高中化学第3章物质在水溶液中的行为第2节弱电解质的电离盐类的水解1弱电解质的电离平衡练习含解析鲁科版选择性必修1
弱电解质的电离平衡
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题9分,共45分)
1.(2020·泰安高二检测)下列有关“电离平衡”的叙述中正确的是 ( )
A.电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等
B.达到电离平衡时,由于分子和离子的浓度不再发生变化,所以说电离平衡是静态平衡
C.电离平衡是相对的、暂时的,外界条件改变时,平衡可能会发生移动
D.电解质达到电离平衡后,各离子的浓度相等
【解析】选C。A项,达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度均不变,但未必相等;B项,达到电离平衡时,分子仍然要电离为离子,离子也要结合为分子,只是二者速率相等,即电离平衡是动态平衡;D项,达到电离平衡时,电解质溶液中各离子的浓度不变,但不一定相等。
【补偿训练】
已知相同条件下,HClO的电离常数小于H2CO3的第一级电离常数。为了提高氯水中HClO的浓度,可加入 ( )
A.HCl B.CaCO3(s)
C.H2O D.NaOH(s)
【解析】选B。分析Cl2+H2OH++Cl-+HClO;加入HCl,平衡左移,c平(HClO)减小;加入水,平衡右移,但c平(HClO)减小;加入NaOH(s),H+及HClO均与OH-反应,平衡右移,但c平(HClO)减小(生成了NaCl和NaClO);加入CaCO3(s),H+与CaCO3反应使平衡右移,而HClO不与CaCO3反应,因而c平(HClO)增大。
2.在硫化氢的水溶液中,存在以下平衡:H2SHS-+H+、HS-H++S2-,若使溶液的pH减小,则c平(S2-) ( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.可能增大也可能减小
【解析】选D。升温平衡正向移动,溶液pH减小,加入酸溶液pH也减小,但升温c平(S2-)增大,加入酸溶液c平(S2-)减小,故选D。
3.(2020·合肥高二检测)一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡:HAA-+H+。将1.0 mol HA加入1.0 L水中,如图中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是 ( )
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【解析】选C。根据弱酸HA的电离平衡知,HA浓度由大到小,排除D项;A-、H+浓度由0增大,排除了A、B;平衡时,HA减少量等于A-的增加量。
4.(2020·厦门高二检测)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 ( )
A.同浓度的HA与HB溶液中,c平(A-)小于c平(B-)
B.a点溶液的导电性大于b点溶液
C.a点的c平(HA)大于b点的c平(HB)
D.HA的酸性强于HB
【解析】选D。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;酸的酸性越强,电离程度越大,同浓度的HA与HB溶液中c平(B-)小于c平(A-),A项错误;b点溶液的pH小于a点溶液的pH,说明b点溶液中c平(H+)较大、c平(B-)较大,故溶液导电性较强,B项错误;稀释相同倍数时,HA的电离程度较大,故a点的c平(HA)小于b点的c平(HB),C项错误。
5.(2020·郴州高二检测) pH相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),分别与锌反应,若最后锌已全部溶解且放出气体一样多,则下列说法正确的是 ( )
A.反应开始时的速率:甲>乙
B.反应结束时,c平(H+):甲=乙
C.反应开始时,酸的物质的量浓度:甲=乙
D.反应所需时间:甲>乙
【解析】选D。A项,盐酸(甲)和醋酸(乙)两种溶液中氢离子浓度相等,所以开始反应速率相等,
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错误;B项,若最后锌全部溶解且放出气体一样多,可能是盐酸恰好反应而醋酸过量,也可能是盐酸和醋酸都过量,则反应后溶液的c平(H+):乙>甲,错误;C项,c平(H+)相等的盐酸(甲)和醋酸(乙),醋酸是弱电解质,氯化氢是强电解质,所以反应开始时,c(HCl)
乙,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共25分)
6.甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质,存在电离平衡,且改变条件平衡发生移动。实验方案如下: 世纪金榜导学号
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入0.1 mol·L-1的HA溶液、稀盐酸各10 mL,按图装好,观察现象。
乙:①用pH计测定浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸的pH;
②再取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴(1滴约为 mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化。
(1)乙的方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得
0.1 mol·L-1的HA溶液的pH____________1(填“>”“<”或“=”);甲方案中,说明HA是弱电解质的实验现象是____________(填序号)。
A.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
B.加入HA溶液后,试管上方的气球鼓起慢
C.加入稀盐酸后,试管上方的气球鼓起慢
(2)乙同学设计的实验第____________步,能证明改变条件能使弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况,设计如下实验:
①使HA的电离程度和c平(H+)都减小,c平(A-)增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入______________ 试剂(选填“A”“B”“C”或“D”,下同);
②使HA的电离程度减小,c平(H+)和c平(A-)都增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入_____________________ 试剂。
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A.NaA固体(可完全溶于水)
B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C.1 mol·L-1 H2SO4
D.2 mol·L-1 HA
