练案[21]　第八章　第21讲　弱电解质的电离

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[练案21]第八章　水溶液中的电离平衡第21讲　弱电解质的电离平衡A组　基础必做题1．下列说法正确的一组是(　B　)①不溶于水的盐都是弱电解质②可溶于水的盐都是强电解质③0.5 mol·L－1一元酸溶液中H＋浓度为0.5 mol·L－1④强酸溶液中的H＋浓度不一定大于弱酸溶液中的H＋浓度⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴阳离子⑥熔融的电解质都能导电A．①③⑤⑥ B．只有④⑤C．②④⑤⑥ D．只有③⑥[解析]　①电解质的强弱与溶解性无关，不溶于水的盐可能是强电解质，CaCO3、BaSO4均是强电解质，故①错误；②绝大多数的盐属于强电解质，少部分盐属于弱电解质，如醋酸铅是易溶于水的弱电解质，故②错误；③0.5 mol·L－1一元酸溶液中H＋浓度不一定为0.5 mol·L－1，如醋酸不完全电离，H＋浓度小于0.5 mol·L－1，故③错误；④H＋浓度与酸的浓度、分子中氢离子的个数以及电离程度有关，与电解质的强弱无关，所以强酸溶液中的H＋浓度不一定大于弱酸溶液中的H＋浓度，故④正确；⑤电解质溶液中的自由移动的阴阳离子在外加电场的作用下定向移动而导电，故⑤正确；⑥酸为共价化合物，在熔融态时均以分子形式存在，不能电离，没有自由移动的离子，均不导电；只有溶于水时才电离出离子而导电，故⑥错误。2．(2022·河南南阳模拟)下列实验事实能说明HNO2是弱电解质的是(　B　)①HNO2溶液能与NaHCO3溶液反应，放出气体②用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应④0.1 mol·L－1HNO2溶液中，c(H＋)＝0.015 mol·L－1⑤相同浓度时，HNO2溶液的导电能力比盐酸弱⑥取0.1 mol·L－1 HNO2溶液200 mL，加水至体积为2 L，pH＜2A．②④③ B．④⑤⑥C．①③④ D．①④⑤⑥[解析]　①HNO2溶液能与NaHCO3溶液反应，放出气体，说明亚硝酸酸性大于碳酸，但是不能说明亚硝酸部分电离，所以不能证明亚硝酸是弱酸，故错误；②用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗，说明溶液中离子浓度很小，但是不能说明亚硝酸部分电离，所以不能证明亚硝酸是弱酸，故错误；③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应，但不能说明亚硝酸为弱酸，只能说明二者不具备复分解反应条件，故错误；④0.1 mol·L－1 HNO2溶液中，c(H＋)＝0.015 mol·L－1，则亚硝酸部分电离，为弱电解质，故正确；⑤相同浓度时，HNO2溶液的导电能力比盐酸弱，HCl是强电解质，则亚硝酸电离程度小于HCl，所以亚硝酸为弱电解质，故正确；⑥取0.1 mol·L－1 HNO2溶液200 mL，加水至体积为2 L，pH＜2，说明亚硝酸存在电离平衡，为弱酸，故正确。3．(2022·陕西西安联考)NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH＝2的H2SO4溶液，溶液中不存在H2SO4分子，但存在HSO，下列说法错误的是(　B　)A．每升溶液中的H＋数目为0.01NAB．Na2SO4溶液中：c(Na＋)＝2c(SO)＞c(H＋)＝2c(OH－)C．向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸，溶液中减小D．NaHSO4不是弱电解质[解析]　由pH＝2可得c(H＋)＝0.01 mol/L，每升溶液中的H＋数目为0.01NA，故A正确；Na2SO4===2Na＋＋SO，硫酸根有一部分水解成硫酸氢根，c(Na＋)＞2c(SO)，根据电荷守恒可知，c(OH－)＞c(H＋)所以应该为c(Na＋)＞2c(SO)＞c(OH－)＞c(H＋)，故B错误；据已知可知，Ka(HSO)＝，当向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸时，c(H＋)会增大，所以减小，故C正确；NaHSO4属于盐，完全电离，不是弱电解质，故D正确。4．(2022·北京西城区模拟)已知常温时，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(　B　)A．该溶液的pH＝4B．升高温度，溶液的pH增大C．此酸的电离常数约为1×10－7D．由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍[解析]　c(H＋)＝0.1%×0.1 mol·L－1＝10－4 mol·L－1，pH＝4；因HA在水溶液中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，c(H＋)将增大，pH会减小；可由电离常数表达式算出Ka＝≈1×10－7；c(H＋)＝10－4 mol·L－1，所以由水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1，前者是后者的106倍。5．在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力随加入水的体积变化的曲线如图所示。请回答：(1)“O”点导电能力为0的理由是__在“O”点处醋酸未电离，无自由移动的离子存在__；(2)a、b、c三点处，溶液的c(H＋)由小到大的顺序为__c＜a＜b__；(3)a、b、c三点处，电离程度最大的是__c__；(4)若将c点溶液中c(CH3COO－)增大，溶液中c(H＋)减小，可采取的措施是①__加少量NaOH固体__；②__加少量Na2CO3固体__；③__加入Zn、Mg等金属__。[解析]　溶液的导电能力主要由离子浓度来决定，题目中的图象说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故c(H＋)是b点最大，c点最小，这是因为c(H＋)＝，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n(H＋)增大使c(H＋)有增大的趋势，而V(aq)增大使c(H＋)有减小的趋势，c(H＋)是增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。