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課時(shí)作業(yè)23 弱電解質(zhì)的電離平衡
一、選擇題
1.下列說法正確的是( )
A.強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)
B.因?yàn)镃H3COOH是弱電解質(zhì),HCl是強(qiáng)電解質(zhì),所以中和等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和鹽酸時(shí),中和醋酸消耗的NaOH比鹽酸消耗的NaOH用量少
C.物質(zhì)的量濃度相同的磷酸鈉溶液和磷酸溶液中PO的物質(zhì)的量濃度相同
D.足量Zn分別與等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生H2的量相同,放出H2的速率不等
解析:溶液的導(dǎo)電性與溶液中離子濃度大小和所帶電荷有關(guān),與電解質(zhì)的種類無關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;中和反應(yīng)與酸所含氫離子物質(zhì)的量有關(guān),與電解質(zhì)的強(qiáng)弱無關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;磷酸鈉是強(qiáng)電解質(zhì),可以完全電離出PO,而磷酸是弱電解質(zhì),電離出極少量PO,C項(xiàng)錯(cuò)誤;HCl是強(qiáng)電解質(zhì),醋酸是弱電解質(zhì),等體積等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸,鹽酸電離出的c(H+)大于醋酸電離出的c(H+),所以與足量Zn反應(yīng)放出的H2的量相同,放出H2的速率鹽酸大于醋酸,D項(xiàng)正確。
答案:D
2.在0.1 molL-1 NH3H2O溶液中存在平衡:NH3+H2ONH3H2ONH+OH-。下列敘述中正確的是( )
A.加入少量濃鹽酸,鹽酸與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使NH3濃度減小,NH濃度增大,平衡逆向移動(dòng)
B.加入少量NaOH固體,OH-與NH結(jié)合生成NH3H2O,使NH濃度減小,平衡正向移動(dòng)
C.加入少量0.1 molL-1 NH4Cl溶液,電離平衡常數(shù)不變,溶液中c(OH-)減小
D.加入少量MgSO4固體,溶液pH增大
解析:加入少量濃鹽酸,首先發(fā)生H++OH-===H2O,使OH-濃度降低,平衡正向移動(dòng);加入少量NaOH固體,使OH-濃度升高,平衡逆向移動(dòng);加入少量NH4Cl溶液,使NH濃度升高,平衡逆向移動(dòng),溶液中c(OH-)減?。籑g2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)減小,溶液pH減小。
答案:C
3.下列說法中正確的是( )
A.向0.1 molL-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中減小
B.室溫下,濃度均為0.1 molL-1的三種酸(HA、HB和HD)溶液的pH分別為2、3、4,則三種酸的電離常數(shù)關(guān)系:KHA>KHD>KHB
C.室溫下,稀釋0.1 molL-1 CH3COOH溶液,溶液的導(dǎo)電能力增強(qiáng)
D.已知25 ℃時(shí),HA的Ka=6.2510-5,當(dāng)pH為5.0時(shí),HA溶液中=0.16
解析:加水稀釋,CH3COOH的電離平衡CH3COOHCH3COO-+H+正向移動(dòng),n(H+)增多,n(CH3COOH)減小,則==增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;濃度相同的三種酸,HA的pH最小,HD的pH最大,酸性越強(qiáng)電離常數(shù)越大,三種酸的電離常數(shù)HA的最大,HD的最小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀釋CH3COOH溶液時(shí),CH3COO-和H+的濃度均減小,導(dǎo)電能力減弱,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)HAH++A-,Ka==6.2510-5,故當(dāng)溶液的pH為5.0時(shí),c(H+)=10-5,HA溶液中==0.16,故D項(xiàng)正確。
答案:D
4.室溫下,甲、乙兩燒杯均盛有5 mL pH=3的某一元酸溶液,向乙燒杯中加水稀釋至pH=4。關(guān)于甲、乙兩燒杯中溶液的描述正確的是( )
A.溶液的體積10V甲
乙,錯(cuò)誤;D中若分別與5 mL pH=11的NaOH溶液反應(yīng),若為強(qiáng)酸,則所得溶液的pH:甲=乙,若為弱酸,所得溶液應(yīng)為酸性,甲中濃度大,酸性強(qiáng),pH小,所以所得溶液的pH:甲≤乙。
