2024高中化学一轮复习训练13弱电解质电离平衡及电离平衡常数含解析

PAGEPAGE11弱电解质电离平衡及电离平衡常数弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用例1．氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)+OH−。下列叙述正确的是（）A．加水后，溶液中n(OH−)增大B．加入少量浓盐酸，溶液中c(OH−)增大C．加入少量浓NaOH溶液，电离平衡正向移动D．加入少量NH4Cl固体，溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))减小【解析】向氨水中加入水，促进一水合氨电离，所以溶液中n(OH−)增大，A正确；向氨水中加入少量浓盐酸，氢离子和氢氧根离子反应，导致溶液中c(OH−)减小，B错误；向氨水中加入少量浓NaOH溶液，氢氧根离子浓度增大，则一水合氨的电离平衡逆向移动，C错误；向氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))增大，D错误；故答案为：A。【答案】A例2．分析下表，下列选项错误的是（）弱酸CH3COOHHCNH2CO3电离常数(25℃)1.8×10－54.9×10－10Ka1=4.3×10－7Ka2=5.6×10－11A．CH3COO－、HCOeq\o\al(－,3)、CN－在溶液中可以大量共存B．向食醋中加入水可使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动C．相同物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液，后者pH较大D．pH=a的上述3种酸溶液，加水后溶液的pH仍相同，则醋酸中加入水的体积最小【解析】依据电离常数可知HCOeq\o\al(－,3)和CH3COO－、HCOeq\o\al(－,3)和CN－均不发生反应，A正确；向食醋中加入水，CH3COOH的电离平衡正向移动，B正确；由于电离常数HCN>HCOeq\o\al(－,3)，依据“越弱越易水解”可知C错误；pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO33种酸溶液，加入相同体积的水，CH3COOH溶液pH改变最大，则pH改变相同的状况下，CH3COOH溶液中加入水的体积最小，D正确。【答案】C例3．25℃时有三瓶溶液：pH=3的盐酸、pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液，下列说法正确的是（）A．中和等体积的pH=11的氢氧化钠溶液，所需pH=3的醋酸溶液的体积大于pH=3的盐酸的体积B．往上述盐酸、醋酸溶液中分别加入少量相同的锌粒，盐酸中的锌粒先反应完全C．将上述醋酸溶液、氢氧化钠溶液混合得到pH=7的溶液，该溶液中c(Na+)大于c(CH3COO−)D．25℃时pH=3的盐酸、pH=11的NaOH溶液中水电离出的c(H+)均为10−11mol/L【解析】醋酸是一元弱酸，存在电离平衡，当溶液pH相等时，醋酸浓度大于盐酸的浓度，所以中和等体积、等pH的NaOH溶液，消耗醋酸溶液的体积小于盐酸的体积，A错误；向上述两种溶液中分别加入相同的锌粒，醋酸电离平衡正向移动，反应过程中醋酸的浓度大于盐酸的浓度，所以醋酸中的锌粒先反应完全，B错误；C．在醋酸与NaOH反应得到的溶液pH=7，c(H+)=c(OH−)，由于反应后混合溶液中存在电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−)，则c(Na+)=c(CH3COO−)，C错误；D．25℃时pH=3的盐酸c(H+)=10−3mol/L，水电离出的c(H+)水=c(OH−)水=mol/L=mol/L=10−11mol/L；pH=11的NaOH溶液中c(OH−)=mol/L=mol/L=10−3mol/L，溶液中H+就是水电离产生的，所以水电离出的c(H+)水=10−11mol/L，故两种溶液中水电离出的c(H+)均为10−11mol/L，D正确。【答案】D例4．25℃时，0.1mol·L−1HA溶液中c(H+)c请回答下列问题：(1)0.1mol·L−1HA溶液pH=，HA的电离常数Ka为，BOH是(填“强电解质”或“弱电解质”)。(2)在加水稀释HA的过程中，随着水量的增加而减小的是(填字母)。A．c(H+)c(HA)B．c(HA)c(A-(3)在体积相等、pH相等的HA溶液与HCl溶液中加入足量Zn，HA溶液中产生的气体比HCl溶液中产生的气体(填“多”“少”或“相等”)。

(4)pH相等的BOH溶液与BA溶液，分别加热到相同的温度后BOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)BA溶液的pH。

(5)已知碳酸的Ka1=4.3×10−7，Ka2=5.6×10−11，向等浓度的Na2CO3和NaA的溶液中滴加盐酸直至过量，则与H+作用的粒子依次为。

