2019届高考化学专题十六弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用精准培优专练

PAGEPAGE10培优点十六弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用一．一．弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用1．影响电离平衡的因素典例1．体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，下列叙述错误的是（）A．与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多B．分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多C．两种溶液的pH相等D．分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)＜n(CH3COO－)【解析】体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，根据二者的电离方程式可知，二者电离出的c(H＋)相同，故pH相等，C项正确；由于醋酸不能完全电离，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故与NaOH完全中和，醋酸消耗的NaOH多，分别与足量CaCO3反应时，醋酸放出的CO2多，A项正确，B项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不变，D项正确。【答案】B2．电离平衡常数的应用典例2．已知H2SO3、H2CO3分别属于中强酸和弱酸，H2SO3Heq\o\al(+,)＋HSOeq\o\al(－,3)，HSOeq\o\al(－,3)Heq\o\al(+,)＋SOeq\o\al(2－,3)；H2CO3Heq\o\al(+,)＋HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)Heq\o\al(+,)＋COeq\o\al(2－,3)；电离平衡常数分别为K1、Keq\o\al(′,1)、K2、Keq\o\al(′,2)，已知K1＞Keq\o\al(′,1)≈K2＞Keq\o\al(′,2)则溶液中不可以大量共存的离子组是（）A．SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)B．HSOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)C．SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3) D．HSOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)【解析】因、Keq\o\al(′,1)＞Keq\o\al(′,2)，故酸性HSOeq\o\al(－,3)＞HCOeq\o\al(－,3)，所以HSOeq\o\al(－,3)能与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)与SOeq\o\al(2－,3)。【答案】B3．强弱电解质的比较典例3．25℃时，CH3COOH的电离平衡常数Ka＝1.8×10－5，体积均为10mLpH＝3的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是A．HX的酸性比CH3COOH强且为弱酸B．10mLpH＝3的醋酸溶液中c(H＋)＋c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＋c(OH－)C．10mLpH＝3的醋酸溶液中c(CH3COOH)约为0.056mol·L−1D．中和等体积、等pH的CH3COOH和HX溶液消耗NaOH的物质的量前者小于后者【解析】对于强酸稀溶液，体积稀释至100倍，pH增大2，而题述两种酸溶液pH增大均小于2，故二者均为弱酸，且HX溶液pH增大的多，故HX的酸性比CH3COOH强，选项A正确；由电荷守恒可得：c(Heq\o\al(+,))＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，选项B正确；Ka＝eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))＝1.8×10－5，c(H＋)＝c(CH3COO－)，解得c(CH3COOH)约为0.056mol·L−1，选项C正确；等体积、等pH的CH3COOH和HX溶液，前者溶质的物质的量浓度大，物质的量多，故消耗的NaOH前者大于后者，选项D错误。【答案】D4．实验探究典例4．（1）一定温度下，向1L0.1mol·L−1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体，则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动；溶液中eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))的值______(填“增大”“减小”或“不变”)。（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是NH3·H2O。已知：a.常温下，醋酸和NH3·H2O的电离平衡常数均为1.8×10－5；b．CH3COOH＋NaHCO3=CH3COONa＋CO2↑＋H2O。