高考化学一轮复习 第八章 第1讲 弱电解质的电离平衡教案(含解析)
展开第1讲 弱电解质的电离平衡
[考纲要求] 1.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。3.了解电离平衡常数。
考点一 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质
(1)概念
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物。弱电解质主要是某些共价化合物。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。
(2)电离平衡的特征
(3)外界条件对电离平衡的影响
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:浓度、温度、加入试剂等。
(4)电离过程是可逆过程,可直接用化学平衡移动原理分析电离平衡。以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例:CH3COOHCH3COO-+H+(正向吸热)。
实例(稀溶液)
CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
改变条件
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
导电能力
Ka
加水稀释
→
增大
减小
减弱
不变
加入少量冰醋酸
→
增大
增大
增强
不变
加HCl(g)
←
增大
增大
增强
不变
加NaOH(s)
→
减小
减小
增强
不变
加入镁粉
→
减小
减小
增强
不变
升高温度
→
增大
增大
增强
增大
深度思考
1.电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小吗?离子的浓度一定增大吗?
答案 都不一定。如对于CH3COOHCH3COO-+H+平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能“消除”,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大;加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
2.稀释一弱电解质溶液时,所有粒子浓度都会减小吗?
答案 不是所有粒子浓度都会减小。对于弱酸或弱碱溶液,只要对其稀释,电离平衡均会发生右移,例如HA溶液稀释时,c(HA)、c(H+)、c(A-)均减小(参与平衡建立的微粒);平衡右移的目的是为了减弱c(H+)、c(A-)的减小,但c(OH-)会增大。
3.在下列溶液中①氨水 ②氯水 ③NaHSO4溶液 ④盐酸,所含微粒种类由多到少的顺序是________(填序号)。
答案 ②①③④
解析 氨水:NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH-、H+共6种;氯水:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-共7种;NaHSO4溶液:H2O、Na+、H+、SO、OH-共5种;盐酸:H+、Cl-、OH-、H2O共4种。
4.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)强电解质溶液中不存在溶质分子,弱电解质溶液中存在溶质分子 ( )
(2)氨气溶于水,当c(OH-)=c(NH)时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态 ( )
(3)弱电解质一定是共价化合物 ( )
(4)由0.1 mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH- ( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
解析 (2)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,NH3·H2O电离出的c(OH-)与c(NH)永远相等,不能表明NH3·H2O电离处于平衡状
态;(3)某些离子化合物是弱电解质,如(CH3COO)2Pb等;(4)由于OH-的浓度小于0.1 mol·L-1,所以BOH应属于弱碱,应为BOHB++OH-。
题组一 改变条件,平衡移动,判结果变化
1.(2011·新课标全国卷,10)将浓度为0.1 mol·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. D.
答案 D
解析 HF为弱酸,存在电离平衡:HFH++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 mol·L-1,所以减小,C错误;=,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,所以增大,D正确。
2.(2012·上海,17)将100 mL 1 mol·L-1 的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化。两份溶液中c(CO)的变化分别是 ( )
A.减小、减小 B.减小、增大
C.增大、增大 D.增大、减小
答案 B
解析 在NaHCO3溶液中存在如下电离平衡,HCOH++CO,当加入少许冰醋酸时,HCO与冰醋酸电离出的H+反应生成CO2和H2O,上述平衡向左移动,c(CO)减小。当加入少量Ba(OH)2固体时发生如下反应,Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+CO+2H2O,因而c(CO)增大。选项B正确。
题组二 平衡移动,结果变化,判采取措施
3.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是 ( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
答案 C
解析 若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH)增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,①不合题意;硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,②不合题意;当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,符合题意,③正确;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,但c(OH-)减小,④不合题意;电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,c(OH-)增大,⑤错;加入MgSO4固体发生反应Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH)-减小,⑥错。
4.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值增大,可以采取的措施是 ( )
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸
④加水
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
答案 C
解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但①③项会使c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
考点二 电离平衡常数
1.(1)填写下表
弱电解质
电离方程式
电离常数
NH3·H2O
NH3·H2ONH+OH-
Kb=1.7×10-5
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=1.7×10-5
HClO
HClOH++ClO-
Ka=4.7×10-8
(2)CH3COOH酸性大于HClO酸性(填“大于”、“小于”或“等于”),判断的依据:相同条件下,电离常数越大,电离程度越大,c(H+)越大,酸性越强。
(3)电离平衡常数的意义:弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大,电离程度越大。多元弱酸的电离以第一步电离为主,各级电离平衡常数的大小差距较大。
(4)外因对电离平衡常数的影响:电离平衡常数与其他化学平衡常数一样只与温度有关,与电解质的浓度无关,升高温度,K值增大,原因是电离是吸热过程。
2.碳酸是二元弱酸
(1)电离方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(2)电离平衡常数表达式:Ka1=,Ka2=。
(3)比较大小:Ka1>Ka2。
深度思考
1.H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,它的Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释):
________________________________________________________________________。
答案 第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用
2.在Na2CO3中加醋酸产生CO2气体,试从电离平衡常数的角度解释原因(已知:K(CH3COOH)=1.7×10-5;K(H2CO3)=4.3×10-7。):
________________________________________________________________________。
答案 醋酸的电离平衡常数大,酸性强,较强的酸可制备较弱的酸。
题组一 影响电离平衡常数的因素及其应用
1.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)同浓度的CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种物质的溶液:a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3,pH由大到小的顺序是____________(填编号)。
(4)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是________(填字母序号,下同)。
A.c(H+)
B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-)
D.c(OH-)/c(H+)
E.
