第24讲 弱电解质的电离平衡- 备战2023年高考化学一轮复习基础通关高考帮 通用版学案(原卷版+解析版)

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第24讲 弱电解质的电离平衡- 备战2023年高考化学一轮复习基础通关高考帮 通用版学案(原卷版+解析版)

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第二十四讲 弱电解质的电离平衡
1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
知识点一 强、弱电解质
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在________里或________状态下能导电的________;
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下______不能导电的________。
2.强电解质和弱电解质
(1)概念
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分________化合物及某些________化合物。弱电解质主要是某些________化合物。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质用______,弱电解质用______。
(2)多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如碳酸电离方程式:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)多元弱碱电离方程式一步写成,如氢氧化铁电离方程式:
________________________________________________________________________。
知识点一
1.(1)水溶液 熔融 化合物
(2)都 化合物
2.(1)全部 强酸 强碱 大多数盐 部分 弱酸 弱碱 水
(2)离子 共价 共价
3.(1)=== ??
(2)H2CO3H++HCO
HCOH++CO
(3)Fe(OH)3Fe3++3OH-
知识点二 弱电解质的电离平衡
1.概念
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质__________的速率和______________的速率相等的状态。如下图所示:
2.特征
3.外界条件的影响
电离平衡是一个吸热过程,主要受温度、浓度的影响。
(1)浓度:增大弱电解质的浓度,电离平衡________移动,溶质分子的电离程度减小;增大离子的浓度,电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度________。
(2)温度:升高温度,电离平衡______移动,电离程度增大;降低温度,电离平衡向左移动,电离程度________。
知识点二
1.电离成离子 离子结合成分子
2.= ≠
3.(1)向右 减小 (2)向右 减小
知识点三 电离常数
1.表达式
对一元弱酸HA:
HAH++A- Ka=____________。
对一元弱碱BOH:
BOHB++OH- Kb=______________。
2.特点
(1)电离常数只与__________有关,升温,K值________。
(2)多元弱酸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。
3.意义
电离常数数值的大小,可以估算弱电解质电离的趋势。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
知识点三
1. 
2.(1)温度 增大
一、外界条件对弱电解质电离的影响
以CH3COOHCH3COO-+H+平衡体系为例,填写下列表格。
加水 加热 加少量NaOH(s) 加少量CH3COONa(s) 加少量HCl(g) 加少量冰醋酸
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
pH
溶液导电性
【疑难解析】
一、右移 右移 右移 左移 左移 右移
增大 增大 增大 减小 减小 减小
增大 增大 减小 减小 增大 增大
减小 增大 减小 减小 增大 增大
增大 减小 增大 增大 减小 减小
减小 增大 增大 增大 增大 增大
【疑难探究】
二、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较
以盐酸和醋酸的电离为例,用“>”、“<”、“=”或相应汉字填写下表。
【疑难解析】
二、<
> =
< =
> =
= <
变大 变大
> =
= <
【典例】1.现有下列物质 ①熔化的NaCl ②盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥酒精 ⑦硫酸氢钠⑧液氨 ⑨SO2,请按要求回答下列问题。
(1)属于强电解质的是_______(填序号)
(2)在上述状态下能导电的是_______(填序号)
(3)属于弱电解质的是_______(填序号)
(4)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是_______(填序号)
(5)可以证明④是弱酸的事实是_______(填序号)
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体
