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弱电解质的电离平衡
弱电解质的电离平衡
1.下列关于电解质的叙述正确的是( )
A.电解质溶液的浓度越大,其导电性能一定越强
B.强酸和强碱一定是强电解质,不管其水溶液浓度的大小,都能完全电离
C.强极性共价化合物不一定都是强电解质
D.多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
[解析] A、D项,导电性取决于离子浓度及所带电荷数的多少,错误;C项,HF是强极性共价化合物,但是弱电解质。
[答案] C
2.(2017·邢台期末)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+)减少
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] C
3.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( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
[解析] 根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=0.1mol·L-1×0.1%=10-4mol·L-1,所以pH=4;因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,所以c(H+)增大,pH会减小;C选项可由平衡常数表达式算出K=
=1×10-7,所以C正确;c(H+)=10-4mol·L-1,所以c(H+)水电离=10-10mol·L-1,前者是后者的106倍。
[答案] B
4.(2017·华中师大附中期末)25℃时,用0.1mol·L-1的CH3COOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1的NaOH溶液,当滴加VmLCH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。
已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka,忽略混合时溶液体积的变化,下列关系式正确的是( )
A.Ka=
B.V=
C.Ka=
D.Ka=
[解析] 若酸碱恰好反应,生成强碱弱酸盐,溶液显碱性,实际上混合溶液的pH=7,说明醋酸过量,在溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,根据电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-)=(0.1×20)÷(20+V),c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,根据原子守恒,c(CH3COOH)=[0.1(V-20)]÷(20+V),Ka=[c(H+)×c(CH3COO-)]÷c(CH3COOH)=
,整理得V=[2×10-6]÷Ka+20,答案选A。
[答案] A
5.(2017·大连双基测试)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.0.1mol·L-1的醋酸加水稀释后,溶液中所有离子的浓度均减小
B.分别向同体积、同pH的醋酸和盐酸中加入足量锌粉,两者产生H2的体积一样多
C.向水中加入少量NaHSO4固体,c(H+)=c(SO
)+c(OH-)
D.将V1LpH=11的NaOH溶液与V2LpH=3的HA溶液混合,溶液显中性,则V1≤V2
[解析] 稀醋酸加水稀释,c(H+)减小,则c(OH-)增大,A项错误;pH相同,c(H+)相同,但c(CH3COOH)>c(HCl),加入足量锌,醋酸产生的H2多,B项错误;NaHSO4溶液,由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=2c(SO
)+c(OH-),由物料守恒有c(Na+)=c(SO
),得c(H+)=c(SO
)+c(OH-),C项正确;若HA为强酸,则V1=V2,若HA为弱酸,两者等体积混合,由于酸过量,溶液呈酸性,现在溶液呈中性,说明V2≤V1,D项错误。
[答案] C
6.(2017·厦门模拟)25℃时,相同pH值的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH值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] pH相同的酸,稀释相同倍数时,酸性强的pH变化大,酸性较弱的pH变化小,据此得出酸性:
HA>HB,故D项正确;A项,根据“越弱越水解”的规律,可知A-的水解程度小于B-的水解程度,故同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)大于c(B-),错误;B项,在这两种酸溶液中,c(H+)≈c(A-),c(H+)≈c(B-),而a点的c(H+)小于b点的c(H+),故a点的c(A-)小于b点的c(B-),即a点的离子浓度小于b点的离子浓度,故a点的导电能力小于b点的导电能力,错误;C项,在稀释前两种酸的pH相同,而两种酸的酸性:
HA>HB,故在稀释前两种酸溶液的浓度:
c(HA)<c(HB),故将溶液稀释相同倍数时,酸的浓度仍有:
c(HA)<c(HB),错误。
[答案] D
7.常温下,pH相差1的两种一元碱A溶液和B溶液,分别加水稀释,溶液的pH变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.稀释前两溶液中H+浓度的大小关系:
A=10B
B.稀释前,A溶液中由水电离出的OH-的浓度大于10-7mol·L-1
C.取等体积M点的A、B两种碱液加入同浓度的硫酸溶液至恰好完全反应时,所消耗硫酸溶液的体积相等
D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时,溶液的pH不一定大于7
[解析] 由图可知,碱性A大于B,A可能是强碱也可能是弱碱,若为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,若为弱酸弱碱盐,pH不一定大于7,故D正确。
[答案] D
8.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离常数K
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的强弱关系:
HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.相同温度下,0.1mol·L-1的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液pH最大
D.相同温度下,1mol·L-1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L-1HX
[解析] 表中电离常数大小关系:
1×10-2>9×10-6>9×10-7,所以酸性排序为HZ>HY>HX,可知A、C不正确。
电离常数只与温度有关,与浓度无关,D不正确。
[答案] B
9.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(NH
)·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
变大
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,溶液中的酸未被完全中和
[解析] 氨水中存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+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(NH
)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
变小,C项错误;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项正确。
[答案] D
10.(2017·咸阳二模)下列说法不正确的是( )