若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据增大的是
________________________________________________________________________。
(5)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;理由是
________________________________________________________________________,
稀释后,HX溶液中由水电离出来的c(H+)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H+),理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)CO>ClO->HCO>CH3COO-
(3)a>b>d>c
(4)A ABCE
(5)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,酸性强,电离平衡常数大 大于 HX酸性强于CH3COOH的,稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其对水电离的抑制能力也较弱
解析 电离平衡常数越大,酸性越强,电离平衡常数越小,其对应酸根离子结合H+能力越强,水解程度越大,碱性越强。
(4)醋酸是弱电解质,稀释后电离程度增大,但CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度却都减小,c(OH-)却是增大的,且CH3COOH的浓度减小的程度最大。升温促进电离,Kw、Ka均增大,c(H+)增大,c(H+)/c(CH3COOH)增大,c(OH-)/c(H+)减小。
(5)根据图像分析知道,起始是两种溶液中c(H+)相同,c(较弱酸)>c(较强酸),稀释过程中较弱酸的电离程度增大,故在整个稀释过程中较弱酸的c(H+)一直大于较强酸的c(H+),稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性强,电离平衡常数大;HX酸性强于CH3COOH的,稀释后HX溶液中c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以对水电离的抑制能力减弱。
题组二 有关电离平衡常数的定量计算
2.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO+H+的平衡常数K1=________。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
答案 4.2×10-7
解析 H2CO3H++HCO
K1==≈4.2×10-7。
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(NH)=c(Cl-),则溶液显__________性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=
________________________________________________________________________。
答案 中
解析 氨水与HCl等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
NH3·H2O NH + OH-
(-) mol·L-1 mol·L-1 10-7 mol·L-1
Kb==。
考点三 强酸与弱酸的比较
浓度均为0.01 mol·L-1的强酸HA与弱酸HB
pH均为2的强酸
HA与弱酸HB
pH或物质的量浓度
=pHHA
HA>HB
HA=HB
体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量
HA=HB
HA
HA=HB
HA
c(A-)>c(B-)
c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA:不变HB:变大
HA:不变HB:变大
加水稀释10倍后
3=pHHA
溶液的导电性
HA>HB
HA=HB
水的电离程度
HA
深度思考
按要求画图像,并回答问题。
(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸
①加入足量的Zn,画出H2体积的变化图像
单位时间内,________产生的H2多,反应停止时,产生的H2________。
答案
盐酸 一样多
②加水稀释,画出pH值的变化图像
加水稀释相同的倍数,________的pH大;
加水稀释到相同的pH值,________加入的水多。
答案
醋酸 盐酸
(2)相同体积、相同pH值的盐酸和醋酸
①加入足量的Zn,画出H2体积的变化图像
单位时间内,________产生的H2多,反应停止时,________产生的H2多。
答案
醋酸 醋酸
②加水稀释,画出pH值的变化图像
加水稀释相同的倍数,________的pH大;
加水稀释到相同的pH,________加入的水多。
答案
盐酸 醋酸
题组一 强酸、弱酸的比较
1.在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是________________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是________________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是____________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为____________,反应所需时间的
长短关系是__________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
答案 (1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b
(4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
解析 解答本题要注意以下三点:
(1)HCl、H2SO4都是强酸,但H2SO4是二元酸。
