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#课时36弱电解质的电离平衡知识点一弱电解质的电离平衡【考必备•清单】强、弱电解质定义与物质类别〜尧:强电辭质.包括凰霰、强■«、盐尊沁屮介电电両丽亞丽融扇貳菇电离方程式的书写——“强等号,弱可逆,多元弱酸分步离”强电解质:如H2SO4:H2SO4===2H^+SO4-_q弱电解质:—元弱酸,如CH3COOH:CHsCOOHnCH£OO-+H+。多元弱酸,分步电离,分步书写且第一步电离程度远大于第二步电离程度,如H2CO3:h2co3=h++hco-、hco-=H++CO2—多元弱碱,分步电离,一步书写,如Fe(OH)3:Fe(OH)尹Fe3++3OH—。酸式盐:强酸的酸式盐,如NaHSO4在水溶液中:NaHSO4===Na++H++SOg-;熔融时:NaHSO厂==N肝+HSO-。弱酸的酸式盐:“强中有弱”,如NaHCO3:NaHCO3===N肝+HCO-、HCO-=H++CQ-。[名师点拨]①中学阶段常见的六大强酸是指:HC1、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HC1O4,其他一般是中强酸或弱酸。②中学阶段常见的四大强碱是指:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2,其他一般是中强碱或弱碱。弱电解质的电离平衡电离平衡的建立在一定温度下,当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。(2)电离平衡的建立与特征-轉-定:各組分蒸度保持世定不变-轉-定:各組分蒸度保持世定不变-变:条件改■曼,平循发性楼动开始时,卩(电离)最大,而卩(结合)为0。平衡的建立过程中,卩(电离)>卩(结合)。当巩电离)三卩(结合)时,电离过程达到平衡状态。(3)外因对电离平衡的影响浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。温度:温度越高,电离程度越大。相同离子:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。实例:以0.1mol・L-1CH3COOH溶液为例,填写外界条件对CH3COOHCH3COO-+H+AH>0的影响。改变条件平衡移动方向n(H+)c(H+)导电能力Ka加水稀释向右增大减小减弱不变加入少量冰醋酸向右增大增大增强不变通入HCl(g)向左增大增大增强不变加NaOH(s)向右减小减小增强不变加CH3COONa(s)向左减小减小增强—不变加入镁粉向右减小减小增强不变升高温度向右增大增大增强增大[名师点拨]外界条件对电离平衡影响的两个“不一定”①稀醋酸加水稀释时,溶液中不一定所有的离子浓度都减小。因为温度不变,KW二c(H+)・c(OH-)是定值,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大。②电离平衡右移,电离程度不一定增大,如增大弱电解质的浓度,使电离平衡向右移动,但电离程度减小。电解质溶液的导电能力与溶液中离子的关系电解质溶液导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数,自由移动离子的浓度越大、离子所带电荷数越多,导电能力越强。将冰醋酸和稀醋酸分别加水稀释,其导电能力随加水量的变化曲线如图所示:加水钛"加水“冰稍餓林Si輟(1)OA段随加水量的增多,导电能力增强,其原因是:冰醋酸发生了电离,溶液中离子浓度增大。(2)AB段导电能力减弱,原因是:随着水的加入,溶液的体积增大,离子浓度减小,导电能力减弱。[名师点拨]电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度的大小有关,与电解质的强弱无关。强电解质的导电能力不一定强(如CaCO3溶液),弱电解质的导电能力不一定弱(如氨水)。【夯基础•小题】1•判断正误(正确的打叫”,错误的打“X”)。强电解质稀溶液中不存在溶质分子,弱电解质稀溶液中存在溶质分子()氨气溶于水,当NH3・H2O电离出的c(OH-)=c(NH4)时,表明NH3・H2O电离处于平衡状态()TOC\o"1-5"\h\z⑶室温下,由0.1mol・L-i一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-()电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大()25□时,0.1mol・L-iCH3COOH加水稀释,各离子浓度均减小()离子化合物一定是强电解质,共价化合物一定是弱电解质()答案:(1)7(2)x(3)x(4)x(5)x(6)x(2019•菏泽期末)在氨水中存在电离平衡:“也旦。NH扌+OH-。下列情况能引起电离平衡正向移动的有()加水②加NaOH溶液③通入HCl加CH3COOH⑤加NH4Cl固体②③⑤B.①④⑤C.①③④D.③④⑤解析:选C加水稀释促进NH3・H2O的电离,电离平衡正向移动,①符合题意;加NaOH溶液,溶液中c(OH-)增大,NH3・H2O的电离平衡逆向移动,②不符合题意;通入HCl或加CH3COOH,均有H+与OH-反应生成h2O,溶液中c(OH-)减小,NH3・H2O的电离平衡正向移动,③、④符合题意;加NH4Cl固体,溶液中c(NH+)增大,NH3・H2O的电离平衡逆向移动,⑤不符合题意。3•—定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是()a、b、c三点溶液的pH:c>a>ba、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小a、b、c三点溶液用1mol・LrNaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b解析:选ACA项,由导电能力知c(H+):b>a>c,故pH:c>a>b,正确;B项,加水体积越大,越利于ch3COOH电离,故电离程度:c>b>a,错误;C项,用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,相当于稀释a点溶液,c(H+)增大,pH偏小,正确;D项,a、b、c三点”(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗K(NaOH):a二b二c,错误。