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跟蹤檢測(cè)(二十四) 弱電解質(zhì)的電離平衡
1.(2019上海閔行區(qū)調(diào)研)室溫時(shí),0.1 molL-1某一元酸HA溶液的pH=3。關(guān)于該溶液敘述正確的是( )
A.溶質(zhì)的電離方程式為HA===H++A-
B.升高溫度,溶液的pH增大
C.若加入少量NaA固體,則c(A-)降低
D.該溶液稀釋10倍后,pH<4
解析:選D 室溫時(shí),0.1 molL-1某一元酸HA溶液的pH=3,則溶液中c(H+)=10-3 molL-1,該酸為弱酸,溶質(zhì)的電離方程式為HAH++A-,A錯(cuò)誤;電離過程為吸熱過程,升高溫度,平衡右移,c(H+)增大,溶液的pH減小,B錯(cuò)誤;若加入少量NaA固體,雖然平衡左移,但是移動(dòng)過程微弱,c(A-)增大,C錯(cuò)誤;弱酸稀釋10n倍時(shí),溶液的pH變化小于n個(gè)單位,所以將該溶液稀釋10倍后,pH介于3至4之間,D正確。
2.(2019懷化質(zhì)檢)下列事實(shí)中,不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是( )
A.氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸
B.氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸
C.0.10 molL-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4和1.5
D.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng),而亞硫酸可以
解析:選A 氫硫酸的還原性強(qiáng)于亞硫酸,不能用于比較酸性的強(qiáng)弱,故A符合題意;氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸,可說明亞硫酸的電離程度大,則亞硫酸的酸性強(qiáng),故B不符合題意;0.10 molL-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4和1.5,可說明亞硫酸的電離程度大,酸性較強(qiáng),故C不符合題意;氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng),而亞硫酸可以,符合強(qiáng)酸制備弱酸的特點(diǎn),可說明亞硫酸的酸性比氫硫酸強(qiáng),故D不符合題意。
3.已知室溫時(shí),0.1 molL-1某一元弱酸HA的電離常數(shù)約為110-7,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.該溶液的pH=4
B.此溶液中,HA約有0.1%發(fā)生電離
C.加水稀釋,HA的電離平衡向右移動(dòng),HA的電離常數(shù)增大
D.由HA電離出的c(H+)約為水電離出的c(H+)的106倍
解析:選C HAH++A-
平衡/(molL-1) 0.1-c c c
則=K=110-7,因c很小,故0.1-c≈0.1,解得c=110-4,A、B項(xiàng)正確;電離常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,電離常數(shù)不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;室溫下Kw=110-14,c(OH-)== molL-1=110-10 molL-1,則由水電離出的c(H+)=110-10 molL-1,D項(xiàng)正確。
4.(2019北京海淀區(qū)模擬)現(xiàn)有常溫下體積均為10 mL、pH=3的兩種溶液:①HCl溶液,②CH3COOH溶液。下列說法中正確的是( )
A.溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度:①>②
B.溶液中酸根的物質(zhì)的量濃度:①=②
C.加水稀釋至1 L,溶液的pH:①<②
D.分別加入等濃度的NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:①=②
解析:選B HCl是強(qiáng)電解質(zhì),在溶液中完全電離,CH3COOH是弱電解質(zhì),在溶液中部分電離,則pH相等的兩種溶液中,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度:②>①,故A錯(cuò)誤;兩溶液的pH相等,說明兩溶液中c(H+)相等,由電離方程式HCl===H++Cl-和CH3COOHH++CH3COO-可知,溶液中酸根離子的物質(zhì)的量濃度:①=②,故B正確;加水稀釋至1 L,則兩溶液均稀釋100倍,因HCl是強(qiáng)電解質(zhì),在溶液中完全電離,稀釋后HCl溶液的pH=5,CH3COOH是弱電解質(zhì),在溶液中部分電離,稀釋后CH3COOH溶液的pH:3<pH<5,所以兩溶液的pH:②<①,故C錯(cuò)誤;根據(jù)A項(xiàng)分析可知,10 mL、pH=3的兩溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度:②>①,則分別加入等濃度的NaOH溶液至中性,消耗NaOH的量:①<②,故D錯(cuò)誤。