D.1 mol·L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(6)有下列物质的溶液:a.CH3COOH b.HCl c.H2SO4 d.NaHSO4。若四种溶液的物质的量浓度相同,其c(H+)由大到小顺序为_______(用字母序号表示,下同)。若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度由大到小顺序为_______。
(7)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
【答案】(1)①⑦
(2)①②⑤
(3)④
(4)⑧⑨
(5)B
(6) c>b=d>a a>b=d>c
(7)c
【解析】
电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是溶于水或在熔融状态下不能够导电的化合物;溶液导电的原因是存在自由移动的离子,金属导电的原因是存在自由移动的电子;
强电解质是指在水溶液中或熔融状态下,能够完全电离的化合物,即溶于水的部分或者熔融状态时,可以完全变成阴阳离子的化合物,一般是强酸、强碱和大部分盐类;弱电解质是指在水溶液里部分电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水与少数盐;
(1)①熔化的NaCl为强电解质,存在自由移动的离子,可以导电;
②盐酸是混合物,溶液中存在自由移动的离子,可以导电;
③氯气为气体单质,不导电;
④冰醋酸为弱电解质,本身不导电,水溶液导电;
⑤铜为金属单质,导电;
⑥酒精为非电解质,不导电;
⑦硫酸氢钠为强电解质,本身不导电,水溶液或熔融状态导电;
⑧液氨为非电解质,不导电;
⑨SO2为非电解质,不导电;
故属于强电解质的是①⑦;
(2)在上述状态下能导电的是①②⑤;
(3)属于弱电解质的是④;
(4属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是⑧⑨;
(5)A.乙酸和水能以任意比例混溶,溶解性不能说明乙酸是弱酸,A错误;
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子,说明存在电离平衡,说明乙酸是弱酸,B正确;
C.乙酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体,不能说明乙酸是否部分电离,C错误;
D.1 mol·L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色,说明溶液存在氢离子,不能说明乙酸是否部分电离,D错误;
故选B;
(6)a.CH3COOH b.HCl c.H2SO4 d.NaHSO4。若四种溶液的物质的量浓度相同,硫酸为二元强酸,氢离子浓度最大;HCl、NaHSO4均为强电解质,完全电离,氢离子浓度相同;CH3COOH为弱酸,部分电离,氢离子浓度最小;故其c(H+)由大到小顺序为c>b=d>a;若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度由大到小顺序为a>b=d>c;
(7)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,醋酸为弱酸部分电离,盐酸为强酸完全电离,则醋酸浓度远大于盐酸,故一段时间后醋酸反应速率更快且得到氢气更多,故选c。
【典例】2.甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸,常温下,将它们分别和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合后溶液的pH如表所示:
实验序号 所用酸 c(HA)/mol·L-1 c(NaOH)/mol·L-1 混合后溶液的pH
实验1 甲 0.1000 0.1000 pH=a
实验2 乙 0.1200 0.1000 pH=7
实验3 丙 0.2000 0.1000 pH>7
实验4 丁 0.1000 0.1000 pH=10
完成下列填空:
(1)从实验1情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸 ____。
(2)实验2的混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系为____。
(3)从实验3的结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____。
(4)分析实验4数据,写出混合溶液中下列算式的精确结果(列式即可):c(Na+)-c(A-)=____mol·L-1。
室温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液,pH的变化如图所示。
(5)用化学符号表示滴定过程中溶液里微粒之间的浓度关系
点a处:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=____;
点b处:溶液中各离子浓度大小关系:____;
点c处:c(CH3COOH)+c(H+)=____。
【答案】(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸
(2)c(Na+)=c(A-)
(3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10)
(5) 0.067mol/L c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) 10-6mol/L
【解析】
