【备考2023】高考化学一轮第21讲 弱电解质的电离(Word解析版)

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【备考2023】高考化学一轮第21讲 弱电解质的电离(Word解析版)

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第21讲 弱电解质的电离(解析版)
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
2.理解电离平衡常数,掌握电离平衡常数的相关计算。
3.能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。
考点一 弱电解质的电离
1.电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。电离平衡建立过程如图所示:
(1)开始时,v(电离)最大,而v(结合)为。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)v(结合)。
(3)当v(电离)v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
2.电离平衡的特征
电离平衡的影响因素
(1).内因:弱电解质本身的性质——决定因素。
(2).外因
温度 温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大
浓度 稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大
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
加入能反应的物质 电离平衡向右移动,电离程度增大
小结
外界条件对电离平衡影响的四个不一定
(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=c(H+)·c(OH-)是定值,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,故c(OH-)增大。
(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如对于CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除这种改变,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
(3)电离平衡右移,离子的浓度不一定增大,如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
(4)电离平衡右移,电离程度也不一定增大,如增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
思维
加水稀释粒子浓度比值变化分析模型
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液:=。(由浓度比较变成物质的量比较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF溶液:==。(由两变量转变为一变量)
判断弱电解质的三个角度
(1).弱电解质不能完全电离
①测定一定浓度的HA溶液的pH。
②与同浓度盐酸比较导电性。
③与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢。
(2).弱电解质溶液中存在电离平衡
①从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
②从升高温度后pH的变化判断。
③从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
(3).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:
①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。
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。
【典例1】H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。下列说法正确的是(  )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
答案:C
解析:
向H2S溶液中加水,平衡向右移动,但溶液体积增大,溶液中H+浓度减小,A错误;通入SO2,可发生反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,SO2过量时,SO2与水反应生成的H2SO3酸性比氢硫酸强,因此溶液pH减小,B错误;滴加新制氯水,发生反应:H2S+Cl2===2HCl+S↓,H2S浓度减小,平衡向左移动,反应生成的盐酸为强酸,溶液酸性增强,pH减小,C正确;加入少量CuSO4固体,发生反应:CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4,溶液中S2-浓度减小,H+浓度增大,D错误。
【典例2】一定温度下,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.a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
答案:C
解析:
A项,由导电能力知c(H+):b>a>c,故pH:c>a>b,错误;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n(CH3COOH)相同,用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同,故消耗V(NaOH):a=b=c,错误。
【典例3】硫酸、盐酸、醋酸、碳酸、氨水及其盐是生活中常见的物质。
(1)等浓度的五种溶液①(NH4)2CO3、②NH4Cl、③NH4HSO4、④CH3COONH4、⑤NH3·H2O,则c()由大到小排列的顺序为_________ (用序号比较)。
(2)25°C时,浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是 。
A.两溶液的pH相同
B.两溶液的导电能力相同
C.两溶液中由水电离出的c(OH-)相同
D.中和等物质的量的NaOH,消耗两溶液的体积相同
(3)25°C时,pH均等于4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的H+浓度与氯化铵溶液中水电离出的H+浓度之比是_________。
(4)①常温下,pH=5的NaHSO4溶液中水的电离程度______pH=9的NH3·H2O中水的电离程度(填“>”“=”或“<”);
②等体积等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后溶液呈___________性 (填“酸、中、碱”),针对该混合溶液下列说法正确的是_________ (填选项代号)。
A.c()+c(H+)=c()+c(OH- )
B.c(Na+)=c(H+)+c()
C.c()=c()+c(NH3·H2O)
③常温下,若一定量的NaHSO4溶液与氨水混合后,溶液pH=7,则c(Na+ )+c()______2c() (填“>”“=”或“<”);
④常温下,向100mL0.2mol·L-1NaHSO4溶液加入0.2mol·L-1Ba(OH)2溶液,则恰好完全沉淀时溶液的pH=________。
答案:
(1)①>③>②>④>⑤
(2)D
(3)1:106
(4) = 酸 AC = 13
解析:
(1)等浓度的五种溶液中,①(NH4)2CO3、②NH4Cl、③NH4HSO4、④CH3COONH4,这四种溶液中的发生水解,其中①(NH4)2CO3溶液中的浓度最大;在③NH4HSO4溶液中,H+会抑制的水解;在④CH3COONH4溶液中,CH3COO-和相互促进水解;在氨水中,NH3·H2O部分电离,故该溶液中的浓度最小;综上所述,c()由大到小排列的顺序为①>③>②>④>⑤。
(2)A.25°C时,浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,盐酸溶液中HCl全部电离,其H+的浓度为0.1mol·L-1,醋酸溶液中CH3COOH部分电离,其H+的浓度小于0.1mol·L-1,故两溶液的pH不同,且醋酸溶液的pH较大,A错误;
B.25°C时,浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,盐酸溶液中HCl全部电离,醋酸溶液中CH3COOH部分电离,则两溶液的导电能力不同,B错误;
C.25°C时,浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,盐酸溶液中HCl全部电离,其H+的浓度为0.1mol·L-1,醋酸溶液中CH3COOH部分电离,其H+的浓度小于0.1mol·L-1,则醋酸溶液中由水电离出的c(OH-)较大,C错误;
D.由于c酸 V酸=n碱,且盐酸和醋酸的浓度相同,故中和等物质的量的NaOH,消耗两溶液的体积相同,D正确;
故选D。
(3)pH=4的醋酸溶液中,c(H+)=10-4mol/L,H+主要来自于醋酸的电离,水电离出的H+的浓度与水电离出的OH-的浓度相等,则水电离出的H+的浓度为=10-10mol/L;pH=4的NH4Cl溶液中,H+主要来自于的水解,则水电离出的H+的浓度就是溶液中H+的浓度,为10-4mol/L;则醋酸溶液中水电离出的H+浓度与氯化铵溶液中水电离出的H+浓度之比是10-10mol/L: 10-4mol/L=1:106。
(4)①常温下,pH=5的NaHSO4溶液中,c(H+)=10-5mol/L,H+主要来自于NaHSO4的电离,则溶液中由水电离出的H+的浓度就是由水电离出的OH-的浓度,为=10-9mol/L;pH=9的NH3·H2O中水的电离程度,H+主要来自于水的电离,即水电离出H+的浓度为10-9mol/L;两种溶液中,水电离出的H+的浓度相同,则两种溶液中水的电离程度相同;
②NaHSO4相当于一元强酸,NH3·H2O是一元弱碱,则将等体积等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后,溶液呈酸性;混合后的溶液中,根据电荷守恒得:c()+c(H+)+c(Na+)=2c()+c(OH-)(①),根据物料守恒得:c(Na+)=c()(②),c()=c()+c(NH3·H2O),并将①②联立可得,c()+c(H+)=c()+c(OH-),综上所述,AC正确,B错误,故选AC;
③常温下,若一定量的NaHSO4溶液与氨水混合后,根据电荷守恒得:c()+c(H+)+c(Na+)=2c()+c(OH-),由于溶液pH=7,说明溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),故c()+c(Na+)=2c();
④100mL 0.2mol·L-1 NaHSO4溶液中加入0.2mol·L-1 Ba(OH)2溶液,若要使恰好完全沉淀,则Ba(OH)2溶液的体积为100mL;反应前,NaHSO4溶液中n(H+)=0.1L0.2mol·L-1=0.02mol,Ba(OH)2溶液中n(OH-)=20.1L0.2mol·L-1=0.04mol,则反应后,溶液中n(OH-)=0.02mol,c(OH-)==0.1mol·L-1,c(H+)==10-13mol·L-1,pH=13。
考点二:电离常数的应用及计算
1.电离平衡常数
一定温度下,对一元弱酸或弱碱在达到电离平衡时,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,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 HAH++A- BOHB++OH-
电离常数 表达式 Ka= Kb=
小结
①对于多元弱酸或弱碱,每一步都有电离常数,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2表示,一般大小关系Ka1>Ka2,Kb1>Kb2。
②H2A的两步电离常数表达式分别为
Ka1=,Ka2=。
3.特点
电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。例如,在25 ℃时,K(HNO2)=4.6×10-4,K(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。
多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1 K2 K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.电离度
概念:一定条件下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来弱电解质总分子数的百分数。
表达式:α=×100%。
意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(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。
影响因素
温度 升高温度,电离平衡向右移动,电离度增大;降低温度,电离平衡向左移动,电离度减小
浓度 当弱电解质溶液浓度增大时,电离度减小;当弱电解质溶液浓度减小时,电离度增大
5.电离常数(K)的三大应用
判断弱电解质的强弱,K越大,性质越强。
判断盐溶液中酸碱性强弱,K越大,对应的盐水解程度越小,呈现的酸、碱性越弱。
书写复分解反应方程式,K较大的酸或碱能制K较小的酸或碱。
【典例1】正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)H2CO3的电离常数表达式:Ka=。(  )
(2)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大。(  )
(3)电离平衡常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离平衡常数小的酸溶液中的c(H+)大。(  )
(4)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,先增大再减小。(  )
(5)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大。(  )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
【典例2】已知数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2
②NaCN+HF===HCN+NaF
③NaNO2+HF===HNO2+NaF
由此可判断下列叙述中不正确的是(  )
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小
答案:B
解析:
该题中涉及三个反应,由题中三个化学反应方程式(强酸制弱酸)可以得出:HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。酸性越强,电离平衡常数越大,据此将三个K值与酸对应起来,故A正确,B错误;反应①说明酸性HNO2>HCN,反应③说明酸性HF>HNO2,故C、D正确。