5.(2019貴陽(yáng)模擬)常溫下,0.2 molL-1的一元堿BOH與等濃度的HCl溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示,下列說法正確的是( )
A.BOH為強(qiáng)堿
B.該混合液pH=7
C.圖中X表示BOH,Y表示H+,Z表示OH-
D.該混合溶液中:c(Cl-)=c(Y)+c(B+)
解析:選D 0.2 molL-1的一元堿BOH與等濃度的鹽酸等體積混合后,HCl+BOH===BCl+H2O,所得溶液中B+濃度小于0.1 molL-1,說明在溶液中存在B++H2OH++BOH,BOH為弱堿,BCl溶液呈酸性,則c(OH-)
c(H+),所以有c(Cl-)=0.1 molL-1>c(B+)>c(H+)>c(BOH)>c(OH-),即X表示H+,Y表示BOH,Z表示OH-,溶液中存在物料守恒為c(Cl-)=c(B+)+c(BOH)。
6.(2019重慶綦江中學(xué)適應(yīng)性考試)常溫下,將pH=a的NaOH溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合后,兩者恰好完全反應(yīng),則該溫度下醋酸的電離常數(shù)約為( )
A.1014-a-2b B.10a+b-14
C.10a-2b D.10a-2b+14
解析:選A pH=b的醋酸溶液中c(H+)=c(CH3COOO-)=10-b molL-1,pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=c(NaOH)=10a-14 molL-1,將兩者等體積混合,恰好完全反應(yīng),則說明醋酸的物質(zhì)的量濃度等于NaOH的物質(zhì)的量濃度,c(CH3COOH)約為10a-14 molL-1,故該溫度下醋酸的電離常數(shù)為1014-a-2b。
7.(2019合肥調(diào)研)濃度均為0.1 molL-1、體積為V0的HX、HY溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨lg 的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.相同溫度下,電離常數(shù)K(HX):a>b
C.常溫下,由水電離出的c(H+)c(OH-):a1,說明HX部分電離,為弱電解質(zhì),HY的pH=1,說明其完全電離,為強(qiáng)電解質(zhì),所以HY的酸性大于HX,A錯(cuò)誤;酸的電離常數(shù)只與溫度有關(guān),所以相同溫度下,電離常數(shù):a=b,B錯(cuò)誤;酸或堿抑制水的電離,酸中的H+濃度越小,其抑制水電離程度越小,根據(jù)題圖分析,b點(diǎn)溶液中H+濃度小于a點(diǎn),則水的電離程度:ac(A-)
解析:選B 當(dāng)V(NaOH)=0時(shí),-lg c水(H+)=11,c水(H+)=c水(OH-)=10-11 molL-1,根據(jù)常溫下水的離子積求出溶液中c(H+)==10-3 molL-1,HAH++A-,c(H+)=c(A-)=10-3molL-1,Ka(HA)===10-5,A項(xiàng)正確;N點(diǎn)水電離出的H+濃度最大,說明HA與NaOH恰好完全反應(yīng)生成NaA,P點(diǎn)溶質(zhì)為NaOH和NaA,溶液顯堿性,即P點(diǎn)pH不等于7,B項(xiàng)錯(cuò)誤;0~b段水的電離程度逐漸增大,當(dāng)達(dá)到b點(diǎn)時(shí)水的電離程度達(dá)到最大,即溶質(zhì)為NaA,說明HA和NaOH恰好完全反應(yīng),b=20.00,C項(xiàng)正確;M點(diǎn)溶液pH=7,根據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性,存在c(Na+)=c(A-),M點(diǎn)后,c(Na+)>c(A-),D項(xiàng)正確。
9.(2019靖遠(yuǎn)縣高三聯(lián)考)25 ℃時(shí),改變0.1 molL-1RCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分?jǐn)?shù)δ(X)=;甲酸(HCOOH)與丙酸(CH3CH2COOH)中酸分子的分布分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.丙酸的酸性比甲酸強(qiáng)
B.CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+的lg K=-4.88
C.若0.1 molL-1甲酸溶液的pH=2.33,則0.01 molL-1甲酸溶液的pH=3.33
D.將0.1 molL-1的HCOOH溶液與0.1 molL-1的HCOONa溶液等體積混合,所得溶液中:c(Na+)>c(HCOOH)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