(1)酸碱的物质的量相等且都是一元的,所以二者恰好完全反应生成正盐,如果溶液的pH=7,说明NaA是强酸强碱盐,则HA是强酸;如果溶液的pH>7,则NaA是强碱弱酸盐,则HA是弱酸,故答案为:a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸;
(2)n(HA)>n(NaOH),混合溶液pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)=c(A-)+ c(OH-),故c(Na+)=c(A-),故答案为:c(Na+)=c(A-);
(3n(HA)=2n(NaOH),二者混合后溶液中溶质为等物质的量浓度的HA、NaA,混合溶液的pH>7,溶液呈碱性即c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)=c(A-)+ c(OH-),则该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);
(4)二者物质的量相对,所以恰好完全反应生成正盐,混合溶液的pH=10,则该溶液中c(H+)=10-10 mol/L、c(OH-)=10-4 mol/L,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),所以c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol/L,故答案为:(10-4-10-10);
(5)根据守恒可知,点a处:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)==0.067mol/L,点b处pH=7,即c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH- )+c(CH3COO-),则溶液中各离子浓度大小关系:c(Na+)=c(CH3COO-) >c(H+)=c(OH-),点c处即为CH3COOH和NaOH恰好完全反应,根据物料守恒可知:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(OH- )+c(CH3COO-),故有c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,故答案为:0.067mol/L;c(Na+)=c(CH3COO-) >c(H+)=c(OH-);10-6mol/L。
一、强、弱电解质
1.工业上用NaOH溶液捕捉废气中的SO2,下列说法正确的是
A.捕捉过程中溶液pH会下降 B.NaOH溶液属于强电解质
C.SO2含有非极性共价键 D.1molNaOH最多捕捉0.5molSO2
【答案】A
【解析】
A.捕捉过程中发生反应2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O或NaOH+SO2=NaHSO3,溶液的碱性减弱,pH下降,A正确;
B.NaOH属于强电解质,NaOH溶液为混合物,既不属于电解质也不属于非电解质,B不正确;
C.SO2分子中只存在硫氧键,所以只含有极性共价键,C不正确;
D.NaOH溶液中通入过量SO2,发生反应NaOH+SO2=NaHSO3,所以1molNaOH最多捕捉1molSO2,D不正确;
故选A。
2.下列物质属于强电解质的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A.是弱酸,在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,A不合题意;
B.是单质,不是电解质,B不合题意;
C.是盐,在水溶液中能够完全电离,故属于强电解质,C符合题意;
D.是有机物,在水溶液和熔融状态下均不导电,属于非电解质,D不合题意;
故答案为:C。
3.将等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,pH随加水稀释倍数的变化如图所示,据图分析,下列说法正确的是
A.a点时的两溶液中存在:c(CH3COOH)>c(HNO2)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(NO)
B.酸的电离程度:c点=d点>b点
C.b、c两点时的溶液分别与NaOH恰好中和,溶液中n(Na+):b点>c点
D.溶液中水的电离程度:a点<b点<c点<d点
【答案】C
【解析】
两种酸的起始pH值相同,加相同体积水后HNO2的pH值更大,故HNO2酸性强于CH3COOH。CH3COOH酸性弱,相同pH值时CH3COOH的浓度更大。
A.相同浓度时,酸的酸性越强,酸的电离程度越大,则酸的电离程度HNO2>CH3COOH,a点pH值相同,CH3COOH的浓度更大,故c(CH3COOH)>c(HNO2),两种溶液的pH值相同,则两种溶液中的氢离子和氢氧根浓度分别相等,两种溶液中分别存在电荷守恒:c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(H+)=c(NO)+c(OH-),故c(CH3COO-)=c(NO),A错误;
B.同一种酸,酸的浓度越大,酸的电离程度越小,CH3COOH浓度b点>d点,则CH3COOH电离程度:b点d点,综上分析酸的电离程度:c点>d点>b点,B错误;
C.b、c两点时的溶液分别与NaOH恰好中和,酸的物质的量越多,溶液中n(Na+)越大,a点c(HNO2)c点,C正确;
D.酸抑制水的电离,酸中c(H+)越大,抑制水电离程度越大,水的电离程度越小, c(H+):a点> b点> c点=d点,则水的电离程度:a点<b点<c点=d点,D错误;
故选C。
4.下列说法正确的是
