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文档简介
第1讲弱电解质的电离平衡【2019·备考】最新考纲:1.理解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。2.理解并能表示弱电解质在水溶液中的电离平衡。最新考情:关于弱电解质的电离平衡,一般考查形式如下:一是在选择题中考查电离平衡的图像问题,如2016年T10C;二是在填空题中考查电离平衡常数的应用,如2017年T20(2)。预测2019年高考延续这一命题特点,一是在选择题某一选项中以图像或者文字的形式考查,二是在填空题中结合化学反应原理综合考查。考点一弱电解质的电离[知识梳理]1.强、弱电解质(1)概念(2)与化合物类型的关系强电解质主要是大部分离子化合物及某些强极性键的共价化合物(HF等除外)。弱电解质主要是某些弱极性键的共价化合物。2.电离方程式的书写(1)弱电解质①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如H2CO3的电离方程式:H2CO3H++HCOeq\o\al(-,3)__、HCOeq\o\al(-,3)H++COeq\o\al(2-,3)__。②多元弱碱电离方程式一步写成,如Fe(OH)3电离方程式:Fe(OH)3Fe3++3OH-。(2)酸式盐①强酸的酸式盐在溶液中完全电离,如:NaHSO4=Na++H++SOeq\o\al(2-,4)。②弱酸的酸式盐中酸式酸根在溶液中不能完全电离,如:NaHCO3=Na++HCOeq\o\al(-,3)、HCOeq\o\al(-,3)H++COeq\o\al(2-,3)。名师助学:①电解质、非电解质均是化合物,盐酸、铜虽能导电,但它们既不是电解质也不是非电解质。②CO2、SO2、SO3、NH3等溶于水也导电,是它们与水反应生成新物质后而导电的,而它们液态时不导电,故属于非电解质。③BaSO4等虽难溶于水,但溶于水的部分却能完全电离,属于强电解质。④强电解质导电能力不一定强,弱电解质导电能力不一定弱。3.弱电解质的电离平衡(1)电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示:(2)电离平衡的特征(3)外界条件对电离平衡的影响①温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。②浓度:稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大。③同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向左移动,电离程度减小。④加入能反应的物质:电离平衡向右移动,电离程度增大。名师助学:①弱电解质电离程度很小,且吸热。②稀醋酸加水稀释时,溶液中的各离子浓度并不是都减小,如c(OH-)是增大的。③电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如稀醋酸中加入冰醋酸。④电离平衡右移,电离程度也不一定增大。[题组诊断]弱电解质的电离平衡及其影响因素1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质(×)(2)弱电解质溶液中存在溶质分子,而强电解质溶液中不存在溶质分子(√)(3)AgCl的水溶液不导电,而CH3COOH的水溶液能导电,故AgCl是弱电解质,CH3COOH是强电解质(×)(4)室温下,由0.1mol·L-1氨水的pH为11,可知溶液中存在NH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-(√)(5)弱电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度一定相等(×)(6)对CH3COOH进行稀释时,会造成溶液中所有离子浓度减小(×)2.25℃时,把0.2mol·L-1的醋酸加水稀释,则图中的纵轴y表示的是()A.溶液中OH-的物质的量浓度B.溶液的导电能力C.溶液中的eq\f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))D.CH3COOH的电离程度解析25℃时,0.2mol·L-1的醋酸稀释过程中,随着水的加入溶液中OH-的浓度增大(但不会超过10-7mol·L-1),CH3COOH的电离程度增大,CH3COO-数目增多,CH3COOH数目减少,但溶液中CH3COO-的浓度减小,溶液的导电能力减弱。答案B3.下列关于电解质溶液的说法正确的是()A.(2016·四川化学)0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NAB.(2016·江苏化学)室温下,稀释0.1mol·L-1CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强C.(2016·全国丙卷)向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中eq\f(c(H+),c(CH3COOH))减小D.(2013·江苏化学)CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO-))的值减小解析CH3COOH为弱电解质,在水溶液中部分电离,0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数小于0.05NA,A项错误;CH3COOH溶液中存在平衡,CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,平衡右移,产生的离子数增加,但溶液的体积增大,c(CH3COO-)、c(H+)减小,导电能力减弱,B项错误;加水稀释时,平衡CH3COOHCH3COO-+H+右移,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,eq\f(c(H+),c(CH3COOH))=eq\f(n(H+)/V,n(CH3COOH)/V)=eq\f(n(H+),n(CH3COOH)),故比值变大,C项错误;稀释时,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO-))的值减小,D项正确。