(2)CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全电离。
(3)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡。
2.今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是 ( )
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH ①>②>④>③
D.V1 L ④与V2 L ①混合,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
答案 D
解析 醋酸钠溶液显碱性,所以A正确,也可以从平衡移动角度分析,CH3COONa电离出的CH3COO-:a.与盐酸中的H+结合生成CH3COOH;b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,两溶液中H+浓度均减小,所以pH均增大;假设均是强酸强碱,且物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),B正确;分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2ONH+OH-右移,使①pH>10,同理醋酸稀释后pH<4,所以C正确;假设均是强酸强碱,混合后溶液呈中性,V1=V2,但①氨水是弱碱,其浓度远远大于④盐酸,所以需要的①氨水少,即V1>V2,D错误。
题组二 判断弱电解质的方法
3.为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:0.1 mol·L-1醋酸溶液、0.1 mol·L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是
________________________________________________________________________,
理由是
________________________________________________________________________。
(2)乙分别取pH=3的醋酸和盐酸各1 mL,分别用蒸馏水稀释到100 mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是
________________________________________________________________________。
(3)丙分别取pH=3的盐酸和醋酸各10 mL,然后加入质量相同的锌粒,醋酸放出H2的速率快,则认定醋酸是弱电解质,你认为这一方法正确吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试验,也论证了醋酸是弱酸的事实,该同学的试验操作和现象是
________________________________________________________________________。
答案 (1)a>1 因醋酸是弱酸,不能完全电离 (2)盐酸的pH=5,醋酸的pH<5 (3)正确。由于醋酸是弱酸,随着反应的进行,醋酸不断电离,c(H+)变化小,产生H2的速率醋酸比盐酸快 (4)将CH3COONa晶体、NaCl晶体溶于适量水配成溶液,分别滴入酚酞试液,CH3COONa溶液变浅红色,NaCl溶液不变色
1.判断弱电解质的三个思维角度
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍后,1
(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
2.搭建思维平台
我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时,不妨用假设法给自己搭建一个平台,用这个平台进行分析。如题2中的C选项,分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,然后再根据平衡移动进行分析;再如D选项,假设均是强酸强碱,则V1=V2,然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
探究高考 明确考向
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)25 ℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH ( )
(2013·重庆理综,2B)
(2)稀醋酸加水稀释,醋酸的电离程度增大,溶液的pH减小 ( )
(2012·重庆理综,10B)
(3)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等 ( )
(2012·福建理综,10C)
(4)CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值减小 ( )
(2013·江苏,11C)
(5)室温下,对于0.10 mol·L-1的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH)·c(OH-)变大( )
(2013·福建理综,8B)
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2.(2011·山东理综,14)室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是
( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B
解析 醋酸加水稀释,促进电离,导电粒子的数目增加,故A错误;由于温度不变,电离平衡常数K==·不变,由于Kw不变,则题给比值不变,故B正确;醋酸加水稀释,电离程度增大,但c(H+)变小,故C错误;加入10 mL pH=11的NaOH溶液,醋酸过量,混合后溶液显酸性,故D错误。
3.(2011·福建理综,10)常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是 ( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.提高溶液的温度
答案 B