(3)体积相等、H+浓度相同的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是____________(填写序号)。
①反应所需要的时间B>A
②开始反应时的速率A>B
③参加反应的锌的物质的量A=B
④反应过程的平均速率B>A
⑤A中有锌剩余
⑥B中有锌剩余
【解析】(1)弱酸不能完全电离,故0.1 mol·L-1的HA中c平(H+)必小于0.1 mol·L-1,其pH>1。因HA为弱酸,溶液中的c平(H+)低于相同浓度的一元强酸的c平(H+),故产生氢气的速率稍慢,但最终由于电离出的氢离子的量相同,故生成氢气的体积一样大,即气球的体积一样大。
(2)乙方案中②,取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴稀释相同的倍数,弱酸HA的pH变化小,强酸的pH变化大,这是因为稀释能促进弱电解质电离。HAH++A-,加入固体NaA,c平(A-)增大,电离平衡左移,电离度及c平(H+)减小;加入NaOH溶液,H+与OH-反应,电离度增大,但c平(H+)减小,c平(A-)增大;加入H2SO4,电离平衡逆向进行,电离度减小,但c平(H+)增大,c平(A-)减小;加入2 mol·L-1HA,电离度减小,但平衡正向进行,c平(H+)c平(A-)均增大。故①②分别选A、D。
(3)H+浓度相同时,CH3COOH溶液的浓度大,在反应过程中不断电离补充H+,故CH3COOH的反应速率大,所用时间少。因放出H2相等,所以耗锌量相等。若锌足量,应是CH3COOH放H2多。所以盐酸中有锌剩余。
答案:(1)> B (2)② A D (3)③④⑤
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
7.下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.用CH3COOH溶液做导电实验,灯泡很暗,证明CH3COOH是弱电解质
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B.pH相同的醋酸和盐酸,取等体积的两种酸溶液分别稀释至原溶液体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍然相同,则mn,B错误;常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体抑制电离,能使溶液的pH减小且的值增大,C正确;两种溶液的浓度相对大小未知,无法得出选项中的结论,D错误。
8.常温下有体积相同的四种溶液:①pH=3的CH3COOH溶液 ②pH=3的盐酸 ③pH=11的氨水 ④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是 ( )
A.若将四种溶液稀释100倍,则溶液pH大小顺序:③>④>①>②
B.③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③=④
C.①与②分别与足量镁粉反应,生成H2的量:①<②
D.②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
【解析】选D。pH=3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)>10-3 mol·L-1,pH=3的盐酸中c(HCl)=10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(NH3·H2O)>10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=10-3 mol·L-1。A项,稀释促进弱电解质的电离,则若将四种溶液稀释100倍,溶液pH大小顺序:③>④>②>①,错误;B项,由于氨水的浓度大于氢氧化钠的浓度,所以等体积的③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④,错误;C项,由于醋酸的浓度大于盐酸,则等体积的①与②分别与足量镁粉反应,生成H2的量:①>②,错误;D项,②和③混合,碱的物质的量远远大于酸的物质的量,所以所得混合溶液的pH大于7,正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
9.(2020·南京高二检测)联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅炉循环用水的化学除氧剂。并具有很高的燃烧热,
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可用作火箭和燃料电池的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、农药、除草剂和药品等。被越来越多地应用于航天、化工、制药等领域。
(1)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+N2的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___ ______。
(2)氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液显弱碱性,其原因为________________________(用离子方程式表示),0.1 mol·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH_____________________(填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的N的浓度____________(填“增大”或“减小”)。
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①HS的电离平衡常数表达式K=____________。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为_______________________________________________________________。
【解析】(1)将H2OH++OH- Kw=1.0×10-14、N2H4+H+N2 K=8.7×107相加,可得:N2H4+H2ON2H+5+OH- Ka1=Kw·K=1.0×10-14×8.7×107=8.7×10-7。类比NH3与H2SO4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。
(2)氨水中存在NH3·H2ON+OH-,所以溶液呈碱性,当加入少量的明矾,Al3+和OH-反应使平衡右移,N浓度变大。(3) ①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。②根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸,且H2SO3的Ka2
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