通用版高考化学考点复习训练十六弱电解质的电离平衡含答案

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专题十六　弱电解质的电离平衡考点1  弱电解质的电离平衡1.[2021贵州贵阳摸底考试]下列能说明乙酸是弱电解质的是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.乙酸溶液能导电B.室温下,0.01 mol·L-1乙酸溶液的pH>2C.乙酸可以与金属钠反应放出氢气D.乙酸溶液能使紫色石蕊试液变红2.已知25 ℃时,H2A的Ka1=4.0×10-4、Ka2=5.0×10-11,HB的Ka=2.0×10-5。下列说法正确的是 (　　)A.常温下,相同浓度溶液的pH:H2A<HBB.升高Na2A溶液的温度,减小C.HB能与NaHA溶液反应生成H2AD.常温下,相同浓度溶液的碱性:Na2A<NaB考点2  电离常数及其应用3.[2020福建福州八县一中联考]已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表所示。H2CO3H2SO3HClOKa1=4.4×10-7Ka1=1.29×10-2Ka=4.7×10-8Ka2=4.7×10-11Ka2=6.24×10-8  下列说法正确的是 (　　)A.常温下,相同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强B.向Na2CO3溶液中通入少量SO2:2C+SO2+H2O2HC+SC.向NaClO 溶液中通入少量CO2:2ClO-+CO2+H2O2HClO+CD.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度4.[2021山东威海测试]室温下,将 10 mL 浓度均为 1 mol·L-1 的 CH3NH2、NH2OH 两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V 是溶液体积(mL),pOH=-lg c(OH-)。已知:CH3NH2+H2OCH3N+OH-;NH2OH+H2ONH3OH++OH-。下列说法正确的是              (　　)A.该温度下,Kb(NH2OH)的数量级为 10-9B.当 lg V=3 时,水的电离程度:NH2OH<CH3NH2C.用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至 pH=7,消耗盐酸的体积: NH2OH>CH3NH2D.等浓度的 CH3NH3Cl 和 NH3OHCl 两种盐溶液中离子总浓度相等5.[2021河南部分学校开学考试]已知:pOH=-lg c(OH-)。常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1一元碱ROH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的醋酸溶液,所得溶液的pOH及导电能力变化如图。下列说法错误的是              (　　)A.溶液中的离子浓度总和大小关系:b>dB.常温下,CH3COOR溶液中,c(R+)=c(CH3COO-)C.d点溶液中,2c(ROH)=c(CH3COOH)-c(CH3COO-)D.常温下,ROH的电离平衡常数约为10-56.常温下,将一定浓度的HA和HB两种酸溶液分别与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,实验记录如下表:混合液pH加入的酸酸的浓度/(mol·L-1)①8.6HA0.10②2.0HB0.12 下列说法正确的是 (　　)A.HA为强酸,HB为弱酸B.溶液①中存在:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)C.升高温度,溶液①中c(H+)增大,pH减小D.溶液②中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-)7.[2020吉林长春第一次质量监测节选,5分]酿酒和造醋是古代劳动人民的智慧结晶,白酒和醋也是日常生活中常见的有机物。(1)下列以高粱为主要原料的酿醋工艺中,利用醋酸溶解性的是　　　　(填标号)。 　A.蒸拌原料　       B.淀粉发酵　       C.用水浸淋　        D.放置陈酿(2)写出乙酸在水溶液中的电离平衡常数的表达式:　　　　　　　　　　。 (3)已知25 ℃下,CH3COOH的电离平衡常数Ka=2×10-5,则25 ℃时CH3COONa的水解平衡常数Kh=　　　　(填数值)。 8.[3分]CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数为Kb=1.75×10-5。常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显　　　　(填“酸性”“中性”或“碱性”);请计算反应N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　(保留2位有效数字)。 一、选择题(每小题6分,共18分)1.[一元弱酸滴定一元弱碱]已知10-3.4≈3.98×10-4,常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.010 0 mol/L的氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,在滴加过程中溶液的pH与所加CH3COOH溶液的体积关系如图所示。