【典例3】已知室温时,0.1 mol·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
答案:B
解析:
根据HA在水中的电离度可算出c(H+)=0.1%×0.1 mol·L-1=10-4 mol·L-1,所以pH=4,故A正确;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+)将增大,pH会减小,故B错误;由平衡常数表达式算出Ka==1×10-7,故C正确;c(H+)=10-4 mol·L-1,所以c(H+)H2O=10-10 mol·L-1,前者是后者的106倍,故D正确。
【典例4】部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15 Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=3.0×10-8
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________________。
(2)同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为_________。
答案: 
(1)HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
(2)S2->CO>ClO->HS->HCO>HCOO-
解析: 
(1)根据表中数据可知,酸的电离平衡常数大小为:HCOOH>H2CO3>H2S>HClO;电离平衡常数越大,酸性越强,所以酸性由强到弱的顺序为:HCOOH>H2CO3>H2S>HClO。
(2)酸根离子对应酸的电离平衡常数越大,则其结合氢离子能力越弱,则同浓度HCOO-、HS-、S2-、HCO、CO、ClO-,结合H+的能力由强到弱的顺序为S2->CO>ClO->HS->HCO>HCOO-。
考点三:强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(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 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 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
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸
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的盐酸与醋酸
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
3.一元弱酸和一元强酸与金属的反应(以盐酸和醋酸为例)图像
实验操作 图像
同体积、同浓度的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
同体积、同pH的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
小结
pH相同的一元酸或碱加水稀释的图像分析
【典例1】相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②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(  )
答案:C 
解析:
强酸完全电离,弱酸部分电离,随着反应的进行,弱酸会继续电离出H+,所以溶液②产生氢气的体积多,在相同时间内,②的反应速率比①快,故选C。
【典例2】已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是(  )
A.曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时pH变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
答案:D
解析:
A项,酸性越强,加水稀释时溶液pH变化越大,HF酸性强于HClO,加水稀释时pH变化大,所以曲线Ⅰ代表HF稀释时pH变化曲线,错误;B项,pH相同的两种酸,越弱的酸其浓度越大,消耗的NaOH溶液体积更多,HClO酸性弱于HF,所以中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO的体积较小,错误;C项,酸越弱,电离出H+趋势越小,对水的电离抑制程度越低,所以b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度大,错误;D项,溶液中==,Ka和Kw只随温度的改变而改变,所以从b点到d点,溶液中保持不变,正确。
【典例3】浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:a点大于b点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
答案:D
解析:
由图像分析可知,浓度为0.10 mol·L-1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,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;若两溶液无限稀释,则溶液的pH接近于7,故两溶液的c(OH-)相等,C正确;当lg=2时,溶液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,故减小,D错误。
【典例4】在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是___________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是_________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是______________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为________________,反应所需时间的长短关系是________________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是______。
(7)将c(H+)相同且体积也相同的三种酸,分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH=7,则消耗NaOH溶液的体积大小关系为________。
答案:
(1)b>a>c (2)b>a=c(3)c>a>b (4)c>a=b(5)a=b=c a=b>c(6)c>a=b (7)c>a=b
解析:
解答本题要注意以下三点:①HCl、H2SO4都是强酸,但H2SO4是二元酸;②CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全电离;③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡。
一、选择题
1.(2021·浙江·高考真题)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.H2O C.HNO3 D.NaOH
答案:B
解析:在水溶液中或熔融状态下不能够完全电离的电解质叫做若电解质。
A.CO2在水溶液中或熔融状态下不能够电离,为非电解质,A不符合题意;
B.H2O在水溶液中或熔融状态下能够部分电离,为弱电解质,B符合题意;
C.HNO3为一种强酸,在水溶液中或熔融状态下能够完全电离,为强电解质,C不符合题意;
D.NaOH为一种强碱,在水溶液中或熔融状态下能够完全电离,为强电解质,D不符合题意;