答案D【方法技巧】从“定性”和“定量”两个角度理解电离平衡(1)从定性角度分析电离平衡:应该深刻地理解勒夏特列原理——平衡向“减弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。(2)从定量角度分析电离平衡:当改变影响电离平衡的条件后分析两种微粒浓度之比的变化时,若通过平衡移动的方向不能作出判断时,应采用化学平衡常数定量分析。考点二电离平衡常数[知识梳理]1.表达式对一元弱酸HA:HAH++A-Ka=eq\f(c(H+)·c(A-),c(HA))。对一元弱碱BOH:BOHB++OH-Kb=eq\f(c(B+)·c(OH-),c(BOH))。2.特点及影响因素(1)多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3,所以其酸性主要决定于第一步电离。(2)影响因素3.意义电离常数反映了弱电解质的电离程度的大小,K值越大,电离程度越大,酸(或碱)性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱:H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>
H2CO3>H2S>HClO。名师助学:①电离平衡常数与化学平衡常数一样,只与温度有关,与其他条件无关。②电离平衡常数除了可以比较弱电解质的电离能力外,还能定量判断电离平衡的移动方向。③在运用电离平衡常数表达式进行计算时,浓度必须是平衡时的浓度。[题组诊断]电离平衡常数的理解和应用1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)电离平衡右移,电离常数一定增大(×)(2)H2CO3的电离常数表达式:Ka=eq\f(c2(H+)·c(COeq\o\al(2-,3)),c(H2CO3))(×)(3)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱(√)(4)电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大(×)(5)电离常数只与温度有关,与浓度无关(√)(6)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大(×)(7)室温下,向10mLpH=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中eq\f(c(CH3COO-),c(CH3COOH)·c(OH-))不变(√)2.(2017·江苏泰州模拟)部分弱酸的电离平衡常数如下表:弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数(25℃)1.77×10-44.9×10-10K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11下列选项错误的是()A.2CN-+H2O+CO2=2HCN+COeq\o\al(2-,3)B.2HCOOH+COeq\o\al(2-,3)=2HCOO-+H2O+CO2↑C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者D.HCOOH+CN-=HCOO-+HCN解析由酸的电离平衡常数知酸性由强至弱的顺序为HCOOH>H2CO3>HCN>HCOeq\o\al(-,3),较强酸能够制取较弱酸,CN-与CO2、H2O反应的离子方程式为CN-+H2O+CO2=HCN+HCOeq\o\al(-,3),A项错误;HCOOH与COeq\o\al(2-,3)反应的离子方程式为2HCOOH+COeq\o\al(2-,3)=2HCOO-+H2O+CO2↑,B项正确;等pH、等体积的HCOOH和HCN,n(HCN)>n(HCOOH),两者与NaOH反应,消耗NaOH的量前者小于后者,C项正确;HCOOH与CN-反应的离子方程式为HCOOH+CN-=HCOO-+HCN,D项正确。答案A3.(2017·江苏镇江期末)硫酸、硝酸、高氯酸在水溶液中都是强酸,下表是某温度下这三种酸在冰醋酸中的电离常数。下列说法正确的是()酸H2SO4HNO3HClO4K16.3×10-94.2×10-101.6×10-5A.在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为:H2SO42H++SOeq\o\al(2-,4)B.在冰醋酸中,HNO3的酸性最强C.在冰醋酸中,0.01mol/L的HClO4,其离子总浓度约为4×10-4mol/LD.高氯酸水溶液与氨水反应的离子方程式为H++NH3·H2O=H2O+NHeq\o\al(+,4)解析在冰醋酸中,H2SO4分步电离,其第一步电离方程式为H2SO4H++HSOeq\o\al(-,4),A项错误;根据在冰醋酸中的电离常数,三种酸的酸性强弱顺序为HClO4>H2SO4>HNO3,B项错误;设在冰醋酸中0.01mol/L的HClO4的H+物质的量浓度为x,HClO4H++ClOeq\o\al(-,4)c(起始)/mol/L0.0100c(变化)/mol/Lxxxc(平衡)/mol/L0.01-xxx则电离常数K=eq\f(x2,0.01-x)≈eq\f(x2,0.01)=1.6×10-5,x=4×10-4mol/L,离子总浓度约为8×10-4mol/L,C项错误;在水溶液中,HClO4是一元强酸,NH3·H2O是一元弱碱,D项正确。答案D【归纳总结】电离常数的4大应用(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。(4)判断微粒浓度比值的变化。弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但电离常数不变,考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如:0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加水稀释,eq\f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))=eq\f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH)·c(H+))=eq\f(Ka,c(H+)),加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则eq\f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))增大。电离平衡常数及电离度的定量计算4.0.1mol·L-1醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-。经测定溶液中c(CH3COO-)为1.4×10-3mol·L-1,此温度下醋酸的电离常数Ka=________。解析eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,CH3COOH,,CH3COO-,+,H+,\a\vs4\al(起始,(mol·L-1)),0.1,,0,,0,\a\vs4\al(平衡,(mol·L-1)),0.1-1.4×10-3,,1.4×10-3,,1.4×10-3)K=eq\f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))=eq\f((1.4×10-3)2,0.1-1.4×10-3)≈eq\f((1.4×10-3)2,0.1)=1.96×10-5。答案1.96×10-55.常温下,将amol·L-1的醋酸与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=________(用含a和b的代数式表示)。解析根据2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=bmol·L-1所以c(H+)=c(OH-)溶液呈中性CH3COOHCH3COO-+H+eq\f(a,2)-bb10-7Ka=eq\f(10-7·b,\f(a,2)-b)=eq\f(2b·10-7,a-2b)。答案eq\f(2b·10-7,a-2b)【方法技巧】有关电离常数计算的两种类型(以弱酸HX为例)1.已知c(HX)始和c(H+),求电离常数HXH++X-起始/(mol·L-1):c(HX)始00平衡/(mol·L-1):c(HX)始-c(H+)c(H+)c(H+)则:Ka=eq\f(c(H+)·c(X-),c(HX))=eq\f(c2(H+),c(HX)始-c(H+))。由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)始-c(H+)≈c(HX)始,则Ka=eq\f(c2(H+),c(HX)始),代入数值求解即可。2.已知c(HX)始和电离常数,求c(H+)同理可得Ka=eq\f(c2(H+),c(HX)始-c(H+))≈eq\f(c2(H+),c(HX)始),则:c(H+)=eq\r(Ka·c(HX)始),代入数值求解即可。考点三一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的比较[知识梳理]一元强酸与一元弱酸的比较等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸溶液(b)等pH的盐酸(a)与醋酸溶液(b)pH或物质的量浓度pH:a<b物质的量浓度:a<b溶液的导电性a>ba=b水的电离程度a<ba=b加水稀释等倍数pH的变化量a>ba>b等体积溶液中和NaOH反应的量a=ba<b分别加该酸的钠盐固体后pHa:不变b:变大a:不变b:变大开始与金属反应的速率a>b相同等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量相同a<b【名师助学】[强酸弱酸比较]以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目酸c(H+)pH中和碱的能力与活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸大小相同相同大醋酸溶液小大小(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目酸c(H+)c(酸)中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的量开始与金属反应的速率盐酸相同小小少相同醋酸溶液大大多[题组诊断]证明弱电解质的实验方法1.下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是()①常温下,NaNO2溶液的pH>7②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗③HNO2不能与NaCl反应④常温下0.1mol·L-1的HNO2溶液pH=2⑤1LpH=1的HNO2溶液加水稀释至100L后溶液的pH=2.2⑥1LpH=1的HNO2和1LpH=1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应,最终HNO2消耗的NaOH溶液多⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体,溶液中c(OH-)增大⑧HNO2溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)增大A.①②③⑦B.①③④⑤C.①④⑤⑥⑦D.