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- 2021-07-05 发布
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弱电解质的电离平衡
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2019广西贺州高三月考)下列关于电离常数(K)的说法正确的是( )
A.电离常数只与温度有关,升高温度,K值减小
B.电离常数K与温度无关
C.电离常数(K)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.多元弱酸各步电离常数相互关系为K1Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2CO3)
C.常温下电离常数为Ka的酸HA溶液中c(H+)=Ka mol·L-1
D.将0.1 mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液中至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,白色沉淀变为蓝色沉淀,可得出Ksp[Cu(OH)2]7
②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗
③HNO2不能与NaCl反应
④常温下0.1 mol·L-1的HNO2溶液pH=2
⑤1 L pH=1的HNO2溶液加水稀释至100 L后溶液的pH=2.2
⑥1 L pH=1的HNO2溶液和1 L pH=1的盐酸与足量的一定浓度NaOH溶液完全反应,最终HNO2消耗的NaOH溶液多
⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体,溶液中c(OH-)增大
⑧HNO2溶液加水稀释,溶液中c(OH-)增大
A.①②③⑦ B.①③④⑤
C.①④⑤⑥⑦ D.②④⑥⑧
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
电离常数
HClO
K=3×10-8
H2CO3
K1=4×10-7 K2=6×10-11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:CO32-+2Cl2+H2O2Cl-+2HClO+CO2↑
B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水:2HCO3-+Cl2Cl-+ClO-+2CO2↑+H2O
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:CO2+NaClO+H2ONaHCO3+HClO
D.向NaClO溶液中通入过量CO2:CO2+2NaClO+H2ONa2CO3+2HClO
8.对室温下氢离子浓度、体积均相同的HCl溶液和CH3COOH溶液分别采取以下措施,有关叙述正确的是( )
A.加适量的CH3COONa晶体,两溶液的氢离子浓度减小
B.使温度升高20 ℃,两溶液的氢离子浓度不变
C.加水稀释2倍,两溶液的氢离子浓度增大
D.加足量的Zn充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多
9.已知:25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数如表所示。下面图像表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。下列说法中正确的是( )
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O2HClO+CO32-
C.图像中a、c两点处的溶液中c(R-)c(HR)·c(OH-)相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
10.(2019湖北省部分重点中学高三上学期起点考试)298 K时,二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布分数如图所示。下列叙述正确的是( )
A.溶液pH由1升至2.6时主要存在的反应是H3X++OH-H2X+H2O
B.H2X的第二步电离平衡常数Ka2(H2X)为10-4
C.NaHX溶液中c(H+)”“<”或“=”),向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液显酸性,溶液显酸性的原因是(从电离平衡移动角度分析): 。
(2)已知:25 ℃时,H3PO4的电离平衡常数:K1=7.52×10-3;K2=6.23×10-8;K3=6.23×10-13,则该温度下,H3PO4(aq)+OH-(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)的平衡常数K= 。
(3)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)Ca5(PO4)3(OH)(s)+F-,溶液中c(F-)随溶液的pH和温度(T)的变化曲线如图所示。则:pH1 (填“>”“<”或“=”)pH2;A、B两点的溶液中F-的反应速率v(A) (填“>”“<”或“=”)v(B)。
12.(2018江西新余模拟)(16分)25 ℃时,部分酸电离常数如下:
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
请回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1 mol·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 (填编号)。
(2)25 ℃时,在0.5 mol·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 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: 。