下列说法错误的是              (　　)A.n=7B.水的电离程度先增大再减小C.常温下,0.010 0 mol/L的氨水中NH3·H2O的电离度为3.98%D.Y点对应的溶液中c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(CH3COO-)+c(H+)2.[结合图像考查电离常数、水的离子积常数的应用]常温下,一元弱碱甲胺(CH3NH2)的电离常数Kb≈4.0×10-4,lg 5≈0.7。电解质溶液的电导率与离子浓度有关,电导率越大,溶液的导电能力越强。常温下,用0.02 mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.02 mol·L-1的NaOH溶液和CH3NH2溶液,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列推断正确的是 (　　)A.曲线Ⅰ代表NaOH的滴定曲线,H点对应的溶液中不存在电离平衡B.G点对应的溶液中:c(Cl-)>c(H+)>c(CH3N)>c(OH-)C.常温下,E、F点对应的溶液中水电离的c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14D.常温下,F点对应的溶液的pH≈6.33.[2021四川巴中质检]常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1某酸(HA)溶液,溶液中HA、A-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。下列说法正确的是[已知δ(X)=,X=HA或A-]              (　　)A.Ka(HA)的数量级为10-5B.溶液中由水电离出的c(H+):a点>b点C.当pH=4.7时,c(A-)+c(OH-)=c(HA)+c(H+)D.当pH=7时,消耗NaOH溶液的体积为20.00 mL二、非选择题(共16分)4.[考查电离平衡常数的应用][6分]已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如表所示。弱酸的化学式HSCNCH3COOHHCNH2CO3电离平衡常数1.3×10-11.8×10-56.2×10-10Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11 (1)25 ℃时,将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化关系如图所示。反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是　                   。 (2)若保持温度不变,在CH3COOH溶液中通入一定量的氨气,下列量会变小的是　　　　(填字母)。 a.c(CH3COO-) 　　　　b. c(H+)         c. Kw 　　　　d. CH3COOH的电离平衡常数(3)某温度时,测得0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=2的H2SO4溶液V1 L与pH=12的NaOH溶液V2 L混合,若所得混合液呈中性,则V1∶V2=　　　　。 5.[新素材、新情境][10分]近年研究发现As2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。砷有两种常见的酸:砷酸(H3AsO4)、偏亚砷酸(HAsO2)。已知H3AsO4的pKa1、pKa2、pKa3依次为2.25、6.77、11.40(pKa=-lg Ka)。回答下列问题:(1)写出砷酸第二步的电离方程式:　                          。 (2)下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是　　　　　　　(填标号)。 A.常温下,测定0.01 mol·L-1 HAsO2溶液和0.01 mol·L-1 H3AsO4溶液的pHB.常温下,测定0.1 mol·L-1 NaAsO2溶液和0.1 mol·L-1 Na3AsO4溶液的pHC.常温下,分别用蒸馏水稀释pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液100倍,测定稀释后溶液的pHD.常温下,比较体积均为10 mL,浓度均为0.01 mol·L-1 HAsO2溶液、H3AsO4溶液分别与质量相等且形状相同的锌粒反应(3)常温下,加水稀释H3AsO4溶液,下列量会增大的是　　　(填标号)。 A.Kw             B.pH             C.            D.c(H+)·c(H2As)(4)向10.00 mL 0.1 mol·L-1 H3AsO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积为V时,c(H3AsO4)=c(H2As)。①V　　　(填“>”“<”或“=”)10.00 mL。 ②此时,混合溶液的pH=　　　。 答案专题十六　弱电解质的电离平衡1.B　乙酸溶液能导电,只能说明乙酸发生了电离,溶液中有自由移动的离子,不能说明其为弱电解质,A项错误;若乙酸为强酸,则室温下,0.01 mol·L-1乙酸溶液的pH=2,而实际pH>2,说明乙酸不完全电离,是弱电解质,B项正确;强酸、弱酸均能与金属钠反应放出氢气,C项错误;能使紫色石蕊试液变红,只能说明乙酸溶液呈酸性,D项错误。2.A　H2A的Ka1大于HB的Ka,说明H2A的电离程度比HB的电离程度大,故常温下,相同浓度溶液的pH:H2A<HB,A项正确。