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1、第八章 水溶液中的離子平衡
第一講 弱電解質的電離
一、選擇題(本題共7個小題,每題6分,共42分,每個小題只有一個選項符合題意)
1.(原創(chuàng)題)下列說法正確的是 ( )。
A.電離常數(shù)受溶液濃度的影響
B.電離常數(shù)可以表示弱電解質的相對強弱
C.電離常數(shù)大的酸溶液中的c(H+)一定比電離常數(shù)小的酸溶液中的c(H+)大
D.H2CO3的電離常數(shù)表達式:Ka=
解析 電離常數(shù)是溫度的函數(shù),與溶液濃度無關,所以A項錯誤;電離常數(shù)可以表示弱電解質的相對強弱,故B項正確;酸中c(H+)既跟酸的電離常數(shù)有關,還跟酸的濃度有關,所以C項錯誤;碳酸是分步電離的,第一步電離常數(shù)表達式為
2、Ka1=,第二步電離常數(shù)表達式為Ka2=,故D項錯誤。
答案 B
2.(2012·瀘州檢測)在以下各種情形下,下列電離方程式的書寫正確的是
( )。
A.熔融狀態(tài)下的NaHSO4電離:NaHSO4===Na++H++SO
B.H2CO3的電離:H2CO32H++CO
C.Fe(OH)3的電離:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4電離:NaHSO4===Na++HSO
解析 本題對多元弱酸、多元弱堿的電離以及NaHSO4在熔融狀態(tài)和水溶液中兩種情況下的電離進行考查。因為H2SO4是強酸,所以NaHSO4在水溶液中完全電離,其電離方程式為NaH
3、SO4===Na++H++SO;但HSO中各原子間靠共價鍵結合,因此熔融狀態(tài)下HSO不能電離為H+和SO,故熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離方程式為NaHSO4===Na++HSO,所以A、D選項均錯誤;H2CO3作為二元弱酸,不能完全電離,必須使用“”,且多元弱酸的電離分步進行,以第一步為主,其電離方程式為H2CO3H++HCO,HCOH++CO,因此B選項錯誤;Fe(OH)3是多元弱堿,通常以一步電離表示,故C選項正確。
答案 C
3.(2013·保定適應性檢測)液態(tài)化合物AB會發(fā)生微弱的自身電離,電離方程式為ABA++B-,在不同溫度下其平衡常數(shù)為K(25 ℃)=1.0×
4、10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。則下列敘述正確的是 ( )。
A.c(A+)隨溫度升高而降低
B.在35 ℃時,c(A+)>c(B-)
C.AB的電離程度(25 ℃)>(35 ℃)
D.AB的電離是吸熱過程
解析 K(25 ℃)<K(35 ℃),故c(A+)隨溫度的升高而增大,A錯;由電離方程式可知,任何溫度下,都有c(A+)=c(B-),B錯;由25 ℃和35 ℃時的平衡常數(shù)可知,溫度越高,電離程度越大,C錯;K(25 ℃)<K(35 ℃),因此AB的電離是吸熱過程,D正確。
答案 D
4.“酸堿質子理論”認為凡是能夠給出質子(H+)的分子或離子都是酸,凡是
5、能夠接受質子的分子或離子都是堿,物質酸性(堿性)的強弱取決于分子或離子給出(接受)質子能力的大小。按照“酸堿質子理論”,下列說法正確的是
( )。
A.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑是酸堿反應
B.ClO-+H2OHClO+OH-是酸堿反應
C.堿性強弱順序:ClO->OH->CH3COO-
D.HCO既是酸又是堿,NH3既不是酸又不是堿
解析 根據(jù)“酸堿質子理論”可確定A項中H2O能給出H+即質子,屬于酸,而Na結合的不是H+,即Na不屬于堿;B項H2O和ClO-分別為該理論中的酸和堿,即該反應為酸堿反應;C項三種離子結合H+的能力為OH->ClO->CH3COO
6、-,故堿性強弱順序也是OH->ClO->CH3COO-;D項HCO既能給出H+又能結合H+,既是該理論中的酸又是堿,而NH3能結合H+,屬于堿。
答案 B
5.(2013·攀枝花模擬)下列有關電解質及其溶液的敘述正確的是
( )。
A.向0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水稀釋,溶液中c(OH-)減小
B.兩種醋酸溶液的物質的量濃度分別為c1和c2,pH分別為a和a+1,則c1=10c2
C.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸銨固體,則溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)增大
D.pH=11的NaOH溶液與pH=3的醋酸溶液等體積混合后,滴入石蕊
7、試液呈紅色
解析 A項中的溶液較稀,稀釋導致溶液酸性減弱,c(H+)減小,而水的離子積不變,所以c(OH-)增大,A項錯;醋酸是弱酸,其pH相差1時,物質的量濃度不是10倍關系,B項錯;氨水中存在電離平衡:NH3·H2ONH+OH-,加入硫酸銨固體時,溶液中c(NH)增大,使得平衡左移,c(OH-)/c(NH3·H2O)減小,C項錯;D項溶液反應后醋酸過量,溶液呈酸性,滴入石蕊試液呈紅色,D項正確。
答案 D
6.(2013·西安三檢)對室溫下100 mL pH=2的醋酸和鹽酸兩種溶液分別采取下列措施,有關敘述正確的是 ( )。
A.加水稀釋至溶液體積為200 mL,醋酸
8、溶液的pH變?yōu)?