答案:D
5.查閱資料表明,NaOH是一種強(qiáng)電解質(zhì),為證明醋酸是一種弱酸,鹽酸是一種強(qiáng)酸,下列實(shí)驗(yàn)方案切實(shí)可行的是( )
①用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制濃度為0.01 molL-1的稀醋酸和稀鹽酸,用pH計(jì)分別測(cè)它們的pH;
②用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制pH為5的稀醋酸和稀鹽酸,然后加水稀釋1 000倍,再用pH計(jì)比較它們的pH變化;
③用醋酸鈉固體和氯化鈉固體配制濃度均為0.01 molL-1的醋酸鈉、氯化鈉溶液,用pH試紙測(cè)定溶液的pH;
④用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制濃度為0.01 molL-1的稀醋酸和稀鹽酸,然后測(cè)定溶液的導(dǎo)電性。
A.①②③④ B.①③④
C.②④ D.只有①
解析:方案②存在問題,無法準(zhǔn)確配制pH=5的醋酸溶液,且稀釋1 000倍時(shí),醋酸的pH肯定是小于7而大于5,鹽酸pH接近7,據(jù)此難確定鹽酸是強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,該方案不可行。
答案:B
6.常溫下,某酸HA的電離常數(shù)K=110-5。下列說法中正確的是( )
A.HA溶液中加入NaA固體后,減小
B.常溫下,0.1 mol/L HA溶液中水電離出的c(H+)為10-13 mol/L
C.NaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應(yīng),存在關(guān)系:2c(Na+)=c(A-)+c(Cl-)
D.常溫下,0.1 mol/L NaA溶液的水解常數(shù)為10-9
解析:HA溶液中加入NaA固體后抑制HA的電離,===Kh==10-9,故比值不變,A錯(cuò)誤、D正確;常溫下,0.1 mol/L的HA溶液中氫離子濃度約為(0.110-5)1/2 mol/L=0.001 mol/L,則水電離出的c(H+)為10-11 mol/L,B錯(cuò)誤;NaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應(yīng),根據(jù)物料守恒:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)+c(Cl-),C錯(cuò)誤。
答案:D
7.25 ℃時(shí),相同pH的兩種一元弱酸HA與HB溶液分別加水稀釋,溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.同濃度的NaA與NaB溶液中,c(A-)小于c(B-)
B.a(chǎn)點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性大于b點(diǎn)溶液
C.a(chǎn)點(diǎn)的c(HA)大于b點(diǎn)的c(HB)
D.HA的酸性強(qiáng)于HB
解析:由于稀釋過程中HA的pH變化較大,故HA的酸性強(qiáng)于HB,D項(xiàng)正確;酸的酸性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的鹽的水解程度越小,故NaB的水解程度大,同濃度的NaA與NaB溶液中c(B-)小于c(A-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)溶液的pH小于a點(diǎn)溶液的pH,說明b點(diǎn)溶液中c(H+)較大、c(B-)較大,故溶液導(dǎo)電性較強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;HA酸性強(qiáng)于HB,則相同pH的溶液,c(HA)0.01 molL-1,1 L溶液中n(HCl)=0.01 mol,n(CH3COOH)>0.01 mol。A項(xiàng),相同時(shí)間內(nèi)pH變化較大的應(yīng)為HCl,錯(cuò)誤;B項(xiàng),產(chǎn)生H2的速率大的應(yīng)為CH3COOH,錯(cuò)誤;D項(xiàng),相同時(shí)間內(nèi)c(H+)變化較大的為HCl,錯(cuò)誤。
答案:C
9.常溫下,向10 mL b molL-1的CH3COOH溶液中滴加等體積的0.01 molL-1的NaOH溶液,充分反應(yīng)后溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),下列說法不正確的是( )
A.b>0.01
B.混合后溶液呈中性
C.CH3COOH的電離常數(shù)Ka=
D.向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的過程中,水的電離程度逐漸減小