知识点二电离度与电离常数【考必备•清单】1.电离度(1)概念在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总数的百分比。(2)表达式a=已电离的弱电解质分子数溶液中原有弱电解质的总分子数00a=也可表示为已电离的弱电解质浓度a=弱电解质的初始浓度T00%也可表示为(3)影响因素浓度:相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(a)越小。温度:相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(a)越大。意义:衡量弱电解质的电离程度,相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。2.电离常数概念:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,又称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。(2)表达式一元弱酸HA一元弱碱BOH电离方程式HA=H++A-BOH#B++OH—电离常数表达式c(H+)・c(A—)c(B+)・c(OH—)Klc(HA)Kb=c(BOH)(3)意义相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应酸或碱的酸性或碱性相对越强。(4)特点电离常数只与温度有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是吸热的,故温度升高,K增大。多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K]»K2……,所以其酸性主要取决于第一步电离。电离常数的四大应用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。如常温下,CH3COOH的K=1.75x10—5,HC1O的K=2.95x10—8,则酸性强弱为CHCOOH>HC1O。aa3
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,盐溶液的碱性(或酸性)越弱,如醋酸:K=1.75xl0-5,次氯酸:K=2.95"0-8,则同浓度的醋酸钠和次氯酸钠溶液的pH:醋酸钠<次氯酸钠。(填“〉”“<”或“二”)判断反应能否发生或者判断产物是否正确通过强酸制弱酸来判断。如H2CO3:Ka1=4.2x10-7,Ka2=5.6x10-n,苯酚(C6H5OH):Ka=1.3x10-10,向苯酚钠(C6H5ONa)溶液中通入的CO2不论是少量还是过量,其化学方程式为C且ONa+CO2+H2O===C6H5OH+NaHCO3。6522653判断溶液微粒浓度比值的变化利用温度不变,电离常数不变来判断。如把0.1mollTCHgCOOH溶液加水稀释,。(CH;COOH)=c(CH;COOH)(H+)=册)稀释时,C(H+)减小,Ka不变,则;(CHCOOH)变大。电离度@)与电离常数(Ka、Kb)之间的关系(1)一元弱酸(以ch3cooh为例)设常温下,浓度为cmol・L-1的醋酸的电离度为aCH3COOHCH3COO-+H+起始(mol・L-1)c00转化(mol・L-转化(mol・L-1)cacaca平衡(mol・L-1)c—ca-ccaca(2)—元弱碱(如NH3・H2O,电离常数为Kb)同理可得:Kb=ca2,c(OH-)=ca=\:Kb・c。【夯基础•小题】1•判断正误(正确的打叫”,错误的打“x”)。(1)当弱电解质的浓度增大时,电离度增大()⑵在0.1mol・L-1的CH3COOH溶液中,升高温度,电离度增大()c2(H+)(CO2—)H2CO3的电离常数表达式:K=:((H£罗TOC\o"1-5"\h\z电离常数可以表示弱电解质的相对强弱()(5)不同浓度的同一弱电解质,其电离常数(K)不同(电离平衡右移,电离常数一定增大()⑺电离常数大的酸溶液中的c(H+)—定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大()答案:(l)x(2)7(3)x(4)7(5)x(6)x(7)x2•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=5.7x10—io碳酸K1=4.4x10—7K2=4.7x10—11醋酸K=1.75x10—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〉后者等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较,pH:前者V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:选AB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: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正确;碳酸钠和硼酸反应生成碳酸氢钠,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。3•将浓度为0.1mol・L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是()c(H+)B.Ka(HF)c(F—)c(H+)CDCc(H+)Dc(HF)
