2019屆高考化學(xué) 專題十六 弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用精準(zhǔn)培優(yōu)專練.doc

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培優(yōu)點(diǎn)十六 弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用 一．弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用 1．影響電離平衡的因素 典例1．體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A．與NaOH完全中和時(shí)，醋酸所消耗的NaOH多 B．分別與足量CaCO3反應(yīng)時(shí)，放出的CO2一樣多 C．兩種溶液的pH相等 D．分別用水稀釋相同倍數(shù)時(shí)，n(Cl－)＜n(CH3COO－) 【解析】體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，根據(jù)二者的電離方程式可知，二者電離出的c(H＋)相同，故pH相等，C項(xiàng)正確；由于醋酸不能完全電離，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故與NaOH完全中和，醋酸消耗的NaOH多，分別與足量CaCO3反應(yīng)時(shí)，醋酸放出的CO2多，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分別用水稀釋相同倍數(shù)時(shí)，醋酸的電離程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不變，D項(xiàng)正確。 【答案】B 2．電離平衡常數(shù)的應(yīng)用 典例2．已知H2SO3、H2CO3分別屬于中強(qiáng)酸和弱酸，H2SO3H＋HSO，HSOH＋SO；H2CO3H＋HCO，HCOH＋CO；電離平衡常數(shù)分別為K1、K、K2、K，已知K1＞K≈K2＞K則溶液中不可以大量共存的離子組是（ ） A．SO、HCO B．HSO、CO C．SO、CO D．HSO、HCO 【解析】因、K＞K，故酸性HSO＞HCO，所以HSO能與CO反應(yīng)生成HCO與SO。 【答案】B 3．強(qiáng)弱電解質(zhì)的比較 典例3．25℃時(shí)，CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka＝1.810－5，體積均為10mL pH＝3的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1000 mL，稀釋過(guò)程中pH的變化如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是（ ） A．HX的酸性比CH3COOH強(qiáng)且為弱酸 B．10mL pH＝3的醋酸溶液中c(H＋)＋c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＋c(OH－) C．10mL pH＝3的醋酸溶液中c(CH3COOH)約為0.056molL?1 D．中和等體積、等pH的CH3COOH和HX溶液消耗NaOH的物質(zhì)的量前者小于后者 【解析】對(duì)于強(qiáng)酸稀溶液，體積稀釋至100倍，pH增大2，而題述兩種酸溶液pH增大均小于2，故二者均為弱酸，且HX溶液pH增大的多，故HX的酸性比CH3COOH強(qiáng)，選項(xiàng)A正確；由電荷守恒可得：c(H)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，選項(xiàng)B正確；Ka＝＝1.810－5，c(H＋)＝c(CH3COO－)，解得c(CH3COOH)約為0.056molL?1，選項(xiàng)C正確；等體積、等pH的CH3COOH和HX溶液，前者溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度大，物質(zhì)的量多，故消耗的NaOH前者大于后者，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【答案】D 4．實(shí)驗(yàn)探究 典例4．（1）一定溫度下，向1L 0.1 molL?1 CH3COOH溶液中加入0.1mol 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1.810－5； b．CH3COOH＋NaHCO3===CH3COONa＋CO2↑＋H2O。 則CH3COONH4溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”，下同)性，NH4HCO3溶液呈________性，NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是________。 （3）99℃時(shí)，Kw＝1.010－12，該溫度下測(cè)得0.1molL?1Na2A溶液的pH＝6。 ①H2A在水溶液中的電離方程式為_(kāi)______________________________________。 ②該溫度下，將0.01molL?1H2A溶液稀釋到20倍后，溶液的pH＝________。 ③將體積相等、pH＝1的鹽酸和H2A溶液分別與足量的Zn反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣____。(填字母) A．鹽酸多 B．H2A多 C．一樣多 D．無(wú)法確定 ④將0.1molL?1H2A溶液與0.2molL?