A.只有难溶电解质才存在溶解平衡
B.相同的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释相同倍数:
C.等物质的量浓度的和NaHS的混合溶液中:
D.常温下,的强酸(HA)和的一元碱等体积混合:c(OH-)≥c(H+)
【答案】D
【解析】
A.任何固体电解质都存在沉淀溶解平衡,只要电解质在溶液中溶解的速率等于结晶的速率就达到了沉淀溶解平衡状态,故A错误;
B.pH相同的氨水和氢氧化钠加水稀释相同倍数后,强碱溶液的pH变化大,稀释时促进一水合氨的电离,则,故B错误;
C.根据物料守恒可得:2c(Na+)=3c(S2-)+3c(HS-)+3c(H2S),整理可得:2c(Na+)-3c(S2-)=3c(HS-)+3c(H2S),故C错误;
D.pH=3的一元强酸中c(H+)=10-3mol/L,pH=11的碱溶液中c(OH-)=10-3mol/L,两种溶液H+与OH-离子浓度相等,若碱为弱电解质,不能完全电离,则一元弱碱的浓度大于盐酸浓度,反应后碱过量,溶液呈碱性,则所得溶液的pH>7;若该一元碱为强电解质,两溶液等体积混合恰好反应生成强酸强碱盐,溶液显示中性,溶液的pH=7,则c(OH-)≥c(H+),故D正确;
故选:D。
5.在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与2mL 2mol/L的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图。
下列说法正确的是
A.两个反应的离子方程式均为
B.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
【答案】C
【解析】
A.醋酸为弱酸,离子方程式时不能拆,所以镁与醋酸反应不能用Mg+2H+═Mg2++H2↑离子方程式表示,A错误;
B.密闭容器中气体物质的量越大,气体压强越大,开始一段时间内c(H+):盐酸>醋酸,则开始一段时间内生成气体体积:盐酸>醋酸,则曲线②代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,B错误;
C.反应中消耗H+而促进醋酸电离,则反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终生成氢气的量与n(酸)成正比,两种酸的物质的量相等,所以两种溶液最终产生的氢气总量基本相等,C正确;
D.当醋酸浓度达到一定程度后,c(H+):盐酸<醋酸,反应速率与c(H+)成正比,所以一段时间后盐酸与Mg反应的化学反应速率均慢于醋酸与Mg反应的化学反应速率,D错误;
故答案为:C。
6.下列说法正确的有
①不溶于水的盐都是弱电解质
②可溶于水的盐都是强电解质
③0.5mol·L-1一元酸溶液中H+浓度一定为0.5mol·L-1
④强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度
⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子
⑥熔融的电解质都能导电
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】
①碳酸钙、硫酸钡等难溶于水的盐是强电解质,溶解性与电解质强弱无关,故①错误;
②醋酸铅是弱电解质,(CH3COO)2Pb可溶于水,可溶于水的盐不一定都是强电解质,故②错误;
③0.5mol·L-1一元酸弱酸溶液中H+浓度小于0.5mol·L-1,故③错误;
④强酸溶液中的氢离子浓度不一定大于弱酸溶液中的氢离子浓度,如浓度很小的盐酸和浓度极大的碳酸比较,可能是碳酸溶液中的氢离子浓度更大,故④正确;
⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子,故⑤正确;
⑥HCl是电解质,熔融HCl不导电,熔融的电解质不一定能导电,故⑥错误;
正确的是④⑤,选B。
二、弱电解质的电离平衡
7.次磷酸()是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成,下列叙述错误的是
A.的水溶液加水稀释,增大
B.溶液中存在电离平衡:
C.溶液中:
D.溶液中存在:
【答案】A
【解析】
A.的水溶液加水稀释,水解程度增大,但由于溶液体积增大程度更大,所以c(H3PO2)、c(OH-)变小,溶液中c(H+)变大,所以应变小,描述错误,A错误;
B.次磷酸是一元弱酸,所以电离是不完全电离,一分子只能电离出一个H+,B正确;
C.水解,离子数量少于Na+,阴离子水解溶液显碱性,c(OH-) > c(H+),水解数量较少,所以剩余离子要远多于OH-,C正确;
D.根据溶液中电荷守恒,阳离子所带正电荷总量于阴离子所带负电荷总量,D正确;
综上,本题选A。
8.下列关于弱电解质的电离平衡说法正确的是
A.CH3COOH溶液中存在电离平衡,而盐酸中不存在电离平衡
B.CH3COOH溶液中,CH3COOH达到电离平衡时,溶液中检测不出CH3COOH分子
C.氢碘酸的电离方程式为HI=H++I-
D.弱电解质溶液的导电能力一定比强电解质弱
【答案】C
【解析】
A.溶液中存在存在与水的电离平衡,而盐酸中存在水的电离平衡,A错误;
B.溶液中,不管是否达到平衡,溶液中都同时存在、、和,B错误;
C.氢碘酸是强酸,属于强电解质,在水溶液中可完全电离,电离方程式为,C正确;
D.电解质溶液的导电能力与离子浓度大小和离子所带的电荷数目多少有关,与电解质的强弱没有必然的联系,D错误;
故合理选项为C。