②④⑥⑧解析②如果盐酸(强酸)的浓度很小灯泡也很暗;④如果是强酸,pH=1;⑤如果是强酸,加水稀释至100L后溶液的pH=3,实际pH=2.2,这说明HNO2溶液中存在HNO2H++NOeq\o\al(-,2),加水平衡右移,使pH<3;⑥依据HNO2+NaOH=NaNO2+H2O、HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,c(HNO2)大于c(HCl),而溶液中c(H+)相同,所以HNO2没有全部电离;⑦加入NaNO2,溶液中c(OH-)增大,说明化学平衡移动;⑧不论是强酸还是弱酸,加水稀释,溶液中c(H+)均减小,而c(OH-)增大。答案C2.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010mol·L-1氨水、0.1mol·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。已知pH均为常温下测定。(1)甲用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,就认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法是否正确?________(填“正确”或“不正确”),并说明理由___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙取出10mL0.010mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH为a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b应满足什么关系?_____________________________________________________(用“等式”或“不等式”表示)。(3)丙取出10mL0.010mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质?________(填“能”或“否”),并说明原因:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个既合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)若NH3·H2O是强电解质,则0.010mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010mol·L-1,pH=12。用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,为弱电解质。(2)若NH3·H2O是强电解质,则10mLpH=a的氨水用蒸馏水稀释至1000mL,其pH=a-2,而此时pH=b,因为NH3·H2O是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足:a-2<b<a。(3)向0.010mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NHeq\o\al(+,4)水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH减小;二是NHeq\o\al(+,4)使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-逆向移动,从而使溶液的pH减小,这两种可能均会使溶液颜色变浅,可证明NH3·H2O是弱电解质。(4)NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,即可证明NH3·H2O是弱电解质还是强电解质。答案(1)正确若是强电解质,则0.010mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.01mol·L-1,pH=12;用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,应为弱电解质(2)a-2<b<a(3)浅能0.010mol·L-1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的NHeq\o\al(+,4)水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH减小;二是NHeq\o\al(+,4)使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。这两种可能均证明NH3·H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸,用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7(方案合理即可)【方法技巧】判断弱电解质的三个思维角度角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH溶液加水稀释10倍,1<pH<2。角度三:弱电解质形成的盐类能水解,如判断CH3COOH为弱酸可根据下面两个现象:(1)配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液变为浅红色。(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。弱酸(碱)或弱碱(酸)的比较及应用3.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(1)25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH(×)(2)稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小(×)(3)浓度相同的CH3COOH溶液和盐酸中的c(H+)和pH相同(×)(4)pH相同的CH3COOH溶液和盐酸的浓度相同(×)(5)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,盐酸所需氢氧化钠多于醋酸(×)(6)常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4(×)4.