解析:選B 由圖中信息可知,相同pH時(shí),丙酸的酸分子的分布分?jǐn)?shù)大,說明電離程度小,故其酸性比甲酸弱,A錯(cuò)誤;pH=4.88時(shí),丙酸的酸分子的分布分?jǐn)?shù)為50%,即c(CH3CH2COOH)=c(CH3CH2COO-),由CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+電離平衡可知,lg K=lg c(H+)=-4.88,B正確;稀釋弱酸,電離程度增大,故0.1 molL-1甲酸溶液的pH=2.33,則0.01 molL-1甲酸溶液的pH<3.33,C錯(cuò)誤;將0.1 molL-1的HCOOH溶液與0.1 molL-1 的HCOONa溶液等體積混合,電離程度大于水解程度,所得溶液呈酸性,即c(OH-)c(H+),B錯(cuò)誤;若將亞砷酸溶液加水稀釋,電離平衡向右移動(dòng),由二級(jí)電離方程式可知,n(HAsO)增大,n(H2AsO)減小,則增大,C錯(cuò)誤;依據(jù)圖像中H3AsO3和H2AsO濃度相同時(shí)的pH=9.2,H3AsO3H++H2AsO,Ka1(H3AsO3)==c(H+)=10-9.2,故Ka1(H3AsO3)的數(shù)量級(jí)為10-10,D正確。
11.(2018天津高考)LiH2PO4是制備電池的重要原料。室溫下,LiH2PO4溶液的pH隨c初始(H2PO)的變化如圖1所示,H3PO4溶液中H2PO的分布分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化如圖2所示。下列有關(guān)LiH2PO4溶液的敘述正確的是( )
A.溶液中存在3個(gè)平衡
B.含P元素的粒子有H2PO、HPO和PO
C.隨c初始(H2PO)增大,溶液的pH明顯變小
D.用濃度大于1 molL-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,當(dāng)pH達(dá)到4.66時(shí),H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iH2PO4
解析:選D LiH2PO4溶液中存在H2PO的電離平衡、HPO的電離平衡、H2PO的水解平衡、H2O的電離平衡等至少4個(gè)平衡,A項(xiàng)錯(cuò)誤;LiH2PO4溶液中含P元素的粒子有H2PO、HPO、PO和H3PO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;LiH2PO4溶液的pH隨著H2PO初始濃度的增大逐漸減小,但當(dāng)H2PO的濃度增大到10-1 molL-1時(shí),濃度再增大,溶液的pH基本不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;H3PO4與Li2CO3反應(yīng)生成LiH2PO4和LiHCO3,因?yàn)镠3PO4濃度大于1 molL-1,則可得到LiH2PO4濃度也大于 1 molL-1。根據(jù)圖1可知:當(dāng)LiH2PO4的濃度大于 1 molL-1時(shí)其pH=4.66;根據(jù)圖2可知當(dāng)pH=4.66時(shí)H2PO的分布分?jǐn)?shù)達(dá)到0.994,即H3PO4幾乎全部轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iH2PO4,D項(xiàng)正確。
12.(2019長(zhǎng)陽(yáng)第一高級(jí)中學(xué)模擬)Ⅰ.有以下幾種物質(zhì):①液態(tài)HCl?、谌廴贜aCl?、巯×蛩帷、苷崽恰、菀掖肌、蘼人、逜l2O3?、郚H3?、岚彼、釩u ?CaCO3 ?SO2 ?Al(OH)3 ?NaOH ?CH3COOH
(1)屬于電解質(zhì)的是__________________,屬于非電解質(zhì)的是________________________。(填標(biāo)號(hào))
(2)能導(dǎo)電的是________________________。(填標(biāo)號(hào))
Ⅱ.在一定溫度下,有a.鹽酸 b.硫酸 c.醋酸三種酸:(用a、b、c填空)
(3)當(dāng)三種酸物質(zhì)的量濃度相同時(shí),c(H+)由大到小的順序是______________。
(4)同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸,中和同物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液的能力由大到小的順序是____________。
(5)若三者c(H+)相同時(shí),物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是____________。
(6)當(dāng)三者c(H+)相同且體積也相同時(shí),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_________________________________________________。
