2021版高考化学一轮复习核心素养测评二十七弱电解质的电离平衡含解析新人教版

2021版高考化学一轮复习核心素养测评二十七弱电解质的电离平衡含解析新人教版

弱电解质的电离平衡 一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)‎ ‎1.能证明乙酸是弱酸的实验事实是 (　　)‎ A.CH3COOH溶液与Zn反应放出H2‎ B.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH大于7‎ C.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2‎ D.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红 ‎【解析】选B。A项，只能证明乙酸具有酸性，不能证明其酸性强弱，错误；B项，该盐水溶液显碱性，由于NaOH是强碱，故可以证明乙酸是弱酸，正确；C项，可以证明乙酸的酸性比碳酸强，但是不能证明其酸性强弱，错误；D项，可以证明乙酸具有酸性，但是不能证明其酸性强弱，错误。‎ ‎2.在25 ℃时两种酸的电离常数如下：H2CO3：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S：Ka1=5.7×10-8，Ka2=1.2×10-15，则下列反应可能发生的是 (　　)‎ A.NaHCO3+NaHSNa2CO3+H2S↑‎ B.H2S+Na2CO3NaHS+NaHCO3‎ C.Na2S+H2O+CO2Na2CO3+H2S D.H2S+NaHCO3NaHS+H2CO3‎ ‎【解析】选B。 25 ℃时两种酸的电离常数如下：H2CO3：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S：Ka1=5.7×10-8，Ka2=1.2×10-15，可知碳酸与氢硫酸都是弱酸，电离平衡常数越大，酸性越强，所以酸性H2CO3>H2S>HC>HS-。根据强酸制弱酸原理可知只有B项符合。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　下列说法正确的是 (　　)‎ A.pH=2的HCl溶液和CH3COOH溶液，分别与2 mol·L-1的NaOH反应，刚开始反应时速率：v(HCl)>v(CH3COOH)‎ B.用锌和过量稀硫酸反应制取氢气时加入少量硫酸铜溶液会使生成氢气的反应速率加快，但H2的产量会降低 C.体积相同、pH=12的NaOH溶液和NH3·H2O溶液，均加水稀释到原体积的100倍后，pH(NaOH)>pH(NH3·H2O)‎ - 10 -‎ D.一般地，升高温度可使活化分子数增多，因而反应速率增大，但活化分子的百分数不变 ‎【解析】选B。pH=2的HCl溶液和CH3COOH溶液，氢离子浓度相等，分别与2 mol·L-1的NaOH反应，刚开始反应时速率：v(HCl)=v(CH3COOH)，A错误；用锌和过量稀硫酸反应制取氢气时加入少量硫酸铜溶液，Zn和Cu2+发生置换反应生成Zn2+和Cu，铜与锌、稀硫酸构成原电池，会使生成氢气的反应速率加快，但由于与硫酸反应的锌减少，因此H2的产量会降低，B正确；体积相同、pH=12的NaOH溶液和NH3·H2O溶液中，NH3·H2O为弱碱，氨水在稀释的过程中，NH3·H2O继续电离出OH-，溶液pH变化小，故pH(NaOH)c(Na+)，B错误；HA和NaOH恰好反应完全时呈碱性，C错误；温度不变，K不变，D正确。‎ ‎4.(2020·衡阳模拟)常温下，将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释，溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是 (　　)‎ A.曲线Ⅰ代表盐酸加水稀释 - 10 -‎ B.a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c C.c点的Ka值比a点的Ka值大 D.相同体积的a点、c点的两溶液中，中和同浓度的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积aa>c，B错误；c、a两点的Ka相同，C错误；pH大小为a>c，c点溶液的pH小酸性强，中和同浓度的NaOH溶液，消耗NaOH溶液的体积多，D正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题，共26分)‎ ‎5.(12分)某温度下，在饱和氨水中存在平衡：‎ NH3+H2ONH3·H2ON+OH-‎ ‎(1)若增大压强，则溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(2)若通入NH3，则平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。 ‎ ‎(3)若加水，则平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(4)若加入氢氧化钠固体，则溶液中的c(N)________(填“增大”“减小”或“不变”)，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎【解析】(1)若增大压强，气体的溶解度增大，则氨水中电离平衡：NH3·H2ON+OH-正向移动，则pH增大。(2)向饱和氨水中通入NH3，NH3不再溶解，所以电离平衡不移动。(3)加水，促进弱电解质的电离，则氨水中电离平衡：NH3·H2ON+OH-向右移动，但是溶液的体积增大的程度比氢氧根离子的物质的量增大的程度大，所以氢氧根离子的浓度减小，则pH减小。(4)加氢氧化钠，则氨水中电离平衡：NH3·H2ON+OH-向左移动，溶液中的c(N)减小，氢氧根离子浓度增大，pH增大。‎ 答案：(1)增大　(2)不　(3)向右　减小 ‎(4)减小　增大 ‎6.(14分)25 ℃时，部分物质的电离常数如表所示：‎ 化学式 CH3COOH H2CO3‎ HClO 电离常数 ‎1.7×10-5‎ K1=4.3×10-7‎ ‎3.0×‎ - 10 -‎ K2=5.6×10-11‎ ‎10-8‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)等物质的量浓度的CH3COOH、H2CO3、HClO溶液中c(H+)的大小顺序为________________________________。 ‎ ‎(2)同浓度的CH3COO-、HC、C、ClO-结合H+的能力最强的是________。 ‎ ‎(3)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种物质的溶液：a.Na2CO3，b.NaClO，c.CH3COONa，d.NaHCO3，pH由大到小的顺序是________________________(填编号)。 ‎ ‎(4)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________(填序号，下同)。 ‎ A.c(H+)‎ B.c(H+)/c(CH3COOH)‎ C.c(H+)·c(OH-)‎ D.c(OH-)/c(H+)‎ E.‎ 若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是________。 ‎ ‎(5)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如下：‎ 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“大于”“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，等浓度的酸溶液中c(H+)越大。(2)电离常数越小，其对应酸根离子结合H+能力越强，所以结合H+的能力最强的是C。(3)电离常数越小，‎ - 10 -‎ 酸性越弱，其对应的酸根离子水解程度越大，溶液碱性越强。(4)醋酸是弱电解质，稀释后电离程度增大，但CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度却都减小，c(OH-)却是增大的，且CH3COOH的浓度减小最多。升温时，促进电离，Kw、Ka均增大，c(H+)增大，c(H+)/c(CH3COOH)增大，c(OH-)/c(H+)减小。(5)根据图象分析知道，起始时两种溶液中c(H+)相同，c(较弱酸)>c(较强酸)，稀释过程中较弱酸的电离程度增大，故在整个稀释过程中较弱酸的c(H+)一直大于较强酸的c(H+)，稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性较强，电离常数较大；HX酸性强于CH3COOH，稀释后HX溶液中c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+)，所以对水的抑制能力减弱。‎ 答案：(1)CH3COOH>H2CO3>HClO ‎(2)C　(3)a>b>d>c ‎(4)A　ABCE ‎(5)大于　稀释相同倍数，HX的pH变化比CH3COOH的大，酸性强，电离常数大　大于　HX酸性强于CH3COOH，稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+)，所以其对水电离的抑制能力也减弱 一、选择题(本题包括3小题，每题6分，共18分)‎ ‎1.饱和氨水中存在化学平衡和电离平衡：NH3+H2ONH3·H2ON+OH-。下列有关说法正确的是 (　　)‎ A.常温下饱和氨水的pH<7‎ B.向氨水中滴加过量硫酸，所有平衡均正向移动，pH增大 C.电离是吸热反应，升高温度，所有平衡均正向移动 D.向氨水中加入少量NaOH固体，所有平衡均逆向移动 ‎【解析】选D。常温下饱和氨水呈碱性，pH>7，A项错误；加入过量硫酸，H+浓度增大，pH减小，B项错误；升温会使NH3逸出，平衡向逆反应方向移动，C项错误；加入少量NaOH固体，OH-浓度增大，平衡向生成NH3的方向移动，D项正确。‎ ‎2.(双选)电导率可用于衡量电解质溶液导电能力的大小。室温下，用 ‎0.100 mol·L-1 NH3·H2O滴定10 mL浓度均为0.100 mol·L-1 HCl和CH3COOH的混合液，电导率曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ - 10 -‎ A.①溶液中c(H+)为0.200 mol·L-1‎ B.②点的溶液温度高于①点 C.③点溶液中有c(Cl-)>c(CH3COO-)‎ D.③点后因离子数目减少使电导率略降低 ‎【解析】选B、C。醋酸为弱电解质，①点溶液c(H+)<0.2 mol·L-1，故A错误；酸碱中和反应放热，①点溶液的温度一定比②点的低，故B正确；③恰好完全反应生成氯化铵和醋酸铵，其中N和CH3COO-发生微弱水解，则③点溶液中，c(N)>c(Cl-)>c(CH3COO-)，故C正确；③点后，溶液体积变大，溶液中离子浓度减小导致电导率降低，故D错误。‎ ‎【加固训练】 　　在两份相同的Ba(OH)2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的 是 (　　)‎ A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线 B.b点，溶液中大量存在的离子是Na+、OH- C.c点，两溶液中含有相同量的OH- D.a、d两点对应的溶液均显中性 【解析】选C。 Ba(OH)2与H2SO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++‎ BaSO4↓+2H2O，Ba(OH)2与NaHSO4溶液的反应分为两步：Ba2++OH-+H++‎ BaSO4↓+H2O，OH-+H+H2O。从离子方程式可看出，NaHSO4溶液导电能力下降得慢，故①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线，②代表滴加NaHSO4‎ - 10 -‎ 溶液的变化曲线，A项正确；从图象可看出，b点为Ba(OH)2与NaHSO4溶液恰好完全沉淀的点，溶液中存在大量未反应的Na+、OH-，B项正确；在c点，曲线①滴入的H2SO4过量，溶液显酸性，而曲线②滴入的NaHSO4溶液未完全中和溶液中的OH-，溶液显碱性，故两溶液中OH-的量不同，C项错误；a点是Ba(OH)2与H2SO4恰好反应完全的点，溶液呈中性，d点为Ba(OH)2与NaHSO4恰好反应的点，溶质是Na2SO4，溶液呈中性，D项正确。‎ ‎3.