故答案选B。
2.(2021·浙江·高考真题)下列物质属于强电解质的是( )
A.KOH B.H3PO4 C.SO3 D.CH3CHO
答案:A
解析:在水溶液中或熔融状态下能够完全电离的化合物为强电解质。
A.KOH在水溶液中或熔融状态下能够完全电离出K+和OH-,KOH为强电解质,A符合题意;
B.H3PO4在水溶液中或熔融状态下能不够完全电离,H3PO4为弱电解质,B不符合题意;
C.SO3在水溶液中或熔融状态下不能电离,SO3属于非电解质,C不符合题意;
D.CH3CHO在水溶液中或熔融状态下不能电离,CH3CHO属于非电解质,D不符合题意;
故答案选A。
3.(2022·浙江·高考真题)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。
4.(2022·北京·高考真题)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是( )
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
答案:B
解析:A.醋酸钠在水溶液中能完全电离,醋酸钠是强电解质,故A正确;
B.醋酸钠晶体是离子晶体,冰是分子晶体,故B错误;
C.醋酸钠是强碱弱酸盐,常温下,醋酸钠溶液的,故C正确;
D.过饱和醋酸钠溶液处于亚稳态,加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出,形成饱和溶液,故D正确;
故选B。
5.(2022·湖北·高考真题)根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:,,下列酸性强弱顺序正确的是( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,则反应中,酸性:,反应中,酸性:,故酸性:,答案选D。
6.(2022·辽宁·高考真题)下列符号表征或说法正确的是( )
A.电离: B.位于元素周期表p区
C.空间结构:平面三角形 D.电子式:
答案:C
解析:A.是二元弱酸,电离分步进行,其一级电离方程式为,A错误;
B.基态原子的价电子排布式是,最后一个电子填充在s能级,位于元素周期表s区,B错误;
C.中心碳原子的价层电子对数为,故其空间结构为平面三角形,C正确;
D.是离子化合物,电子式为,D错误;
故答案选C。
7.(2021·湖南·高考真题)常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
答案:C
解析:由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。
A.NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B.弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B正确;
C.当溶液pH为7时,酸越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根的浓度大小顺序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;
D.向三种盐溶液中分别滴加20.00mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),故D正确;
故选C。
一、选择题
1.(2022·浙江·嘉兴一中高三期中)下列物质属于弱电解质的是( )
A.HCOOH B.SO3 C.CH3CONH2 D.[Cu(NH3)4](OH)2
答案:A
解析:弱电解质包括弱酸、弱碱和水等;
A.甲酸在水溶液中发生部分电离,属于弱电解质,A符合题意;
B.三氧化硫在水溶液中生成硫酸,不是本身电离的离子,所以属于非电解质,B不符合题意;
C.CH3CONH2是有机物,在水中以分子形式存在,属于非电解质,C不符合题意;
D.[Cu(NH3)4](OH)2属于配合物,是强电解质,D不符合题意;
故选A。
2.(2022·江苏·南京市第一中学高三期中)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是( )
A.醋酸钠是强电解质
B.结晶过程是化学变化
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
答案:B
解析:A.醋酸钠在水溶液中能全部电离,属于强电解质,A项正确;
B.溶质以晶体的形式从溶液中析出为结晶的过程,属于物理变化,B项错误;
C.醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子发生水解使得溶液显碱性,C项正确;
D.往醋酸钠溶液中加入醋酸钠固体,使得溶液过饱和有晶体析出,D项正确;
故答案选B。
3.(2022·江苏连云港·高三期中)硫化钠()是一种重要的化工原料,生产方法有:硫化氢()吸收法,该方法是用NaOH溶液或溶液吸收,已知酸性:;下列化学反应表示正确的是( )
A.溶液呈碱性:
B.与NaOH溶液反应:
C.与溶液反应:
D.用足量炭还原硫酸钡制取硫化钡:
答案:D
解析:A.H2S是弱酸,Na2S溶液呈碱性是因为S2-的水解,S2-的水解分为两步,第一步(主要):S2-+H2OHS-+OH-,第二步:HS-+H2OH2S+OH-,这两步水解反应都是可逆反应,且不能合并,A错误;
B.H2S是弱酸,离子方程式中不能拆写,故该反应的离子方程式为H2S+2OH-=S2-+2H2O,B错误;
C.酸性:H2CO3>H2S>>HS ,则H2S和Na2CO3反应不会生成Na2S、CO2和H2O,而是生成NaHS和NaHCO3,该反应的方程式为H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3,C错误;
D.用足量炭还原硫酸钡,反应生成硫化钡和一氧化碳,该反应的化学方程式为BaSO4+4CBaS+4CO↑,D正确;
故选D。
4.(2022·江苏镇江·高三期中)硫酸工业尾气(主要含和),用溶液吸收可转化为。当时,吸收能力下降,需要加热再生为溶液。已知,。下列说法正确的是( )
A.溶液中存在:
B.室温下,溶液中存在:
C.当时,此时吸收液的
D.与原溶液相比,吸收液在空气中加热再生后吸收能力几乎不变
答案:C
解析:A.Na2SO3溶液中的质子守恒应为:,A错误;
B.室温下,NaHSO3溶液的水解常数小于Ka2,NaHSO3溶液的水解程度小于电离程度,所以> ,B错误;
C.,C正确;
D.亚硫酸钠在空气中加热再生会部分被氧气氧化成硫酸钠,吸收SO2能力降低,D错误;
答案选C。
5.(2022·江苏·常州市平陵高级中学高三期中)室温下的、,的、。工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如下。下列说法不正确的是( )
A.吸收过程中有气体放出
B.结晶后母液中含有
C.中和后溶液中可能含有
D.湿料经气流干燥时温度不宜过高
答案:B
解析:根据已知,可得酸性:,将碳酸钠溶液中和为pH=8,则吸收的溶液为,吸收时发生反应。
A.吸收过程中发生反应,故A正确;
B.纯碱为碱性,与母液能中和,说明母液为酸性,所以结晶后母液中不含有,故B错误;
C.结晶后母液中含有,因没有完全析出,参与中和反应,若过量,则中和后溶液中可能含有,故C正确;
D.受热易分解,所以湿料经气流干燥时温度不宜过高,故D正确;
故选B。
6.(2022·北京市第一六一中学高三期中)25℃时,向20mL0.1mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,pH变化曲线如下图所示。下列说法不正确的( )
A.HA与NaOH溶液反应的离子方程式:HA+OH-=A-+H2O
B.a点溶液中微粒浓度:
C.b点溶液中
D.a点→c点的过程中水的电离度持续增大