(2017·江苏苏州质检)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.①②③④D.都不对解析随着反应的进行,V(H2)只可能增大而不可能减小,①③错误;当两溶液等pH时,醋酸的物质的量浓度要比盐酸大得多,与足量的镁粉反应时,不仅产生的氢气体积更大,反应更快,而且反应的时间更长,②错误;等物质的量浓度时,醋酸中c(H+)在反应完成之前都比盐酸中的小,因此醋酸中的反应速率应该比盐酸中的反应速率小,完全反应时产生相同体积的氢气,盐酸所用时间比醋酸短,④错误。答案D5.(2018·无锡模拟)25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A.同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)小于c(B-)B.a点溶液的导电性大于b点溶液C.a点的c(HA)大于b点的c(HB)D.HA的酸性强于HB解析由于稀释过程中HA的pH变化较大,故HA的酸性强于HB,D项正确;酸的酸性越强,对应的盐的水解程度越小,故NaB的水解程度大,同浓度的NaA与NaB溶液中c(B-)小于c(A-),A项错误;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c(H+)较大、c(B-)较大,故溶液导电性较强,B项错误;HA酸性强于HB,则相同pH的溶液,c(HA)<c(HB),稀释相同倍数时,a点的c(HA)小于b点的c(HB),C项错误。答案D【方法技巧】1.盐酸、醋酸图像题的分析方法(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸①加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大。②加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸①加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大。②加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。(3)不论怎样稀释,酸溶液的pH不能等于或大于7,碱溶液的pH不能等于或小于7,都只能趋近于7。2.假设法进行有关量的大小比较在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时,可以先假设所给物质全部是强电解质,再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。【知识网络回顾】1.下列关于强、弱电解质的叙述中,错误的是()A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡B.溶液导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质C.同一弱电解质的溶液,当温度或浓度不同时,其导电能力也不同D.纯的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电解析强电解质在水中完全电离,不存在电离平衡,A正确;强、弱电解质取决于其在水溶液中能否完全电离,B错误;弱电解质溶液的导电能力与离子的浓度和离子所带的电荷数有关,当浓度不同时,离子的浓度不同,所以导电能力不同,当温度不同时,弱电解质的电离程度不同,导电能力也不同,C正确;属于离子化合物的强电解质,液态时能导电,如NaCl,属于共价化合物的强电解质,液态时不导电,如AlCl3、HCl等,D正确。答案B2.下列事实中不能证明CH3COOH是弱电解质的是()A.常温下某CH3COONa溶液的pH=8B.常温下0.1mol·L-1CH3COOH溶液的pH=2.8C.CH3COONa溶液与稀盐酸反应生成CH3COOH和NaClD.CH3COOH属于共价化合物解析A项常温下某CH3COONa溶液的pH=8,CH3COONa水解显碱性,为弱酸强碱盐,故CH3COOH为弱电解质,正确;B项,常温下0.1mol·L-1CH3COOH溶液的pH=2.8,说明CH3COOH部分电离,为弱电解质,正确;C项,根据强酸制弱酸的原理,盐酸制取了醋酸,所以醋酸为弱酸,是弱电解质,正确;D项,强电解质和弱电解质都有可能为共价化合物,错误。答案D3.已知25℃下,醋酸溶液中各粒子存在下述关系:K=eq\f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))=1.75×10-5,下列有关说法可能成立的是()A.25℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5B.25℃下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-4C.标准状况下,醋酸溶液中K=1.75×10-5D.升高到一定温度,K=7.2×10-5解析K为醋酸的电离常数,只与温度有关,与离子浓度无关,故A、B两项均错误;由于醋酸电离过程吸热,则升高温度,K增大,降低温度,K减小,所以标准状况下(0℃),K应小于1.75×10-5,C项错误;升高温度,K应大于1.75×10-5,D项正确。答案D4.现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:(1)取10mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动,若加入少量的冰醋酸,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=__________。