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)開(kāi)________________。 【解析】（3）99℃時(shí)，Kw＝1.010－12，該溫度下測(cè)得0.1molL?1 Na2A溶液的pH＝6，說(shuō)明溶液呈中性，即A2－不水解，故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－　②3?、跜　④c(NH)>c(A2－)>c(H＋)>c(OH－) 二．對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1．已知?dú)浞崴芤褐写嬖谌缦码婋x平衡：HFH＋F－。只改變一個(gè)條件一定可以使減小的是（ ） A．通入少量氯化氫氣體 B．加入少量氟化鉀固體 C．加入少量氫氧化鈉固體 D．通入少量氟化氫氣體 【解析】通入少量HCl氣體，溶液中c(H)增大，電離平衡逆向移動(dòng)，c(HF)增大，但c(HF)增大的程度沒(méi)有c(H)增大的程度大，減小，A項(xiàng)正確；加入少量KF固體，溶液中c(F)增大，平衡逆向移動(dòng)，c(H)減小，c(HF)增大，增大，B項(xiàng)錯(cuò)；加入少量NaOH固體，溶液中c(H)減小，電離平衡正向移動(dòng)，c(HF)減小，但c(HF)減小的程度沒(méi)有c(H)減小的程度大，增大，C項(xiàng)錯(cuò)；通入少量HF氣體，c(HF)增大，平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致c(H)增大，但最終結(jié)果是c(HF)增大的程度比c(H)增大的程度大，增大，D錯(cuò)。 【答案】A 2．25℃時(shí)加水稀釋10mL pH＝11的氨水，下列判斷正確的是（ ） A．原氨水的濃度為10?3 molL?1 B．溶液中減小 C．氨水的電離程度增大，溶液中所有離子的濃度均減小 D．再加入10 mL pH＝3的鹽酸充分反應(yīng)后混合液的pH值肯定大于7 【解析】 A項(xiàng)，原氨水的濃度應(yīng)大于10?3 molL?1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于n(NH)增多，而n(NH3H2O)減小，因處于同一溶液中，所以增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于c(OH－)減小，所以c(H)應(yīng)增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氨水過(guò)量，所以pH＞7，正確。 【答案】D 3．現(xiàn)有體積相等且等pH或等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液，分別加入足量鎂粉，產(chǎn)生H2的體積(同溫同壓下測(cè)定)隨時(shí)間的變化示意圖如下： 其中正確的是（ ） A．①③ B．②④ C．①②③④ D．都不對(duì) 【解析】①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氣的體積應(yīng)逐漸增大，故①錯(cuò)誤；②等pH時(shí)，醋酸濃度較大，加入足量鎂，不僅產(chǎn)生的氫氣的體積更大，反應(yīng)更快，而且反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)，不可能比鹽酸更早結(jié)束，故②錯(cuò)誤；③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氣的體積應(yīng)逐漸增大，不可能逐漸減小，故③錯(cuò)誤；④等物質(zhì)的量濃度時(shí)，醋酸溶液中氫離子濃度較小，反應(yīng)速率較小，不可能比鹽酸反應(yīng)的快，故④錯(cuò)誤。故選D 【答案】D 4．硼酸(H3BO3)溶液中存在：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下列說(shuō)法正確的是（ ） 化學(xué)式 電離常數(shù)(298 K) 硼酸 K＝5.710－10 碳酸 K1＝4.410－7 K2＝4.710－11 醋酸 K＝1.7510－5 A．等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉溶液和醋酸鈉溶液比較，pH：前者>后者 B．等物質(zhì)的量濃度的碳酸溶液和硼酸溶液比較，pH：前者>后者 C．將一滴碳酸鈉溶液滴入硼酸溶液中一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生 D．將一滴醋酸溶液滴入碳酸鈉溶液中一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生 【解析】酸的電離常數(shù)越大，其酸性越強(qiáng)，根據(jù)電離常數(shù)知，酸性強(qiáng)弱順序是：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氫根離子。醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸，碳酸根離子的水解程度大于醋酸根離子，所以等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉溶液的pH大于醋酸鈉溶液的pH，A正確；碳酸的酸性強(qiáng)于硼酸，則等物質(zhì)的量濃度的碳酸溶液和硼酸溶液比較，pH：前者＜后者，B錯(cuò)誤；碳酸鈉和硼酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉而不是二氧化碳，所以觀察不到有氣泡產(chǎn)生，C錯(cuò)誤；醋酸和碳酸鈉反應(yīng)先生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，由于只有一滴醋 酸溶液，所以不一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。 