(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+)= (填准确数值)。
(5)25 ℃时,将a mol·L-1的醋酸与b mol·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 。
13.(2018重庆一中期中)(18分)25 ℃时,0.1 mol·L-1 HA溶液中c(H+)c(OH-)=108,0.01 mol·L-1 BOH溶液pH=12。请回答下列问题:
(1)0.1 mol·L-1HA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,分别加热到相同温度后BOH溶液的pH (填“>”“=”或“<”)BA溶液的pH。
(5)已知碳酸的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,向等浓度的Na2CO3和NaA的溶液中滴加盐酸直至过量,则与H+作用的粒子依次为 。
课时规范练22 弱电解质的电离平衡
1.C 电离常数只与温度有关,电离属于吸热过程,升高温度,促进电离,K值增大,故A项错误;K与温度有关,与浓度、压强等无关,故B项错误;根据电离常数的定义,可以根据电离常数的大小比较弱电解质电离能力的强弱,故C项正确;多元弱酸分步电离,以第一步电离为主,对下一步电离起抑制作用,则各步电离常数相互关系为K1>K2>K3,故D项错误。
2.D 水是极弱的电解质,KOH是易溶的强电解质,二者混合后导致溶液导电能力增强,A项错误;0.01 mol HCl完全反应,KOH过量了0.09 mol,生成0.01 mol KCl,溶液中离子浓度变大,因此溶液导电能力增强,B项错误;0.1 mol CH3COOH与0.1 mol KOH完全中和,生成0.1 mol CH3COOK,由于CH3COOH部分电离而CH3COOK完全电离,离子浓度变大,因此溶液导电能力增强,C项错误;0.05 mol H2SO4与0.1 mol KOH完全中和,生成0.05 mol K2SO4,离子浓度几乎不变,因此溶液导电能力不变,D项正确。
3.C 向H2S溶液中加水,平衡向右移动,溶液中n(H+)增大,由于溶液体积增大的程度大于n(H+)增大的程度,因此溶液中c(H+)减小,A项错误;通入SO2气体,发生的反应为2H2S+SO23S↓+2H2O,平衡向左移动;当SO2过量时,SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3的酸性比H2S强,因此溶液的pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生的反应为H2S+Cl22HCl+S↓,溶液中c(H2S)减小,平衡向左移动;由于反应生成的HCl为强酸,完全电离,溶液的pH减小,C项正确;加入少量CuSO4,发生的反应为CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4,溶液中c(S2-)减小,平衡向右移动,溶液中c(H+)增大,D项错误。
4.D 醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,电离平衡正向移动,溶液中CH3COO-、H+等导电粒子的数目增多,A项错误;10 mL pH=3的醋酸溶液中,n(CH3COOH)>1.0×10-5mol,在稀释后n(CH3COOH)依然不变,10 mL pH=11的NaOH溶液中n(NaOH)=1.0×10-5mol,二者混合充分反应后,CH3COOH有剩余,所得混合溶液显酸性,其pH<7,B项错误;加水稀释,CH3COOH的电离平衡正向移动,其电离程度增大,溶液中n(H+)增大,由于溶液体积增大程度更大,则溶液中c(H+)反而减小,C项错误;CH3COOH的电离常数Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH),又KW=c(H+)·c(OH-),则c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=KaKW,而在室温下,KW、Ka数值不变,二者的比值也不变,则溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)不变,D项正确。
5.D 已知碳酸:K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,次氯酸:K1=2.98×10-8,则碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为2CO32-+Cl2+H2O2HCO3-+Cl-+ClO-,故A项错误;越弱越水解,1.0 mol·L-1NH4HCO3溶液pH=8.0,即HCO3-水解程度比NH4+水解程度大,由此可知Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3),故B项错误;常温下电离常数为Ka的酸HA溶液中c(H+)=Ka×c(HA) mol·L-1,故C项错误;由于溶液中没有NaOH剩余,故白色沉淀变为蓝色沉淀,可得出Ksp[Cu(OH)2]HClO>HCO3-,不管CO2量多量少,反应均生成HClO和NaHCO3,D项错误。
8.A CH3COOH溶液中存在着电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入少量CH3COONa晶体,平衡逆向移动,溶液中c(H+)减小,而盐酸则与CH3COONa反应生成弱电解质CH3COOH,导致c(H+)减小,A项正确;升温,促进CH3COOH电离,c(H+)增大,盐酸挥发,溶质减少,c(H+)减小,B项错误;加水稀释,CH3COOH的电离平衡正向移动,稀释相同倍数后两溶液的c(H+)不相同,醋酸中的c(H+)大于盐酸中的c(H+),但c(H+)均减小,C项错误;由于醋酸和盐酸的c(H+)相同,而醋酸为弱酸,所以c(CH3COOH)大于c(HCl),加入足量的锌,由于CH3COOH浓度大,而两种溶液体积相同,随着反应的进行,CH3COOH继续电离产生H+,因此产生的氢气多,D项错误。
