2021版化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版高考新风向·命题新情境8.1弱电解质的电离平衡

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高考新风向·命题新情境

　绿萝是最常见的家中植物了,在家庭、公司、商店,不少地方都可以看到绿萝的身影。绿萝简单好养活,因此大家都很爱养,而且绿萝净化空气的作用也受到不少花友的青睐。不少花友的绿萝容易出现黄叶的问题,如果给绿萝浇一浇几种“弱酸性水”,叶子容易由黄转绿,效果很好。

(1)米醋水

食醋中含有醋酸,因此有酸味,天然发酵的食醋,除了醋酸还有乳酸和葡萄糖等物质,可以改善盆土环境,还能够促进绿萝合成叶绿素。

(2)橘子皮水

橘子含有丰富的糖类,即葡萄糖、果糖、蔗糖,维生素、苹果酸、柠檬酸、蛋白质、脂肪、食物纤维以及多种矿物质等。可用橘子皮水来浇花。

(3)硫酸亚铁水

硫酸亚铁也叫绿矾,硫酸亚铁水呈弱酸性,还可以起到改善盆土环境的作用。

　问题1.食醋加水稀释时,醋酸的电离度、电离常数、c(H+)、溶液的导电性如何变化?(素养角度——变化观念与平衡思想)

提示:醋酸属于弱酸,加水稀释电离平衡向电离的方向移动,故电离度增大;电离常数只与温度有关,故不变;加水稀释促进醋酸的电离,但溶液中c(H+)、c(CH3COO—)减小,溶液的导电性减弱。

问题2.已知醋酸的Ka=1.75×10-5,柠檬酸的Ka1=7.44×10-4,Ka2=1.73×10-5,Ka3=4.02×10-7。(素养角度——变化观念与平衡思想)

(1)则柠檬酸和醋酸哪个的酸性强?

提示:由于醋酸的Ka=1.75×10-5小于柠檬酸的Ka1=7.44×10-4,则柠檬酸的酸性强。

(2)将pH相同的醋酸和柠檬酸加水稀释相同倍数后,pH的关系如何?

提示:由于柠檬酸的酸性强,pH相同的醋酸和柠檬酸加水稀释相同倍数后,醋酸的pH变化小于柠檬酸的pH变化,则pH(醋酸)<pH(柠檬酸)。

问题3.硫酸亚铁水为什么呈弱酸性?用离子方程式表示。(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:硫酸亚铁属于强酸弱碱盐,溶液中Fe2+发生水解使溶液呈弱酸性,离子方程式为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+。

1.某医科大学的研究人员发现了常见的食品防腐剂——苯甲酸钠在治疗精神分裂症方面的一种新用途。苯甲酸钠联合氯氮平可以治疗精神分裂症,可有效改善疾病症状。

研究表明苯甲酸(简写为HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分)              (　　)

A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低

B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变

C.当pH为5.0时,饮料中=0.16

D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为c(H+)=c(HC)+c(C)+c(OH-)-c(HA)

【解析】选C。充入CO2的碳酸饮料中H+浓度大,易形成抑菌能力强的HA,故碳酸饮料抑菌能力强,A项错误;提高CO2的充气压力,能够增大CO2的溶解度,溶液中H+浓度增大,与A-结合生成难电离的HA,饮料中c(A-)减小,B项错误;根据电离平衡常数的关系式可得:=6.25×10-5,整理得==0.16,C项正确;根据电荷守恒得:c(H+)+c(Na+)=c(A-)+2c(C)+c(OH-)+c(HC),根据物料守恒得:c(Na+)=c(A-)+c(HA),将c(Na+)=c(A-)+c(HA)代入电荷守恒关系式可得:c(H+)+c(HA)=2c(C)+c(OH-)+c(HC),D项错误。

2.随着国内禁抗步伐的迈进,抗生素替代产品的研究日趋活跃,植物精油和有机酸抑制有害菌、增强机体免疫力,可以应用在家禽生产上。在饲料保存中,甲酸和丙酸特别有效。

25 ℃时,相同pH的甲酸(用HA表示)与丙酸(用HB表示)溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是              (　　)

A.同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)小于c(B-)

B.a点溶液的导电性大于b点溶液

C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)

D.HA的酸性强于HB

【解析】选D。由于稀释过程中HA的pH变化较大,故HA的酸性强于HB,D项正确;酸的酸性越强,对应盐的水解程度越弱,NaB的水解程度较大,同浓度的NaA与NaB溶液中,c(B-)小于c(A-),A项错误;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c(H+)较大、c(B-)较大,溶液的导电性较强,B项错误;HA酸性强于HB,则相同pH的溶液,c(HA)<c(HB),稀释相同倍数时,a点的c(HA)小于b点的c(HB),C项错误。

3.2019年2月1日,日本发布《食品、添加剂等的规格基准》的修改意见,修改部分农兽药在食品中残留限量标准和次溴酸作为食品添加剂的规格标准。在次溴酸的定义中增加了新制造方法。次溴酸和碳酸都属于弱酸。运用表中电离常数判断,可以发生的反应是              (　　)

A.HBrO+Na2CO3NaBrO+NaHCO3

B.2HBrO+Na2CO32NaBrO+H2O+CO2↑

C.HBrO+NaHCO3NaBrO+H2O+CO2↑

D.NaBrO+NaHCO3Na2CO3+HBrO

【解析】选A。相同温度下,酸的电离常数越大,酸性越强,一般来说,强酸能和弱酸的盐反应生成弱酸,根据表中数据知,酸性强弱顺序是H2CO3>HBrO>HC,所以HBrO+Na2CO3NaBrO+NaHCO3能发生,故A正确、D错误;酸性H2CO3>HBrO,所以碳酸钠和次溴酸反应不能生成CO2,故B错误;酸性H2CO3>HBrO,所以次溴酸和碳酸氢钠不反应,故C错误。

4.2019年8月,环境非政府组织——绿色和平组织公布的NASA数据分析,印度是世界上最大的人为二氧化硫排放国,主要是由燃煤产生的,并且极大地助长了空气污染。室温下,向100 mL饱和的H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况),发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,测得溶液pH与通入SO2关系如图所示。有关说法错误的是              (　　)

A.a点水的电离程度最大

B.该温度下H2S的Ka1≈10-7.2

C.曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化

D.a点之后,随SO2气体的通入,值始终减小

【解析】选D。由图可知,a点表示SO2气体通入112 mL即0.005 mol时pH=7,溶液呈中性,说明SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,可知饱和H2S溶液中溶质物质的量为0.01 mol,c(H2S)=0.1 mol·L-1。a点之前为H2S过量,a点之后为SO2过量,溶液均呈酸性,故a点水的电离程度最大,故A正确;由图中起点可知

0.1 mol·L-1 H2S溶液电离出的c(H+)=10-4.1 mol·L-1,电离方程式为H2SH++HS-、HS-H++S2-;以第一步为主,根据平衡常数表达式算出该温度下H2S的Ka1≈≈10-7.2,故B正确;当SO2气体通入336 mL时,相当于溶液中的c(H2SO3)=0.1 mol·L-1,因为H2SO3酸性强于H2S,故此时溶液中对应的pH应小于4.1,故曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化,故C正确;根据平衡常数表达式可知c(HS)/c(H2SO3)=Ka1/c(H+),a点之后,随SO2气体的通入,c(H+)增大,当通入的SO2气体达饱和时,c(H+)就不变了,故D错误。

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