【答案】A 5．由已知電離平衡常數(shù)判斷，下列關(guān)于SO2與Na2CO3(aq)反應(yīng)的離子方程式的書寫中，不合理的是（ ） 酸 電離平衡常數(shù) H2CO3 K1＝410－7　K2＝5.610－11 H2SO3 K1＝1.5410－2　K2＝1.0210－7 A．SO2＋H2O＋2CO===2HCO＋SO B．SO2＋2HCO===2CO2＋SO＋H2O C．2SO2＋H2O＋CO===CO2＋2HSO D．SO2＋H2O＋CO===HCO＋HSO 【解析】分析表中的電離平衡常數(shù)判斷電離程度大小，碳酸存在電離平衡：H2CO3HCO＋H＋　K1＝410－7，HCOH＋＋CO　K2＝5.610－11；亞硫酸存在電離平衡：H2SO3HSO＋H＋　K1＝1.5410－2，HSOH＋＋SO　K2＝1.0210－7，碳酸與亞硫酸都是弱酸，電離平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，則酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2SO3＞H2CO3＞HSO＞HCO，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理，以此分析B項(xiàng)不合理。 【答案】B 6．25℃時(shí)，向盛有50mL pH＝2的HA溶液的絕熱容器中加入pH＝13的NaOH溶液，加入NaOH溶液體積(V)與所得混合溶液的溫度(T)的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是（ ） A．HA溶液的物質(zhì)的量濃度為0.01molL?1 B．b→c的過(guò)程中，溫度降低的原因是溶液中發(fā)生了吸熱反應(yīng) C．a(chǎn)→b的過(guò)程中，混合溶液中可能存在：c(A－)＝c(Na＋)　 D．25℃時(shí)，HA的電離平衡常數(shù)K約為1.4310－2 【解析】恰好中和時(shí)混合溶液溫度最高，即b點(diǎn)，此時(shí)消耗氫氧化鈉為0.04L0.1molL?1＝0.004mol ，得出50 mL HA的濃度為＝0.08 molL－1，A錯(cuò)誤；b→c的過(guò)程中，HA已完全反應(yīng)，繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液不再發(fā)生反應(yīng)，溶液溫度降低，B錯(cuò)誤；NaA水解呈堿性，HA電離呈酸性，a→b的過(guò)程中， 混合溶液可能呈中性，存在： c(A－)＝c(Na＋)，C正確；電離平衡常數(shù)K＝＝＝1.4310－3，D錯(cuò)誤。 【答案】C 7．pH＝1的HA、HB兩溶液各10mL，分別加水稀釋至1000mL，其pH變化關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．HA一定是強(qiáng)酸，HB一定是弱酸 B．稀釋后，HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱 C．向上述10mL HA溶液中加入10 mL pH＝13的NaOH溶液，溶液中有c(Na＋)＞c(A－)＞c(OH－)＞c(H＋) D．當(dāng)a＝3時(shí)，HA、HB兩溶液起始濃度相等 【解析】當(dāng)a＝3，HA一定是強(qiáng)酸，HB一定是弱酸，若a＜3，HA、HB都是弱酸，A錯(cuò)誤；由圖像可知，稀釋后HA溶液的pH比HB溶液的大，故稀釋后HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱，B正確；若a＝3，HA是強(qiáng)酸，與NaOH溶液反應(yīng)后，溶液中生成的溶質(zhì)NaA不水解，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，C錯(cuò)誤；當(dāng)a＝3時(shí)，HA是強(qiáng)酸，HA、HB兩溶液起始pH相等，但溶液濃度不相等，D錯(cuò)誤。 【答案】B 8．為比較鹽酸與醋酸的酸性強(qiáng)弱，下列方案不可行的是(均在常溫下測(cè)定)（ ） A．比較等體積、等pH的兩種溶液的導(dǎo)電性 B．比較等物質(zhì)的量濃度的氯化鈉與醋酸鈉溶液的pH C．比較等體積、等pH的兩種溶液與過(guò)量鋅粉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量 D．比較等體積、等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液稀釋相同倍數(shù)后的pH變化 【解析】A項(xiàng)，由于鹽酸、醋酸的pH相同，c(H＋)相同，所以導(dǎo)電性也相同，故不可行。 【答案】A 9．向0.1molL－1的CH3COOH溶液中加水或加入少量CH3COONa晶體時(shí)，下列有關(guān)敘述不正確的是（ ） A．都能使溶液的pH增大 B．都能使溶液中c(H＋)c(CH3COO－)減小 C．都能使溶液中比值增大 D．