解析 醋酸是弱酸,稀释10倍同时也促进了其电离,溶液的pH<(a+1),A错误;醋酸根离子水解显碱性,向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使pH增大1,B正确;盐酸完全电离,加入盐酸后溶液的pH 4.(2010·大纲全国卷Ⅱ,9)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②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( )
答案 C
解析 强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应的进行,中强酸会继续电离出H+,所以溶液②产生氢气的体积多,在相同时间内,②的反应速率比①快。
5.(2010·重庆理综,13)pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 ( )
A.x为弱酸,Vx
C.y为弱酸,Vx
答案 C
解析 由图知:将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸。pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH至pH=7时需NaOH溶液的体积y要比x大。
6.(2010·上海,21改编)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是( )
A.甲中沉淀一定比乙中的多
B.甲中沉淀可能比乙中的多
C.甲中沉淀一定比乙中的少
D.甲中和乙中的沉淀不可能一样多
答案 B
解析 (1)若AlCl3过量,由于相同体积、相同pH的氨水比NaOH提供的OH-物质的量大,所以生成沉淀Al(OH)3甲比乙多。
(2)若AlCl3电离出的Al3+与氨水和NaOH溶液电离出的OH-恰好完全反应,生成沉淀相等。
(3)若AlCl3少量,由于在NaOH溶液中生成的Al(OH)3可继续与NaOH反应而溶解,乙的沉淀量小于甲。
7.(2009·山东理综,15) 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是 ( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案 B
解析 醋酸在稀释时会继续电离,则在稀释相同体积、相同pH的盐酸与醋酸的过程中,醋酸中的H+浓度减小得慢、pH变化小,A项错误;随着稀释体积的增大,溶液中离子浓度在减小,B项正确;温度一定,任何稀的水溶液的Kw都是一定值, C项错误;由于醋酸是弱酸,要使盐酸和醋酸溶液pH值相同,醋酸的浓度比盐酸大得多,D项错误。
练出高分
1.下列关于弱电解质的说法中,正确的是 ( )
A.弱电解质需要通电才能发生电离
B.醋酸达到电离平衡时,不存在:CH3COO-+H+CH3COOH
C.H2SO4是共价化合物,所以它是弱电解质
D.弱电解质溶液中,既有溶质分子,又有溶质电离出来的离子
答案 D
解析 弱电解质在水分子的作用下即可发生电离,而不需要通电,A错误;醋酸达到电离平衡时,存在CH3COOHCH3COO-+H+,当然存在CH3COO-+H+CH3COOH,B错误;共价化合物不一定是弱电解质,例如HCl、H2SO4等都是强电解质,故C错误。
2.一元弱酸HA溶液中存在下列电离平衡:HAH++A-。将1.0 mol HA分子加入水中配成1.0 L溶液,下图表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是
( )
答案 C
解析 刚加入时HA浓度最大,后逐渐减小,故D错误。达到电离平衡时,HA与A-的物质的量浓度之和等于1.0 mol·L-1,故A、B错误。
3.在醋酸溶液中滴入稀氨水,溶液的导电能力发生变化,其导电能力随加入氨水的体积(V)的变化曲线是 ( )
答案 A
解析 在醋酸中加入氨水,发生反应NH3·H2O+CH3COOH===CH3COONH4+H2O,NH3·H2O和CH3COOH是弱电解质,而CH3COONH4是强电解质,所以导电能力开始阶段增强;反应完全后,随着氨水的加入,溶液被稀释,导电能力又下降,A项正确。
4.在二氧化碳的饱和溶液中,c(H+)和c(CO)的比值 ( )
A.等于1 B.等于2 C.大于2 D.1~2之间
答案 C
解析 碳酸的电离分两步(x、y分别为相应粒子的物质的量):
H2CO3H++HCO
x x
HCOH++CO
y y
由于HCO只有极少一部分电离,即x>y,所以c(H+)∶c(CO)=(x+y)∶y=1+x/y>2。
5.已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,反应Cl2+H2OHCl+HClO达到平衡后,要使HClO浓度增大,可加入 ( )
A.NaCl固体 B.水
C.CaCO3固体 D.NaOH固体
答案 C
解析 加入NaCl固体c(Cl-)增大,导致平衡逆向移动,c(HClO)减小,A错误;加水平衡 正向移动,但根据勒夏特列原理,HClO浓度会减小,B错误;加CaCO3固体,可消耗HCl,使上述平衡正向移动,HClO浓度增大,C正确;加NaOH固体可消耗HCl和HClO,使HClO浓度减小,故D错误。
6.一定量的锌粒与足量稀硫酸反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是( )
A.加入少量水,产生H2速率减小,H2体积不变
B.加入NH4HSO4固体,产生H2速率不变,H2体积不变
C.加入CH3COONa固体,产生H2速率减小,H2体积减小
D.滴加少量CuSO4溶液,产生H2速率变大,H2体积不变
答案 A
解析 A项,加水稀释,氢离子浓度降低,但氢离子的物质的量不变,所以反应速率减小,氢气体积不变,故正确;B项,加入硫酸氢铵固体,氢离子浓度增大,所以产生氢气的反应速率增大,但锌的物质的量不变,所以氢气体积不变,故错误;C项,加入醋酸钠固体,氢离子浓度减小,但酸的物质的量不变,所以产生氢气速率减小,氢气体积不变,故错误;D项,加入少量硫酸铜溶液,构成原电池,但酸的物质的量不变,所以产生氢气速率增大,由于锌变少,产生氢气的体积减小,故错误。
7.用水稀释0.1 mol·L-1氨水,溶液中随着水量的增加而增大的是 ( )
A.c(H+)·c(NH3·H2O)/c(NH)
B.c(NH)·c(OH-)/c(NH3·H2O)
C.c(H+)·c(OH-)
D.