【解析】(1)由题意知，25℃时，0.1mol·L−1的HA溶液中c(H+)c(OH-)=1×10−14，可得c(H+)=1×10−3mol·L−1，所以pH=3。HA的电离常数Ka=c(A-)·c(H+)c(HA)=1×10-3×1×10-30.1=10−5。0.01mol·L−1BOH溶液pH=12，c(OH−)=1×10−2mol·L−1，所以BOH是强电解质。(2)稀释过程中，温度不变，Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)不变，c(A−)减小，所以c(H+)c(HA)增大，A项不符合题意；稀释过程中Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)不变，c(H+)减小，c(A-)c(HA)增大，因此c(HA)c(A-)减小，B项符合题意；由于温度不变，故KW=c(H+)·c(OH−)不变，C项不符合题意；KW=c(H+)·c(OH−)不变，c(H+)减小，所以c(OH−)增大，D项不符合题意。(3)由(1)知HA是弱电解质，体积、pH均相等的HA与HCl溶液，HA溶液的物质的量浓度较大，所以HA溶液中产生的氢气较多。(4)由(1)知BOH为强电解质，在水溶液中完全电离出OH−，BA为强碱弱酸盐，A−水解使溶液显碱性，pH相等的BOH溶液与BA溶液，分别加热到相同的温度后，A【答案】(1)310−5强电解质(2)B(3)多(4)<(5)COeq\o\al(2−,3)、HCOeq\o\al(−,3)、A−提分训练提分训练1．已知人体体液中存在如下平衡：CO2+H2OH2CO3H++HCOeq\o\al(−,3)，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是（）A．静脉滴注大量生理盐水，体液的pH减小B．假如CO2进入血液，会使体液的pH减小C．当强酸性物质进入体液后，平衡向左移动D．当强碱性物质进入体液后，平衡向右移动【解析】静脉滴注大量生理盐水，则体液被稀释，虽然平衡正常移动，但氢离子浓度减小，pH增大，A错误；假如CO2进入血液，使平衡正向移动，体液的pH减小，B正确；当强酸性物质进入体液后，氢离子浓度增大，平衡向左移动，C正确；当强碱性物质进入体液后，消耗了氢离子，降低氢离子浓度，平衡向右移动，D正确；故选A。【答案】A2．下列叙述正确的是（）A．95℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性B．pH=3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH=4C．pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7D．0.2mol·L－1的盐酸与等体积水混合后pH=1【解析】A．水是弱电解质，电离吸热，加热促进电离，所以95℃纯水的pH＜7。但任何纯水都是显中性的，选项A不正确；B．醋酸是弱酸，存在电离平衡。稀释促进电离，氢离子的物质的量增加，所以pH=3的醋酸溶液，稀释至10倍后3＜pH＜4，选项B不正确；C．醋酸是弱酸，则pH=3的醋酸溶液中醋酸的浓度大于10−3mol/L。而pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度=10−3mol/L，所以二者等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性，即pH＜7，选项C不正确；D．0.2mol·L−1的盐酸，与等体积水混合后溶液的浓度=0.1mol/L，所以溶液的pH=1，选项D正确；答案选D。【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)随时间的改变示意图如下：其中正确的是（）A．①③B．①②③④C．②④ D．都不对【解析】①随着反应的进行，氢气的体积应渐渐增大，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，不行能比盐酸更早结束，故②错误；③随着反应的进行，氢气的体积应渐渐增大，不行能渐渐减小，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，不行能比盐酸反应的快，故④错误。故选B。【答案】B4．室温下，pH=2的X、Y、Z三种酸的溶液各1mL，分别加水稀释到1L，其pH与溶液体积关系如右图所示，下列说法错误的是（）A．X是强酸，Y和Z是弱酸B．稀释前的浓度大小为c(Z)>c(Y)>c(X)C．稀释前的电离程度大小为X>Y>ZD．pH=2时，X、Y、Z都是稀溶液【解析】A．加水稀释促进弱电解质电离，pH=2的三种酸，稀释1000倍后，假如该酸是强酸，则稀释后溶液pH=5，假如是弱酸，稀释后溶液的pH＜5，依据图象知，X溶液的pH=5、Y和Z溶液pH小于5，所以X是强酸、Y和Z属于弱酸，A项正确；B．pH相等时，弱酸浓度大于强酸，所以Y和Z浓度大于X，依据图象知，刚起先稀释时，Z的pH减小、Y的pH增大，说明Z是浓溶液、Y是稀溶液，则三种酸浓度大小依次是c(Z)>c(Y)>c(X)，B项正确；C．强电解质X完全电离，Y和Z部分电离，溶液浓度越大其电离程度越小，所以稀释前电离程度大小为X＞Y＞Z，C项正确；D．依据B知，pH=2时，X和Y属于稀溶液，Z属于浓溶液，D项错误；答案选D。【答案】D5．下列说法正确的是（）A．