课时跟踪检测(三十三) 弱电解质的电离平衡(基础课)
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1.(2021·芜湖模拟)在0.1 mol·L-1的HCN溶液中存在如下电离平衡:HCNH++CN-。对该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入少量NaOH固体,平衡正向移动
B.加水,平衡逆向移动
C.滴加少量0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D.加入少量NaCN固体,平衡正向移动
解析:选A 加入NaOH,NaOH和H+反应而减小溶液中c(H+),从而促进HCN电离,则平衡正向移动,故A正确;加水稀释促进弱电解质的电离,所以平衡正向移动,故B错误;加入少量相同浓度的HCl溶液,HCl是强电解质,完全电离,导致溶液中c(H+)增大,故C错误;加入少量NaCN固体,导致溶液中c(CN-)增大,平衡逆向移动,故D错误。
2.在25 ℃时,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A. B.
C. D.c(OH-)
解析:选A A项,加水稀释促进NH3·H2O的电离,溶液中n(OH-)、n(NH)增大,分子的物质的量减小,该比值增大,正确;B项,溶液中OH-、NH的物质的量增大,且水电离出OH-的数目增多,该比值变小,错误;C项,稀释时,溶液中NH的物质的量增大,NH3·H2O分子的物质的量减小,该比值减小,错误;D项,加水稀释c(OH-)减小,错误。
3.下列有关水电离情况的说法正确的是( )
A.25 ℃,pH=12的烧碱溶液与pH=12的纯碱溶液,水的电离程度相同
B.其他条件不变,CH3COOH溶液在加水稀释过程中,一定变小
C.其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,水的电离程度减小
D.其他条件不变,温度升高,水的电离程度增大,KW增大
解析:选D 酸或碱抑制水的电离,强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐均能促进水的电离,NaOH是强碱,抑制水的电离,Na2CO3是强碱弱酸盐,促进水的电离,所以两溶液中水的电离程度不同,A项错误;CH3COOH为弱酸,其他条件不变,稀释CH3COOH溶液,c(H+)减小,c(OH-)增大,所以增大,B项错误;NaOH抑制水的电离,其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,其对水电离的抑制程度降低,所以水的电离程度增大,C项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)和c(H+)增大,所以KW增大,D项正确。
4.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法不正确的是( )
A.用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度
B.用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积
C.加热滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深
D.常温下,稀释0.1 mol·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍,测得pH在4~5之间
解析:选A NaCl和NaH2PO2都属于强电解质,所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度,不能证明H3PO2是弱电解质,故A错误;因盐酸为强酸,若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积,则说明次磷酸为弱电解质,B正确;若次磷酸为弱电解质,则NaH2PO2溶液呈碱性,加热促进其水解,滴有酚酞试液的NaH2PO2溶液颜色变深,C正确;常温下,若次磷酸为一元强酸,则把0.1 mol·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍,pH应为3,而现测得pH在4~5之间,说明次磷酸没有完全电离,为弱电解质,D正确。
5.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关三种酸的电离常数(25 ℃)。若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2、NaCN+HF===HCN+NaF、NaNO2+HF===HNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HNO2>HCN
D.K(HCN)
6.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:
弱电解质
电离常数(Ka)
HClO
Ka=4.7×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
H2SO3
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
下列微粒在溶液中不能大量共存的是( )
A.SO、HCO B.ClO-、HCO
C.HSO、CO D.HClO、HCO
解析:选C 根据表中电离常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO>HClO>HCO;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HSO>HCO,则SO、HCO不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HCO,则ClO-、HCO不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HSO>HCO,则HSO、CO能反应生成SO和HCO,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HCO不能反应,可以大量共存,D不符合题意。
7.(2021·海滨模拟)25 ℃时,pH=2的盐酸和醋酸溶液各1 mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表醋酸溶液的稀释过程
B.a溶液的导电性比c溶液的导电性差
C.将a、b两溶液加热至30 ℃(忽略溶质挥发),变大
D.与相同浓度的NaOH溶液恰好中和时,消耗a溶液的体积比b溶液的体积大
解析:选D 溶液稀释时,醋酸进一步电离,其溶液pH变化比盐酸的小,故曲线Ⅰ代表盐酸的稀释过程、Ⅱ应为醋酸稀释时的pH变化曲线,故A错误;稀释后盐酸溶液中氯离子、氢离子浓度减小,则溶液导电性减弱,故a溶液的导电性比c溶液的导电性强,故B错误;升高温度后,醋酸的电离程度增大,醋酸根离子浓度增大,而氯离子浓度基本不变,则比值减小,故C错误;醋酸的浓度大于盐酸,与相同浓度的NaOH溶液恰好中和时,消耗a溶液的体积比b溶液的体积大,故D正确。
8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离。下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7
D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小
解析:选B 0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,则溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,溶液中的c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
9.25 ℃,两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.MOH是一种弱碱
B.在x点:c(M+)=c(R+)
C.稀释前,c(MOH)=10c(ROH)
D.稀释前,MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-):前者是后者的10倍
解析:选B 由图可知,两溶液分别稀释100倍,MOH溶液的pH减小2,ROH溶液的pH减小1,则MOH是强碱,ROH是弱碱,A错误;x点两溶液的pH相等,则两溶液中c(H+)、c(OH-)分别相等;根据电荷守恒可得c(M+)+c(H+)=c(OH-)、c(R+)+c(H+)=c(OH-),从而推知x点时c(M+)=c(R+),B正确;MOH是强碱,起始溶液的pH=13,则有c(MOH)=0.1 mol·L-1,ROH是弱碱,部分电离,起始溶液的pH=12,则有c(ROH)>0.01 mol·L-1,从而可知稀释前,c(MOH)<10c(ROH), C错误;稀释前,MOH溶液的pH=13,则由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1;ROH溶液的pH=12,则由水电离出的c(OH-)=1×10-12mol·L-1,故稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH-):后者是前者的10倍,D错误。