则CH3COONH4溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”，下同)性，NH4HCO3溶液呈________性，NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是________。（3）99℃时，Kw＝1.0×10－12，该温度下测得0.1mol·L−1Na2①H2A②该温度下，将0.01mol·L−1H2A③将体积相等、pH＝1的盐酸和H2AA．盐酸多B．H2A多C．一样多 ④将0.1mol·L−1H2A溶液与0.2mol·L−1【解析】（3）99℃时，Kw＝1.0×10－12，该温度下测得0.1mol·L−1Na2A溶液的pH＝6，说明溶液呈中性，即A2－不水解，故H【答案】（1）逆不变（2）中碱NHeq\o\al(＋,4)（3）①H2A=2H＋＋A2－②3③C④c(NHeq\o\al(＋,4))>c(A2－)>c(H＋)>c(OH－)二．二．对点增分集训1．已知氢氟酸水溶液中存在如下电离平衡：HFHeq\o\al(+,)＋F－。只改变一个条件一定可以使eq\f(c(HF),c(H＋))减小的是（）A．通入少量氯化氢气体B．加入少量氟化钾固体C．加入少量氢氧化钠固体D．通入少量氟化氢气体【解析】通入少量HCl气体，溶液中c(Heq\o\al(+,))增大，电离平衡逆向移动，c(HF)增大，但c(HF)增大的程度没有c(Heq\o\al(+,))增大的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))减小，A项正确；加入少量KF固体，溶液中c(Feq\o\al(－,))增大，平衡逆向移动，c(Heq\o\al(+,))减小，c(HF)增大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，B项错；加入少量NaOH固体，溶液中c(Heq\o\al(+,))减小，电离平衡正向移动，c(HF)减小，但c(HF)减小的程度没有c(Heq\o\al(+,))减小的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，C项错；通入少量HF气体，c(HF)增大，平衡正向移动，导致c(Heq\o\al(+,))增大，但最终结果是c(HF)增大的程度比c(Heq\o\al(+,))增大的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，D错。【答案】A2．25℃时加水稀释10mLpH＝11的氨水，下列判断正确的是A．原氨水的浓度为10−3mol·L−1B．溶液中eq\f(c(NH\o\al(＋,4)),c(NH3·H2O))减小C．氨水的电离程度增大，溶液中所有离子的浓度均减小D．再加入10mLpH＝3的盐酸充分反应后混合液的pH值肯定大于7【解析】A项，原氨水的浓度应大于10−3mol·L−1，错误；B项，由于n(NHeq\o\al(＋,4))增多，而n(NH3·H2O)减小，因处于同一溶液中，所以eq\f(c(NH\o\al(＋,4)),c(NH3·H2O))增大，错误；C项，由于c(OH－)减小，所以c(Heq\o\al(+,))应增大，错误；D项，氨水过量，所以pH＞7，正确。【答案】D3．现有体积相等且等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁粉，产生H2的体积(同温同压下测定)随时间的变化示意图如下：其中正确的是（）A．①③B．②④C．①②③④ D．都不对【解析】①随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，故①错误；②等pH时，醋酸浓度较大，加入足量镁，不仅产生的氢气的体积更大，反应更快，而且反应时间更长，不可能比盐酸更早结束，故②错误；③随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，不可能逐渐减小，故③错误；④等物质的量浓度时，醋酸溶液中氢离子浓度较小，反应速率较小，不可能比盐酸反应的快，故④错误。故选D【答案】D4．硼酸(H3BO3)溶液中存在：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下列说法正确的是（）化学式电离常数(298K)硼酸K＝5.7×10－10碳酸K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11醋酸K＝1.75×10－5A．等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较，pH：前者>后者B．等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者>后者C．将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生D．将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生【解析】酸的电离常数越大，其酸性越强，根据电离常数知，酸性强弱顺序是：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氢根离子。醋酸的酸性强于碳酸，碳酸根离子的水解程度大于醋酸根离子，所以等物质的量浓度的碳酸钠溶液的pH大于醋酸钠溶液的pH，A正确；碳酸的酸性强于硼酸，则等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者＜后者，B错误；碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠而不是二氧化碳，所以观察不到有气泡产生，C错误；醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳，由于只有一滴醋酸溶液，所以不一定能观察到有气泡产生，D错误。