解析:选DA项,HF为弱酸,存在电离平衡:HFH++F-,加水稀释’平衡正向移动,c(H+)减小,错误;B项,电离常数只受温度的影响,温度不变,电离常数Ka不变,错误;c(F-)C项,当溶液无限稀释时疋(F-)不断减小,但c(H+)接近10-7mol^L-1,所以)减小,c(H+)错误;D项,c(错误;D项,c(H+)c(HF)c(H+)•c(F-)c(HF)•c(F-)K(HF)—ac(F-)由于加水稀释,c(F-)减小,Ka(HF)c(H+)不变,所以增大,正确。c(HF)4.部分弱酸的电离常数如下表:弱酸HCOOHH2SH2CO3HC1O电离常数(25口)K=1.77x10-4K]=1.3x10-7K2=7.1x10-15K]=4.4x10-7K2=4.7x10-11K=3.0x10-8按要求回答下列问题:HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为⑵同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO亍、CO?-、CIO-结合H+的能力由强到弱的顺序为(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出该反应的离子方程式:答案:(DHCOOH'^COb'HqS'HCIOS2->CO32->ClO->HS->HCO3->HCOO-ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO3-知识点三核心素养迁移——一元强酸(碱)与一元弱酸(碱)的比较【考必备•清单】1.一元强酸(HC1)与一元弱酸(CH3COOH)的比较相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较比较项目c(H+)pH中和碱的与活泼开始
能力金属反应产生h2的量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c(H力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⑶一元强酸(HC1)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸溶液加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸溶液pHf7一一一_pH4■7___一ab0“尸pH;畑Oil!C0""Tp'TCHaCOQH■i加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多[示例1]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()
同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)大于c(B-)a点溶液的导电性大于b点溶液a点的c(HA)大于b点的c(HB)HA的酸性强于HB[解析]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项正确;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c(H+)和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;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。[答案]AD[方法技巧]一元强碱与一元弱碱、一元强酸与一元弱酸稀释时溶液pH变化特点如图:a、b分别为pH相等的NaOH溶液和氨水稀释曲线。c、d分别为pH相等的盐酸和醋酸溶液稀释曲线。加水稀释相同倍数后的pH大小:氨水>NaOH溶液,盐酸〉醋酸溶液。若稀释10“倍,盐酸、NaOH溶液pH变化n个单位,但仍然pH<7或pH>7,不能pH=7,而氨水与醋酸溶液pH变化不至Un个单位。2.证明室温下HA是一元弱酸的实验设计实验方法结论①测0.01mol・L-1HA溶液的pHpH=2,HA为强酸pH>2,HA为弱酸②测NaA溶液的pHpH=7,HA为强酸pH>7,HA为弱酸③相同条件下,测相同浓度的HA和HCl(强酸)溶液的导电能力若HA溶液的导电能力比HCl(强酸)溶液的弱,则HA为弱酸④测相同pH的HA溶液与盐酸稀释相同倍数后的pH变化若HA溶液的pH变化比盐酸小,则HA为弱酸⑤测等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与足量锌反应产生h2的快慢及h2的量若HA溶液反应过程中产生H2较快且最终产生H2的量较多,则HA为弱酸⑥测等体积、等pH的HA溶液和盐酸中和等浓度碱所需消耗的碱的量若HA溶液耗碱量大,则HA为弱酸[示例2]为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:0.1mol・L-1醋酸溶液、0.1mol・L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。甲取出10mL0.1mol・L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是,理由是。乙分别取pH=3的醋酸溶液和盐酸各1mL,分别用蒸馏水稀释到100mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是丙分别取pH=3的盐酸和醋酸溶液各10mL,然后加入质量相同、规格相同的锌粒,醋酸放出H2的速率快,则认定醋酸是弱电解质,你认为这一方法正确吗?,请说明理由:丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验,也论证了醋酸是弱酸的事实该同学的实验操作和现象是[解析]⑴若醋酸是弱酸,则其不能完全电离,电离出的c(H+)<0.1mol・L-1,PH二Q〉1。