新教材高中化学课时作业13弱电解质的电离平衡含解析苏教版选择性必修

PAGEPAGE10弱电解质的电离平衡1．下列物质分类组合正确的是()选项ABCD强电解质FeCl3HBrH3PO4Cu(OH)2弱电解质CH3COOHHFBaSO4HI非电解质CuCO2H2OC2H5OH2.在水溶液中，下列物质的电离方程式正确的是()A．CH3COONH4⇌CH3COO－＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))B．H2CO3⇌2H＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))C．KHCO3⇌K＋＋H＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．KHSO4=K＋＋H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))3．下表是几种弱酸常温下的电离平衡常数：CH3COOHH2CO3H2SH3PO4Ka＝1.8×10－5Ka1＝4.3×10－7Ka2＝5.6×10－11Ka1＝9.1×10－8Ka2＝1.1×10－12Ka1＝7.5×10－3Ka2＝6.2×10－8Ka3＝2.2×10－13则下列说法中不正确的是()A．碳酸的酸性强于氢硫酸B．多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定C．多元弱酸的各步电离之间无影响D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变4．HClO4、H2SO4、HNO3和HCl都是强酸，其在水溶液中的酸性强弱差别不大。如表所示是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6×10－56.3×10－91.6×10－94.2×10－10由表格中数据判断下列说法不正确的是()A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B．在冰醋酸中HClO4是这四种酸中酸性最强的酸C．在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))D．水对这四种酸的酸性强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的酸性强弱5．相同体积、相同c(H＋)的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于产生氢气的体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是()6．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH⇌CH3COO－＋H＋。要使溶液中eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)的值增大，可以采取的措施是()①加少量烧碱固体②升高温度③加少量冰醋酸④加水A．①②B．②③C．③④D．②④7．(双选)某浓度的氨水中存在下列平衡：NH3·H2O⇌NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋OH－，如想增大NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的浓度，而不增大OH－的浓度，应采取的措施是()A．适当升高温度B．加入NH4Cl固体C．通入NH3D．加入少量盐酸8．设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下c(H＋)＝0.01mol·L－1的H3PO4溶液，下列说法正确的是()A．每升溶液中的H＋数目为0.03NAB．c(H＋)＝c(H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))＋2c(HPOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＋3c(POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4)))＋c(OH－)C．加水稀释使电离度增大，溶液pH减小D．加入NaH2PO4固体，溶液酸性增强9．下列事实能说明醋酸是弱电解质的是()①醋酸与水能以任意比例互溶②CH3COOH溶液能导电③CH3COOH溶液中存在醋酸分子④常温下，0.1mol/LCH3COOH溶液中的c(H＋)比0.1mol/L盐酸中的c(H＋)小⑤醋酸能与碳酸钙反应放出CO2⑥一定温度下，大小相同的铁片与相同物质的量浓度的盐酸和CH3COOH溶液反应，CH3COOH溶液产生H2的速率慢A．②④⑥B．③④⑥C．③④⑤D．①②10．相同温度下，根据三种酸的电离平衡常数，下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离平衡常数K9×10－79×10－61×10－2A.三种酸的酸性强弱关系：HX＞HY＞HZB．反应HZ＋Y－=HY＋Z－能够发生C．由电离平衡常数可以判断，HZ属于强酸，HX和HY属于弱酸D．相同温度下，1mol·L－1HX溶液的电离平衡常数大于0.1mol·L－1HX溶液的电离平衡常数11．某学生为探究Kw的影响因素，做了以下实验。(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。t/℃0102025405090100Kw/10－140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5由此推出：随着温度的升高，Kw的值________；水的电离程度________；水的电离平衡向________移动，水的电离过程是________过程。(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。A(纯水)B(加少量盐酸)C(加少量NaOH溶液)c(H＋)1.0×10－7mol·L－1增大______c(OH－)1.0×10－7mol·L－1______增大c(H＋)和c(OH－)大小比较c(H＋)＝c(OH－)c(H＋)____c(OH－)c(H＋)______c(OH－)水的电离平衡移动方向________________Kw1.0×10－14________________综上所述，可得出如下结论：①温度、________、________均能影响水的电离平衡。②Kw只受________的影响，而与其他因素无关。12．一定温度下有：a.盐酸b．硫酸c．醋酸三种酸。(1)当其物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是________________。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH能力的顺序是________________。(3)当其c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为________________。