答案 D
解析 溶液中存在平衡:NH3·H2ONH+OH-,Kb=,Kw=c(H+)·c(OH-),B、C均保持不变;
A项,==,该值保持不变;D项,随着水量的增加,c(OH-)减小,由于Kw不变,c(H+)增大,所以增大。
8.在体积均为1 L,pH均等于2的盐酸和醋酸中,分别投入0.12 g 镁粉充分反应后,下图中比较符合反应事实的曲线是 ( )
答案 B
解析 镁粉失去电子的物质的量为×2=0.01 mol,
盐酸正好完全反应,醋酸过量,单位时间内,醋酸的pH变化小,A错,B对;产生H2的体积一样大,但单位时间内,醋酸产生的H2多,C、D均错。
9.向等体积等物质的量浓度的H2S和SO2的水溶液中分别通入不同的气体,一段时间后,如图表示通入气体的量与溶液pH关系的曲线图,下列说法中正确的是 ( )
A.曲线a表示向H2S水溶液中通入O2
B.曲线b表示向SO2水溶液中通入O2
C.曲线c表示向H2S水溶液中通入Cl2
D.曲线d表示向SO2水溶液中通入H2S
答案 A
解析 由题意知H2S水溶液的pH大于SO2水溶液。A项,2H2S+O2===2H2O+2S↓,pH变大,a符合;B项,2SO2+2H2O+O2===2H2SO4,pH变小,d符合;C项,H2S+Cl2===2HCl+S↓,pH变小,b符合;D项,SO2+2H2S===3S↓+2H2O,pH逐渐变大,最后接近中性,均不符合。
10.常温下MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如图所示。下列叙述中不正确的是 ( )
A.ROH是一种强碱,MOH是一种弱碱
B.等浓度的MOH与盐酸反应,所得溶液呈中性,则V(MOH)>V(盐酸)
C.在x点,c(M+)=c(R+)
D.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
答案 D
解析 当稀释1 000倍时,ROH的pH由13变为10,而MOH的pH变化小于3,所以ROH为强碱,MOH为弱碱,A项正确;B项,若V(MOH)=V(盐酸),此时由于M+的水解溶液呈酸性,呈中性时,应V(MOH)>V(盐酸),正确;C项,x点时,由于c(OH-)相同,所以c(M+)与c(R+)相等;D项,c(ROH)=10-1 mol·L-1而c(MOH)>10-2 mol·L-1,所以<=10,c(ROH)<10c(MOH),错误。
11.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图
所示,请回答:
(1)O点为什么不导电:________________________________________________________________________。
(2)a、b、c三点溶液的pH由小到大的顺序是________________________________________________________________________。
(3)H+的物质的量最大的是________(填“a”、“b”或“c”)。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,可以采取下列措施中的________(填序号)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加NaOH固体
D.加水 E.加CH3COONa固体 F.加入锌粒
答案 (1)冰醋酸中无自由移动的离子
(2)b 解析 (1)冰醋酸中无自由移动的离子,所以在O点时不导电。
(2)pH的大小与c(H+)有关,pH大则c(H+)小。溶液的导电能力与离子浓度有关,在醋酸溶液中离子来源于醋酸的电离,醋酸溶液的导电能力越强,说明c(H+)越大。
(3)溶液稀释过程中,电离平衡向电离方向移动,氢离子的物质的量增大。
(4)若要使c(CH3COO-)增大,可以促进CH3COOH的电离平衡向电离方向移动。A、B、C、D、F项均可以达到使电离平衡向电离方向移动的目的。B、D项虽然能使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动,但是稀释占据了主导作用,导致c(CH3COO-)减小;E项中虽然CH3COOH的电离受到抑制,但加入的CH3COONa能使c(CH3COO-)增大。
12.现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)取10 mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动,若加入少量的冰醋酸,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“大于”、“小于”或“等于”)。若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=__________。
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小关系为c(Na+)________c(CH3COO-)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案 (1)向右 向右 减小
(2)小于 2 (3)大于 (4)小于
解析 (1)根据勒夏特列原理可知,加水稀释后电离平衡正向移动;若加入冰醋酸,相当于增加了反应物浓度,因此电离平衡也正向移动;加入醋酸钠固体后,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制了醋酸的电离,故c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。(2)由于在稀释过程中醋酸继续电离,故稀释相同的倍数后pH(甲)小于pH(乙)。HCl和CH3COOH溶液的pH都是2,溶液中的H+浓度都是0.01 mol·L-1,设CH3COOH的原浓度为c mol·L-1,混合后平衡没有移动,则有:
CH3COOHH++CH3COO-
原平衡浓度(mol·L-1) c-0.01 0.01 0.01
混合后浓度(mol·L-1) (c-0.01)/2 0.01 0.01/2