溶液中不變 【解析】醋酸中存在CH3COOHCH3COO－＋H+，溫度不變，醋酸的Ka不變，即不變，D正確；加水稀釋，雖促進(jìn)醋酸的電離，但溶液中c(H＋)、c(CH3COO)減小，pH增大；加入少量CH3COONa晶體時(shí)引入c(CH3COO－)，c(CH3COO－)增大，醋酸的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c(H＋)減小，pH增大，A正確；加入少量CH3COONa晶體后Ka＝不變，而c(CH3COOH)變大，則c(H+)c(CH3COO－)變大，B錯(cuò)誤；＝＝，c(H+)變小，則比值增大，C正確。 【答案】A 10．常壓下，取不同濃度、不同溫度的氨水測(cè)定，得到下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 溫度/℃ c(NH3H2O)/(molL?1) 電離常數(shù) 電離度/% c(OH－)/(molL?1) 0 16.56 1.3710－5 9.098 1.50710－2 10 15.16 1.5710－5 10.18 1.54310－2 20 13.63 1.7110－5 11.2 1.52710－2 提示：電離度＝100% （1）溫度升高，NH3H2O的電離平衡向________(填“左”或“右”)移動(dòng)，能支持該結(jié)論的表中數(shù)據(jù)是________(填字母)。 A．電離常數(shù) B．電離度 C．c(OH－) D．c(NH3H2O) （2）表中c(OH－)基本不變的原因是________________________________________。 （3）常溫下，在氨水中加入一定量的氯化銨晶體，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是________(填字母，下同)。 A．溶液的pH增大 B．氨水的電離度減小 C．c(OH－)減小 D．c(NH)減小 （4）將氨水與鹽酸等濃度等體積混合，下列做法能使c(NH)與c(Cl－)比值變大的是________。 A．加入固體氯化銨 B．通入少量氯化氫 C．降低溶液溫度 D．加入少量固體氫氧化鈉 【解析】（1）根據(jù)表中電離常數(shù)隨溫度的變化可以判斷，NH3H2O的電離吸收熱量，升高溫度，NH3H2O的電離平衡向右移動(dòng)。（3）對(duì)于平衡NH3H2ONH+OH－，加入NH4Cl固體，平衡左移，pH減小，電 離度減小，c(OH－)減小，c(NH)增大，A、D錯(cuò)誤。（4）氨水與鹽酸等濃度等體積混合，恰好生成NH4Cl溶液，NH+H2ONH3H2O+H，加入固體NH4Cl，c(NH)增大，增大，A正確；降溫，NH水解程度減小，增大，C正確；B項(xiàng)，通入HCl，c(Cl－)增大的較c(NH)多，減?。籇項(xiàng)，加入NaOH固體，c(NH)減小，減小。 【答案】（1）右　A （2）氨水濃度降低，使c(OH－)減小，而溫度升高，使c(OH－)增大，雙重作用使c(OH)基本不變 （3）AD　 （4）AC 11．與化學(xué)平衡類似，電離平衡的平衡常數(shù)，叫做電離常數(shù)(用K表示)。下表是25℃下幾種常見(jiàn)弱酸的電離平衡常數(shù)： 酸 電離方程式 電離平衡常數(shù)K CH3COOH CH3COOHH++CH3COO－ 1.9610－5 HClO HClOH++ClO－ 3.010－8 H2CO3 H2CO3H++HCO HCOH++CO K1＝4.410－7 K2＝5.610－11 H2SO3 H2SO3H++HSO HSOH++SO K1＝1.5410－2 K2＝1.0210－7 回答下列問(wèn)題： （1）CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO、H2SO3、HSO都可看作是酸，其中酸性最強(qiáng)的是________，最弱的是________。 （2）向Na2CO3溶液中通入足量的氯氣，發(fā)生的離子方程式為_(kāi)_____________________，向NaClO溶液中通入少量的二氧化硫，發(fā)生的離子方程式為_(kāi)________________________。 （3）求25℃時(shí)，1.2molL?1的NaClO溶液pH＝________(已知：lg2＝0.3)，0.10molL?1的CH3COOH溶液中的c(H+)＝________molL?1。 【解析】（1）同一溫度下，酸的電離常數(shù)越大其酸性越強(qiáng)，根據(jù)酸的電離常數(shù)知，酸性強(qiáng)弱順序是H2SO3＞CH3COOH＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，所以酸性最強(qiáng)的是H2SO3，最弱的是HCO。(2)因?yàn)樗嵝裕篐Cl＞H2CO3＞HClO＞HCO，所以反應(yīng)的離子方程式為2Cl2+H2O+CO===CO2+2Cl－+2HClO；因?yàn)樗嵝裕?H2SO3＞HSO＞HClO，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)喠蛩岣x子氧化為硫酸根離子，所以反應(yīng)的離子方程式為SO2+H2O+3ClO－===Cl－+SO+2HClO。（3）1.2molL?1的NaClO溶液中水解離子方程式為ClO +H2OHClO+OH－，Kh＝＝＝＝，c2(OH－)＝c(ClO－)＝1.2molL?1，c(OH－)＝210－3.5molL?1，c(H+)＝＝510－11.5，pH＝－lg(510－11.5)＝10.8；該溫度下，0.10molL?1的CH3COOH溶液中存在電離平衡，CH3COOH?CH3COO－+H+，平衡常數(shù)K＝＝1.7610?5，c2(H+)＝0.101.7610?5，c(H+)≈1.410?3molL?1。 【答案】（1）H2SO3　HCO （2）2Cl2+H2O+CO===CO2+2Cl－+2HClO SO2+H2O+3ClO－===Cl－+SO+2HClO （3）10.8　1.410－3