答案:B
解析:由图可知,L0.1mol·L-1HA溶液pH为3,则HA为弱酸,以此解题。
A.HA为弱酸,和氢氧化钠反应的离子方程式为:HA+OH-=A-+H2O,A正确;
B.a点氢氧化钠的体积为10mL,a点为等浓度的NaA和HA的混合物,此时溶液显酸性,说明HA电离为主,则微粒浓度为:,B错误;
C.b点溶液显中性,则根据电荷守恒可知,,因为溶液显中性,故,C正确;
D.a点→c点的过程中HA的量逐渐减少,A-的量逐渐增多,HA会抑制水的电离,A-的水解会促进水的电离,故a点→c点的过程中水的电离度持续增大,D正确;
故选B。
7.(2022·重庆八中高三阶段练习)已知25℃时,,,下列说法正确的是( )
A.25℃时,pH相等的和溶液中,
B.向的溶液中加入少量固体,水的电离程度变小
C.25℃时,若溶液与NaOH溶液混合后,所得溶液的pH=10,则溶液中
D.将等浓度等体积的和溶液分别加水稀释至相同pH,溶液加水的体积比的大
答案:C
解析:A.从题干可知,醋酸的电离程度大于苯酚,则CH3COO-的水解程度小于C6H5O-的水解程度,pH相等的苯酚钠和醋酸钠溶液中,醋酸钠浓度要大于苯酚钠,则c(C6H5O-)B.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,溶液中醋酸根离子浓度增大,醋酸电离平衡逆向移动,溶液中氢离子浓度减小,水的电离程度增大,B错误;
C.将C6H5OH溶液和NaOH溶液混合,所得溶液的pH=10,即c(H+)=10-10mol/L,根据题干可知,=10-10,则,即c(C6H5O-)=c(C6H5OH),C正确;
D.醋酸的电离程度大于苯酚,将等浓度等体积的CH3COOH和C6H5OH溶液分别加水稀释至相同pH,CH3COOH溶液加水的体积比C6H5OH大,D错误;
故答案选C。
8.(2022·河南南阳·高三期中)常温下,用盐酸滴定25.00mL溶液,所得溶液pH、和的物质的量分数与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线①代表,曲线②代表
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25mL
C.的电离常数的数量级为
D.a点溶液中存在
答案:C
解析:往氨水溶液中加入稀盐酸,随着滴加稀盐酸的体积变化,溶液pH的变化由一个突变过程,逐渐与盐酸反应生成氯化铵和水,含量下降,为曲线①,的含量逐渐上升,为曲线②。
A.随着滴加稀盐酸的体积变化,含量下降,为曲线①,的含量逐渐上升,为曲线②,A项正确;
B.当盐酸和氨水恰好反应生成氯化铵和水时,消耗盐酸25mL,溶液显酸性。当溶液显中性时,溶液中存在氯化铵、氨水,氯化铵的水溶呈酸性,氨水的溶液呈碱性,说明氨水未反应完,滴入盐酸的体积小于25mL,B项正确;
C.的电离常数表达式是,当含量50%时,c(NH)=c(NH3·H2O),此时pH=9.26,常温下,pOH=14-9.26=4.74,则Ka=10-4.74,则的电离常数的数量级为,C项错误;
D.a点溶液中溶液呈碱性,还有一部分氨水未被中和,溶液中存在氯化铵、一水合氨,刚好是曲线①和曲线②的交点,则,所以存在,D项正确;
故答案选C。
二、填空题
9.(2022·江苏·常州市平陵高级中学高三期中)以含砷氧化铜矿[含CuO、及重金属盐等]为原料,用氨浸法制取饲料级硫酸铜。
(1)氨浸:常温下,将一定比例的氨水和溶液混合,配制成浸取液,可将矿物中的CuO转化为溶液,此时砷元素以形式进入溶液。
已知25℃时,,。
①为提高铜的浸出率,不仅要求浸取液中总氨(氨铵之和)适当过量,而且要求控制其pH约为9.24,此时浸取液中氨铵比约为_____________(填字母)。
A.1∶2 B.2∶3 C.1∶1 D.2∶1
②氨浸时溶液温度不宜过高,其原因是__________________________________________。
(2)除杂:在浸出液中先加入溶液去除重金属离子,然后调节溶液呈弱酸性,再依次用溶液和溶液去除含砷微粒,除砷主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
①加入溶液,同时鼓入空气,可加快吸附过程的发生。请简述产生吸附作用的原理:_________________________________________________。
②加入溶液,可将溶液中少量残留的氧化为,并进一步转化为难溶铁盐,脱离浸出液。写出发生氧化反应的离子方程式:___________________________________。
(3)蒸氨、酸溶:除杂后的溶液主要成分为,经蒸氨操作得到固体。过滤后将其加入硫酸溶解。蒸氨后过滤得到大量废液,为实现资源的充分利用,请结合上述工艺流程提出一条使用建议:_________________________________________________。
(4)结晶、烘干:酸溶后的溶液结晶、过滤、洗涤,得到产品。实验测得烘干过程中剩余固体的质量与起始样品的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。
为确保产品为饲料级,烘干温度应不超过__________________________(写出计算过程)
答案:(1) C 温度升高,氨气易挥发损耗
(2) Fe2+被氧气氧化为Fe3+,Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体吸附含砷微粒
(3)废液和氨水以一定比例混合后在“氨浸”步骤中循环使用
(4)45℃。
解析:(1)①,pH约为9.24,则,,所以浸取液中氨铵比约为1:1,选C。
②温度升高,氨气挥发快,为防止氨气挥发,氨浸时溶液温度不宜过高。
(2)①加入溶液,同时鼓入空气,Fe2+被氧气氧化为Fe3+,Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体吸附含砷微粒。
②被氧化为,被还原为,发生氧化反应的离子方程式为。
(3)蒸氨操作得到固体和硫酸铵。蒸氨后过滤得到废液中含有硫酸铵,废液和氨水以一定比例混合后在“氨浸”步骤中循环使用。
(4)根据图示,当剩余固体质量为起始样品的质量的26.32%时,剩余固体为CuO,设起始样品的质量为mg,样品中的质量分数为,根据质量守恒定律,,,为确保产品为饲料级,烘干温度应不超过45℃。
10.(2022·全国·高三专题练习)草酸(H2C2O4,二元弱酸)与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用。
(1)Na2C2O4溶液显碱性,请用离子方程式解释原因____________________________。
(2)KMnO4能与硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式为_________________________________。
(3)常温下,pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1,水电离出的c(H+)为c3;pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2,水电离出的c(H+)为c4。则c1_______10c2(填“>”“<”或“=”,下同);10c3_______c4。
(4)常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H2C2O4溶液,滴定曲线如图,c点所示溶液中:2c()+2c()+2c(H2C2O4)=c(Na+)
该草酸溶液的物质的量浓度为____________________________(列出计算式,并得出计算结果)。
②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为___________________________________。