⑵若醋酸为弱酸,稀释促进电离,c(H+)二10-3mol・L-1的醋酸稀释到原来的100倍,稀释后醋酸的c(H+)>io-5mol・L-1,则醋酸的pH<5,而盐酸为强酸,用蒸馏水稀释到100mL,盐酸的pH二5。(3)分别加入质量相同、规格相同的锌粒,若醋酸为弱酸,与锌反应消耗氢离子的同时,醋酸不断电离,H+得至I」补充,因此醋酸产生氢气的速率比盐酸快。(4)CH3COONa是强碱弱酸盐,加入水中会发生水解,溶液显碱性,将CH3COONa晶体、NaCl晶体溶于适量水配成溶液,分别滴入酚酞试液,CH3COONa溶液变成浅红色,NaCl溶液不变色。[答案](1)。>1醋酸是弱酸,不能完全电离盐酸的pH=5,醋酸的pH<5⑶正确醋酸是弱酸,随着反应的进行,醋酸不断电离,c(H+)变化小,因此醋酸产生H2的速率比盐酸快⑷将CH3COONa晶体、NaCl晶体分别溶于适量水配成溶液,再分别滴入酚酞试液,CH3COONa溶液变浅红色,NaCl溶液不变色[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0.1mol・L-i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二1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后,1<pH<2。角度三:弱电解质形成的盐类能水解,如判断CH3COOH为弱酸可用下面两个现象:配制某浓度的醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞溶液。现象:溶液变为浅红色。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。【提素能•好题】25□时,将pH均为2的HCl与HX的溶液分别加水稀释,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.稀释前,c(HX)=0.01mol・L-1B.稀释10倍,HX溶液的pH=3:C.a、b两点:c(X-)>c(Cl-)
D.溶液的导电性:a<b解析:选CDHX为弱酸,pH二2时,c(HX)>0.01mol・L-1,A错误;pH=2的HX稀释10倍,HX的电离平衡向右移动,HX溶液的pH<3,B错误;相同温度下,相同pH的盐酸和HX溶液,HX浓度大,溶液稀释时,HX进一步电离,所以a、b两点:c(X-)>c(Cl-),溶液的导电性:a<b,C正确,D正确。(2019・保定期末)在体积均为0.5L、pH均等于1的盐酸、醋酸溶液中,分别投入1.4g铁粉,则如图所示曲线比较符合客观事实的是(解析:选B“(Fe)二粉,则如图所示曲线比较符合客观事实的是(解析:选B“(Fe)二1.4g56g・mol-1二0.025mol,盐酸是强酸,0.5L、pH二1的盐酸中HCl的物质的量为0.1mol・L-1x0.5L二0.05mol,根据反应方程式:Fe+2H+===Fez++,铁与盐酸恰好反应;醋酸是弱酸,0.5L、pH二1的醋酸溶液中,”(CH3COOH)远大于0.05mol,与0.025mol铁反应后醋酸有剩余,盐酸恰好反应,醋酸有剩余,则生成氢气的量与铁的量成正比,铁的量相同,则最终生成的氢气的体积相同,A错误;反应过程中,醋酸能电离出氢子,使醋酸溶液中H+浓度大于盐酸,则醋酸的反应速率大于盐酸,完全反应时,醋酸用的时间小于盐酸,B正确;C、D错误。3.按要求填空:(1)将等质量的Zn粉分别投入a.10mL0.1mol^L-1盐酸和b.10mL0.1mol・L-1醋酸溶液中:若Zn不足量,则Zn粉完全反应所需的时间:ab(填“〉”“<”或“=”);若Zn过量,产生H2的量:ab(填“〉”“<”或“=”)。(2)将等质量Zn粉分别投入pH=1、体积均为10mL的a.盐酸和b.醋酸溶液中:若Zn不足量,则Zn粉完全反应所需的时间:ab(填“〉”“<”或“=”);若Zn过量,产生H2的量:ab(填“〉”“<”或“=”)。解析:(1)物质的量浓度相等的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液中氢离子浓度小于盐酸。若Zn不足量,酸有剩余,相同浓度的醋酸溶液和盐酸中,盐酸中氢离子浓度大于醋酸溶液中氢离子浓度,所以在盐酸中的反应速率大于醋酸溶液的反应速率,则反应时间盐酸小于醋酸溶液。若Zn过量,产生H2的量与酸的物质的量成正比,醋酸溶液和盐酸都是一元酸,且体积、浓度相等,则其物质的量相等,所以生成氢气的物质的量相等。(2)pH相等的醋酸溶液和盐酸,醋酸溶液浓度大于盐酸浓度。①若Zn不足量,酸过量,反应过程中,醋酸溶液中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,所以在醋酸溶液中的反应速率大于盐酸的反应速率,则反应时间醋酸溶液小于盐酸。②若Zn过量,酸不足,产生H2的量与酸的物质的量成正比,pH相等、体积相等的醋酸溶液和盐酸,醋酸的物质的量大于HC1,所以醋酸溶液产生氢气的量大于盐酸产生氢气的量。答案:(1)①<②二(2)①〉②<随堂检测反馈(2019・天津高考改编)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5310-4和1.7灯0-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()曲线□代表HNO2溶液溶液中水的电离程度:b点〉c点c(HA).c(OH_)从c点到d点,溶液中(7—保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同解析:选AC由Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)可知,酸性HNO2>CH3COOH。pH相同的两种酸稀释相同倍数时,酸性强的酸pH变化大,所以曲线□为HNO2,a正确;b、c两点处,b点酸性强,对水的电离抑制程度大,所以水的电离程度:c点>b点,B错误;从c点到d点,c(HAc(HA)・c(OH-)