升高Na2A溶液的温度,A2-水解程度增大,溶液中c(A2-)减小,而c(Na+)不变,故增大,B项错误。根据电离平衡常数可知,酸性H2A>HB>HA-,又知酸和盐反应遵循“强酸制弱酸”原理,故HB不能与NaHA溶液反应生成H2A,C项错误。酸性HB>HA-,根据“越弱越水解”知,A2-的水解程度大于B-的水解程度,故常温下,相同浓度溶液的碱性:Na2A>NaB,D项错误。3.B　弱电解质电离平衡常数越大,电离程度越大,H2SO3的Ka1=1.29×10-2,而H2CO3的Ka1=4.4×10-7,所以常温下,相同浓度的H2SO3溶液的酸性强于H2CO3溶液的酸性,A项错误。由于H2SO3的Ka2小于H2CO3的Ka1,但大于其Ka2,所以向Na2CO3溶液中通入少量SO2,反应的离子方程式为2C+SO2+H2O2HC+S,当SO2足量时,生成CO2和HS,B项正确。由题给信息知Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),所以向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2OHClO+HC,C项错误。HClO不能与NaHCO3溶液反应,但HCl是强酸,能与NaHCO3溶液反应,使c(HCl)减小,促进平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,从而可提高HClO的浓度;HClO具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者能够发生氧化还原反应,所以加入NaHSO3溶液不能提高HClO的浓度, D项错误。 4.A　浓度均为1 mol·L-1的NH2OH溶液和CH3NH2溶液的pOH均大于2,说明NH2OH和CH3NH2均为弱碱,NH2OH溶液的pOH大于CH3NH2溶液的pOH,说明NH2OH的碱性弱于CH3NH2的碱性,根据NH2OH+H2ONH3OH++OH-,结合题图知Kb(NH2OH)=≈(10-4.5)2=10-9,A项正确。lg V=3 时,NH2OH溶液的pOH大于CH3NH2溶液的pOH,说明CH3NH2溶液的碱性较强,对水的电离抑制作用较强,故lg V=3 时水的电离程度:NH2OH>CH3NH2,B项错误。CH3NH2溶液与NH2OH溶液浓度与体积均相同,但碱性CH3NH2>NH2OH,则CH3NH3Cl的水解程度小于NH3OHCl,故用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH=7时,消耗盐酸的体积:CH3NH2>NH2OH,C项错误。等浓度溶液中,NH3OHCl水解程度大于CH3NH3Cl,NH3OHCl溶液中H+浓度较大,由电荷守恒知,等浓度的 CH3NH3Cl和NH3OHCl 两种盐溶液中离子总浓度不相等,D项错误。5.C　溶液的导电能力与溶液中离子浓度和离子所带电荷数有关,根据题图可知,b点的导电能力比d点的强,且b、d两点溶液中离子所带电荷数均为1,则b点的离子浓度总和大于d点的离子浓度总和,A项正确;当加入醋酸溶液的体积为10 mL时,反应恰好完全,溶液中的溶质只有CH3COOR,此时溶液呈中性,说明c(R+)=c(CH3COO-),B项正确;根据a点0.1 mol·L-1 ROH溶液的pOH=3知,ROH为弱碱,部分电离,d点溶液的溶质为等浓度的CH3COOR和CH3COOH,由物料守恒可得①2c(ROH)+2c(R+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),又此时溶液呈酸性,结合电荷守恒可得②c(CH3COO-)>c(R+),结合①、②得2c(ROH)>c(CH3COOH)-c(CH3COO-),C项错误;由a点可知,0.1 mol·L-1的ROH溶液的pOH=3,则c(R+)≈c(OH-)=10-3 mol·L-1,c(ROH)≈0.1 mol·L-1,Kb(ROH)≈=10-5,D项正确。6.D　溶液①中HA与NaOH恰好完全反应,得到NaA溶液,pH=8.6,说明NaA为强碱弱酸盐,则HA为弱酸,溶液②中HB与NaOH反应,HB过量,剩余HB的浓度为 mol·L-1=0.01 mol·L-1,pH=2.0,说明HB为强酸,A项错误;溶液①中的溶质为NaA,NaA为强碱弱酸盐,离子浓度关系:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;升高温度,促进溶液①中NaA水解,c(OH-)增大,c(H+)减小,pH增大,C项错误;根据电荷守恒,溶液②中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-),D项正确。7.(1)C(1分)　(2)Ka=(2分)　(3)5×10-10(2分)【解析】　(1)醋酸易溶于水,用水浸淋淀粉发酵产物可将产物中的醋酸提取出来,C项正确。(2)乙酸的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,Ka=。(3)根据CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,则水解平衡常数Kh====5×10-10。8.碱性(1分)　1.3×10-3(2分)【解析】　由Ka1(H2CO3)<Kb(NH3·H2O)及“越弱越水解”可知,HC的水解程度大于N的水解程度,故NH4HCO3溶液显碱性;N+HC+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K===≈1.3×10-3。 