2024届高考化学一轮复习课件 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 热点强化练10 弱电解质的图像分析与电离常数的计算

热点强化练10　弱电解质的图像分析与电离常数的计算

1.某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(　C　)

A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液

B.溶液中水的电离程度:b点>c点

C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)

D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同

解析:由Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)可知,酸性HNO2>CH3COOH。pH相同的两种酸稀释相同倍数时,酸性强的酸pH变化大,所以曲线Ⅱ为HNO2溶液,A错误。b、c两点处,b点c(H+)大,对水的电离抑制程度大,所以水的电离程度c点>b点,B错误。从c点到d点,==,Kw和Ka是两个常数,只要温度不变,比值也不变,C正确。a点pH相同,则CH3COOH的浓度大,恰好中和时消耗的NaOH多,所以溶液中n(Na+)大,D错误。

2.室温时,1 mol·L-1的HA和1 mol·L-1的HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水进行稀释,所得曲线如图所示。下列说法错误的是(　D　)

A.M点溶液中c(A-)等于N点溶液中c(B-)

B.HA的电离常数约为10-4

C.浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和HA的混合溶液的pH<7

D.M、P两点的溶液分别用等浓度的NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液的体积:P>M

解析:由图中信息可知,室温时,1 mol·L-1的HA和1 mol·L-1的HB两种酸溶液pH分别为2和0,所以HA是弱酸、HB是强酸。因为两溶液浓度和体积均相等,故两溶液中所含一元酸的物质的量相等,M点溶液和N点溶液的pH都等于3,由电荷守恒可知,M点溶液中c(A-)等于N点溶液中c(B-),A项正确;1 mol·L-1的HA溶液的pH为2,c(A-)=c(H+)=0.01 mol·L-1,c(HA)≈1 mol·L-1,则HA的电离常数约为10-4,B项正确;由B可知室温下HA的电离常数约为10-4,则A-的水解常数约为10-10,浓度均为 0.1 mol·L-1 的NaA和HA的混合溶液中,HA的电离程度大于A-的水解程度,所以该溶液的pH<7,C项正确;M、P两点的溶液所含一元酸的物质的量相等,故分别用等浓度的NaOH溶液中和时,消耗NaOH溶液的体积相等,D项错误。

3.常温下向100 mL蒸馏水中滴入10 mL 5 mol·L-1 HA溶液,利用传感器测得溶液中 c(H+) 和温度随着加入HA溶液体积的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　D　)

A.HA是强酸

B.a～b段,HA电离放热,使溶液温度升高

C.c～d段,c(H+)增大,HA电离程度增大

D.c点时,加入等体积、等浓度的NaOH溶液,则 c(Na+)=c(A-)+c(HA)

解析:结合图示可知,滴入10 mL 5 mol·L-1HA溶液时,c(HA)≈×5 mol·L-1≈0.46 mol·L-1,而此时c(H+)约为6×10-3 mol·L-1,证明HA部分电离,属于弱酸,故A错误;a～b段,HA的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,使溶液温度升高,故B错误;c～d段,HA浓度增大,c(H+)增大,但HA的电离程度减小,故C错误;c点时,加入等体积、等浓度的NaOH溶液,反应后溶质为NaA,根据物料守恒得c(Na+)=c(A-)+c(HA),故D正确。

4.(2022·江西南昌八一中学三模)HA为一元弱酸,其电离是吸热过程,平衡体系中各成分的组成分数为δ,δ=(其中X为HA或A-)。常温条件下,δ与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(　D　)

A.δ2为HA的分布曲线

B.HA的电离常数的数量级为10-4

C.pH=5时,溶液中c(HA)>c(A-)

D.若升高温度,a点移动趋势向左

解析:图像的横坐标是溶液的pH,pH增大,碱性增强,使HAH++A-平衡正向移动,此时 c(A-)增大,c(HA)减小,所以δ1是HA的曲线,δ2是A-的曲线,A错误;a点时,c(HA)=c(A-),pH=4.76,即c(H+)=10-4.76 mol/L,Ka==c(H+)=10-4.76=10-5×100.24,所以数量级为10-5,B错误;由图像知,pH=5时,δ2偏高,即c(A-)更大,C错误;a点时,Ka=c(H+),温度升高,Ka增大,即c(H+)增大,pH减小,a点向左移动,D正确。

5.(1)25 ℃时,2.0×10-3 mol·L-1氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如图所示:

计算:25 ℃时,HF的电离常数Ka≈　　　　。 

(2)亚硫酸电离常数为Ka1、Ka2,改变 0.1 mol·L-1 亚硫酸溶液的pH,其平衡体系中含硫元素微粒物质的量分数δ与pH的关系如图,=　　　　。 

(3)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与 0.01 mol·L-1 的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(N)=c(Cl-),用含a的代数式表示 NH3·H2O的电离常数Kb=　　　　。 

解析:(1)Ka=,当c(F-)=c(HF)时,Ka=c(H+),查图中的交点处即为c(F-)=c(HF),故所对应的pH=3.45,即c(H+)=10-3.45,所以,Ka=c(H+)=10-3.45。(2)c(H2SO3)=c(HS)时可得,Ka1(H2SO3)=10-2,当 c(S)=c(HS)时可得,Ka2(H2SO3)=10-7,==105。(3)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(N)=c(Cl-),根据电荷守恒 c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)可知c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,根据氯离子守恒可知 c(N)=c(Cl-)=0.005 mol·L-1,根据氮原子守恒可知溶液中c(NH3·H2O)=(0.5a-0.005) mol·L-1,则NH3·H2O的电离常数 Kb==。

答案:(1)10-3.45　(2)105　(3)