答案:(1)+H2O +OH-
(2)2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(3) > =
(4) 0.054 0 mol·L-1 c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-)
解析:(1)Na2C2O4溶液显碱性,是因为C2O水解,且水解分步,以第一步为主,离子方程式为+H2O +OH-。
(2)酸性KMnO4具有强氧化性,能将C2O氧化成CO2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(3)草酸为弱酸,将pH=3的H2C2O4溶液稀释到10倍时,电离平衡正移导致c(H+)大于原溶液的,需稀释到大于10倍,则c1>10c2;溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+),酸溶液中的c(OH-)可以表示水电离的量,则10c3=c4。
(4)由c点溶液中的物料守恒式可知,c点为Na2C2O4溶液,即c点是H2C2O4与NaOH溶液恰好完全反应点,则n(H2C2O4)=n(NaOH)=×0.100 0 mol·L-1×21.60×10-3 L=1.080×10-3 mol,c(H2C2O4)==0.054 0 mol·L-1,a点是H2C2O4与NaOH按物质的量之比1∶1恰好完全反应生成NaHC2O4,由于a点溶液pH<7,溶液显酸性,即HC2O的电离大于HC2O的水解,溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。
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第21讲 弱电解质的电离(原卷版)
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
2.理解电离平衡常数,掌握电离平衡常数的相关计算。
3.能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。
考点一 弱电解质的电离
1.电离平衡的建立
在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。电离平衡建立过程如图所示:
(1)开始时,v(电离)最大,而v(结合)为。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)v(结合)。
(3)当v(电离)v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
2.电离平衡的特征
电离平衡的影响因素
(1).内因:弱电解质本身的性质——决定因素。
(2).外因
温度 温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大
浓度 稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大
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
加入能反应的物质 电离平衡向右移动,电离程度增大
小结
外界条件对电离平衡影响的四个不一定
(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=c(H+)·c(OH-)是定值,稀醋酸加水稀释时,溶液中的c(H+)减小,故c(OH-)增大。
(2)电离平衡右移,电解质分子的浓度不一定减小,如对于CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除这种改变,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大。
(3)电离平衡右移,离子的浓度不一定增大,如在CH3COOH溶液中加水稀释或加少量NaOH固体,都会引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡时要小。
(4)电离平衡右移,电离程度也不一定增大,如增大弱电解质的浓度,电离平衡向右移动,弱电解质的电离程度减小。
思维
加水稀释粒子浓度比值变化分析模型
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF溶液:=。(由浓度比较变成物质的量比较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF溶液:==。(由两变量转变为一变量)
判断弱电解质的三个角度
(1).弱电解质不能完全电离
①测定一定浓度的HA溶液的pH。
②与同浓度盐酸比较导电性。
③与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢。
(2).弱电解质溶液中存在电离平衡
①从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。
②从升高温度后pH的变化判断。
③从等体积、等pH的HA溶液、盐酸分别与过量的锌反应生成H2的量判断。
(3).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:
①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。
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。
【典例1】H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。下列说法正确的是(  )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
【典例2】一定温度下,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.a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
【典例3】硫酸、盐酸、醋酸、碳酸、氨水及其盐是生活中常见的物质。
(1)等浓度的五种溶液①(NH4)2CO3、②NH4Cl、③NH4HSO4、④CH3COONH4、⑤NH3·H2O,则c()由大到小排列的顺序为_________ (用序号比较)。
(2)25°C时,浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是 。
A.两溶液的pH相同
B.两溶液的导电能力相同
C.两溶液中由水电离出的c(OH-)相同
D.中和等物质的量的NaOH,消耗两溶液的体积相同
(3)25°C时,pH均等于4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的H+浓度与氯化铵溶液中水电离出的H+浓度之比是_________。
(4)①常温下,pH=5的NaHSO4溶液中水的电离程度______pH=9的NH3·H2O中水的电离程度(填“>”“=”或“<”);
②等体积等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后溶液呈___________性 (填“酸、中、碱”),针对该混合溶液下列说法正确的是_________ (填选项代号)。
A.c()+c(H+)=c()+c(OH- )
B.c(Na+)=c(H+)+c()
C.c()=c()+c(NH3·H2O)
③常温下,若一定量的NaHSO4溶液与氨水混合后,溶液pH=7,则c(Na+ )+c()______2c() (填“>”“=”或“<”);
④常温下,向100mL0.2mol·L-1NaHSO4溶液加入0.2mol·L-1Ba(OH)2溶液,则恰好完全沉淀时溶液的pH=________。
