高考化学精准培优专练十六 弱电解质电离平衡及电离平衡常数（含解析）

这是一份高考化学精准培优专练十六 弱电解质电离平衡及电离平衡常数（含解析），共12页。试卷主要包含了影响电离平衡的因素，电离平衡常数的应用，强弱电解质的比较，实验探究，下列说法正确的是，已知，某温度下，和的电离常数分别为和，回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
1．影响电离平衡的因素
典例1．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．加入水时，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
【答案】C
【解析】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。
2．电离平衡常数的应用
典例2．分析下表，下列选项错误的是( )
A．CH3COO－、HCOeq \\al(－,3)、CN－在溶液中可以大量共存
B．向食醋中加入水可使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动
C．相同物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液，后者pH较大
D．pH＝a的上述3种酸溶液，加水后溶液的pH仍相同，则醋酸中加入水的体积最小
【答案】C
【解析】根据电离常数可知HCOeq \\al(－,3)和CH3COO－、HCOeq \\al(－,3)和CN－均不发生反应，A正确；向食醋中加入水，CH3COOH的电离平衡正向移动，B正确；由于电离常数HCN>HCOeq \\al(－,3)，根据“越弱越易水解”可知C错误；pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO3 3种酸溶液，加入
相同体积的水，CH3COOH溶液pH变化最大，则pH变化相同的情况下，CH3COOH溶液中加入水的体积最小，D正确。
3．强弱电解质的比较
典例3．某温度下，相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示，下列判断正确的是( )
A．a点导电能力比b点强
B．b点的Kw值大于c点
C．与盐酸完全反应时，消耗盐酸体积Va＞Vc
D．a、c两点的c(H+)相等
【答案】D
【解析】选项A，根据图示可知，a点对应的曲线为NaOH溶液稀释曲线，b、c点对应的曲线为氨水的稀释曲线，a点溶液中离子浓度小于b点溶液中离子浓度，a点导电能力更弱。Kw值只与温度有关，b、c两点Kw值相等。选项C，NH3·H2O的物质的量大于NaOH，稀释过程中溶质总量不变，所以c点消耗盐酸多。选项D，a、c两点溶液pH相等，则c(H+)相等。
4．实验探究
典例4．25℃时，0.1 ml·L-1 HA溶液中c(H+)c(OH-)=108，0.01 ml·L-1 BOH溶液pH=12。
请回答下列问题：
(1)0.1 ml·L-1 HA溶液pH= ，HA的电离常数Ka为 ，BOH是 (填“强电解质”或“弱电解质”)。
(2)在加水稀释HA的过程中，随着水量的增加而减小的是 (填字母)。
A. c(H+)c(HA) B. c(HA)c(A-) C. c(H+)与c(OH−)的乘积 D. c(OH−)
(3)在体积相等、pH相等的HA溶液与HCl溶液中加入足量Zn，HA溶液中产生的气体比HCl溶液中产生的气体 (填“多”“少”或“相等”)。
(4)pH相等的BOH溶液与BA溶液，分别加热到相同的温度后BOH溶液的pH (填“>”“=”或“HCO3-，根据“越弱越水解”可知，向等浓度的Na2CO3和NaA的溶液中滴加盐酸直至过量，与H+作用的粒子依次为COeq \\al(2−,3)、HCOeq \\al(−,3)、A−。
二．对点增分集训
1．一定浓度的盐酸分别与等体积的NaOH溶液和氨水反应，恰好中和，消耗的盐酸体积相同，则NaOH溶液与氨水（ ）
A．OH−浓度相等B．pH相等C．电离度相等D．物质的量浓度相等
【答案】D
【解析】盐酸为一元酸，氢氧化钠和氨水均为一元碱，HCl+NaOH=NaCl+H2O、HCl+NH3·H2O= NH4Cl+H2O，等体积的NaOH溶液和氨水反应消耗的盐酸的浓度和体积相同，即消耗的盐酸的物质的量相等，则氢氧化钠溶液和氨水中碱的物质的量相等，根据n=cV，则氢氧化钠溶液和氨水的物质的量浓度相等，故选D。
2．常温下，用0.1ml·L－1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1ml·L－1的NaOH溶液，当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH＝7。已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka，忽略混合时溶液体积的变化，下列关系式正确是( )
A．Ka＝eq \f(2×10－7,0.1V－2)B．V＝eq \f(2×10－7,0.1Ka－2)
C．Ka＝eq \f(2×10－7,V＋20)D．Ka＝eq \f(2×108,V)
【答案】A
【解析】当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH＝7，此时氢离子和氢氧根离子浓度相等，都是10－7ml/L，根据电荷守恒，钠离子浓度等于醋酸根离子浓度，c(Na+)＝eq \f(0.002,0.00120＋V) ml/L，CH3COOH的电离平衡常数为Ka＝eq \f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝eq \f(\f(0.002,0.00120＋V)×10－7,\f(0.1V×10－3－0.002,20＋V×10－3))＝eq \f(2×10－7,0.1V－2)，故答案为A。
3．现有体积相等且等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁粉，产生H2的体积(同温同压下测定)随时间的变化示意图如下：

其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①②③④ D．都不对
【答案】D
【解析】①随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，故①错误；②等pH时，醋酸浓度较大，加入足量镁，不仅产生的氢气的体积更大，反应更快，而且反应时间更长，不可能