(7)當(dāng)三者c(H+)相同且體積相同時(shí),同時(shí)加入形狀、密度、質(zhì)量完全相同的鋅,則開始時(shí)反應(yīng)速率的大小關(guān)系為____________,若產(chǎn)生相同體積的H2(相同狀況),反應(yīng)所需時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系是____________。
(8)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:(3)硫酸為二元酸,鹽酸為強(qiáng)酸,醋酸為弱酸,則物質(zhì)的量濃度相同時(shí),c(H+)由大到小的順序是b>a>c。(4)同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸,醋酸和鹽酸的物質(zhì)的量相等,但硫酸為二元酸,則中和同物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液消耗的體積由大到小的順序是b>a=c。(5)相同濃度時(shí)電離產(chǎn)生的c(H+)越大,若c(H+)相同時(shí)所需的物質(zhì)的量濃度越小,所以物質(zhì)的量濃度最小的是硫酸,最大的是醋酸。(6)酸與足量的鋅反應(yīng)時(shí),相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積與酸最終電離出H+的物質(zhì)的量成正比,當(dāng)三者c(H+)相同且體積也相同時(shí),鹽酸、硫酸完全電離,只有醋酸部分電離,所以這三種酸在相同狀況下分別與足量鋅反應(yīng)時(shí)生成氣體體積由大到小的順序是c>a=b。(7)反應(yīng)速率與c(H+)成正比,開始時(shí)c(H+)相等,所以其反應(yīng)速率相等,即a=b=c;反應(yīng)過程中,硫酸和鹽酸不再電離出H+,醋酸繼續(xù)電離生成H+,所以反應(yīng)過程中醋酸中c(H+)大于硫酸、鹽酸中c(H+),則醋酸反應(yīng)速率最大,鹽酸和硫酸反應(yīng)速率相等,則反應(yīng)所需時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系是a=b>c。(8)加水稀釋時(shí),醋酸繼續(xù)電離出H+,硫酸和鹽酸不再電離出H+,所以稀釋100倍后,c(H+)由大到小的順序是c>a=b。
答案:(1)①②⑦?????、堍茛?
(2)②③⑥⑨⑩ (3)b>a>c
(4)b>a=c
(5)c>a>b(或c>a=2b) (6)c>a=b
(7)a=b=c a=b>c (8)c>a=b
13.(2019臨沭第一中學(xué)調(diào)研)常溫下,部分酸的電離常數(shù)如表所示:
化學(xué)式
HF
HCN
H2CO3
電離常數(shù)
Ka=3.510-4
Ka=5.010-10
Ka1=4.410-7,
Ka2=4.710-11
(1)c(H+)相同的三種酸,其酸的濃度從大到小順序?yàn)開_______________________________。
(2)若HCN的起始濃度為0.01 molL-1,平衡時(shí) c(H+)約為____________molL-1。若使此溶液中HCN的電離程度增大且c(H+)也增大的方法是____________。
(3)中和等量的NaOH,消耗等pH的氫氟酸和硫酸的體積分別為a L、b L,則a________b(填“大于”“小于”或“等于”,下同)。中和等濃度、等體積的氫氟酸和硫酸需要NaOH的物質(zhì)的量為n1、n2,則n1________n2。
(4)向NaCN中通入少量的CO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。
(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氫氟酸比鹽酸的酸性弱: _________________________________。
解析:(1)根據(jù)三種酸的電離常數(shù)可知,酸性:HF>H2CO3>HCN>HCO,因此c(H+)相同的三種酸,其酸的濃度從大到小的順序?yàn)閏(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)。(2)設(shè)c(H+)=x molL-1,根據(jù)HCNH++CN-,Ka=5.010-10==,解得x≈10-6,弱電解質(zhì)的電離是吸熱過程,升高溫度,能夠促進(jìn)HCN的電離,電離程度增大,c(H+)也增大。(3)中和等量的NaOH,需要消耗等物質(zhì)的量的H+,當(dāng)氫氟酸和硫酸的pH相等時(shí),由于硫酸是強(qiáng)酸,氫氟酸為弱酸,氫氟酸濃度大于硫酸,需要?dú)浞岬捏w積小于硫酸的體積,即a小于b。氫氟酸為一元酸、硫酸為二元酸,中和等濃度、等體積的氫氟酸和硫酸需要NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶2,即n1小于n2。(4)酸性:HF>H2CO3>HCN>HCO。向NaCN中通入少量的CO2反應(yīng)生成HCN和NaHCO3,反應(yīng)的離子方程式為CN-+CO2+H2O===HCN+HCO。(5)證明氫氟酸比鹽酸的酸性弱可以使用的方法有①測(cè)定等濃度的兩種酸的pH,氫氟酸的pH大;②等濃度的兩種酸分別與Zn反應(yīng),初始?xì)浞崦皻馀萋?;③測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液的導(dǎo)電性,連接氫氟酸的燈泡較暗等。