由于温度不变醋酸的电离常数不变,结合数据可知醋酸的电离平衡确实未发生移动,因此混合后溶液的pH仍等于2。(3)中取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较多,经NaOH稀溶液中和至相同pH时,消耗NaOH溶液的体积V(甲)大于V(乙)。(4)两者反应后醋酸过量,溶液显酸性,根据电荷守恒可得c(Na+)小于c(CH3COO-)。
13.(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动;溶液中的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氨气的水溶液称为氨水,其中存在的主要溶质微粒是NH3·H2O。
已知:a.常温下,醋酸和NH3·H2O的电离平衡常数均为1.74×10-5;
b.CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O。
则CH3COONH4溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”,下同),NH4HCO3溶液呈________性,NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是__________(填化学式)。
(3)99 ℃时,Kw=1.0×10-12,该温度下测得0.1 mol·L-1 Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的电离方程式为________________________________________________________________________。
②该温度下,将0.01 mol·L-1 H2A溶液稀释到20倍后,溶液的pH=________。
③体积相等、pH均为1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,产生的氢气________(填字母序号)。
A.盐酸多 B.H2A多
C.一样多 D.无法确定
④将0.1 mol·L-1 H2A溶液与0.2 mol·L-1氨水等体积混合,完全反应后溶液中各离子浓度从大到小的顺序为
________________________________________________________________________。
答案 (1)逆 不变
(2)中 碱 NH
(3)①H2A===2H++A2- ②3 ③C
④c(NH)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
解析 (1)CH3COOH溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,加入CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,平衡左移;CH3COOH的电离平衡常数
K=,温度不变,电离平衡常数不变,故的值不变。
(2)弱酸弱碱盐溶液酸碱性的判断要注意对应的弱酸和弱碱的电离平衡常数的大小,电离平衡常数越大,其对应离子水解的程度越小。
(3)由题给信息知H2A为强酸,在水溶液中完全电离。
14.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010 mol·L-1氨水、0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水。
(1)甲用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法是否正确?________(填“正确”或“不正确”),并说明理由________________________________________________________________________。
(2)乙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a,b值应满足什么关系?________(用“等式”或“不等式”表示)。
(3)丙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质?________(填“能”或“否”),并说明原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:________________________________________________________________________。
答案 (1)正确 若是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.01 mol·L-1,pH=12
(2)a-2<b<a
(3)浅 能 0.010 mol·L-1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。这两种可能均证明NH3·H2O是弱电解质
(4)取一张pH试纸,用玻璃棒蘸取0.1 mol·L-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7(方案合理即可)
解析 (1)若NH3·H2O是强电解质,则0.010 mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010 mol·L-1,pH=12。用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,应为弱电解质。
(2)若NH3·H2O是强电解质,用蒸馏水稀释至1 000 mL,其pH=a-2。因为NH3·H2O是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足a-2<b<a。
(3)向0.010 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低,这两种可能均会使溶液颜色变浅,可证明NH3·H2O是弱电解质。
(4)NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,即可证明NH3·H2O是弱电解质还是强电解质。
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高考化学一轮复习 第八章 第2讲 水的电离和溶液的pH教案(含解析): 这是一份高考化学一轮复习 第八章 第2讲 水的电离和溶液的pH教案(含解析),共33页。