(2020·邯郸模拟)化合物HB在水中达到电离平衡时各微粒的浓度如表所示 ‎(25 ℃)：‎ HB初始浓度/mol·L-1‎ ‎1.00‎ ‎0.100‎ 平衡浓度 ‎/mol·L-1‎ c(HB)‎ ‎0.996‎ ‎0.0987‎ c(H+)‎ ‎①4.21×10-3‎ ‎②1.34×10-3‎ Ka=‎ ‎③1.78×10-5‎ ‎④1.82×10-5‎ a=‎ ‎×100%‎ ‎⑤0.421%‎ ‎⑥1.34%‎ 分析表中①至⑥的数据，下列说法不正确的是 (　　)‎ A.①与②的数据都说明化合物HB只有部分电离 B.③与④的数据近似相等，说明HB的电离平衡常数与初始浓度无关 C.⑤与⑥的数据说明加水稀释后HB的电离平衡正向移动 D.⑤与⑥的数据说明HB起始浓度越大，电离的程度越大 ‎【解析】选D。①与②的数据说明HB部分电离，A正确；③与④的HB电离平衡常数近似相等，电离平衡常数与初始浓度无关，B正确；加水促进弱电解质的电离，C正确；HB起始浓度越小，电离的程度越大，D错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题，共32分)‎ ‎4.(14分)已知25 ℃时弱电解质电离常数：‎ - 10 -‎ Ka(CH3COOH)=1.8×10-5，Ka(HSCN)=0.13‎ ‎(1)将20 mL、0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL、0.10 mol·L-1的HSCN溶液分别与0.10 mol·L-1的NaHCO3溶液反应，实验测得产生CO2气体体积(V)与时间t的关系如图。 ‎ 反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是___________； ‎ 反应结束后所得溶液中c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”)。 ‎ ‎(2)2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时体积变化)，测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图。‎ 则25 ℃时，HF电离常数Ka(HF)=  __(列式求值)。 ‎ ‎【解析】(1)电离常数大的电离出的离子浓度大，故反应开始时，两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H+)：HSCN>CH3COOH，c(H+)大反应速率快。因为电离常数不变，随着反应的进行，电离平衡正向移动，故c(SCN-)>c(CH3COO-)。‎ ‎(2)电离常数等于电离出的离子浓度的幂之积除以电解质的浓度，故Ka(HF)===4×10-4。‎ 答案：(1)Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)，溶液中c(H+)：HSCN>CH3COOH，c(H+)大反应速率快　>‎ ‎(2)==4×10-4‎ ‎5.(18分) 某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验：‎ ‎[实验一]　配制并标定醋酸溶液的浓度 - 10 -‎ 取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的醋酸溶液，将0.2 mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题。‎ ‎(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________和________。 ‎ ‎(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.200 0 mol·L-1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：‎ 实验序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 消耗NaOH溶液 的体积(mL)‎ ‎20.05‎ ‎20.00‎ ‎18.80‎ ‎19.95‎ 则该醋酸溶液的准确浓度为________(保留小数点后四位)。 ‎ ‎[实验二]　探究浓度对醋酸电离程度的影响 用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH，结果如下：‎ 醋酸浓度 ‎(mol·L-1)‎ ‎0.001 0‎ ‎0.010 0‎ ‎0.020 0‎ ‎0.100 0‎ ‎0.200 0‎ pH ‎3.88‎ ‎3.38‎ ‎3.23‎ ‎2.88‎ ‎2.73‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是  __。 ‎ ‎(2)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎[实验三]　探究温度对醋酸电离程度的影响 请你设计一个实验完成该探究，请简述你的实验方案：________________。 ‎ ‎【解析】[实验一](2)首先分析NaOH溶液的体积，第3次数据显然误差较大，应舍去。另外3次所用NaOH溶液的平均体积为20.00 mL，代入计算可知醋酸的浓度为0.200 0 mol·L-1。‎ ‎[实验二](1)孤立地看每次测量值，H+浓度远小于醋酸的浓度，说明醋酸不完全电离，联系起来看，浓度为0.100 0 mol·L-1、0.010 0 mol·L-1及0.001 0 mol·L-1的醋酸浓度相差10倍时，pH变化值小于1。‎ - 10 -‎ ‎(2)以0.100 0 mol·L-1、0.010 0 mol·L-1醋酸为例，设0.100 0 mol·L-1的醋酸溶液体积为1 L，将其稀释至0.010 0 mol·L-1，体积变为10 L，两溶液中H+的物质的量分别为10-2.88mol、10-2.38mol，可见溶液变稀，电离出的H+的物质的量增加，说明醋酸的电离程度增大。‎ 答案：[实验一](1)胶头滴管　250 mL容量瓶 ‎(2)0.200 0 mol·L-1‎ ‎[实验二](1)0.010 0 mol·L-1醋酸的pH大于2(或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1等合理答案均可)　(2)增大 ‎[实验三]用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH - 10 -‎