答案:(1)c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)
(2)10-6 升高溫度 (3)小于 小于
(4)CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
(5)測(cè)定等濃度的兩種酸的pH,氫氟酸的pH大(其他合理答案均可)
14.25 ℃時(shí),電離平衡常數(shù):
化學(xué)式
CH3COOH
H2CO3
HClO
電離平衡常數(shù)
1.810-5
K1=4.410-7
K2=4.710-11
3.010-8
回答下列問題:
(1)下列四種離子結(jié)合質(zhì)子的能力由大到小的順序是__________(填標(biāo)號(hào))。
a.CO b.ClO- c.CH3COO- d.HCO
(2)下列反應(yīng)不能發(fā)生的是__________。
A.CO+2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH===CH3COO-+HClO
C.CO+2HClO===CO2↑+H2O+2ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O===CO+2HClO
(3)用蒸餾水稀釋0.10 molL-1的醋酸,則下列各式表示的數(shù)值隨水量的增加而增大的是__________。
A. B.
C. D.
(4)體積為10 mL、pH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1 000 mL,稀釋過程pH變化如圖,則HX的電離平衡常數(shù)__________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)醋酸的電離平衡常數(shù),稀釋后,HX溶液中水電離出來的c(H+)__________醋酸溶液中水電離出來的c(H+)。
解析:(1)電離平衡常數(shù)越大,越易電離,溶液中離子濃度越大,則酸性強(qiáng)弱為CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,酸根離子對(duì)應(yīng)的酸的酸性越強(qiáng),酸根離子結(jié)合氫離子的能力越弱,則四種離子結(jié)合質(zhì)子的能力由大到小的順序是CO>ClO->HCO>CH3COO-,即a>b>d>c。(2)由(1)分析可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原則判斷。CO+2CH3COOH===2CH3COO-+CO2↑+H2O:H2CO3的酸性小于CH3COOH,所以CH3COOH能夠制取H2CO3,該反應(yīng)能夠發(fā)生,故A不符合題意;ClO-+CH3COOH===CH3COO-+HClO:CH3COOH的酸性大于HClO,CH3COOH能夠制取HClO,該反應(yīng)能夠發(fā)生,故B不符合題意;CO+2HClO===CO2↑+H2O+2ClO-:HClO的酸性小于H2CO3,該反應(yīng)無法發(fā)生,故C符合題意;2ClO-+CO2+H2O===CO+2HClO:由于酸性:H2CO3>HClO>HCO,則H2CO3與ClO-反應(yīng)只能生成HCO,不會(huì)生成CO,該反應(yīng)不能發(fā)生,故D符合題意。(3)加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,H+物質(zhì)的量增大,醋酸分子的物質(zhì)的量減小,所以的比值減小,故A錯(cuò)誤;加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,CH3COO-物質(zhì)的量增大,醋酸分子的物質(zhì)的量減小,則的比值增大,故B正確;加水稀釋促進(jìn)醋酸電離,但H+濃度減小,溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,所以的比值減小,故C錯(cuò)誤;加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,H+濃度減小,溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,則OH-濃度增大,的比值減小,故D錯(cuò)誤。(4)加水稀釋促進(jìn)弱酸電離,pH相同的不同酸稀釋相同的倍數(shù),pH變化大的酸酸性強(qiáng),變化小的酸酸性弱;酸或堿抑制水電離,酸中H+或堿中OH-濃度越大其抑制水電離程度越大,根據(jù)圖知,pH相同的醋酸和HX稀釋相同的倍數(shù),HX的pH變化大,則HX的酸性大于醋酸,所以HX的電離平衡常數(shù)大于醋酸,稀釋后醋酸中H+濃度大于HX,所以醋酸抑制水電離程度大于HX,則HX溶液中水電離出來的 c(H+)大于醋酸溶液中水電離出來的c(H+)。
答案:(1)a>b>d>c (2)CD (3)B (4)大于 大于
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