D　X点,氨水和醋酸恰好完全反应生成醋酸铵和水,由常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,可推知铵根离子和醋酸根离子的水解程度相同,所以溶液显中性,即n=7,A正确;氨水显碱性,NH3·H2O抑制水的电离,随着CH3COOH溶液的加入,生成醋酸铵,醋酸铵水解,促进水的电离,当CH3COOH溶液过量,溶液显酸性时,CH3COOH抑制水的电离,所以水的电离程度先增大再减小,B正确;常温下,0.010 0 mol/L的氨水的pH= 10.6,则c(OH-)=10-3.4 mol/L,NH3·H2ON+OH-,NH3·H2O电离出的c(N)约等于c(OH-),则氨水中NH3·H2O的电离度≈×100%≈3.98%,C正确;Y点对应溶液的溶质为等浓度的醋酸铵和NH3·H2O,溶液中物料守恒关系式为c(NH3·H2O)+c(N)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),电荷守恒关系式为c(N)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),联立两个式子消去c(N)可得c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(H+),D错误。2.D　曲线Ⅰ在滴定前电导率较大,说明对应的电解质溶液中离子浓度较大,氢氧化钠溶液和甲胺溶液的起始浓度相等,故曲线Ⅰ代表氢氧化钠的滴定曲线,H点对应的溶液中含有Na+、H+、Cl-、OH-、H2O,存在水的电离平衡,A项错误。G点对应的溶液中溶质是CH3NH3Cl、HCl,酸碱中和滴定反应为CH3NH2+HClCH3NH3Cl,则过量的HCl的物质的量是CH3NH3Cl的,弱碱阳离子水解程度很小,所以G点对应的溶液中离子浓度大小为c(Cl-)>c(CH3N)>c(H+)>c(OH-),B项错误。E点对应的溶液为NaCl溶液,呈中性,F点对应的溶液为CH3NH3Cl溶液,呈酸性,CH3N水解促进水的电离,故F点对应溶液中水电离的c(H+)·c(OH-)大于水的离子积,C项错误。F点对应的溶液中酸碱恰好完全反应,溶液中溶质为CH3NH3Cl,浓度为0.01 mol·L-1,溶液中存在水解平衡CH3N+H2OCH3NH2·H2O+H+,Kh===×10-10。设0.01 mol·L-1 CH3NH3Cl溶液中c(H+)=x mol·L-1,有=×10-10,x≈5×10-7,得溶液的pH≈6.3,D项正确。3.A　由HAH++A-可知Ka(HA)=,当pH=4.7时,c(HA)=c(A-),所以Ka(HA)=c(H+)=10-4.7=100.3×10-5≈2.00×10-5,数量级为10-5,A项正确;a点c(HA)>c(NaA),b点c(NaA)>c(HA),HA电离出的氢离子抑制水的电离,NaA水解促进水的电离,所以b点溶液中由水电离出的c(H+)大,B项错误;当pH=4.7时,c(HA)=c(A-)、c(OH-)<c(H+),故c(A-)+c(OH-)<c(HA)+c(H+),C项错误;当加入NaOH溶液的体积为20.00 mL时,恰好与HA溶液完全反应,由于HA是弱酸,故生成的NaA为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,pH>7,D项错误。4.(1)HSCN的酸性比CH3COOH的强,HSCN溶液中c(H+)较大,故HSCN溶液与NaHCO3溶液的反应较快(2分)　(2)b(2分)　(3)10∶1(2分)【解析】　(1)由Ka(CH3COOH)=1.8×10-5和Ka(HSCN)=1.3×10-1可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的酸性,即在相同浓度的情况下,HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,H+浓度越大反应越快。(2)通入氨气,促进CH3COOH的电离,则c(CH3COO-)增大,故a项不符合题意;通入氨气,c(OH-)增大,c(H+)减小,故b项符合题意;由于温度不变,则Kw不变,故c项不符合题意;由于温度不变,CH3COOH的电离平衡常数不变,故d项不符合题意。(3)某温度时,0.01 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=11,则c(H+)=1×10-11 mol·L-1,Kw=c(H+)·c(OH-)=0.01×1×10-11=1×10-13;此温度下pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,若所得混合溶液呈中性,则H2SO4与NaOH恰好完全反应,即0.01 mol·L-1×V1 L=0.1 mol·L-1×V2 L,V1∶V2=10∶1。5.(1)H2AsH++HAs(2分)　(2)B(2分)　(3)BC(2分)　(4)①<(2分)　②2.25(2分)【解析】　(2)砷酸以第一步电离为主,比较相同浓度的NaAsO2、NaH2AsO4溶液的pH,利用越弱越水解原理判断H3AsO4和HAsO2的酸性强弱,B项错误。(3)温度不变,Kw、电离常数不变,A项不符合题意;加水稀释,促进砷酸的电离,砷酸的电离程度增大,砷酸二氢根离子浓度、氢离子浓度减小,pH增大,B项符合题意,D项不符合题意;=,c(H+)减小,则增大,C项符合题意。(4)①当V=10.00 mL时,溶液为NaH2AsO4溶液,c(H2As)>c(H3AsO4),当c(H3AsO4)=c(H2As)时,V<10.00 mL。②Ka1==c(H+),pH=-lg c(H+)=-lg Ka1=2.25。