B.溫度都升高20 ℃后,兩溶液的pH不再相等
C.加水稀釋至溶液體積為200 mL后,兩種溶液中c(OH-)都減小
D.加足量的鋅充分反應后,兩溶液中產(chǎn)生的氫氣體積可用上圖表示
解析 A選項中醋酸是弱酸,存在電離平衡,加水稀釋至200 mL時,pH<4;C選項中加水稀釋時,兩種溶液中c(OH-)都增大;D選項中pH相等的醋酸溶液和鹽酸,醋酸溶液的濃度大于鹽酸,二者與足量的鋅反應得到的氫氣體積不相等。
答案 B
7.常溫下,有甲、乙兩份體積為1 L,濃度均為0.1 mol·L-1的醋酸溶液,其pH為3,①甲用蒸餾水稀釋100倍后,溶液的pH變?yōu)閤;②乙與等體積、濃
9、度為0.2 mol·L-1的NaOH溶液混合,在混合液中:n(CH3COO-)+n(OH-)-n(H+)=y(tǒng) mol,x、y的正確答案組合為 ( )。
A.3;0.1 B.5;0.2
C.3<x<5;0.1 D.3<x<5;0.2
解析 因醋酸是弱酸,稀釋過程中繼續(xù)電離,故稀釋100倍時3<pH<5;由電荷守恒知y為Na+的物質的量。
答案 D
二、非選擇題(本題共4個小題,共58分)
8.(14分)一定溫度下,冰醋酸加水稀釋過程中溶液的導電能力變化曲線如圖所示,請回答:
(1)O點為什么不導電______________________ _______________
10、__________________________。
(2)a、b、c三點的pH由小到大的順序是 。
(3)H+的物質的量最大的是 (填“a”、“b”或“c”)。
(4)若使c點溶液中的c(CH3COO-)增大,可以采取下列措施中的 (填序號)。
A.加熱 B.加很稀的NaOH溶液
C.加NaOH固體 D.加水
E.加固體CH3COONa F.加入鋅粒
解析 (1)冰醋酸中無自由移動的離子,所以在O點時不導電。(2)pH的大小與c(H+)有關,pH大則c(H+)小。導電能力與離子濃度有關,在醋酸溶液中離子主要來源于醋酸的電離,醋酸溶液的導電能力越強,說明
11、c(H+)越大。(3)溶液稀釋過程中,電離平衡向電離方向移動,氫離子的物質的量增大。(4)若使c(CH3COO-)增大,即促進CH3COOH的電離平衡向電離方向移動,A、B、C、D、F選項均可以達到使電離平衡向電離方向移動的目的。B、D項雖然能使CH3COOH的電離平衡向電離方向移動,但是稀釋占據(jù)了主導作用,導致c(CH3COO-)減小。E項中雖然CH3COOH的電離受到抑制,但加入的CH3COO-能使c(CH3COO-)增大。
答案 (1)無自由移動的離子 (2)b
12、題:
(1)向溶液中加入適量NaA固體,以上平衡將向________(填“正”、“逆”)反應方向移動,理由是___________________________________________ _____________________________。
(2)若向溶液中加入適量NaCl溶液,以上平衡將向________(填“正”、“逆”)反應方向移動,溶液中c(A-)將________(填“增大”、“減小”或“不變”),溶液中c(OH-)將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)在25 ℃下,將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反
13、應平衡時溶液中c(NH)=c(Cl-),則溶液顯________性(填“酸”、“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=________。
解析 (3)由溶液的電荷守恒可得:c(H+)+c(NH)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH)=c(Cl-),則有c(H+)=c(OH-),所以溶液顯中性;電離常數(shù)只與溫度有關,則此時NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=c(NH)·c(OH-)/c(NH3·H2O)=(0.005 mol·L-1×10-7mol·L-1)/(a/2 mol·L-1-0.005 mol·L-1)=10-9/(a-0.01)mol·L-1。
答案 (