c(A-)c(HA)・c(OH-)・c(H+)
c(A-)・c(H+)=kW,Kw和Ka是两个常数,只要温度a不变,比值也不变,C正确;相同体积a点的两溶液中,由于c(CH3COOH)>c(HNO2),故n(CH3COOH)>n(HNO2),因此与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)不同,D错误。(全国卷口)浓度均为0.10mol・L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至V体积V,pH随lgv的变化如图所示。下列叙述错误的是()Vo\\M(>ll1231|团坤'A\,,v\M(U1:二9阿BI,MOH的碱性强于ROH的碱性ROH的电离程度:b点大于a点若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等Vc(M+)d•当居歹=2时,若两溶液同时升高温度,贝yc(r+)增大解析:选D由图像分析浓度为0.10mol・L-i的MOH溶液,在稀释前pH为13,说明MOH完全电离,则MOH为强碱,而ROH的pH<13,说明ROH没有完全电离,ROH为弱碱。MOH的碱性强于ROH的碱性,A正确;曲线的横坐标lg*越大,表示加水稀释体积越大,V0由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点,弱碱ROH存在电离平衡:ROHR++OH-,溶液越稀,弱电解质电离程度越大,故ROH的电离程度:b点大于a点,B正确;右两溶
液无限稀释,则溶液的pH接近于7,故两溶液的c(OH-)相等,C正确;当lgV=2时,溶V0液V=100V0,溶液稀释100倍,由于MOH发生完全电离,升高温度,c(M+)不变;ROH存在电离平衡:ROHR++OH-,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c(R+)增大,故c(M+)E减小,D错误。(1)(2019・全国卷口)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)-,£=5.81灯0TOC\o"1-5"\h\z-10,可判断H3BO3是酸。(2)(2017・天津高考)已知25□,NH3・H2O的%=1.8灯0-5,H2SO3的Ka1=1.3x10-2,Ka2=6.2x10-8。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1.0x10-7mol・L-1时,溶液中的:("[近]=。⑶(全国卷口)联氨(又称肼,n2h4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+N2H+的K=8.7x107;KW=1.0x10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。⑷(福建高考)25□,两种酸的电离常数如下表。Ka1Ka2H2SO31.3x10-26.3x10-8H2CO34.2x10-75.6x10-11TOC\o"1-5"\h\zHSO-的电离常数表达式K=。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为。解析:⑴根据题目信息中H3BO3的解离反应方程式和Ka的数值可知,H3BO3为一元弱酸。(2)设氨水中c(OH-)=xmol・L-1根据“巴旦。的瓦=心珥)(OH「)则托=1.8x1032bc(NH3・H2O)2.0则止』c(HSO-)Ka2
c(H+)-5解得"6.0x10-3。根据H2则止』c(HSO-)Ka2
c(H+)则c(SO2-)=6则c(SO2-)=6,2x10-8c(HSO-)1.0x10-7当c(OH-)降至1.0x10-7mol・L-1时,c(H+)为1.0x10-7mol・L-1
二0.62。(3)将H2O#H++OH-气二1.0xl0-i4、N2H4+H+N2H扌K二8.7H07相加可得:NH+HQ=NH++OH-K二K-K二1.0x10-14x8.7x107二8.7x10-7;类比NH与24225a1W3h2so4形成酸式盐的化学式nh4hso4可知,n2h4与h2so4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。(4)①略。②由h2so3和h2co3的电离常数可知酸性h2so3>h2co3>hso3->hco-,故h2so3溶液和NaHCO3溶液反应可放出CO2气体,反应的离子方程式为h2so3+HCO-===Hsq-c(H+)・c(SO3-)
cc(H+)・c(SO3-)
c(HSO-)答案:(1)一元弱(2)6.0x10-30.62(3)8.7x10-7N2H6(HSO4)2(4)①②h2so3+HCO-===HSC-+CO2f+h2o[课时跟踪检测]—、选择题(本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意)25□时,下列有关0.1mol・L-1醋酸溶液的说法中,正确的是()pH=1c(H+)=c(CH3COO-)加入少量CH3COONa固体后,醋酸的电离程度减小与0.1mol・L-1NaOH溶液等体积混合后所得溶液显中性解析:选CA项,醋酸为弱酸,0.1mol・L-1醋酸溶液的pH>1,A错误;B项,根据电荷守恒,c(H+)二c(CH3COO-)+c(OH-),昔误;C项,加入少量CH3COONa固体后,c(CH3COO-)增大,抑制醋酸的电离,电离程度减小,正确D项,与0.1mol・L-1NaOH溶液等体积混合后生成醋酸钠溶液,水解显碱性,错误。