(3)各取25mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。(4)取25mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小关系为c(Na+)________c(CH3COO-)(填“大于”“小于”或“等于”)。解析(1)根据勒夏特列原理可知,加水稀释后电离平衡正向移动;若加入冰醋酸,相当于增加了反应物浓度,因此电离平衡也正向移动;加入醋酸钠固体后,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制了醋酸的电离,故c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。(2)由于在稀释过程中醋酸继续电离,故稀释相同的倍数后pH(甲)小于pH(乙)。HCl和CH3COOH溶液的pH都是2,溶液中的H+浓度都是0.01mol·L-1,设CH3COOH的原浓度为cmol·L-1,混合后平衡没有移动,则有:CH3COOHH++CH3COO-eq\a\vs4\al(原平衡浓度,(mol·L-1)) c-0.01 0.01 0.01eq\a\vs4\al(混合后浓度,(mol·L-1)) (c-0.01)/2 0.01 0.01/2由于温度不变醋酸的电离常数不变,结合数据可知醋酸的电离平衡确实未发生移动,因此混合后溶液的pH仍等于2。(3)中取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较多,经NaOH稀溶液中和至相同pH时,消耗NaOH溶液的体积V(甲)大于V(乙)。(4)两者反应后醋酸过量,溶液显酸性,根据电荷守恒可得c(Na+)小于c(CH3COO-)。答案(1)向右向右减小(2)小于2(3)大于(4)小于一、选择题1.常温下,在pH=5的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是()A.加入水时,平衡向右移动,CH3COOH电离常数增大B.加入少量CH3COONa固体,平衡向右移动C.加入少量NaOH固体,平衡向右移动,c(H+)减小D.加入少量pH=5的硫酸,溶液中c(H+)增大解析加入水稀释,使醋酸的电离平衡向右移动,但CH3COOH电离常数不变,A项错误;加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,使醋酸的电离平衡向左移动,B项错误;加入的少量NaOH固体与H+中和,c(H+)减小,使醋酸的电离平衡向右移动,C项正确;加入少量pH=5的硫酸,溶液中c(H+)不变,D项错误。答案C2.下列事实能说明亚硫酸的酸性强于碳酸的是()A.饱和亚硫酸溶液的pH小于饱和碳酸溶液的pHB.亚硫酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而碳酸不能C.同温下,等浓度的亚硫酸氢钠溶液和碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠溶液的碱性强D.将过量二氧化硫气体通入碳酸氢钠溶液中,逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊解析由于亚硫酸饱和溶液和碳酸饱和溶液的浓度不相等,因此不能根据二者饱和溶液的pH比较其酸性强弱,A项错误;亚硫酸使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为其具有还原性,与酸性强弱无关,B项错误;同温、等浓度条件下,碳酸氢钠溶液的碱性强,即HCOeq\o\al(-,3)的水解程度大,说明其对应酸的酸性弱,C项正确;反应生成的CO2和过量的SO2均能使澄清石灰水变浑浊,故不能确定是否生成CO2,即不能比较H2SO3和H2CO3的酸性强弱,D项错误。答案C3.在相同温度下,100mL0.01mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1的醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是()A.中和时所需NaOH的量B.电离的程度C.H+的物质的量浓度D.CH3COOH的物质的量解析100mL0.01mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1的醋酸溶液中所含醋酸的物质的量相等,所以中和时所需NaOH的量相等;H+的物质的量浓度后者大;电离程度前者大,弱电解质浓度越小,电离程度越大。答案B4.下列关于电离常数的说法正确的是()A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=eq\f(c(CH3COOH),c(H+)·c(CH3COO-))C.电离常数只受温度影响,与浓度无关D.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小解析A.电离常数与弱电解质浓度无关,只与电解质本身的强弱和所处温度有关,错误。B.电离常数是弱电解质达到电离平衡时,电离产生的离子浓度的乘积与未电离的电解质分子的浓度之比。因此CH3COOH的电离常数表达式为Ka=eq\f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH)),错误。C.电离需要吸收能量,所以电离常数只受温度影响,与浓度无关,正确。D.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,c(CH3COO-)增大,但是电离常数不变,错误。答案C5.(2017·江苏盐城期末)25℃时,将0.1mol·L-1氨水加水稀释,下列数值变大的是()A.c(OH-)B.pHC.eq\f(c(NHeq\o\al(+,4)),c(NH3·H2O))D.c(H+)·c(OH-)解析加水稀释促进一水合氨电离,但一水合氨电离增大程度小于溶液体积增大程度,导致溶液中c(OH-)减小,溶液的pH减小,A、B项错误;溶液中n(NH3·H2O)减小、n(NHeq\o\al(+,4))增大,体积相同,所以eq\f(c(NHeq\o\al(+,4)),c(NH3·H2O))增大,C项正确;温度不变,水的离子积常数不变,所以c(H+)·c(OH-)不变,D项错误。