考点二:电离常数的应用及计算
1.电离平衡常数
一定温度下,对一元弱酸或弱碱在达到电离平衡时,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,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 HAH++A- BOHB++OH-
电离常数 表达式 Ka= Kb=
小结
①对于多元弱酸或弱碱,每一步都有电离常数,通常用Ka1、Ka2或Kb1、Kb2表示,一般大小关系Ka1>Ka2,Kb1>Kb2。
②H2A的两步电离常数表达式分别为
Ka1=,Ka2=。
3.特点
电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。例如,在25 ℃时,K(HNO2)=4.6×10-4,K(CH3COOH)=1.8×10-5,因而HNO2的酸性比CH3COOH强。
多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K1 K2 K3……,故其酸性取决于第一步电离。
4.电离度
概念:一定条件下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来弱电解质总分子数的百分数。
表达式:α=×100%。
意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(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。
影响因素
温度 升高温度,电离平衡向右移动,电离度增大;降低温度,电离平衡向左移动,电离度减小
浓度 当弱电解质溶液浓度增大时,电离度减小;当弱电解质溶液浓度减小时,电离度增大
5.电离常数(K)的三大应用
判断弱电解质的强弱,K越大,性质越强。
判断盐溶液中酸碱性强弱,K越大,对应的盐水解程度越小,呈现的酸、碱性越弱。
书写复分解反应方程式,K较大的酸或碱能制K较小的酸或碱。
【典例1】正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)H2CO3的电离常数表达式:Ka=。(  )
(2)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大。(  )
(3)电离平衡常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离平衡常数小的酸溶液中的c(H+)大。(  )
(4)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,先增大再减小。(  )
(5)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大。(  )
【典例2】已知数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:
①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2
②NaCN+HF===HCN+NaF
③NaNO2+HF===HNO2+NaF
由此可判断下列叙述中不正确的是(  )
A.HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D.HNO2的电离平衡常数比HCN大,比HF小
【典例3】已知室温时,0.1 mol·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
【典例4】部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15 Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=3.0×10-8
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________________。
(2)同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为_________。
考点三:强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(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 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 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
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸
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的盐酸与醋酸
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
3.一元弱酸和一元强酸与金属的反应(以盐酸和醋酸为例)图像
实验操作 图像
同体积、同浓度的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
同体积、同pH的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
小结
pH相同的一元酸或碱加水稀释的图像分析
【典例1】相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液②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(  )
【典例2】已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是(  )
A.曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时pH变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
【典例3】浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:a点大于b点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【典例4】在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是___________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是_________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是______________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为________________,反应所需时间的长短关系是________________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是______。
(7)将c(H+)相同且体积也相同的三种酸,分别与等浓度的NaOH稀溶液反应至pH=7,则消耗NaOH溶液的体积大小关系为________。
一、选择题
1.(2021·浙江·高考真题)下列物质属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.H2O C.HNO3 D.NaOH
2.(2021·浙江·高考真题)下列物质属于强电解质的是( )
A.KOH B.H3PO4 C.SO3 D.CH3CHO
3.(2022·浙江·高考真题)下列物质属于强电解质的是( )