10.(2021·蚌埠模拟)常温下向100 mL蒸馏水中滴入10 mL 5 mol·L-1HA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( )
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:选D 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,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。
11.25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
NH3·H2O
电离常数
1.7×10-5
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
3.0×10-8
1.7×10-5
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为______________________。
(2)CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序______________。
(3)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的电离常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数;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___________________________________。
解析:(1)电离常数越大,酸性越强,酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO。(2)电离常数越小,其对应酸根离子结合H+的能力越强,CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为CO>ClO->HCO>CH3COO-。(3)根据图像可知,起始时两种溶液中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,电离常数大;HX酸性强于CH3COOH,稀释后HX溶液中c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其对水电离的抑制能力较弱。
答案:(1)CH3COOH>H2CO3>HClO (2)CO>ClO->HCO>CH3COO- (3)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,酸性强,电离常数大 大于 HX的酸性强于CH3COOH,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较弱
12.现有常温下pH=2的盐酸(甲)和pH=2的醋酸溶液(乙),请根据下列操作回答问题:
(1)常温下0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数值一定变小的是________(填字母)。
A.c(H+) B.
C.c(H+)·c(OH-) D.
(2)取10 mL的乙溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动;另取10 mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(3)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,所得溶液的pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“>”“<”或“=”)。
(4)取等体积的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知25 ℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
Ka1
1.8×10-5
4.3×10-7
3.0×10-8
Ka2
-
5.6×10-11
-
下列四种离子中结合H+能力最强的是______(填序号)。
A.HCO B.CO
C.ClO- D.CH3COO-
写出下列反应的离子方程式。
CH3COOH+Na2CO3(少量):_____________________________________________;
HClO+Na2CO3(少量):__________________________________________________。
解析:(1)CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,加水稀释过程中,平衡正向移动,但溶液中c(H+) 、c(CH3COO-)均减小,A符合题意。CH3COOH的电离平衡常数Ka=,则有=,加水稀释时,c(CH3COO-)减小,但Ka不变,则增大,B不符合题意。由于温度不变,则c(H+)·c(OH-)=KW不变,C不符合题意。加水稀释时,溶液中c(H+)减小,由于c(H+)·c(OH-)=KW不变,则c(OH-)增大,故增大,D不符合题意。(2)醋酸溶液中加入等体积的水,醋酸的电离平衡向右移动,电离程度增大;醋酸溶液中加入少量无水醋酸钠固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,根据CH3COOH的电离平衡常数Ka=推知,=,由于温度不变,Ka不变,c(CH3COO-)增大,则溶液中的值减小。(3)常温下,pH=2的盐酸(甲)和pH=2的醋酸溶液(乙),取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,醋酸的电离平衡正向移动,pH变化小,则所得溶液的pH:pH(甲)>pH(乙)。(4)pH均为2的盐酸和醋酸溶液相比,其浓度:c(HCl)
答案:(1)A (2)向右 减小
(3)> (4)<
(5)B 2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O HClO+CO===ClO-+HCO
13.(1)次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,写出其电离方程式:
________________________________________________________________________。
NaH2PO2溶液显________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。
(2)如图所示为二元酸H2A溶液中各微粒的物质的量分数(δ)随溶液pH的变化曲线(25 ℃)。
H2A的电离平衡常数Ka1=________,溶液pH=7时,=________。
(3)25 ℃时,a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,若混合后所得溶液中c(NH)=c(Cl-)。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=________。
解析:(1)次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,所以在水溶液中部分电离生成H+、H2PO,电离方程式为H3PO2H++H2PO,NaH2PO2是强碱弱酸盐,酸根离子水解导致溶液呈弱碱性。(2)pH=4.20时,c(H2A)=c(HA-),H2A的电离平衡常数Ka1==c(H+)=10-4.20,pH=6.20时,c(A2-)=c(HA-),H2A的电离平衡常数Ka2==c(H+)=10-6.20,pH=7,则c(H+)=10-7,=×===1×100.8。(3)25 ℃时,若a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,溶液体积增大一倍,则c(Cl-)=0.005 mol·L-1,混合后所得溶液中c(NH)=c (Cl-)=0.005 mol·L-1,根据电荷守恒得c(H+)=c (OH-)=10-7 mol·L-1,所以c(NH3·H2O)=0.5a mol·L-1-c(NH)=(0.5a-0.005) mol·L-1,NH3·H2O的电离平衡常数Kb===。
答案:(1)H3PO2H++H2PO 弱碱性
(2)1×10-4.2 1×100.8 (3)
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