14、1)逆 c(A-)增大,平衡向減小c(A-)的方向即逆反應方向移動 (2)正 減小 增大 (3)中 10-9/(a-0.01)mol·L-1
10.(14分)在一定溫度下,有a.鹽酸 b.硫酸 c.醋酸三種酸:
(1)當三種酸物質的量濃度相同時,c(H+)由大到小的順序是________。
(2)同體積、同物質的量濃度的三種酸,中和NaOH的能力由大到小的順序是________。
(3)若三者c(H+)相同時,物質的量濃度由大到小的順序是_____________________________________________________。
(4)當三者c(H+)相同且體積也相同
15、時,分別放入足量的鋅,相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積由大到小的順序是________。
(5)當c(H+)相同、體積相同時,同時加入形狀、密度、質量完全相同的鋅,若產(chǎn)生相同體積的H2(相同狀況),則開始時反應速率的大小關系為________。反應所需時間的長短關系是_______________________________ _________________________________________。
(6)將c(H+)相同的三種酸均加水稀釋至原來的100倍后,c(H+)由大到小的順序是________。
解析 HCl===H++Cl- H2SO4===2H++SO CH3COOH
16、H++CH3COO-
(1)當三種酸物質的量濃度相同時,三種酸中c(H+)由大到小順序為b>a>c。
(2)同體積、同物質的量濃度的三種酸,中和NaOH的能力鹽酸和醋酸相同,因隨著NaOH溶液的加入CH3COOH電離平衡右移,提供的氫離子和鹽酸相同,而硫酸提供的H+是它們的2倍,故b>a=c。
(3)c(H+)相同時,醋酸溶液濃度最大,因醋酸為弱酸,電離程度小,硫酸濃度為鹽酸的一半,故c>a>b。
(4)當三者c(H+)相同時,因HCl、H2SO4為強電解質,在溶液中完全電離,所以H+總的物質的量相同,故產(chǎn)生H2體積相同。CH3COOH為弱電解質,最終能提供的H+最多,生成H2體積最
17、大。故c>a=b。
(5)開始時由于三者c(H+)相同,故在所給條件下開始生成氫氣的速率相同。隨著反應的不斷進行,HCl、H2SO4中的H+不斷減少,而CH3COOH能不斷電離出H+,故產(chǎn)生等量H2時,醋酸所需時間最短,即所需時間a=b>c。
(6)由于HCl、H2SO4完全電離,加水稀釋后,c(H+)減小的程度較大,CH3COOH部分電離,隨著水的加入,使CH3COOH的電離程度增大,稀釋相同的倍數(shù),c(H+)減小的程度較小,故c>a=b。
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
11.(15分)
18、(2013·自貢聯(lián)考)用實驗確定某酸HA是弱電解質。甲、乙兩同學的方案如下:
甲:①稱取一定質量的HA配制100 mL 0.1 mol·L-1的HA溶液;②用pH試紙測出該溶液的pH,即可證明HA是弱電解質。
乙:①用已知物質的量濃度的HA溶液、鹽酸,分別配制pH=1的兩種酸溶液各100 mL;
②分別取這兩種溶液各10 mL,加水稀釋至100 mL;
③各取相同體積的兩種溶液裝入兩個試管中,同時加入純度相同的鋅粒,觀察現(xiàn)象,即可證明HA是弱電解質。
(1)甲方案中,說明HA是弱電解質的理由是測得溶液的pH________1(填“>”、“<”或“=”),乙方案中,說明HA是弱電解質的
19、現(xiàn)象是________(填字母代號)
a.裝鹽酸的試管中放出H2的速度快
b.裝HA溶液的試管中放出H2的速度快
c.兩個試管中產(chǎn)生氣體的速度一樣快
(2)請你評價乙方案中難以實現(xiàn)之處和不妥之處:______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)請你再提出一個合理而且比較容易操作的方案(藥品可任用),簡明表述實驗方案:_________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案 (1)> b
(2)配制pH=1的HA溶液難以實現(xiàn),不妥之處在于難以控制加入鋅粒的形狀、大小相同
(3)配制NaA溶液,測其pH>7,即證明HA是弱電解質(其他合理答案也可)