在25□时,用蒸馏水稀释1mol・L-1氨水至0.01mol・L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是()c(OH-)c(NH+)c(NH3・H2O)B.c(OH-)‘(NHjHQ)C.c(NH+)D.c(OH—)解析:选AA项,加水稀释促进NH3・H2O电离,溶液中n(OH-)、n(NH打增大,分子的物质的量减小,该比值增大,正确;B项,溶液中OH_、NHf的物质的量增大,且水电离出OH-数目增多,该比值变小,错误;C项,稀释时,溶液中NH+的物质的量增大,NH3・H2O分子的物质的量减小,该比值减小,错误;D项,加水稀释c(OH-)减小,错误。(2020・南昌八一中学期末)下列事实能说明HNO2是弱电解质的是()25口时,NaNO2溶液的pH大于7;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗;HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应;25□时,0.1mol・L-iHNO2溶液的pH=2.1。A.①②③C.①④B.②③④D.①②④解析:选C25□时,NaNO2溶液的pH大于7,说明NO,发生了水解反应,则HNO2是弱电解质,①符合题意;用hno2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度较小,但由于未与等浓度盐酸等强电解质作比较,故不能判断hno2是否为弱电解质,②不符合题意;册。2溶液不与Na2SO4溶液反应,只能说明HNO2的酸性比H2SO4弱,旦不能说明HNO2一定是弱酸,即不能说明HNO2是弱电解质,③不符合题意;25□时,0.1mol・L-iHNO2溶液的pH二2.1则溶液中c(H+)二i0-2.imol・L-i<0.1mol・L-i说明HNO?部分电离则HNO2是弱电解质,④符合题意。(2019・哈尔滨六中考试)已知室温时,0.1mol・L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是()该溶液的pH=4升高温度,溶液的pH增大室温时,此酸的电离常数约为1x10—7稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小解析:选B0.1mol・L-i某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1mol・L-1x0.1%二1x10-4mol・L-1,则溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为10-4x10-4/0.1=1x10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,但溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。已知下面三个数据:7.2x10—4、4.6x10-4、4.9x10-10分别是下列有关三种酸的电离常数(25口),若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2、NaCN+HF===HCN+NaF、NaNO2+HF===HNq+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是()K(HF)=7.2x10-4K(HNO2)=4.9x10-1o根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:hf>hno2>hcnK(HCN)<K(HNO2)<K(HF)解析:选B相同温度下,酸的电离常数越大,该酸的酸性越强,结合“强酸制取弱酸”分析可知,酸性HF>HNO2>HCN,所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6x10-4,故B错误。关于常温下pH=2的醋酸溶液,下列叙述正确的是()c(CH3COOH)=0.01mol・L-1c(H+)=c(CH3COO-)加水稀释100倍后,溶液pH=4加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离解析:选D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故A错误根据溶液中电荷守恒可知:(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故B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,故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,故D正确。
7.已知:在25□时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:弱电解质电离常数(Ka)HC1OK=4.7x10-8aH2CO3K=4.2x10-7alK=5.6x10-11a2H2SO3K=1.54x10-2alK=1.02x10-7a2下列微粒在溶液中不能大量共存的是()A.SO23-、HCO3-B.ClO-、HCO3-C.HSO3-、CO23-D.HClO、HCO3-解析:选C根据表中电离常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3->HClO>HCO3-;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:hso3->hco3-SO2-sHCO3-不能反应可以大量共存A不符合题意酸性HClO>HCO3-,则CIO-、hco3-不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HSO3->HCO3-,则HSO“CO3-反应生成SO2-和HCO-不能大量共存C符合题意由于酸性H2CO3>HC1O,HC1O、HCO-不能反应,可以大量共存,D不符合题意。8.