸，HX和HY属于弱酸
D．相同温度下，1 ml·L－1 HX溶液的电离平衡常数等于0.1 ml·L－1 HX溶液的电离平衡常数
答案 D
解析 A项，酸的电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，其酸性越强，根据表中数据可知，酸的电离平衡常数：HZ>HY>HX，则酸性强弱关系：HZ>HY>HX，错误；B项，根据酸性较强的酸可制取酸性较弱的酸可知HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生，错误；C项，完全电离的为强酸、部分电离的为弱酸，这几种酸都部分电离，均为弱酸，错误；D项，电离平衡常数只与温度有关，温度不变，电离平衡常数不变，正确。
7．已知25 ℃时，几种弱酸的电离平衡常数如下：
HCOOH：Ka＝1.77×10－4，HCN：Ka＝4.9×10－10，H2CO3：Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11，则以下反应不能自发进行的是( )
A．HCOOH＋NaCN===HCOONa＋HCN
B．NaHCO3＋NaCN===Na2CO3＋HCN
C．NaCN＋H2O＋CO2===HCN＋NaHCO3
D．2HCOOH＋COeq \\al(2－,3)===2HCOO－＋H2O＋CO2↑
答案 B
解析 由于Ka(HCOOH)>Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3)，所以只有反应B不能进行。
8．已知H2CO3的电离平衡常数：Ka1＝4.3×10－7、Ka2＝5.6×10－11，HClO的电离平衡常数：Ka＝2.95×10－8。在反应Cl2＋H2OHCl＋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
答案 C
解析 要使HClO的浓度增大，必须使该平衡右移，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的浓度减小；加水稀释时，HClO的浓度也减小；由题给电离平衡常数知，酸性：H2CO3>HClO>HCOeq \\al(－,3)，故加入NaHCO3时，NaHCO3只与HCl反应，使平衡右移，HClO的浓度增大。
题组三 关于溶液的稀释问题
9．在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 ml·L－1氨水至0.01 ml·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A.eq \f(cOH－,cNH3·H2O) B.eq \f(cNH\\al(＋,4),cOH－)
C.eq \f(cNH3·H2O,cNH\\al(＋,4)) D．c(OH－)
答案 A
解析 一水合氨是弱电解质，加水稀释，一水合氨的电离平衡右移，n(OH－)和n(NHeq \\al(＋,4))增大，n(NH3·H2O)减小，但c(OH－)和c(NHeq \\al(＋,4))减小。A、B、C各项中，分子、分母同乘溶液体积，浓度之比等于物质的量之比。
10．某温度下，等体积、c(H＋)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，溶液中的c(H＋)随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断下列说法正确的是( )
A．曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C．取等体积的a点、b点对应的溶液，消耗的NaOH的量相同
D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案 B
解析 醋酸属于弱电解质，在稀释时会电离出H＋，故稀释相同倍数时醋酸溶液中c(H＋)的变化要比盐酸中c(H＋)的变化小一些，即曲线Ⅰ表示盐酸，曲线Ⅱ表示醋酸，A项错误；溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关，离子浓度b＞c，故导电性b＞c，B项正确；a点、b点表示溶液稀释相同倍数，溶质的量没有发生变化，都等于稀释前的物质的量，稀释前两溶液中c(H＋)相同，但CH3COOH为弱酸，则c(CH3COOH)＞c(HCl)，故稀释前n(CH3COOH)＞n(HCl)，即CH3COOH消耗NaOH多，C项错误；a点酸的总浓度大于b点的总浓度，D项错误。
题组四 强酸、弱酸的比较
11．体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01 ml，下列叙述错误的是( )
A．与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多
B．分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多
C．两种溶液的pH相等
D．分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)＜n(CH3COO－)
答案 B