在“O”点时，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故不能导电；要使CH3COO－的浓度增大，可通过加入OH－、活泼金属等使平衡正向移动。6．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、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲测出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？__正确__(填“正确”或“不正确”)，并说明理由：__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)乙取出10 mL 0.010 mol·L－1氨水，测其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再测出其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a、b值应满足什么关系？__a－2＜b＜a__(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滴酚酞溶液，显粉红色，再加入少量NH4Cl晶体，颜色变__浅__(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质？__能__(填“能”或“否”)，并说明原因：__0.010 mol·L－1氨水(滴有酚酞溶液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅，NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONH＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低，证明NH3·H2O是弱电解质__。(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：__取一张pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较，测出pH＜7(方案合理即可)__。[解析]　(1)通过测定pH可知NH3·H2O未完全电离，可以确定其为弱电解质。(2)加水稀释，氨水的pH降低，若电离程度不变则稀释后pH＝a－2，但稀释过程NH3·H2O的电离程度增大，故稀释后pH＞a－2。B组　能力提升题7．(2022·山东泰安二模)已知磷酸分子()中的三个氢原子都可与重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换。又知次磷酸(H3PO2)也可与D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能与D2O发生氢交换。则下列说法正确的是(　D　)A．H3PO2在水溶液中发生电离：H3PO2H＋＋H2PO、H2POH＋＋HPOB．H3PO4属于三元酸、H3PO2属于二元酸C．NaH2PO2属于酸式盐，其水溶液呈酸性D．H3PO2具有较强的还原性，其结构式为[解析]　根据题意可知—OH的H原子可以与重水分子的D原子发生交换，而与P原子直接结合的H原子不能发生氢交换，次磷酸(H3PO2)也可与D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能与D2O发生氢交换，说明次磷酸(H3PO2)是一元酸，电离方程式为H3PO2H＋＋H2PO，A错误；根据题干信息可知，H3PO4属于三元酸、H3PO2属于一元酸，B错误；羟基H原子可以发生氢交换，非羟基H原子不能发生H交换，次磷酸钠(NaH2PO2)不能与D2O发生氢交换，说明H3PO2属于一元酸，NaH2PO2属于正盐，该盐是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，C错误；在H3PO2中P元素化合价为＋1价，具有较强的还原性，由于只有1个—OH，因此其结构式为，D正确。8．(2022·山东威海一模)乙胺是一种一元碱，碱性比一水合氨稍强，在水中电离方程式为CH3CH2NH2＋H2OCH3CH2NH＋OH－。298 K时，在20.00 mL 0.1 mol·L－1乙胺溶液中滴加0.1 mol·L－1盐酸V mL，混合溶液的pH与lg 的关系如图所示。下列说法正确的是(　C　)A．在pH＝7时加水稀释混合溶液，b点向c点移动B．b点对应溶液中离子浓度关系：c(Cl－)＝c(C2H5NH)＝c(OH－)＝c(H＋)C．在a点时，V mL＜10.00 mLD．298 K时乙胺的电离常数Kb的数量级为10－11[解析]　乙胺的电离平衡常数为Kb＝，则lg ＝lg ＝lg ，298 K时KW＝c(OH－)·c(H＋)＝10－14，所以lg ＝lg Kb－pH＋14。298 K时，pH＝7的溶液显中性，加水稀释后仍为中性，即pH不变，所以不移动，A错误；根据电荷守恒可知c(Cl－)＋c(OH－)＝c(C2H5NH)＋c(H＋)，b点溶液显中性，即c(OH－)＝c(H＋)，所以c(Cl－)＝c(C2H5NH)，但要大于c(OH－)和c(H＋)，B错误；当V＝10.00时，溶液中的溶质为等物质的量的C2H5NH2和C2H5NH3Cl，根据lg ＝lg Kb－pH＋14，结合a点坐标可知Kb＝10－3.25，则Kh＝＝＝10－10.75＜Kb，所以含有等物质的量的C2H5NH2和C2H5NH3Cl的溶液中C2H5NH2的电离程度较大，即该溶液中c(C2H5NH)＞c(C2H5NH2)，而a点处c(C2H5NH)＝c(C2H5NH2)，所以此时加入的盐酸体积V mL＜10.00 mL，C正确；由以上分析可知Kb＝10－3.25，D错误。9．(2022·浙江杭州月考)常温下，下列说法正确的是(　C　)A．pH相等的盐酸和醋酸，加水稀释相同倍数后，c(Cl－)＝c(CH3COO－)B．0.1 mol·L－1氨水的pH＝a，加入适量的氯化铵固体可使溶液pH＝a＋1C．物质的量浓度相等的(NH4)2SO4溶液与(NH4)2CO3溶液中，前者大于后者D．等物质的量浓度、等体积的醋酸溶液和氢氟酸溶液，与足量氢氧化钠反应，放出的热量相等[解析]　pH相等的盐酸和醋酸中c(Cl－)＝c(CH3COO－)，加水稀释促进醋酸的电离，稀释相同倍数后，溶液中c(Cl－)＜c(CH3COO－)，A项错误；氨水中加入适量的氯化铵固体，抑制一水合氨的电离，溶液中OH－浓度减小，溶液的pH减小，B项错误；(NH4)2SO4溶液中NH水解，SO对NH水解无影响，(NH4)2CO3溶液中NH和CO都水解，且相互促进，NH浓度减小，NH3·H2O浓度增大，导致减小，故前者大于后者，C项正确；弱电解质电离吸热，醋酸和氢氟酸的电离程度不同，吸收热量不同，与足量氢氧化钠反应，放出的热量也不相等，D项错误。