根据下表提供的数据,判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是()化学式HC1OH2CO3电离常数K=3x10-8K1=4x10-7K2=4x10-11向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:CO2-+2C12+H2O===2C1-+2HC1O+CO2?向NaHCO3溶液中滴加少量氯水:2HCO-+C12===C1-+C1O-+2CO2?+H2O向NaC1O溶液中通入少量CO2:CO2+NaC1O+H2O===NaHCq+HC1OD.向D.向NaC1O溶液中通入过量CO2:CO2+2NaC1O+H2ONa2CO3+2HC1O解析:选C根据表格数据可知酸性:H2CO3>HC1O>HCO3-oA项,向Na2CO3溶液中滴加少量氯水:2CO2-+C12+H2O===C1-+2HCO-+C1O-,错误;B项,向NaHCO3溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式是HCO-+C12===C1-+HC1O+CO2f,错误;C项,向NaC1O溶液中通入少量CO2:CO2+NaC1O+H2O===NaHCq+HC1O,正确;D项,向NaC1O溶液中通入过量CO2,化学方程式是CO2+NaC1O+H2O===NaHCq+HC1O,错误。9.(2019・山西范亭中学考试)相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是()酸HXHYHZ电离常数Ka9x10-79x10-61X10-2A•三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生相同温度下,浓度均为0.1mol・L-i的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液的pH最大相同温度下,1mol・L-iHX溶液的电离常数大于0.1mol・L-iHX溶液的电离常数解析:选BKa越大说明酸性越强根据表中数据知三种酸的酸性强弱关系是HZ>HY>HX,aA项错误;根据A项分析及“强酸制弱酸”的原理知,反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生,B项正确;一元酸的Ka越小,其对应盐的水解程度越大,根据盐类水解的规彳一越弱越a水解,知三种钠盐中pH最大的是NaX,C项错误;电离常数只受温度的影响,相同的温度下,HX的电离常数不变,D项错误。(2019・江西吉安期末)常温下,下列有关两种溶液的说法不正确的是()序号①②pH1111溶液氨水NaOH溶液A•①②两溶液中水的电离程度相同①②两溶液中c(OH-)相等等体积的①②两溶液分别与0.01mol・L-1的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①<②解析:选D常温下,氨水和NaOH溶液的pH均为11,溶液中c(OH-)二1310-3mol・L-10x10-141,对水的电离抑制程度相同侧水的电离程度相同冰电离产生的c(H+)二mol・L1.0x10-3-1=1.0x10-11mol・L-1,A、B正确。两溶液的pH均为11,则有c(NH3^H2O)>c(NaOH),等体积的两溶液分别与0.01mol・L-1的盐酸完全中和,氨水消耗盐酸的体积大,C正确。两溶液加水稀释时,氨水中NH3・H2O的电离平衡正向移动,溶液中c(OH-)变化小,故稀释10
倍后氨水的pH大,D错误。二、选择题(本题共5小题,每小题有一个或两个选项符合题意)某温度下,相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是()a点导电能力比b点弱b点的KW值大于c点与盐酸完全反应时,消耗盐酸体积V>Vca、c两点的c(H+)相等解析:选AD根据图示可知,a点对应的曲线为NaOH溶液稀释曲线,b、c点对应的曲线为氨水的稀释曲线,a点溶液中离子浓度小于b点溶液中离子浓度,a点导电能力更弱,A正确;KW值只与温度有关,b、c两点KW值相等,B错误;因为NH3・H2O的物质的量大于NaOH,稀释过程中溶质总量不变,所以c点消耗盐酸多,C错误;a、c两点溶液pH相等,则c(H+)相等,D正确。常温下,浓度均为0.10mol・L-1、体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积Va-X//¥1231V,pH随lgv的变化如图所示,下列叙述正确的是1231该温度下HB的电离常数约等于1.11x10—5B•相同条件下NaA溶液的pH大于NaB溶液的pH溶液中水的电离程度:a=c>bd•当1#=3时,若两溶液同时升高温度,贝y;;A—)比值增大解析:选AD0.1mo1・L-1的HA溶液的pH二1,说明HA完全电离,HA为强酸,0.1mo1・L-1HB溶液的pH>2,说明HB在溶液中部分电离,HB是弱酸。A项,a点时,存在平衡:HBH++B-,稀释100倍后,HB溶液的pH=4,溶液中;(B-)~;(H+)=10-4mol^L-1,;(H+)•;(B-)10-4x10-4则K二亠匸=1.11x10-5,正确;B项,HA为强酸,NaA是强酸ac(HB)0.001-10-4强碱盐,溶液显中性,NaB为强碱弱酸盐,水解显碱性,相同条件下NaA溶液的pH小于