【答案】A5．由已知电离平衡常数判断，下列关于SO2与Na2CO3(aq)反应的离子方程式的书写中，不合理的是（）酸电离平衡常数H2CO3K1＝4×10－7K2＝5.6×10－11H2SO3K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7A．SO2＋H2O＋2COeq\o\al(2－,3)=2HCOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)B．SO2＋2HCOeq\o\al(－,3)=2CO2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2OC．2SO2＋H2O＋COeq\o\al(2－,3)=CO2＋2HSOeq\o\al(－,3)D．SO2＋H2O＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)＋HSOeq\o\al(－,3)【解析】分析表中的电离平衡常数判断电离程度大小，碳酸存在电离平衡：H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋K1＝4×10－7，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)K2＝5.6×10－11；亚硫酸存在电离平衡：H2SO3HSOeq\o\al(－,3)＋H＋K1＝1.54×10－2，HSOeq\o\al(－,3)H＋＋SOeq\o\al(2－,3)K2＝1.02×10－7，碳酸与亚硫酸都是弱酸，电离平衡常数越大，酸性越强，则酸性强弱顺序为H2SO3＞H2CO3＞HSOeq\o\al(－,3)＞HCOeq\o\al(－,3)，发生化学反应应遵循强酸制弱酸的原理，以此分析B项不合理。【答案】B6．25℃时，向盛有50mLpH＝2的HA溶液的绝热容器中加入pH＝13的NaOH溶液，加入NaOH溶液体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如下图所示。下列叙述正确的是A．HA溶液的物质的量浓度为0.01mol·L−1B．b→c的过程中，温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应C．a→b的过程中，混合溶液中可能存在：c(A－)＝c(Na＋)D．25℃时，HA的电离平衡常数K约为1.43×10【解析】恰好中和时混合溶液温度最高，即b点，此时消耗氢氧化钠为0.04L×0.1mol·L−1＝0.004mol，得出50mLHA的浓度为eq\f(0.004mol,0.05L)＝0.08mol·L－1，A错误；b→c的过程中，HA已完全反应，继续滴加氢氧化钠溶液不再发生反应，溶液温度降低，B错误；NaA水解呈碱性，HA电离呈酸性，a→b的过程中，混合溶液可能呈中性，存在：c(A－)＝c(Na＋)，C正确；电离平衡常数K＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)＝eq\f(0.01mol·L－1×0.01mol·L－1,0.08mol·L－1－0.01mol·L－1)＝1.43×10－3，D错误。【答案】C7．pH＝1的HA、HB两溶液各10mL，分别加水稀释至1000mL，其pH变化关系如图所示，下列说法正确的是（）A．HA一定是强酸，HB一定是弱酸B．稀释后，HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱C．D．当a＝3时，HA、HB两溶液起始浓度相等【解析】当a＝3，HA一定是强酸，HB一定是弱酸，若a＜3，HA、HB都是弱酸，A错误；由图像可知，稀释后HA溶液的pH比HB溶液的大，故稀释后HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱，B正确；若a＝3，HA是强酸，与NaOH溶液反应后，溶液中生成的溶质NaA不水解，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，C错误；当a＝3时，HA是强酸，HA、HB两溶液起始pH相等，但溶液浓度不相等，D错误。【答案】B8．为比较盐酸与醋酸的酸性强弱，下列方案不可行的是(均在常温下测定)（）A．比较等体积、等pH的两种溶液的导电性B．比较等物质的量浓度的氯化钠与醋酸钠溶液的pHC．比较等体积、等pH的两种溶液与过量锌粉反应产生氢气的量D．比较等体积、等物质的量浓度的两种溶液稀释相同倍数后的pH变化【解析】A项，由于盐酸、醋酸的pH相同，c(H＋)相同，所以导电性也相同，故不可行。【答案】A9．向0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中加水或加入少量CH3COONa晶体时，下列有关叙述不正确的是（）A．都能使溶液的pH增大B．都能使溶液中c(H＋)·c(CH3COO－)减小C．都能使溶液中eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))比值增大D．