解析:根據(jù)題意知,常溫下,向10 mL b molL-1的CH3COOH溶液中滴加等體積的0.01 molL-1的NaOH溶液,充分反應(yīng)后溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),則反應(yīng)后的溶液為醋酸和醋酸鈉的混合液。A項(xiàng),反應(yīng)后溶液為醋酸和醋酸鈉的混合液,則醋酸過量,b>0.01,正確;B項(xiàng),反應(yīng)后溶液為醋酸和醋酸鈉的混合液,根據(jù)電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),又c(Na+)=c(CH3COO-),則c(H+)=c(OH-),混合后溶液呈中性,正確;C項(xiàng),CH3COOH的電離常數(shù)Ka=,c(Na+)=c(CH3COO-)=0.005 molL-1,c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,c(CH3COOH)= molL-1,代入計(jì)算得Ka=,正確;D項(xiàng),向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的過程中生成強(qiáng)堿弱酸鹽醋酸鈉,醋酸根水解促進(jìn)水的電離,水的電離程度逐漸增大,錯(cuò)誤。
答案:D
10.某二元酸(H2A)在水中的電離方程式為H2A===H++HA-,HA-H++A2-(25 ℃時(shí)Ka=1.010-2),下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.H2A是弱酸
B.稀釋0.1 mol/L H2A溶液,因電離平衡向右移動(dòng)而導(dǎo)致c(H+)增大
C.在0.1 mol/L的H2A溶液中,c(H+)=0.12 mol/L
D.若0.1 mol/L NaHA溶液中c(H+)=0.02 mol/L,則0.1 mol/L的H2A中c(H+)<0.12 mol/L
解析:因H2A的一級(jí)電離是完全的,所以它是強(qiáng)酸,A錯(cuò)誤;稀釋過程中溶液體積增大,雖然電離平衡向右移動(dòng),但c(H+)減小,B錯(cuò)誤;假設(shè)溶液中c(H+)=0.12 mol/L,則二級(jí)電離生成的c(A2-)為0.02 mol/L,c(HA-)=0.08 mol/L,將這些數(shù)據(jù)代入Ka=中求出的Ka≠1.010-2,C錯(cuò)誤;0.1 mol/L H2A溶液中,第一步電離生成的c(H+)=0.1 mol/L,由于H2A第一步電離生成的H+對(duì)第二步電離有抑制作用,而NaHA溶液中則不存在這樣的抑制作用,故0.1 mol/L的H2A溶液中c(H+)<0.12 mol/L,D正確。
答案:D
11.分析下表,下列選項(xiàng)中錯(cuò)誤的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
電離常數(shù)
(25 ℃)
1.810-5
4.910-10
Ka1=4.310-7
Ka2=5.610-11
A.CH3COO-、HCO、CN-在溶液中可以大量共存
B.向食醋中加入水可使CH3COOH的電離平衡向電離方向移動(dòng)
C.相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaCN溶液,后者pH較大
D.pH=a的上述3種酸溶液,加水后溶液的pH仍相同,則醋酸中加入水的體積最小
解析:根據(jù)電離常數(shù)可知HCO和CH3COO-、HCO和CN-均不發(fā)生反應(yīng),A正確;向食醋中加入水,CH3COOH的電離平衡正向移動(dòng),B正確;由于電離常數(shù)HCN>HCO,根據(jù)“越弱越易水解”可知C錯(cuò);pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO3 3種酸溶液,加入相同體積的水,CH3COOH溶液pH變化最大,則pH變化相同的情況下,CH3COOH溶液中加入水的體積最小,D正確。
答案:C
12.下表是幾種常見弱酸的電離平衡常數(shù)(25 ℃):
酸
電離方程式
電離平衡常數(shù)Ka
CH3COOH
CH3COOH
CH3COO-+H+
1.7610-5
H2CO3
H2CO3H++HCO
HCOH++CO
Ka1=4.410-7
Ka2=4.710-11
H3PO4
H3PO4H++H2PO
H2POH++HPO
HPOH++PO
Ka1=7.110-3
Ka2=6.310-8
Ka3=4.210-13
下列說法中正確的是( )
A.溫度升高,Ka值減小
B.向0.1 molL-1 CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,c(H+)/c(CH3COOH)的值將增大
C.等物質(zhì)的量濃度的各溶液中c(H+)關(guān)系為:CH3COOH>H3PO4>H2CO3
D.PO、HPO和H2PO在溶液中不能大量共存