(4)当其c(H＋)相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序为________________。(5)当c(H＋)相同、体积相同时，同时加入锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时的反应速率________，反应所需时间________。(6)将c(H＋)相同的三种酸均稀释10倍后，c(H＋)由大到小的顺序是________________。13．根据电离平衡常数的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时，有关物质的电离平衡常数如下表所示。化学式电离平衡常数(Ka)HF7.2×10－4CH3COOH1.8×10－5H2SO3K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7H2CO3K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11H2SK1＝1.3×10－7K2＝7.1×10－15根据表中数据，回答下列问题：(1)等浓度的F－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、CH3COO－、HS－结合H＋的能力最强的为________。(2)溶液中不可能大量共存的离子组是________(填序号)。a．HS－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))b．HF、CH3COO－c．HS－、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))d．HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(3)Na2CO3溶液通入过量H2S，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)已知pH＝－lgc(H＋)，体积为10mL、pH＝2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变化如图所示，则HX的电离平衡常数________(填“＞”“＜”或“＝”)醋酸的电离平衡常数。任意写一种方法证明醋酸是弱电解质：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．(1)已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝________mol·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7mol·L－1时，溶液中的c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))/c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝________。(2)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4⇌H2AsOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋H＋的电离常数为Ka1，则pKa1＝________(pKa1＝－lgKa1)15．Ⅰ.已知25℃时，Ka(CH3COOH)＝1.6×10－5。(1)向0.1mol·L－1醋酸溶液中加入一定量1mol·L－1盐酸时，醋酸的电离平衡常数数值是否发生变化？________(填“是”或“否”)。解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若醋酸的起始浓度为0.010mol·L－1，平衡时c(H＋)＝________(忽略水的电离)。Ⅱ.已知常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝6.25×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3⇌HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋的电离常数Ka1＝________。[已知10－5.60＝2.5×10－6，pH＝－lgc(H＋)]Ⅲ.在25℃下，将amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝______________。课时作业13弱电解质的电离平衡1．答案：B2．解析：CH3COONH4是强电解质，完全电离，电离方程式为CH3COONH4=CH3COO－＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，A项错误；H2CO3为二元弱酸，电离应分步进行，B项错误；多元弱酸的酸式盐为强电解质，但其电离产生的酸式酸根离子不能完全电离，所以不能拆分，C项错误；KHSO4为多元强酸的酸式盐，在水溶液中可以完全电离出K＋、H＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，电离方程式为KHSO4=K＋＋H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，D项正确。答案：D3．解析：由表中H2CO3和H2S的电离平衡常数可知，H2CO3的Ka1大于H2S的Ka1，则碳酸的酸性强于氢硫酸，A项正确；多元弱酸分步发生电离，第一步电离产生的H＋抑制第二步、第三步的电离，故多元弱酸的酸性主要由第一步电离决定，B项正确，C项错误；电离平衡常数只与温度有关，向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，溶液温度不变，则电离平衡常数不变，D项正确。答案：C4．解析：由电离常数的概念可知，这四种酸在冰醋酸中都不能完全电离，且电离常数越大，酸性越强，故在冰醋酸中酸性：HClO4>H2SO4>HCl>HNO3。H2SO4在冰醋酸中存在电离平衡，其电离方程式为H2SO4⇌H＋＋HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))。故选C。答案：C5．解析：相同体积、相同c(H＋)的一元强酸和一元弱酸，刚开始与锌粉反应的速率是相同的，随着反应进行，弱酸继续电离，故其反应速率比强酸的大，排除B、D项；弱酸的物质的量浓度大于强酸的，所以弱酸与足量的锌粉反应生成氢气的量较多，排除A项。答案：C6．解析：①eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)＝eq\f(Ka,c（CH3COO－）)，加少量烧碱固体，溶液的酸性减弱，使醋酸的电离平衡正向移动，c(CH3COO－)增大，eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)值减小，故①错误；②弱电解质的电离过程是吸热的，升高温度促进电离，溶液中c(H＋)增大，c(CH3COOH)降低，eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)值增大，故②正确；③eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)＝eq\f(Ka,c（CH3COO－）)，加少量冰醋酸，使醋酸的电离平衡正向移动，c(CH3COO－)增大，eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)值减小，故③错误；④eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)＝eq\f(n（H＋）,n（CH3COOH）)，加水促进电离，溶液中n(H＋)增大，n(CH3COOH)降低，eq\f(c（H＋）,c（CH3COOH）)值增大，故④正确。