解析 体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01 ml，根据二者的电离方程式可知，二者电离出的c(H＋)相同，故pH相等，C项正确；由于CH3COOH不能完全电离，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故与NaOH完全中和时，醋酸消耗的NaOH多，分别与足量CaCO3反应时，醋酸参与的反应放出的CO2多，A项正确、B项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不变，D项正确。
12．现有浓度均为0.1 ml·L－1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液。下列判断中正确的是( )
A．若三种溶液中c(H＋)分别为a1 ml·L－1、a2 ml·L－1、a3 ml·L－1，则它们的大小关系为a2＝a1＝a3
B．等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应，若生成的盐的物质的量依次为b1 ml、b2 ml、b3 ml，则它们的大小关系为b1＝b2＜b3
C．分别用以上三种酸溶液中和一定量的NaOH溶液生成正盐，若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3，其大小关系为V1＝V2＝V3
D．分别与Zn反应，开始时生成H2的速率分别为v1、v2、v3，其大小关系为v2＞v1＞v3
答案 D
解析 HCl、H2SO4是强电解质，完全电离，CH3COOH是弱电解质，部分电离，由三种酸溶液的浓度知，它们的大小关系为a2＝2a1，a1＞a3，A项错误；等浓度等体积的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液分别与过量NaOH溶液反应生成盐的物质的量的大小关系为b1＝b2＝b3，B项错误；中和一定量的NaOH溶液，需要的三种酸溶液的体积分别为V1、V2、V3，则其大小关系为V1＝V3＝2V2，C项错误；硫酸中c(H＋)为0.2 ml·L－1，盐酸中c(H＋)为0.1 ml·L－1，醋酸中c(H＋)小于0.1 ml·L－1，分别与Zn反应，开始时生成H2的速率的大小关系为v2＞v1＞v3，D项正确。
13．(1)某浓度的氨水中存在平衡：NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－。如想增大NHeq \\al(＋,4)的浓度而不增大OH－的浓度，应采取的措施是________(填字母)。
a．适当升高温度 b．加入NH4Cl固体
c．通入NH3 d．加入少量浓盐酸
(2)常温下，有c(H＋)相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液，采取以下措施：
①加适量醋酸钠晶体后，两溶液中的c(H＋)变化是醋酸溶液中c(H＋)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，盐酸中c(H＋)________。
②加水稀释10倍后，醋酸溶液中的c(H＋)________(填“＞”“＝”或“＜”，下同)盐酸中的c(H＋)。
③加等浓度的NaOH溶液至恰好中和，所需NaOH溶液的体积：醋酸________盐酸。
④使温度都升高20 ℃，溶液中c(H＋)：醋酸________盐酸。
⑤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____________(填字母)。(①表示盐酸，②表示醋酸)
(3)将0.1 ml·L－1的CH3COOH加水稀释，有关稀释后醋酸溶液的说法中，正确的是________(填字母)。
a．电离程度增大 b．溶液中离子总数增多
c．溶液导电性增强 d．溶液中醋酸分子增多
答案 (1)bd (2)①减小 减小 ②＞ ③＞ ④＞ ⑤c (3)ab
解析 (1)a项，升高温度，平衡右移，c(NHeq \\al(＋,4))和c(OH－)均增大；b项，加入NH4Cl固体，c(NHeq \\al(＋,4))增大，平衡左移，c(OH－)减小；c项，通入NH3，c(NH3·H2O)增大，平衡右移，c(NHeq \\al(＋,4))和c(OH－)均增大；d项，加入少量浓盐酸，c(OH－)减小，平衡右移，c(NHeq \\al(＋,4))增大。(2)①加适量CH3COONa晶体，CH3COOH溶液中：CH3COOHCH3COO－＋H＋平衡向左移动，c(H＋)减小，盐酸中发生反应：CH3COO－＋H＋===CH3COOH，c(H＋)减小。②加水稀释10倍，CH3COOH电离平衡向右移动，n(H＋)增多，HCl不存在电离平衡，HCl电离出的n(H＋)不变。③加NaOH溶液，CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，由于CH3COOH是部分电离，反应过程中CH3COOH的电离平衡向电离方向移动且反应前c(CH3COOH)＞c(HCl)，故中和时CH3COOH所需NaOH的体积多。④升高温度，CH3COOH电离平衡向电离方向移动，c(H＋)增大，HCl已全部电离。⑤反应开始两溶液pH相同，即c(H＋)相同，所以开始与Zn反应速率相同，随反应的进行，CH3COOH电离平衡向电离方向移动，故反应速率：v(CH3COOH)＞v(HCl)，又因为反应开始时c(CH3COOH)＞c(HCl)，所以与足量锌反应，CH3COOH生成H2的量多。