答案C6.室温下,将10.00mL5.0000mol·L-1醋酸滴入100.00mL蒸馏水中,溶液中c(H+)和温度随着加入醋酸体积的变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是()A.a~b段,醋酸电离过程为放热过程B.c~d段,c(H+)增加,醋酸电离程度增大C.c点时,加入等体积等浓度的NaOH溶液,则:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)D.d点时,c(H+)>c(CH3COOH)解析a~b段,醋酸电离过程为吸热过程,电解质溶于水,扩散过程(电离)吸热,水合过程(形成水合离子)放热,故A错误;c~d段,醋酸浓度增大,c(H+)增加,醋酸电离程度减小,故B错误;c点时,加入等体积等浓度的NaOH溶液,根据物料守恒,有c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),故C正确;d点时,c(H+)<c(CH3COOH),故D错误。答案C7.关于常温下pH=2的醋酸溶液,下列叙述正确的是()A.c(CH3COOH)=0.01mol·L-1B.c(H+)=c(CH3COO-)C.加水稀释100倍后,溶液pH=4D.加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离解析醋酸为弱电解质,醋酸部分电离,所以醋酸的浓度大于电离出来的氢离子的浓度,即c(CH3COOH)>0.01mol·L-1,A项错误;根据溶液中电荷守恒可知:c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),B项错误;加水稀释100倍后,加水稀释促进醋酸的电离,氢离子的物质的量增大,所以pH变化小于2个单位,即pH<4,C错误;加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,可抑制醋酸的电离,D项正确。答案D8.(2017·江苏泰州中学模拟)常温下,关于物质的量浓度均为0.1mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸的说法不正确的是()A.等体积的三种酸中加入等体积、等物质的量浓度的NaOH,反应后溶液的pH:醋酸>盐酸>硫酸B.与等物质的量的NaOH溶液反应,消耗三种酸的体积:硫酸>盐酸=醋酸C.等物质的量浓度的NaHCO3溶液与三种酸反应,产生气体的起始速率:硫酸>盐酸>醋酸D.三种溶液的pH:醋酸>盐酸>硫酸解析等体积的三种酸中加入等物质的量的NaOH,反应后生成物分别是NaCl、NaHSO4、CH3COONa,溶液分别显中性、酸性、碱性,A项正确;因为硫酸是二元酸,与等物质的量的NaOH溶液反应,消耗硫酸最少,B项错误;因为硫酸是二元强酸、盐酸是强酸、醋酸是弱酸,所以产生气体的起始速率是硫酸>盐酸>醋酸,C项正确;c(H+):硫酸>盐酸>醋酸,所以三种溶液的pH是醋酸>盐酸>硫酸,D项正确。答案B9.室温下,甲、乙两烧杯中均盛有5mLpH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4,此时关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是()A.溶液的体积:V乙≤10V甲B.水电离出的OH-浓度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙D.若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≤乙解析若该一元酸是强酸,则10V甲=V乙,若该一元酸是弱酸,稀释时会继续电离,加水稀释至pH=4时需要多加水,即10V甲<V乙,A项错误;室温下,甲溶液中水电离出的OH-浓度为10-11mol·L-1,乙溶液中水电离出的OH-浓度为10-10mol·L-1,即10c(OH-)甲=c(OH-)乙,B项错误;两溶液中酸的物质的量相等,分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,若是强酸,所得溶液显中性,pH:甲=乙,若是弱酸,则生成强碱弱酸盐,乙中溶液浓度较小,c(OH-)小,pH小,C项错误;若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,若是强酸,所得溶液显中性,pH:甲=乙,若是弱酸则酸过量,溶液显酸性,乙中浓度小,酸性较弱,pH较大,D项正确。答案D10.运用电离常数判断可以发生的反应是()酸电离常数(25℃)碳酸Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11次溴酸Ki=2.4×10-9①HBrO+Na2CO3=NaBrO+NaHCO3②2HBrO+Na2CO3=2NaBrO+H2O+CO2↑③HBrO+NaHCO3=NaBrO+H2O+CO2↑④NaBrO+CO2+H2O=NaHCO3+HBrOA.①③B.②④C.①④D.②③解析根据复分解反应中较强酸制备较弱酸的原理,①中次溴酸Ki=2.4×10-9>碳酸Ki2=5.6×10-11,能发生;次溴酸Ki=2.4×10-9<碳酸Ki1=4.3×10-7,可知④能发生,②和③都不能发生。C项正确。答案C11.下列说法正确的是()A.(2017·江苏苏锡常镇教学情况调研二)一定温度下,CH3COOH稀溶液中加入少量的冰醋酸,溶液中eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO-))增大B.(2017·江苏苏北三市三模)相同条件下,100mLpH=3的HA溶液与HB溶液分别与足量的锌反应,HB放出氢气较多,说明HB酸性比HA的弱C.(2017·江苏苏州期初调研)图乙表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化D.(2017·江苏南京三模)常温下,用蒸馏水不断稀释0.1mol·L-1醋酸,溶液中c