9.C 根据表中电离常数可知:酸性由强至弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,则相同条件下水解程度由大到小的顺序为CO32->ClO->HCO3->CH3COO-。相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系应是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),A项错误;由于酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式应为ClO-+CO2+H2OHClO+HCO3-,B项错误;c(R-)c(HR)·c(OH-)可变形为c(R-)·c(H+)c(HR)·c(OH-)·c(H+),该式即为KaKW,温度恒定则该式的值恒定,C项正确;CH3COOH的酸性强于HClO,故稀释相同pH的两种酸溶液,CH3COOH溶液的pH变化更大,即曲线Ⅰ代表稀释CH3COOH的稀溶液,曲线Ⅱ代表稀释HClO的稀溶液,a点pH大于b点,即c(H+)ac(OH-),C项错误;溶液显中性,pH=7的时候,溶液中的HX-和X2-浓度相等,存在的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-),因为溶液显中性有c(H+)=c(OH-),所以得到c(Na+)=2c(X2-)+c(HX-)=3c(X2-),D项错误。
11.答案 (1)> Na2HPO4溶液中存在电离平衡HPO42-H++PO43-,加入足量CaCl2溶液后Ca2+与PO43-结合生成Ca3(PO4)2沉淀,促使HPO42-电离平衡向右移动,H+浓度增大,使溶液显酸性 (2)7.52×1011 (3)< >
解析 (1)Na2HPO4溶液呈碱性,所以HPO42-的水解程度大于电离程度,则c(H2PO4-)>c(PO43-)。(2)K=c(H2PO4-)c(H3PO4)·c(OH-)=c(H2PO4-)·c(H+)c(H3PO4)·c(OH-)·c(H+)=K1KW=7.52×10-310-14=7.52×1011。(3)由Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)Ca5(PO4)3(OH)(s)+F-可知,增大OH-浓度(即增大pH),c(F-)增大,由题图可知,温度相同时pH2对应的c(F-)大于pH1对应的c(F-),所以pH1v(B)。
12.答案 (1)a>b>d>c (2)9×108
(3)CN-+CO2+H2OHCO3-+HCN
(4)9.9×10-7mol·L-1 (5)b×10-7a-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,溶液的pH越大,所以pH由大到小的顺序是a>b>d>c。
(2)Ka(CH3COOH)=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=c2(H+)c(CH3COOH)=1.8×10-5,c(CH3COOH)≈0.5 mol·L-1,c(H+)≈3×10-3 mol·L-1,由水电离出的c(H+)约为10-143×10-3 mol·L-1,则由醋酸电离出的c(H+)约是由水电离出的c(H+)的3×10-310-143×10-3=9×108倍。
(3)酸性强弱顺序为H2CO3>HCN>HCO3-,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+H2OHCO3-+HCN。
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液pH=6,则c(H+)=10-6mol·L-1,c(OH-)=10-8mol·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-)=10-6mol·L-1-10-8mol·L-1=9.9×10-7mol·L-1。
(5)25 ℃时,将a mol·L-1的醋酸与b mol·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-)=10-7mol·L-1,c(CH3COO-)=c(Na+)=b2mol·L-1,c(CH3COOH)=a-b2 mol·L-1,则醋酸的电离常数K=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=b×10-7a-b。
13.答案 (1)3 10-5 强电解质 (2)B (3)多 (4)< (5)CO32-、HCO3-、A-
解析 (1)25 ℃时,0.1 mol·L-1的HA溶液中c(H+)c(OH-)=108,结合KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,可得c(H+)=1×10-3mol·L-1,所以pH=3。HA的电离常数Ka=c(A-)·c(H+)c(HA)=1×10-3×1×10-30.1=10-5。0.01 mol·L-1BOH溶液pH=12,c(OH-)=1×10-2mol·L-1,所以BOH是强电解质。(2)稀释过程中,温度不变,Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)不变,c(A-)减小,所以c(H+)c(HA)增大;c(H+)减小,则c(A-)c(HA)增大,因此c(HA)c(A-)减小,A项不符合题意,B项符合题意;由于温度不变,故KW=c(H+)·c(OH-)不变,C项不符合题意;KW=c(H+)·c(OH-)不变,c(H+)减小,所以c(OH-)增大,D项不符合题意。(3)由(1)知HA是弱电解质,体积、pH均相等的HA与HCl溶液,HA溶液的物质的量浓度较大,所以HA溶液中产生的氢气较多。(4)由(1)知BOH为强电解质,在水溶液中完全电离出OH-,BA为强碱弱酸盐,A-水解使溶液显碱性,pH相等的BOH溶液与BA溶液,分别加热到相同的温度后,A-的水解程度增大,BA溶液碱性增强,所以BOH溶液的pHH2CO3>HCO3-,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CO32-、HCO3-、A-。
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