将0.10mol·L−1氨水加水稀释后，溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))·c(OH−)变大B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH>7，则H2A是弱酸；若pH<7，则H2A是强酸C．将CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO－))变小D．用0.2000mol·L−1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合溶液中两种酸的浓度均为0.1mol·L−1)，至中性时，溶液中的酸恰好被完全中和【解析】氨水中存在电离平衡：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)+OH−，加水稀释，促进NH3·H2O的电离，NH3·H2O的电离平衡正向移动，但c(NHeq\o\al(＋,4))和c(OH−)都变小，故两者的乘积变小，A项错误；若NaHA溶液呈碱性，说明HA−的水解程度大于其电离程度，则H2A是弱酸，若NaHA溶液呈酸性，可能是HA−的电离程度比HA−的水解程度大，但不能说明H2A是强酸，B项错误；CH3COOH溶液中存在的电离平衡：CH3COOHCH3COO−+H+，加水稀释时，平衡正向移动，溶液中eq\f(c(CH3COOH),c(CH3COO－))变小，C项正确；强酸与强碱溶液恰好完全中和时，所得溶液pH=7，而弱酸与强碱溶液恰好完全中和时，所得溶液pH>7，若所得溶液pH=7，说明碱不足，酸未被完全中和，D项错误。【答案】C6．已知：pKa=－lgKa。25℃时，几种弱酸的pKa值如下表所示。下列说法正确的是（）弱酸的化学式CH3COOHHCOOHH2SO3pKa4.743.741.90、7.20A．向Na2SO3溶液中加入过量乙酸，反应生成SO2B．25℃时，pH=8的甲酸钠溶液中，c(HCOOH)=9.9×10－7mol·L−1C．25℃时，某乙酸溶液pH=a，则等浓度的甲酸pH=a-1D．相同温度下，等浓度的HCOONa溶液比Na2SO3溶液的pH大【解析】依据表格数据分析，酸性依次为：H2SO3>HCOOH>CH3COOH>HSOeq\o\al(−,3)。A．因为乙酸的酸性大于亚硫酸氢根离子，所以亚硫酸钠和乙酸反应生成亚硫酸氢钠和乙酸钠，故A错误；B．甲酸钠溶液因为甲酸根离子水解溶液显碱性，且存在质子守恒，c(OH−)=c(H+)+c(HCOOH)，因为溶液的pH=8，所以c(OH−)=10−6mol·L−1，c(H+)=10−8mol·L−1，所以c(HCOOH)=9.9×10－7mol·L-1，故B正确；C.等浓度的乙酸和甲酸溶液中存在电离平衡，假设甲酸溶液的pH=ｂ，，，计算b=a-0.5，故C错误；D.因为甲酸的酸性比亚硫酸氢根离子酸性强，所以同温度下，等浓度的溶液中甲酸根离子水解程度小于亚硫酸根离子水解程度，即等浓度的甲酸钠的pH小于亚硫酸钠，故D错误。【答案】B7．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改变曲线如图所示，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，依据物料守恒，有c(Na+)=c(CH3COO−)+c(CH3COOH)，故C正确；d点时，c(H+)<c(CH3COOH)，故D错误。【答案】C8．下表是几种弱酸在常温下的电离平衡常数：CH3COOHH2CO3H2SH3PO41.8×10−5Ka1=4.3×10−7Ka2=5.6×10−11Ka1=9.1×10−8Ka2=1.1×10−14K1=7.5×10−3K2=6.2×10−8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确定C．常温下，加水稀释醋酸，增大D．向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变【解析】A．由表格数据可知，Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2S)，则碳酸的酸性强于氢硫酸，A正确；B．多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，则多元弱酸的酸性主要由第一步电离确定，B正确；C．由溶液呈电中性可知，c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−)，稀释过程中，c(H+)和c(CH3COO−)减小，c(OH−)增大，则的值会减小，C错误；D．电离平衡常数是温度的函数，向弱酸溶液中加少量NaOH溶液，电离平衡常数不变，D正确。答案为C。【答案】C9．某温度下，和的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的改变如图所示。下列叙述正确的是（）A．曲线Ⅰ代表溶液B．溶液中水的电离程度：b点＞c点C．从c点到d点，溶液中保持不变（其中、分别代表相应的酸和酸根离子）D．相同体积a点的两溶液分别与恰好中和后，溶液中相同【解析】A．由图可知，稀释相同的倍数，Ⅱ的改变大，则Ⅱ的酸性比I的酸性强，Ⅱ代表HNO2，I代表CH3COOH，故A错误；B．酸抑制水电离，b点pH小，酸性强，对水电离抑制程度大，故B错误；C．