A.已知298K时氢氰酸(HCN)的Ka=4.9×10-10,碳酸的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,据此可推测将氢氰酸加入到碳酸钠溶液中不可能观察到有气泡产生
B.25℃时,将amol·L-1氨水与0.01mol·L-1盐酸等体积混合,反应完全时溶液中c(NH
)=c(Cl-),用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=
C.某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积V变化的曲线如图所示。
Ⅱ为醋酸稀释时pH的变化曲线,且a、b两点水的电离程度:
a
D.向0.10mol·L-1NaHSO4溶液中通入NH3至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略):
c(Na+)>c(SO
)>c(NH
)
[解析] 酸性H2CO3>HCN>HCO
,所以氢氰酸加入到碳酸钠溶液中,没有气体生成,A项正确;当溶液中c(NH
)=c(Cl-),说明溶液呈中性,有c(H+)=c(OH-)=10-7,故NH3·H2O的电离平衡常数Kb=c(NH
)×c(OH-)/c(NH3·H2O)=0.005×10-7/0.5×(a-0.1)=10-9/(a-0.01),B项正确;醋酸为弱酸,存在电离平衡,当加水稀释时,氢离子浓度减小较慢,所以醋酸稀释时,pH增大较缓慢,曲线Ⅱ为醋酸的pH值变化,酸溶液中氢离子浓度越大,对水的抑制程度越大,则a、b两点水的电离程度:
a
)>c(NH
),D项错误。
[答案] D
11.一定温度下,冰醋酸在加水稀释过程中溶液导电能力的变化曲线如图所示,请回答下列问题:
(1)O点导电能力为零的原因是______________________________。
(2)a、b、c三点中,CH3COOH的电离度最大的是________;CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka=________。
(3)若使c点溶液中c(CH3COO-)增大,则下列措施中,可选择________(填字母)。
A.加热
B.加入很稀的NaOH溶液
C.加入固体KOH
D.加水
E.加入固体CH3COONa
F.加入锌粒
[解析]
(1)O点时冰醋酸中没有水,CH3COOH没有电离,所以此时导电能力为零。
(2)在一定温度下,溶液越稀,CH3COOH的电离度越大,因此,c点CH3COOH的电离度最大。
(3)溶液中存在电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,电离过程吸收热量,加热以及加入固体KOH、加入锌粒均可使平衡正向移动,c(CH3COO-)增大。
加入很稀的NaOH溶液、加水虽然也使平衡正向移动,但因为溶液的体积增大,所以c(CH3COO-)减小。
加入固体CH3COONa,平衡逆向移动,但因加入了CH3COO-,故c(CH3COO-)增大。
[答案]
(1)无水醋酸不能电离出离子
(2)c点
(3)ACEF
12.Ⅰ.室温下,现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)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)________(填“大于”、“小于”或“等于”)pH(乙)。
若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=________。
(2)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)________(填“大于”、“小于”或“等于”)V(乙)。
(3)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+)________(填“大于”、“小于”或“等于”)c(CH3COO-)。
Ⅱ.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸化学式
HSCN
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平
衡常数
1.3×10-1
1.8×10-5
4.9×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
(1)25℃时,将20mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液和20mL0.1mol·L-1HSCN溶液分别与20mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是_____。
(2)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入一定量氨气,下列各量会变小的是________(填字母)。
a.c(CH3COO-)B.c(H+)
c.KwD.醋酸电离平衡常数
[解析] Ⅰ.
(1)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)。
盐酸和醋酸溶液的pH都是2,溶液中的H+浓度都是0.01mol·L-1,设醋酸的原浓度为cmol·L-1,混合后平衡没有移动,则有:
CH3COOHH++CH3COO-
c-0.010.010.01
(c-0.01)/20.010.01/2
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。
(2)取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较大,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)。
(3)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-)。
Ⅱ.
(1)由Ka(CH3COOH)=1.8×10-5和Ka(HSCN)=0.13可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的酸性,即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,浓度越大反应速率越快。
(2)通入氨气,促进醋酸的电离,则c(CH3COO-)增大,故a错误;通入氨气,c(OH-)增大,c(H+)减小,故b正确;由于温度不变,则Kw不变,故c错误;由于温度不变,醋酸电离平衡常数不变,故d错误。
[答案] Ⅰ.
(1)小于 2
(2)大于 (3)小于
Ⅱ.
(1)HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快
(2)b
13.(2017·潍坊模拟)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/g
1
醋酸
1.0
10
2.0
2
盐酸
c
10
2.0
②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________
③___________________________________________
___________________________________________
[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=1.0mol·L-1。
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]
(1)①1.0 ②每隔1min记录一次生成H2的体积 ③醋酸与镁条反应的反应速率随时间变化不明显;盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快,一段时间后反应速率明显减小
(2)
待测物理量
测定方法
①醋酸溶液的物质的量浓度
碱式滴定管
②H+的物质的量浓度
③取适量醋酸溶液于烧杯中,用pH计测定溶液pH
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- 电解质 电离 平衡
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