10.25 ℃时，用0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液，当滴加V mL CH3COOH溶液时，混合溶液的pH＝7。已知CH3COOH的电离常数为Ka，忽略混合时引起的溶液体积的变化，下列关系式正确的是(　A　)A．Ka＝ B．V＝C．Ka＝ D．Ka＝[解析]　混合溶液的pH＝7，说明醋酸过量，c(CH3COOH)≈ mol·L－1，根据电荷守恒式：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)及c(H＋)＝c(OH－)可得，c(Na＋)＝c(CH3COO－)＝ mol·L－1，则Ka＝＝，A项正确。11．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、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，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__a＞1__，理由是__醋酸是弱酸，不能完全电离__。(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__盐酸的pH＝5，醋酸的pH＜5__。(3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同、规格相同的锌粒，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？__正确__，请说明理由：__醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，c(H＋)变化小，因此醋酸产生H2的速率比盐酸快__。(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸的事实，该同学的实验操作和现象是__将CH3COONa晶体、NaCl晶体分别溶于适量水配成溶液，再分别滴入酚酞溶液，CH3COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色__。[解析]　(1)若醋酸是弱酸，则其不能完全电离，电离出的c(H＋)＜0.1 mol·L－1，pH＝a＞1。(2)若醋酸为弱酸，稀释促进电离，pH＝3的醋酸稀释到体积为原来的100倍，稀释后醋酸中c(H＋)＞10－5 mol·L－1，则醋酸的pH＜5，而盐酸为强酸，用蒸馏水稀释到100 mL，稀释后盐酸的pH＝5。(3)分别加入质量相同、规格相同的锌粒，若醋酸为弱酸，与锌反应消耗氢离子的同时，醋酸不断电离，H＋得到补充，因此醋酸产生氢气的速率比盐酸快。(4)CH3COONa是强碱弱酸盐，加入水中会发生水解，溶液显碱性，将CH3COONa晶体、NaCl晶体溶于适量水配成溶液，分别滴入酚酞溶液，CH3COONa溶液变成浅红色，NaCl溶液不变色。12．现有常温下pH＝2的盐酸(甲)和pH＝2的醋酸(乙)，请根据下列操作回答问题：(1)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液加水稀释过程，下列表达式的数值一定变小的是__A__(填标号)。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__向右__(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__减小__(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，分别加水稀释到体积为原来的100倍，所得溶液的pH大小关系为pH(甲)__＞__(填“＞”“＜”或“＝”)pH(乙)。(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)__＜__(填“＞”“＜”或“＝”)V(乙)。(5)已知25 ℃时，三种酸的电离常数如下：化学式CH3COOHH2CO3HClOKa11.8×10－54.3×10－73.0×10－8Ka2—5.6×10－11－写出下列反应的离子方程式。CH3COOH＋Na2CO3(少量)：__2CH3COOH＋CO===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O__；HClO＋Na2CO3(少量)：__HClO＋CO===ClO－＋HCO__。[解析]　(1)CH3COOH溶液中存在电离平衡CH3COOHH＋＋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，据CH3COOH的电离常数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(乙)，取等体积的甲、乙两溶液，分别加水稀释到体积为原来的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的盐酸和醋酸相比，其浓度：c(HCl)＜c(CH3COOH)；等体积的两种溶液，n(CH3COOH)＞n(HCl)，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和，醋酸消耗NaOH溶液的体积大于盐酸。(5)由表中电离常数可知，各种酸的酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO，则酸的电离程度由易到难的顺序：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO。根据“较强酸制取较弱酸”的规律，由于酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO，则CH3COOH与Na2CO3(少量)反应生成CH3COONa、CO2和H2O，离子方程式为2CH3COOH＋CO===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O；HClO与Na2CO3(少量)反应生成NaClO和NaHCO3，离子方程式为HClO＋CO===ClO－＋HCO。