9.常温下,向一元弱碱BOH溶液中滴加一元强酸稀溶液,已知在一元弱碱BOH溶液中存在: c(BOH) +c(B+) =0.1 mol·L-1,溶液中c( BOH)和c(B+)的负对数pc的大小与pOH[ pOH= - lge( OH-)]的关系如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.常温下,当溶液的pOH =5.75时,溶液的pH =8.25
B.常温下,一元弱碱BOH的电离平衡常数约为10-5
C.a点对应的溶液中,一元弱碱BOH的电离程度大于B+的水解程度
D.当溶液的pOH =5.75时,c(OH-) 【答案】D
【解析】
BOHB++OH-,根据图像可知,pOH越小,c(OH-)越大,c(BOH)越大,则可得m曲线为c(BOH)变化曲线,n曲线为c(B+)的变化曲线;
A.常温下,水溶液中始终存在水的电离平衡常数Kw=,pOH=5.75时,c(OH-)=mol/L,因此氢离子浓度为c(H+)=mol/L=mol/L,即pH =8.25,A正确;
B.根据a点,可知c(B+) =c( BOH),BOH的电离平衡常数Kb=,此时c(OH-)=mol/L,可得电离平衡常数为,数量级为10-5,B正确;
C.a点溶液,对应的溶液pOH=4.75,溶液呈碱性,可知BOH的电离程度大于水解程度,C正确;
D.pOH =5.75时,由图像知pBOH>pB,则c(B+)> c(BOH),且溶液呈碱性,c(OH-)> c(H+),所以c (H+) 故答案为D。
10.M(OH)2是一种可溶于水的二元弱碱,在水中能电离出M(OH)+,M2+。已知pOH= -lgc(OH- )。常温下,向M(OH)2溶液中滴加某浓度的硫酸溶液,调节pOH的值,测得溶液的pOH随x{x=lg或lg}的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.溶液中水的电离程度:a点大于b点
B.曲线M代表pOH与lg的变化关系
C.常温下,= 103.08
D.b点处有2c( )<3c[M(OH)+]
【答案】C
【解析】
根据,,因为Kb1》Kb2,根据图像中当pOH相同时,G线对应x轴数值大,故G线为lg,M线为lg;
A.根据图像中a点到b点pOH增大说明氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,b点M(OH)2对水的电离抑制程度减小,故b点时水的电离程度增大,故A不正确;
B.根据控制变量法,当纵坐标不变时,利用电离平衡常数的关系进行判断M线为pOH与lg的变化关系,故B不正确;
C.常温下,,根据b点计算解;;则,故C正确;
D.b点根据电荷守恒:,b点时由图像知:
,得:因为b点溶液pOH=7.15,故溶液显酸性,,故,故D不正确;
故选答案C。
11.下列实验设计能达到实验目的的是
选项 实验设计 实验目的
A 向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液,观察到有白色沉淀生成 证明AlO得质子的能力强于CO
B 将工业酒精加入蒸馏烧瓶进行蒸馏 工业酒精制备无水乙醇
C 用湿润的淀粉-KI试纸检验 鉴别红棕色的溴蒸气和NO2
D 向NaCl、NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,生成淡黄色沉淀 证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】
A.向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液,观察到有白色沉淀生成,说明发生反应:AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO,可以证明AlO得质子的能力强于CO,A正确;
B.乙醇和水能形成共沸物,需在工业酒精中加生石灰,再蒸馏,可制备无水乙醇,B错误;
C.NO2和Br2均可以将I-氧化生成I2,C错误;
D.混合溶液中NaCl、NaI的浓度不一定相同,应用等浓度的NaCl、NaI的混合溶液进行验证,D错误;
综上所述,答案为A。
12.下列操作能达到目的的是
选项 操作 目的
A 向10 mL0.1 mol·L-1草酸溶液中先滴加1 mL0.1 mol·L-1KMnO4溶液,再滴加1 mL 0.2 mol·L-1KMnO4溶液 探究浓度对反应速率的影响
B 分别用pH计测定0.1 mol·L-1的HOCH2COOH溶液在25 °C、45 °C时的pH(浓度变化不考虑) 探究温度对电离平衡的影响
C 将铁、铜片插入浓硝酸(常温)构成原电池,并连接电流计 验证原电池中较活泼金属为负极
D 向物质的量浓度均为1 mol·L-1的Na2CO3和Na2SO4混合液中加入等体积的过量AgNO3溶液 探究 Ag2CO3和Ag2SO4溶度积的大小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】
A.高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,应控制高锰酸钾溶液的浓度相同且不足,改变草酸的浓度,观察褪色的快慢来探究浓度对反应速率的影响,A项错误;
B.弱电解质电离过程吸热,测定同浓度HOCH2COOH溶液在不同温度下的pH,可以探究温度对电离平衡的影响,B项正确;
C.将铁、铜片插入浓硝酸构成原电池,铁遇浓硝酸钝化,铜能与浓硝酸反应,所以铜作负极,此实验不能验证较活泼金属为负极,C项错误;
D.Ag2CO3和Ag2SO4都是白色沉淀,通过观察无法确定哪一种沉淀先生成,D项错误;
答案选B。
13.下列说法正确的是
A.相同温度下,等pH的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,c(Cl-)<c(CH3COO-)