14．用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 ml·L－1的溶液100 mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100 mL；
②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是________________。
(2)甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH______(填“>”“ B (3)配制pH＝1的HA溶液难以实现 加入的锌粒难以做到表面积相同
解析 100 mL 0.1 ml·L－1HA溶液，若HA为弱酸，c(H＋)＜0.1 ml·L－1，pH＞1。100 mL pH＝1的HA溶液和盐酸比较，若HA为强酸，c(HA)＝0.1 ml·L－1，若HA为弱酸，则c(HA)＞0.1 ml·L－1。分别取10 mL pH＝1的盐酸和HA溶液，同时加水稀释到100 mL，稀释后，盐酸中c(H＋)＝0.01 ml·L－1，HA溶液中c(H＋)＞0.01 ml·L－1，因为加水稀释时，HA的电离程度增大，即有一部分HA分子会电离出H＋，因此在稀释后100 mL盐酸和100 mL HA溶液中分别加入纯度相同的锌粒时，HA溶液产生氢气的速率快。
15．(1)25 ℃时，a ml·L－1CH3COOH溶液中c(H＋)＝10－b ml·L－1，用含a和b的代数式表示CH3COOH的电离常数K＝______。
(2)已知25 ℃时，K(CH3COOH)＝1.8×10－5，K(HSCN)＝0.13。在该温度下将20 mL 0.1 ml·L－1CH3COOH溶液和20 mL 0.1 ml·L－1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 ml·L－1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如下，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__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下表是几种弱酸常温下的电离常数：
①CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
②多元弱酸的二级电离程度远小于一级电离的主要原因是
_______________________________________________________(从电离平衡常数角度考虑)。
③同浓度的CH3COO－、HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、S2－结合H＋的能力由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
答案 (1)eq \f(10－2b,a－10－b)
(2)K(CH3COOH)CH3COOH>H2CO3>H2S
②一级电离产生的氢离子对二级电离起抑制作用
③S2－>COeq \\al(2－,3)>HCOeq \\al(－,3)>CH3COO－
解析 (1)K＝eq \f(cH＋·cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(c2H＋,a－cH＋)＝eq \f(10－2b,a－10－b)。
(2)由于K(CH3COOH)CH3COOH>H2CO3>H2S。③酸越弱，其对应酸根离子结合H＋的能力越强，故结合H＋的能力由强到弱的顺序为S2－>COeq \\al(2－,3)>HCOeq \\al(－,3)>CH3COO－。实验操作
实验现象
有气泡产生
实验结论
CH3COOH酸性大于碳酸
Ka大小比较
Ka(CH3COOH)大于Ka1(H2CO3)
宏观辨识
微观探析
反应初期
盐酸的反应速率比醋酸大
盐酸是强酸，完全电离，醋酸是弱酸，部分电离，同浓度的盐酸和醋酸，盐酸中的c(H＋)较大，因而反应速率较大
反应过程中
盐酸的反应速率始终比醋酸大，盐酸的反应速率减小明显，醋酸的反应速率减小不明显
醋酸中存在电离平衡，随反应的进行，电离平衡正向移动，消耗的氢离子能及时电离补充，所以一段时间速率变化不明显
最终
二者产生的氢气的量基本相等，速率几乎都变为零
镁条稍微过量，两种酸的物质的量相同，随醋酸电离，平衡正向移动，醋酸几乎消耗完全，最终二者与镁条反应的氢离子的物质的量几乎相同，因而产生的H2的量几乎相同。
两种酸都几乎消耗完全，反应停止，因而反应速率几乎都变为0
比较项
目酸
c(H＋)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
比较项目
酸
c(H＋)
酸性
中和碱的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
相同
相同
小
少
相同
一元弱酸
大
多
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数Ka
9×10－7
9×10－6
1×10－2
CH3COOH
H2CO3
H2S
H3PO4
K＝1.8×10－5
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
K1＝9.1×10－8
K2＝1.1×10－12
K1＝7.1×10－3
K2＝6.3×10－8
K3＝4.2×10－13