(H+)/c(CH3COOH)的值减小解析CH3COOHCH3COO-+H+,电离平衡常数为K=c(CH3COO-)·c
(H+)/c(CH3COOH),加入冰醋酸,c(H+)增大,而K仅与温度有关,则c(CH3CO
O-)/c(CH3COOH)减小,而eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO-))增大,A项正确;弱酸存在电离平衡,放出H2多的酸,其酸性弱,B项正确;CH3COOH为弱酸,导电性较弱,加入NH3后,生成强电解质CH3COONH4,导电性增强,C项错误;CH3COOHCH3COO-+H+,电离平衡常数K=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH),K仅与温度有关,加水稀释时,c(CH3COO-)减小,所以c(H+)/c(CH3COOH)增大,D项错误。答案AB12.(2017·江苏南京调研)已知:25℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表)。下面图像表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。下列说法正确的是()CH3COOHHClOH2CO3Ka=1.8×10-5Ka=3.0×10-8Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O=2HClO+COeq\o\al(2-,3)C.图像中a、c两点处的溶液中eq\f(c(R-),c(HR)·c(OH-))相等(HR代表CH3COOH或HClO)D.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度解析根据表中电离常数可知:酸性由强至弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCOeq\o\al(-,3),结合质子的能力由大到小的顺序为COeq\o\al(2-,3)>ClO->HCOeq\o\al(-,3)>CH3COO-。ClO-的水解程度大于CH3COO-的水解程度,同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系应是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),A项错误;COeq\o\al(2-,3)结合质子的能力大于ClO-结合质子的能力,离子方程式应为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCOeq\o\al(-,3),B项错误;eq\f(c(R-),c(HR)·c(OH-))变形为eq\f(c(R-)·c(H+),c(HR)·c(OH-)·c(H+)),该式即为eq\f(Ka,Kw),温度相同,则该式的值相等,C项正确;CH3COOH的酸性强于HClO,pH相同时,HClO的浓度大于CH3COOH的浓度,D项错误。答案C二、填空题13.某小组以醋酸为例探究弱酸的性质(1)实验一:探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。①设计实验方案如下表,表中c=________mol·L-1。编号酸的种类酸的浓度/(mol·L-1)酸的体积/mL镁条质量/g1醋酸1.0102.02盐酸c102.0②实验步骤:a)检查装置(如下图左)的气密性后,添加药品;b)反应开始后,____________________________________________________;c)将所记录的数据转化为曲线图(右上图)。③写出0~5min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律:_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验二:现有一瓶醋酸溶液,常温下测定其中醋酸的电离程度(已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比)。设计实验方案,将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中。待测物理量测定方法①________量取25.00mL醋酸溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将0.1000mol·L-1NaOH标准溶液装入________,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次②______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析(1)①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响,则两种酸的浓度应该是相等的,即表中c=1.0。②b)根据图像中数据可知,纵坐标需要氢气的体积,因此反应开始后,每隔1min记录一次生成H2的体积;③根据图像可知0~5min醋酸反应的曲线几乎是直线,这说明醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显;而盐酸与镁条反应开始阶段曲线斜率较大,这说明反应速率很快,但一段时间后反应速率明显减小。(2)要测定醋酸的电离程度(已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比),则需要测定醋酸的浓度和溶液的pH值。答案(
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