解析:電解質(zhì)的電離是一個(gè)吸熱過程,溫度升高,K值增大,A錯(cuò)誤;醋酸的電離平衡正向移動(dòng),溶液中c(CH3COO-)增大,而Ka值不變,=,故的值減小,B錯(cuò)誤;根據(jù)電離平衡常數(shù),可知等物質(zhì)的量濃度的各溶液中c(H+)的關(guān)系為:H3PO4>CH3COOH>H2CO3,C錯(cuò)誤;根據(jù)磷酸的三級(jí)電離平衡常數(shù),酸性H2PO>HPO,故H2PO與PO可能反應(yīng)生成HPO,即PO和H2PO在溶液中不能大量共存,D正確。
答案:D
二、非選擇題
13.(1)一定溫度下,向1 L 0.1 molL-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體,則醋酸的電離平衡向________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng);溶液中
的值________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)氨氣的水溶液稱為氨水,其中存在的主要溶質(zhì)微粒是NH3H2O。
已知:a.常溫下,醋酸和NH3H2O的電離平衡常數(shù)均為1.7410-5;
b.CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O。
則CH3COONH4溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”,下同),NH4HCO3溶液呈________性,NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是________(填化學(xué)式)。
(3)99 ℃時(shí),Kw=1.010-12,該溫度下測(cè)得0.1 molL-1 Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的電離方程式為______________________。
②該溫度下,將0.01 molL-1 H2A溶液稀釋到20倍后,溶液的pH=________。
③體積相等、pH均為1的鹽酸與H2A溶液分別與足量的Zn反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣________(填字母序號(hào))。
A.鹽酸多 B.H2A多 C.一樣多 D.無法確定
④將0.1 molL-1 H2A溶液與0.2 molL-1氨水等體積混合,完全反應(yīng)后溶液中各離子濃度從大到小的順序?yàn)?
_____________________________________________________。
解析:(1)CH3COOH溶液中存在電離平衡CH3COOHCH3COO-+H+,加入CH3COONa固體,c(CH3COO-)增大,平衡左移;CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=
,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變,故的值不變。(2)弱酸弱堿鹽溶液酸堿性的判斷要注意對(duì)應(yīng)的弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù)的大小,電離平衡常數(shù)越大,其對(duì)應(yīng)離子水解的程度越小。(3)由題給信息知H2A為強(qiáng)酸,在水溶液中完全電離。
答案:(1)逆 不變 (2)中 堿 NH
(3)①H2A===2H++A2-?、? ③C
④c(NH)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
14.甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)用實(shí)驗(yàn)確定某酸HA是弱電解質(zhì),存在電離平衡,且改變條件平衡發(fā)生移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)方案如下:
甲:①準(zhǔn)確配制0.1 molL-1的HA溶液、HCl溶液各100 mL;
②取純度相同,質(zhì)量、大小相等的鋅粒于兩支試管中,同時(shí)加入0.1 molL-1的HA溶液、HCl溶液各10 mL,按圖1裝好,觀察現(xiàn)象。
乙:①用pH計(jì)測(cè)定物質(zhì)的量濃度均為0.1 molL-1 HA溶液和HCl溶液的pH;
②再取0.1 molL-1的HA溶液和HCl溶液各2滴(1滴均為1/20 mL)分別稀釋至100 mL,再用pH計(jì)測(cè)其pH變化。
(1)甲、乙兩方案中都要用到________mL的容量瓶。乙方案中說明HA是弱電解質(zhì)的理由是,測(cè)得0.1 molL-1的HA溶液的pH________1(填“>”“<”或“=”);甲方案中,說明HA是弱電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。
A.加入HCl溶液后,試管上方的氣球鼓起慢
B.加入HA溶液后,試管上方的氣球鼓起慢
C.加入兩種稀酸后,兩個(gè)試管上方的氣球同時(shí)鼓起,且一樣大