B.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA为弱酸
C.常温下pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合:c(Cl-)+c(H+)=c(NH)+c(OH-)
D.某温度下,向氨水中通入CO2,随着CO2的通入, 不断增大
【答案】A
【解析】
A.盐酸为强酸,醋酸为弱酸,相同pH时,醋酸物质的量浓度大于盐酸浓度,相同pH时,溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-),加水稀释相同倍数,促进醋酸的电离,推出c(Cl-)<c(CH3COO-),故A正确;
B.没有指明温度是否是常温,因此无法判断HA是否是弱酸,故B错误;
C.一水合氨为弱碱,常温下pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,混合后溶质为NH4Cl和NH3·H2O,溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),c(NH)>c(Cl-),即c(Cl-)+c(H+)<c(NH)+c(OH-),故C错误;
D.,Kb只受温度影响,向氨水中通入二氧化碳气体,生成碳酸铵或碳酸氢铵,溶液c(NH)增大,该比值减小,故D错误;
答案为A。
14.已知25℃时二元弱酸H2A,下列说法不正确的是
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,pH前者大于后者
B.向0.1mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,若H2A的电离度为0.01%,则Ka1≈10-7
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至中性,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH【答案】C
【解析】
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,pH前者大于后者, A正确;
B.溶液中c(H+)=10-3mol/L,若H2A的电离度为0.01%,溶液中c(H2A)≈0.1mol/L,c(HA-)=0.1mol/L 0.01%=10-5mol/L,则Ka1=, B正确;
C.由B项分析可知,Ka1=10-7,则Kh2==10-7>Ka2,即HA-的水解大于电离,即NaHA溶液显碱性,向H2A溶液中加入NaOH溶液若c(A2-)=c(HA-),则溶液肯定显碱性,所以要想至中性,必然是 c(A2-)<c(HA-), C不正确;
D.H2A是弱酸,取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,H2A的电离平衡正向移动,则该溶液pH故答案为:C。
15.常温下,0.1mol·L-1氨水pH=11,0.1mol·L-1醋酸pH=3,下列说法正确的是
A.将0.1mol·L-1氨水稀释10倍,pH<10
B.常温下,CH3COOH的电离平衡常数与NH3·H2O的相等
C.0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.CH3COONH4溶液因水解呈酸性
【答案】B
【解析】
A.氨水为弱碱,将0.1mol·L-1氨水稀释10倍,电离平衡NH3·H2O NH+OH-正向移动,c(OH-)大于原来的,pH>10,A错误;
B.常温下,0.1mol·L-1氨水pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,0.1mol·L-1醋酸pH=3,c(H+)=10-3mol/L,则CH3COOH的电离平衡常数与NH3·H2O的相等,B正确;
C.常温下,0.1mol·L-1醋酸pH=3,c(H+)=10-3mol/L,醋酸发生电离,但电离程度小,则c(CH3COOH)>c(H+),溶液中还存在水的微弱电离:H2O H++OH-,则c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),C错误;
D.CH3COOH的电离平衡常数与NH3·H2O的相等,CH3COONH4溶液中NH与CH3COO-的水解程度相等,则溶液呈中性,D错误;
答案选B。
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第二十四讲 弱电解质的电离平衡
1.了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
知识点一 强、弱电解质
1.电解质与非电解质
(1)电解质:在________里或________状态下能导电的________;
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下______不能导电的________。
2.强电解质和弱电解质
(1)概念
(2)与化合物类型的关系
强电解质主要是大部分________化合物及某些________化合物。弱电解质主要是某些________化合物。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质用______,弱电解质用______。
(2)多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如碳酸电离方程式:________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)多元弱碱电离方程式一步写成,如氢氧化铁电离方程式:
________________________________________________________________________。
知识点二 弱电解质的电离平衡
1.概念
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质__________的速率和______________的速率相等的状态。如下图所示:
2.特征
3.外界条件的影响
电离平衡是一个吸热过程,主要受温度、浓度的影响。
(1)浓度:增大弱电解质的浓度,电离平衡________移动,溶质分子的电离程度减小;增大离子的浓度,电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度________。
(2)温度:升高温度,电离平衡______移动,电离程度增大;降低温度,电离平衡向左移动,电离程度________。
知识点三 电离常数
1.表达式
对一元弱酸HA:
HAH++A- Ka=____________。
对一元弱碱BOH:
BOHB++OH- Kb=______________。
2.特点
(1)电离常数只与__________有关,升温,K值________。
(2)多元弱酸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。
3.意义
电离常数数值的大小,可以估算弱电解质电离的趋势。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
一、外界条件对弱电解质电离的影响
以CH3COOHCH3COO-+H+平衡体系为例,填写下列表格。
加水 加热 加少量NaOH(s) 加少量CH3COONa(s) 加少量HCl(g) 加少量冰醋酸
平衡移动
电离程度
n(H+)
c(H+)
pH
溶液导电性
【疑难解析】
一、右移 右移 右移 左移 左移 右移
增大 增大 增大 减小 减小 减小
增大 增大 减小 减小 增大 增大
减小 增大 减小 减小 增大 增大
增大 减小 增大 增大 减小 减小
减小 增大 增大 增大 增大 增大
【疑难探究】
二、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较
以盐酸和醋酸的电离为例,用“>”、“<”、“=”或相应汉字填写下表。
【疑难解析】
二、<
> =
< =
> =
= <
变大 变大
> =
= <
【典例】1.现有下列物质 ①熔化的NaCl ②盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥酒精 ⑦硫酸氢钠⑧液氨 ⑨SO2,请按要求回答下列问题。
(1)属于强电解质的是_______(填序号)
(2)在上述状态下能导电的是_______(填序号)
(3)属于弱电解质的是_______(填序号)
(4)属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是_______(填序号)
(5)可以证明④是弱酸的事实是_______(填序号)
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体
D.1 mol·L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(6)有下列物质的溶液:a.CH3COOH b.HCl c.H2SO4 d.NaHSO4。若四种溶液的物质的量浓度相同,其c(H+)由大到小顺序为_______(用字母序号表示,下同)。若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度由大到小顺序为_______。
(7)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
【典例】2.甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸,常温下,将它们分别和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合后溶液的pH如表所示:
实验序号 所用酸 c(HA)/mol·L-1 c(NaOH)/mol·L-1 混合后溶液的pH
实验1 甲 0.1000 0.1000 pH=a
实验2 乙 0.1200 0.1000 pH=7
实验3 丙 0.2000 0.1000 pH>7
实验4 丁 0.1000 0.1000 pH=10
完成下列填空:
(1)从实验1情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸 ____。
(2)实验2的混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系为____。
(3)从实验3的结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____。
(4)分析实验4数据,写出混合溶液中下列算式的精确结果(列式即可):c(Na+)-c(A-)=____mol·L-1。
室温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1CH3COOH溶液,pH的变化如图所示。
(5)用化学符号表示滴定过程中溶液里微粒之间的浓度关系
点a处:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=____;
点b处:溶液中各离子浓度大小关系:____;