溶液中eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不变【解析】醋酸中存在CH3COOHCH3COO－＋H+，温度不变，醋酸的Ka不变，即eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不变，D正确；加水稀释，虽促进醋酸的电离，但溶液中c(H＋)、c(CH3COOeq\o\al(－,))减小，pH增大；加入少量CH3COONa晶体时引入c(CH3COO－)，c(CH3COO－)增大，醋酸的电离平衡向逆反应方向移动，c(H＋)减小，pH增大，A正确；加入少量CH3COONa晶体后Ka＝eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不变，而c(CH3COOH)变大，则c(H+)·c(CH3COO－)变大，B错误；eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))＝eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH)·c(H＋))＝eq\f(Ka,c(H＋))，c(H+)变小，则比值增大，C正确。【答案】A10．常压下，取不同浓度、不同温度的氨水测定，得到下表实验数据。温度/℃c(NH3·H2O)/(mol·L−1)电离常数电离度/%c(OH－)/(mol·L−1)016.561.37×10－59.0981.507×10－21015.161.57×10－510.181.543×10－22013.631.71×10－511.21.527×10－2提示：电离度＝eq\f(已电离的弱电解质物质的量,起始时的弱电解质物质的量)×100%（1）温度升高，NH3·H2O的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动，能支持该结论的表中数据是________(填字母)。A．电离常数B．电离度C．c(OH－)D．c(NH3·H2O)（2）表中c(OH－)基本不变的原因是________________________________________。（3）常温下，在氨水中加入一定量的氯化铵晶体，下列说法错误的是________(填字母，下同)。A．溶液的pH增大B．氨水的电离度减小C．c(OH－)减小D．c(NHeq\o\al(＋,4))减小（4）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，下列做法能使c(NHeq\o\al(＋,4))与c(Cl－)比值变大的是________。A．加入固体氯化铵B．通入少量氯化氢C．降低溶液温度D．加入少量固体氢氧化钠【解析】（1）根据表中电离常数随温度的变化可以判断，NH3·H2O的电离吸收热量，升高温度，NH3·H2O的电离平衡向右移动。（3）对于平衡NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)+OH－，加入NH4Cl固体，平衡左移，pH减小，电离度减小，c(OH－)减小，c(NHeq\o\al(＋,4))增大，A、D错误。（4）氨水与盐酸等浓度等体积混合，恰好生成NH4Cl溶液，NHeq\o\al(＋,4)+H2ONH3·H2O+Heq\o\al(+,)，加入固体NH4Cl，c(NHeq\o\al(＋,4))增大，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)增大，A正确；降温，NHeq\o\al(＋,4)水解程度减小，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)增大，C正确；B项，通入HCl，c(Cl－)增大的较c(NHeq\o\al(＋,4))多，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)减小；D项，加入NaOH固体，c(NHeq\o\al(＋,4))减小，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)减小。【答案】（1）右A（2）氨水浓度降低，使c(OH－)减小，而温度升高，使c(OH－)增大，双重作用使c(OHeq\o\al(－,))基本不变（3）AD（4）AC11．与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫做电离常数(用K表示)。下表是25℃酸电离方程式电离平衡常数KCH3COOHCH3COOHH++CH3COO－1.96×10－5HClOHClOH++ClO－3.0×10－8H2CO3H2CO3H++HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)H++COeq\o\al(2－,3)K1＝4.4×10－7K2＝5.6×10－11H2SO3H2SO3H++HSOeq\o\al(－,3)HSOeq\o\al(－,3)H++SOeq\o\al(2－,3)K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7回答下列问题：（1）CH3COOH、HClO、H2CO3、HCOeq\o\al(－,3)、H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)都可看作是酸，其中酸性最强的是________，最弱的是________。（2）向Na2CO3溶液中通入足量的氯气，发生的离子方程式为______________________，向NaClO溶液中通入少量的二氧化硫，发生的离子方程式为_________________________。（3）求25℃时，1.2mol·L−1的NaClO溶液pH＝________(已知：lg2＝0.3)，0.10mol·L−1的CH3COOH溶液中的c(H+)＝________mol·L−1【解析】（1）同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的