比盐酸更早结束，故②错误；③随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，不可能逐渐减小，故③错误；④等物质的量浓度时，醋酸溶液中氢离子浓度较小，反应速率较小，不可能比盐酸反应的快，故④错误。故选D。
4．已知常温时HClO的Ka(HClO)=3.0×10-8，HF的Ka(HF)=3.5×10-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分別加蒸馏水稀释，pH随溶液体积的变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A. 曲线Ⅰ为次氯酸稀释时pH变化曲线
B. 取a点的两种酸溶液，中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗氢氟酸的体积较小
C. b点溶液中水的电离程度比c 点溶液中水的电离程度小
D. 从b点到d点，溶液中c(R-)c(HR)·c(OH-)保持不变(HR代表HClO或HF)
【答案】D
【解析】pH相同的弱酸溶液加水稀释，其pH应该都会升高，其中酸性越强，其pH的变化应该越明显(或者说曲线的斜率应该越大)，因为Ka(HF)>Ka(HClO)，所以HF的酸性更强，所以曲线Ⅰ为氢氟酸稀释时pH变化曲线，选项A错误；中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗的次氯酸和氢氟酸的物质的量一定相等，a点两者的pH相同，因为HF酸性更强，所以HF的浓度较小，达到相同的物质的量需要较大的体积，所以消耗的氢氟酸的体积较大，选项B错误；c点比b点的pH更小，说明c点酸电离出来的氢离子浓度更大，所以对于水的电离的抑制应该更强，水的电离程度应该是c点更小，选项C错误；c(R-)c(HR)·c(OH-)可以认为是R-的水解平衡常数的倒数，水解平衡常数只与温度有关，所以选项D正确。
5．下列说法正确的是( )
A．将0.10ml·L－1氨水加水稀释后，溶液中c(NHeq \\al(＋,4))·c(OH－)变大
B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH>7，则H2A是弱酸；若pH7，若所得溶液pH＝7，说明碱不足，酸未被完全中和，D项正确。
6．已知：pKa=－lgKa。25℃时，几种弱酸的pKa值如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A．向Na2SO3溶液中加入过量乙酸，反应生成SO2
B．25℃时，pH=8的甲酸钠溶液中，c(HCOOH)=9.9×10－7ml·L-1
C．25℃时，某乙酸溶液pH=a，则等浓度的甲酸pH=a－1
D．相同温度下，等浓度的HCOONa溶液比Na2SO3溶液的pH大
【答案】B
【解析】根据表格数据分析，酸性顺序为：H2SO3>HCOOH>CH3COOH>HSOeq \\al(−,3)。A. 因为乙酸的酸性大于亚硫酸氢根离子，所以亚硫酸钠和乙酸反应生成亚硫酸氢钠和乙酸钠，故A错误；B. 甲酸钠溶液因为甲酸根离子水解溶液显碱性，且存在质子守恒，c(OH−)=c(H+) +c(HCOOH)，因为溶液的pH=8，所以c(OH−)=10−6 ml·L−1，c(H+)=10−8 ml·L−1，所以c(HCOOH)=9.9×10－7ml·L-1，故B正确；C.等浓度的乙酸和甲酸溶液中存在电离平衡，假设甲酸溶液的pH＝ｂ，，，计算b=a-0.5，故C错误；D.因为甲酸的酸性比亚硫酸氢根离子酸性强，所以同温度下，等浓度的溶液中甲酸根离子水
解程度小于亚硫酸根离子水解程度，即等浓度的甲酸钠的pH小于亚硫酸钠，故D错误。
7．室温下，将10.00 mL 5.0000ml·L－1醋酸滴入100.00 mL蒸馏水中，溶液中c(H+)和温度随着加入醋酸体积的变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．a～b段，醋酸电离过程为放热过程
B．c～d段，c(H+)增加，醋酸电离程度增大
C．c点时，加入等体积等浓度的NaOH溶液，则：c(Na+)＝c(CH3COO－)+c(CH3COOH)
D．d点时，c(H+)>c(CH3COOH)
【答案】C
【解析】a～b段，醋酸电离过程为吸热过程，电解质溶于水，扩散过程(电离)吸热，水合过程(形成水合离子)放热，故A错误；c～d段，醋酸浓度增大，c(H+)增加，醋酸电离程度减小，故B错误；c点时，加入等体积等浓度的NaOH溶液，根据物料守恒，有c(Na+)＝c(CH3COO－)+c(CH3COOH)，故C正确；d点时，c(H+)B>D>C
(3)B
(4)大于 大于 稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+)，对水的电离的抑制能力减弱
【解析】(1)弱电解质的电离属于吸热过程，所以温度升高，Ka增大。(2)电离常数越大，离子结合质子的能力越弱，所以结合质子的能力由大到小的顺序为A>B>D>C。(3)用蒸馏水稀释0.10 ml·L-1的醋酸溶液，醋酸的电离平衡正向移动，c(CH3COOH)c(H+)=c(CH3COO-)Ka，Ka只与温度有关，温度不变，Ka不变，c(CH3COO−)减小，故c(CH3COOH)c(H+)减小，A错误；c(CH3COO-)c(CH3COOH)=Kac(H+)，Ka不变，c(H+)减小，所以c(CH3COO-)c(CH3COOH)增大，B正确；c(H+)KW中，KW不变，c(H+)减小，所以c(H+)KW减小，C错误；c(H+)c(OH-)=KWc2(OH-)，KW不变，c(OH−)增大，故c(H+)c(OH-)减小，D错误。(4)HX和醋酸加水稀释同样的倍数，HX的pH变化较大，说明HX的电离常数大于醋酸的，稀释后HX的pH大于醋酸的pH，说明HX电离出来的c(H+)小于醋酸的，则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c(H+)。弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数
(25℃)
1.8×10－5
4.9×10－10
Ka1＝4.3×10－7
Ka2＝5.6×10－11
弱酸的化学式
CH3COOH
HCOOH
H2SO3
pKa
4.74
3.74
1.90、7.20
CH3COOH
H2CO3
HCN
1.7×10﹣5
K1=4.3×10-7 K2=5.6×10﹣11
4.9×10﹣10
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离常数
1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8