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)第________步,能證明改變條件弱電解質(zhì)平衡發(fā)生移動(dòng)。甲同學(xué)為了進(jìn)一步證明弱電解質(zhì)電離平衡移動(dòng)的情況,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
a.使HA的電離程度和c(H+)都減小,c(A-)增大,可在0.1 molL-1的HA溶液中,選擇加入________。
A.NaA固體(可完全溶于水)
B.1 molL-1 NaOH溶液
C.1 molL-1 H2SO4溶液
D.2 molL-1 HA溶液
b.使HA的電離程度減小,c(H+)和c(A-)都增大,可在0.1 molL-1的HA溶液中,選擇加入________。
A.NaA固體(可完全溶于水)
B.1 molL-1 NaOH溶液
C.1 molL-1 H2SO4溶液
D.2 molL-1 HA溶液
解析:(1)配制100 mL溶液,需要選用規(guī)格為100 mL的容量瓶;在水溶液中弱電解質(zhì)部分電離,則0.1 molL-1的HA溶液中氫離子濃度小于0.1 molL-1,所以溶液的pH>1,反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比,等濃度的HA溶液和HCl溶液中,HA溶液中c(H+)小,所以開始時(shí)反應(yīng)速率慢,則試管上方的氣球鼓起慢。
(2)只有改變條件時(shí),才能證明改變條件弱電解質(zhì)平衡發(fā)生移動(dòng),所以②能證明改變條件弱電解質(zhì)平衡發(fā)生移動(dòng);a.使HA的電離程度和c(H+)都減小,c(A-)增大,則應(yīng)該加入含有A-的物質(zhì),選A;b.使HA的電離程度減小,c(H+)和c(A-)都增大,則應(yīng)加入濃的HA溶液,選D。
答案:(1)100 > B (2)② a.A b.D
15.常溫下有0.1 molL-1的以下幾種溶液:①H2SO4溶液
②NaHSO4溶液?、跜H3COOH溶液?、蹾Cl溶液 ⑤HCN溶液?、薨彼?,其中如下幾種溶液的電離度(即已經(jīng)電離的占原來總的百分?jǐn)?shù))如下表(已知H2SO4的第一步電離是完全的)。
①H2SO4溶
液中HSO
②NaHSO4溶
液中HSO
③CH3COOH
溶液
④HCl
溶液
10%
29%
1.33%
100%
回答下列問題:
(1)常溫下,pH相同的表格中的幾種溶液,其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是____________(填序號(hào),下同)。
(2)常溫下,將足量的鋅粉投入等體積pH=1的表格中的幾種溶液中,產(chǎn)生H2的體積(同溫同壓下)由大到小的順序是____________。
(3)在25 ℃時(shí),若用已知濃度的NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液應(yīng)選用________作指示劑,若終點(diǎn)時(shí)溶液pH=a,則由水電離的c(H+)為________。
(4)在25 ℃時(shí),將b molL-1的KCN溶液與0.01 molL-1的鹽酸等體積混合,測(cè)得溶液pH=7,則b________0.01(填“>”“<”或“=”);用含b的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=______________。
解析:(1)硫酸溶液中電離出H+能力相當(dāng)于110%,pH相同的四種溶液電離能力越強(qiáng),物質(zhì)的量濃度越小,③>②>④>①。
(2)pH相等時(shí),溶液的濃度③>②>④>①,放出氫氣的體積與溶液能夠提供的H+的總物質(zhì)的量有關(guān),因H2SO4中HSO隨著反應(yīng)的進(jìn)行,能夠繼續(xù)電離出H+,故①放出氫氣的體積大于④:③>②>①>④。
(3)CH3COOH與氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成CH3COONa,其溶液呈堿性,故選酚酞作指示劑。當(dāng)pH為a時(shí)溶液中c(H+)=10-a molL-1,溶液中由水電離的c(H+)=c(OH-)=10-(14-a) molL-1。
(4)b=0.01時(shí)兩者恰好反應(yīng),溶液呈酸性,要使溶液呈中性,b>0.01。根據(jù)電荷守恒有:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),溶液呈中性:c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,c(CN-)=c(K+)-c(Cl-)=(0.5b-0.005) molL-1,c(HCN)=0.005 molL-1,代入平衡常數(shù)表達(dá)式,即可求得平衡常數(shù)為:。
答案:(1)③>②>④>① (2)③>②>①>④
(3)酚酞 10-(14-a) molL-1
(4)>
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