NaB溶液的pH,错误;C项,酸抑制水的电离,酸电离出的氢离子浓度越大,对水的抑制程度越大,氢离子浓度:a=c>b,所以溶液中水的电离程度:a=c<b,错误;D项,升高温度促进弱酸的电离,HB中c(B-)增大,强酸的酸根离子浓度不变,所以c(A-)不变,因此C(B「[增大,正确。c(A-)(2019・沈阳模拟)HC1O4、H2SO4、HNO3和HCl都是强酸,它们的酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:酸HC1O4H2SO4HClHNO3Ka1.6x10-56.3x10-91.6x10-94.2x10-10下列说法中不正确的是()在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离在冰醋酸中HC1O4是这四种酸中最强的酸在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为H2SO4===2H+SO2-水不能区分这四种酸的强弱,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱解析:选C由酸的电离平衡常数数据可知,四种酸在冰醋酸中均未完全电离,酸性最强的是hc1O4,最弱的是hno3,在冰醋酸中h2so4的电离方程式为h2so4H++hso4-,C项错误。下列图示与对应的叙述相符的是()由图甲可知,a点KW的数值比b点KW的数值大图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,□表示醋酸,□表示盐酸C•图丙表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则相同
浓度时NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH图丁表示分别稀释10mLpH均为12的NaOH溶液和氨水时pH的变化,曲线□表示氨水,“>100解析:选CKW的数值只与温度有关,a点与b点温度相同,则KW的数值相同,A错误;醋酸是弱酸,加水稀释促进电离,pH变化比盐酸小,贝忙表示盐酸,□表示醋酸,B错误;由图像可知,酸性HA>HB,则离子的水解程度A-<b-,故相同浓度时NaB溶液的pH大于同浓度的NaA溶液,C正确;NaOH是强碱,是弱碱,稀释相同倍数时NaOH溶液的pH小,故□表示NaOH溶液,□表示氨水,D错误。15•常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V溶V液pH随lgv的变化关系如图所示,下列叙述错误的是()Vo常温下:Ka(HB)>Ka(HC)HC的电离度:a点>匕点C•当1扌=4时,三种溶液同时升高温度,:减小D•当lgV=5时,HA溶液的pH为7解析:选BDA项,由图可知,HA稀释10倍pH增大1,则HA为强酸,HB、HC稀释10倍卫H增大值小于1则HB、HC为弱酸,HB、HC稀释同等倍数,pH的改变值:HB>HC,酸性:HB>HC,常温下,Ka(HB)>Ka(HC),正确;B项,对于HC,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度:a点<b点,错误;C项,HA为强酸,对HA溶亠c(A-)液升高温度,c(A_)不变,对HC溶液升高温度促进HC电离,c(C-)增大厂)减小,c(C-丿正确;D项,HA溶液为酸溶液,无论如何稀释pH<7,错误。三、非选择题(本题共3小题)16.如表所示是几种常见弱酸的电离常数(25口):酸电离方程式电离常数Kch3coohCH3COOH#CH3COO-+H+1.75x10-5H2CO3H2CO3#H++HCO-HCO-#H++CO2-K]=4.4x10-7K2=4.7x10-11H2SH2S#H++HS-、HS-=H++S2-K]=1.3x10-7K2=7.1x10-15H3PO4h3po4#h++h2po-、h2po-=H++HPO2-、HPO4-#H++PO3-K]=7.1x10-3K2=6.3x10-8K3=4.2x10-13请回答下列问题:⑴K只与温度有关,当温度升高时,K(填“增大”“减小”或“不变”)。在温度相同时,各弱酸的电离常数K不同,那么电离常数K的大小与酸性的相对强弱有TOC\o"1-5"\h\z何关系?。若把CH3COOH、H2CO3、HCO亍、H2S、HS-、H3PO4、H2POy、HPO2-都看作酸,其中酸性最强的是,最弱的是。H3PO4的K「K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是,产生此规律的原因是。解析:(1)弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,促进电离,电离常数增大;(2)电离常数表示弱电解质的电离程度,K越大,电离出的c(H+)越大,酸性越强;(3)根据(2)的结论,电离常数最大的是H3PO4,即酸性最强的是H3PO4,电离常数最小的是HS-,酸性最弱的是HS-;(4)根据表中的数据,推出气:K2:K3二7.1灯0-3:6.3x10-8:4.2x10-13-1:10-5:10-10,产生此规律的原因是上一级电离产生的H+对下一级的电离有抑制作用。答案:(1)增大K越大,电离出的氢离子浓度越大,酸性越强H3PO4HS-K1:K2:K3-1:10-5:10-10上一级电离产生的H+对下一级电离有抑制作用
17.25□时,部分物质的电离常数如表所示:化学式ch3coohH2CO3HC1Onh3・h2o电离常数1.7x10-5K]=4.4x10-7K2=4.7x10-113.0x10-81.7x10-5请回答下列问题:(i)ch3cooh、h2co3、HC1O的酸性由强到弱的顺序为.(2)CH3COO-、HCO亍、CO3-、C1O-结合H+的能力由强到弱的顺序体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离常数(填“大于”“等于”或'小于”)醋酸的电离常数;理由是稀释后,HX溶液中由水电离出来的c(H+)(填“大小”“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H+),理由是。解析:(1)电离常数越大,酸性越强,酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HC1O。⑵电离常数越小,其对应酸根离子结合H+能力越强,CH3COO-、HCO3-、CO3-、C1O-结合H+能力由强到弱的顺序为CO2->C
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