Ⅱ代表HNO2，c(HNO2)·c(OH−)/c(NOeq\o\al(−,2))=c(H+)·c(HNO2)·c(OH−)/[c(H+)·c(NOeq\o\al(−,2))]=kw/k(HNO2)，kw为水的离子积常数，k(HNO2)为HNO2的电离常数，这些常数只与温度有关，温度不变，则不变，故C正确；D、体积和pH均相同的HNO2和CH3COOH溶液，c（CH3COOH）＞c（HNO2），分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和，CH3COOH消耗的氢氧化钠溶液体积多，HNO2消耗的NaOH少，故D错误。【答案】C10．回答下列问题（1）等pH、等体积的两份溶液A（盐酸）和B（CH3COOH）分別与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是_____（填写序号）。①起先反应时的速率A＞B②参与反应的锌的物质的量A=B③反应所须要的时间B＞A④A中有锌剩余（2）已知，CH3COOH是常见的弱酸，现有常温下0.1mol·L−1的CH3COOH溶液。①温度不变，加水稀释过程中，下列表达式的数据肯定变小的是_____（填字母序号，下同），②若该溶液上升温度，下列表达式的数据增大的是_____。A．c(H+)B．c(H+)·c(OH−)C．D．（3）取0.10molCH3COOH（冰醋酸）作导电性试验，测得其导电率随加入的水量改变如图所示：比较a、b点的相关性质（填“＞”“＜”或“=”）：①n(H+)∶a_____b；②c(CH3COO−)∶a_____b；③完全中和时消耗NaOH的物质的量：a_____b；（4）25℃时，部分物质的电离平衡常数如下表所示：CH3COOHH2CO3HCN1.7×10−5K1=4.3×10−7K2=5.6×10−114.9×10−10请回答下列问题：①CH3COOH、H2CO3、HCN的酸性由强到弱的依次为_________。②焦炉煤气中一般含有H2S和HCN气体，有的工厂在真空条件下，运用K2CO3溶液汲取煤气中的H2S和HCN气体，实现脱硫脱氰。请依据上述数据，尝试从理论上推想同为0.lmol·L−1的K2CO3溶液和HCN混合后，最可能发生的反应的离子方程式_____。【解析】（1）①等pH的盐酸和醋酸溶液中氢离子浓度相同，起先反应时的速率相等，故①错误；②放出氢气的质量相同，由得失电子数目守恒可知参与反应的锌的物质的量相等，故②正确；③因醋酸溶液中存在电离平衡，等pH的盐酸和醋酸溶液与锌反应时，醋酸溶液中氢离子浓度改变小，氢离子浓度越大，反应速率越快，生成等量氢气所需时间越少，故③错误；④等pH的盐酸和醋酸溶液，盐酸的浓度小于CH3COOH的浓度，而体积相等，即醋酸的物质的量比盐酸的物质的量多，由与锌粉反应，若最终仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的量相同，得到锌与盐酸反应盐酸不足，锌与醋酸反应锌不足，故④正确；故答案为②④；（2）①温度不变，加水稀释过程中，平衡向电离方向移动，CH3COOH溶液中c(H+)、c(CH3COO−)、c(CH3COOH)均减小，温度不变，水的离子积常数和醋酸电离常数不变。A．加水稀释过程中，c(H+)减小，故A正确；B．加水稀释过程中，水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH−)不变，故B错误；C．醋酸电离常数K=，溶液中=，加水稀释过程中，K不变，c(CH3COO−)减小，则增大，故C错误；D．加水稀释过程中，醋酸电离常数K=不变，故D错误；②醋酸和水的电离过程为吸热过程，上升温度，电离平衡向电离方向移动，c(H+)、c(CH3COO−)增大，c(CH3COOH)减小，水的离子积常数和醋酸电离常数增大。A．电离是吸热过程，上升温度，电离平衡向电离方向移动，c(H+)增大，故A正确；B．电离是吸热过程，上升温度，电离平衡向电离方向移动，水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH−)增大，故B正确；C．电离是吸热过程，上升温度，电离平衡向电离方向移动，c(H+)增大，c(CH3COOH)减小，则增大，故C正确；D．电离是吸热过程，上升温度，电离平衡向电离方向移动，醋酸电离常数K=增大，故D正确；故答案为ABCD；（3）①醋酸为弱酸，加水稀释，平衡向电离方向移动，n(H+)增大，则a＜b，故答案为＜；②醋酸为弱酸，加水稀释，平衡向电离方向移动，n(CH3COO−)增大，但c(CH3COO−)先增大后减小，由图可知a＞b，故答案为＞；③溶液稀释前后溶质的物质的量不变，则完全中和时消耗NaOH的物质的量相等，故答案为=；（4）①依据表中数据可知，酸的电离出平衡常数大小为CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCOeq\o\al(−,3)，电离平衡常数越大，酸性越强，则酸性由强到弱的依次为CH3COOH＞H2CO3＞HCN，故答案为CH3COOH＞H2CO3＞HCN；②依据表中数据可知，酸性由强到弱的依次为CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCOeq\o\al(−,3)，由强酸制弱酸的原理可知，K2CO3溶液和HCN反应生成KCN和KHCO3，反应的离子方程式为COeq\o