A. B. C. D.
4.(2022·北京·高考真题)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是( )
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
5.(2022·湖北·高考真题)根据酸碱质子理论,给出质子的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:,,下列酸性强弱顺序正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2022·辽宁·高考真题)下列符号表征或说法正确的是( )
A.电离: B.位于元素周期表p区
C.空间结构:平面三角形 D.电子式:
7.(2021·湖南·高考真题)常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
一、选择题
1.(2022·浙江·嘉兴一中高三期中)下列物质属于弱电解质的是( )
A.HCOOH B.SO3 C.CH3CONH2 D.[Cu(NH3)4](OH)2
2.(2022·江苏·南京市第一中学高三期中)2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是( )
A.醋酸钠是强电解质
B.结晶过程是化学变化
C.常温下,醋酸钠溶液的
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
3.(2022·江苏连云港·高三期中)硫化钠()是一种重要的化工原料,生产方法有:硫化氢()吸收法,该方法是用NaOH溶液或溶液吸收,已知酸性:;下列化学反应表示正确的是( )
A.溶液呈碱性:
B.与NaOH溶液反应:
C.与溶液反应:
D.用足量炭还原硫酸钡制取硫化钡:
4.(2022·江苏镇江·高三期中)硫酸工业尾气(主要含和),用溶液吸收可转化为。当时,吸收能力下降,需要加热再生为溶液。已知,。下列说法正确的是( )
A.溶液中存在:
B.室温下,溶液中存在:
C.当时,此时吸收液的
D.与原溶液相比,吸收液在空气中加热再生后吸收能力几乎不变
5.(2022·江苏·常州市平陵高级中学高三期中)室温下的、,的、。工业上以和纯碱为原料制备无水的主要流程如下。下列说法不正确的是( )
A.吸收过程中有气体放出
B.结晶后母液中含有
C.中和后溶液中可能含有
D.湿料经气流干燥时温度不宜过高
6.(2022·北京市第一六一中学高三期中)25℃时,向20mL0.1mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,pH变化曲线如下图所示。下列说法不正确的( )
A.HA与NaOH溶液反应的离子方程式:HA+OH-=A-+H2O
B.a点溶液中微粒浓度:
C.b点溶液中
D.a点→c点的过程中水的电离度持续增大
7.(2022·重庆八中高三阶段练习)已知25℃时,,,下列说法正确的是( )
A.25℃时,pH相等的和溶液中,
B.向的溶液中加入少量固体,水的电离程度变小
C.25℃时,若溶液与NaOH溶液混合后,所得溶液的pH=10,则溶液中
D.将等浓度等体积的和溶液分别加水稀释至相同pH,溶液加水的体积比的大
8.(2022·河南南阳·高三期中)常温下,用盐酸滴定25.00mL溶液,所得溶液pH、和的物质的量分数与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线①代表,曲线②代表
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25mL
C.的电离常数的数量级为
D.a点溶液中存在
二、填空题
9.(2022·江苏·常州市平陵高级中学高三期中)以含砷氧化铜矿[含CuO、及重金属盐等]为原料,用氨浸法制取饲料级硫酸铜。
(1)氨浸:常温下,将一定比例的氨水和溶液混合,配制成浸取液,可将矿物中的CuO转化为溶液,此时砷元素以形式进入溶液。
已知25℃时,,。
①为提高铜的浸出率,不仅要求浸取液中总氨(氨铵之和)适当过量,而且要求控制其pH约为9.24,此时浸取液中氨铵比约为_____________(填字母)。
A.1∶2 B.2∶3 C.1∶1 D.2∶1
②氨浸时溶液温度不宜过高,其原因是__________________________________________。
(2)除杂:在浸出液中先加入溶液去除重金属离子,然后调节溶液呈弱酸性,再依次用溶液和溶液去除含砷微粒,除砷主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
①加入溶液,同时鼓入空气,可加快吸附过程的发生。请简述产生吸附作用的原理:_________________________________________________。
②加入溶液,可将溶液中少量残留的氧化为,并进一步转化为难溶铁盐,脱离浸出液。写出发生氧化反应的离子方程式:___________________________________。
(3)蒸氨、酸溶:除杂后的溶液主要成分为,经蒸氨操作得到固体。过滤后将其加入硫酸溶解。蒸氨后过滤得到大量废液,为实现资源的充分利用,请结合上述工艺流程提出一条使用建议:_________________________________________________。
(4)结晶、烘干:酸溶后的溶液结晶、过滤、洗涤,得到产品。实验测得烘干过程中剩余固体的质量与起始样品的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。
为确保产品为饲料级,烘干温度应不超过__________________________(写出计算过程)
10.(2022·全国·高三专题练习)草酸(H2C2O4,二元弱酸)与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用。
(1)Na2C2O4溶液显碱性,请用离子方程式解释原因____________________________。
(2)KMnO4能与硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式为_________________________________。
(3)常温下,pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1,水电离出的c(H+)为c3;pH=4的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c2,水电离出的c(H+)为c4。则c1_______10c2(填“>”“<”或“=”,下同);10c3_______c4。
(4)常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL某未知浓度的H2C2O4溶液,滴定曲线如图,c点所示溶液中:2c()+2c()+2c(H2C2O4)=c(Na+)
该草酸溶液的物质的量浓度为____________________________(列出计算式,并得出计算结果)。
②a点所示溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为___________________________________。
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