答案：D7．答案：BD8．解析：H3PO4是三元弱酸，氢离子浓度为0.01mol·L－1，每升溶液中含有H＋的数目为0.01NA，A错误；H3PO4溶液中存在电荷守恒：c(H＋)＝c(H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))＋2c(HPOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＋3c(POeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4)))＋c(OH－)，该式也是溶液中的质子守恒表达式，B正确；“越稀越电离”，弱酸溶液加水稀释，电离度增大，但是c(H＋)减小，pH增大，C错误；向H3PO4溶液中加入NaH2PO4固体，溶液中c(H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)))增大，使H3PO4的电离平衡左移，c(H＋)减小，因此酸性减弱，D错误。答案：B9．答案：B10．解析：相同温度下，电离平衡常数越大，酸性越强，三种酸的酸性强弱关系：HX＜HY＜HZ，故A错误；根据较强酸制较弱酸原理，反应HZ＋Y－=HY＋Z－能够发生，故B正确；由电离平衡常数可以判断，HX、HY、HZ都属于弱酸，故C错误；电离平衡常数只与温度有关，与酸的浓度无关，故D错误。答案：B11．答案：(1)增大增大右吸热(2)减小减小><向左向左1.0×10－141.0×10－14①酸碱②温度12．解析：盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸。当其物质的量浓度相同，硫酸的c(H＋)最大，醋酸的c(H＋)最小。同体积、同物质的量浓度的三种酸，硫酸消耗的NaOH最多。当其c(H＋)相同、体积相同时，醋酸的物质的量最多，与锌反应产生的氢气最多。c(H＋)相同的三种酸均稀释10倍，强酸c(H＋)减小的多，弱酸由于促进电离，c(H＋)减小的少。答案：(1)b>a>c(2)b>a＝c(3)c>a>b(4)c>a＝b(5)a＝b＝ca＝b>c(6)c>a＝b13．解析：(1)电离平衡常数越小，表明对应酸的酸性越弱，该酸越难电离出H＋，其酸根离子结合H＋能力越强。由表格数据知，各酸根离子对应酸的电离常数大小关系为HF＞CH3COOH＞H2S＞HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，所以结合H＋的能力最强的为COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。(2)根据电离常数大小可知酸性：HS－＜HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，由弱酸不能制取较强酸，HS－与SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))不发生反应，故在溶液中HS－和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))可以大量共存，a项不符合题意；根据电离常数大小可知酸性：HF＞CH3COOH，由较强酸能制取较弱酸，可推知反应HF＋CH3COO－=CH3COOH＋F－可发生，所以在溶液中HF和CH3COO－不能大量共存，b项符合题意；根据电离常数大小可知酸性：H2CO3＞H2S＞HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＞HS－，由弱酸不能制取较强酸，HS－和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))之间不发生反应，所以在溶液中可以大量共存，c项不符合题意；根据电离常数大小可知酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))之间不发生反应，所以在溶液中HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))可以大量共存，d项不符合题意。(3)根据电离常数大小关系可知酸性强弱：H2CO3＞H2S＞HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＞HS－，根据较强酸制较弱酸原理，Na2CO3与过量H2S在溶液中发生反应的离子方程式为H2S＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋HS－。(4)弱酸在溶液中存在电离平衡，加水稀释使电离平衡向电离方向移动，因此，当起始pH相同且稀释相同倍数时，酸越弱，pH变化程度越小。由图像可知，pH均为2的CH3COOH和HX溶液均稀释100倍后，CH3COOH溶液的pH变化小于HX溶液，表明HX的酸性比醋酸强，所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数。常温下，测定0.1mol·L－1的CH3COOH溶液的pH，若pH＞1，说明醋酸是弱酸，即醋酸是弱电解质。答案：(1)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(2)b(3)H2S＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋HS－(4)＞常温下测定0.1mol·L－1的CH3COOH溶液的pH，若pH＞1，说明醋酸是弱酸，即醋酸是弱电解质，其他合理答案均可14．解析：(1)氨水中，c(OH－)≈c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))，故Kb＝eq\f(c（NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）·c（OH－）,c（NH3·H2O）)≈eq\f(c2（OH－）,2.0)＝1.8×10－5，解得c(OH－)＝6.0×10－3mol·L－1。H2SO3溶液的Ka2＝eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）·c（H＋）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)，所以eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Ka2,c（H＋）)＝eq\f(6.2×10－8,10－7)＝0.62。(2)Ka1＝eq\f(c（H2AsOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))）·c（H＋）,c