点c处:c(CH3COOH)+c(H+)=____。
一、强、弱电解质
1.工业上用NaOH溶液捕捉废气中的SO2,下列说法正确的是
A.捕捉过程中溶液pH会下降 B.NaOH溶液属于强电解质
C.SO2含有非极性共价键 D.1molNaOH最多捕捉0.5molSO2
2.下列物质属于强电解质的是
A. B. C. D.
3.将等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,pH随加水稀释倍数的变化如图所示,据图分析,下列说法正确的是
A.a点时的两溶液中存在:c(CH3COOH)>c(HNO2)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(NO)
B.酸的电离程度:c点=d点>b点
C.b、c两点时的溶液分别与NaOH恰好中和,溶液中n(Na+):b点>c点
D.溶液中水的电离程度:a点<b点<c点<d点
4.下列说法正确的是
A.只有难溶电解质才存在溶解平衡
B.相同的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释相同倍数:
C.等物质的量浓度的和NaHS的混合溶液中:
D.常温下,的强酸(HA)和的一元碱等体积混合:c(OH-)≥c(H+)
5.在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与2mL 2mol/L的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如下图。
下列说法正确的是
A.两个反应的离子方程式均为
B.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
6.下列说法正确的有
①不溶于水的盐都是弱电解质
②可溶于水的盐都是强电解质
③0.5mol·L-1一元酸溶液中H+浓度一定为0.5mol·L-1
④强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度
⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子
⑥熔融的电解质都能导电
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、弱电解质的电离平衡
7.次磷酸()是一种一元弱酸,与等浓度等体积的NaOH完全反应后生成,下列叙述错误的是
A.的水溶液加水稀释,增大
B.溶液中存在电离平衡:
C.溶液中:
D.溶液中存在:
8.下列关于弱电解质的电离平衡说法正确的是
A.CH3COOH溶液中存在电离平衡,而盐酸中不存在电离平衡
B.CH3COOH溶液中,CH3COOH达到电离平衡时,溶液中检测不出CH3COOH分子
C.氢碘酸的电离方程式为HI=H++I-
D.弱电解质溶液的导电能力一定比强电解质弱
9.常温下,向一元弱碱BOH溶液中滴加一元强酸稀溶液,已知在一元弱碱BOH溶液中存在: c(BOH) +c(B+) =0.1 mol·L-1,溶液中c( BOH)和c(B+)的负对数pc的大小与pOH[ pOH= - lge( OH-)]的关系如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.常温下,当溶液的pOH =5.75时,溶液的pH =8.25
B.常温下,一元弱碱BOH的电离平衡常数约为10-5
C.a点对应的溶液中,一元弱碱BOH的电离程度大于B+的水解程度
D.当溶液的pOH =5.75时,c(OH-) 10.M(OH)2是一种可溶于水的二元弱碱,在水中能电离出M(OH)+,M2+。已知pOH= -lgc(OH- )。常温下,向M(OH)2溶液中滴加某浓度的硫酸溶液,调节pOH的值,测得溶液的pOH随x{x=lg或lg}的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.溶液中水的电离程度:a点大于b点
B.曲线M代表pOH与lg的变化关系
C.常温下,= 103.08
D.b点处有2c( )<3c[M(OH)+]
11.下列实验设计能达到实验目的的是
选项 实验设计 实验目的
A 向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液,观察到有白色沉淀生成 证明AlO得质子的能力强于CO
B 将工业酒精加入蒸馏烧瓶进行蒸馏 工业酒精制备无水乙醇
C 用湿润的淀粉-KI试纸检验 鉴别红棕色的溴蒸气和NO2
D 向NaCl、NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,生成淡黄色沉淀 证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
A.A B.B C.C D.D
12.下列操作能达到目的的是
选项 操作 目的
A 向10 mL0.1 mol·L-1草酸溶液中先滴加1 mL0.1 mol·L-1KMnO4溶液,再滴加1 mL 0.2 mol·L-1KMnO4溶液 探究浓度对反应速率的影响
B 分别用pH计测定0.1 mol·L-1的HOCH2COOH溶液在25 °C、45 °C时的pH(浓度变化不考虑) 探究温度对电离平衡的影响
C 将铁、铜片插入浓硝酸(常温)构成原电池,并连接电流计 验证原电池中较活泼金属为负极
D 向物质的量浓度均为1 mol·L-1的Na2CO3和Na2SO4混合液中加入等体积的过量AgNO3溶液 探究 Ag2CO3和Ag2SO4溶度积的大小
A.A B.B C.C D.D
13.下列说法正确的是
A.相同温度下,等pH的盐酸和醋酸加水稀释10倍后,c(Cl-)<c(CH3COO-)
B.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA为弱酸
C.常温下pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合:c(Cl-)+c(H+)=c(NH)+c(OH-)
D.某温度下,向氨水中通入CO2,随着CO2的通入, 不断增大
14.已知25℃时二元弱酸H2A,下列说法不正确的是
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,pH前者大于后者
B.向0.1mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,若H2A的电离度为0.01%,则Ka1≈10-7
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至中性,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH15.常温下,0.1mol·L-1氨水pH=11,0.1mol·L-1醋酸pH=3,下列说法正确的是
A.将0.1mol·L-1氨水稀释10倍,pH<10
B.常温下,CH3COOH的电离平衡常数与NH3·H2O的相等
C.0.1mol·L-1醋酸溶液中,c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.CH3COONH4溶液因水解呈酸性
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