2019届一轮复习浙江专版弱电解质的电离平衡学案

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2019届一轮复习浙江专版弱电解质的电离平衡学案

课时 1 弱电解质的电离平衡 [考纲导航] 选考分布 2015 2016 2017知识条目 必考 要求 加试 要求 9 月 10 月 4 月 10 月 4 月 (1)几种典型的弱电解质 a a 17 3 18 18 (2)弱电解质在水溶液中的电 离平衡 a b 13 21 23 23 (3)弱电解质的电离方程式 b b 17 (4)电离度及其简单计算 c (5)水的离子积常数 a b 22 (6)电离平衡常数与弱酸、弱碱 的酸碱性强弱之间的关系 b (7)多元弱酸的分步电离 a 考点一 弱电解质的电离平衡 [主干精讲] 1.强电解质与弱电解质 2.电解质的电离方程式 (1)强电解质的电离方程式用“===”连接,弱电解质的电离方程式用“ ”连 接。 (2)一元弱酸和弱碱一步电离;多元弱酸分步电离,以第一步电离为主;多元弱 碱分步电离,但书写时不分步。 3.弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的建立 在一定条件下(如温度、压强等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成 分子的速率相等时,电离过程达到了平衡。 (2)电离平衡的特征 (3)外界条件对电离平衡的影响 ①内因:弱电解质本身的性质。 ②外因:浓度、温度、加入试剂等。 以 0.1 mol·L-1 的 CH3COOH 溶液为例(CH3COOH H++CH3COO-),当改 变条件,其平衡移动方向、n(H+)、c(H+)及导电性变化如下表: 条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电性 加水稀释 右移 增大 减小 减弱 加冰醋酸 右移 增大 增大 增强 升温 右移 增大 增大 增强 加 CH3COONa 左移 减小 减小 增强 加 NaOH 右移 减小 减小 增强 [典例剖析] 【例 1】 (2017·4 月浙江选考)室温下,下列事实不能说明 NH 3·H2O 为弱电解 质的是(  ) A.0.1 mol·L-1 NH3·H2O 的 pH 小于 13 B.0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液的 pH 小于 7 C.相同条件下,浓度均为 0.1 mol·L-1NaOH 溶液和氨水,氨水的导电能力弱 D.0.1 mol·L-1 NH3·H2O 能使无色酚酞试液变红色 解析 NH3·H2O 是弱电解质可从其不完全电离情况和对应强酸盐的酸碱性来说 明。A.可说明 NH3·H2O 不完全电离;同浓度的氨水比 NaOH 导电性弱说明电 离程度比 NaOH 小,C 可行;NH4Cl 水溶液显酸性,说明 NH +4 能水解,说明 NH3·H2O 是弱电解质,B 可行;D 的事实只能说明氨水显碱性,不能说明其是弱 碱,故选 D。 答案 D 【例 2】 (2015·浙江 7 月学考)下列电离方程式正确的是 (  ) A.HCl H++Cl- B.CH3COOH CH3COO-+H+ C.NaOH Na++OH- D.K2CO3 2K++CO2-3 解析 HCl、NaOH、K2CO3 都是强电解质,完全电离用“===”表示,所以 A、C、 D 选项均错误。B、CH3COOH 是弱酸,部分电离,应用“ ”表示,B 正 确。 答案 B 【例 3】 [2017·绍兴市嵊州高中高二(上)期末]对氨水溶液中存在的电离平衡 NH3·H2O NH+4 +OH-,下列叙述正确的是(  ) A.加水后,溶液中 n(OH-)增大 B.加入少量浓盐酸,溶液中 n(OH-)增大 C.加入少量浓 NaOH 溶液,电离平衡向正反应方向移动 D.加入少量 NH4Cl 固体,溶液中 c(NH+4 )减少 解析 A.向氨水加入水,促进一水合氨电离,所以溶液中 n(OH-)增大,故 A 正 确;B.向氨水中加入浓盐酸,氢离子和氢氧根离子反应,导致溶液中 n(OH-)减 小,故 B 错误;C.向氨水中加入少量浓 NaOH 溶液,氢氧根离子浓度增大,则 电离平衡向逆反应方向移动,故 C 错误;D.向氨水中加入少量 NH4Cl 固体,溶 液中 c(NH+4 )增大,故 D 错误。 答案 A [考点精练] 1.将 0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀释或加入少量 CH3COONa 晶体时都会引起 (  ) A.CH3COOH 电离程度变大 B.溶液 pH 减小 C.溶液的导电能力减弱 D.溶液中 c(H+)减小 解 析   CH3COOH CH3COO - + H + , 当 加 水 稀 释 时 , c(CH3COOH) 、 c(CH3COO-)、c(H+)都减小,平衡右移,pH 增大,导电能力减弱,电离程度增 大;当加入少量 CH3COONa 晶体时,c(CH3COO-)增大,平衡左移,电离程度 减小,c(H+)减小,pH 增大,导电能力增强。综上,只有 D 选项正确。 答案 D 2.下列用来判断 CH3COOH 是一种弱酸的说法中正确的是(  ) ①向 pH=3 的 HCl 溶液中加入 CH3COONa 固体,溶液 pH 增大 ②pH 相同的 HCl 和 CH3COOH 溶液,取相同体积分别用标准 NaOH 溶液滴定测 其浓度,CH3COOH 溶液消耗的 NaOH 溶液的体积较大 ③0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液的 pH>1 ④0.1 mol·L-1 的 HCl 溶液与过量的 Mg 反应,当加入 CH3COONa 固体后,反应 速率减慢,但生成氢气的总量不变 ⑤相同物质的量浓度、相同体积的 CH3COOH 溶液和盐酸分别与足量的活泼金属 反应,消耗金属的量相同 ⑥常温下,pH=4 的 CH3COOH 溶液与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合后溶液 呈酸性 ⑦CH3COOH 溶液中有两种分子存在 ⑧常温下醋酸钠溶液的 pH 大于 7 A.②③④⑤⑥⑦ B.①②③④⑥⑦⑧ C.②③⑤⑥⑧ D.全部 解析 加入 CH3COONa 固体,溶液 pH 增大,说明 CH3COONa 溶液呈碱性,故 可知 CH3COOH 为弱酸,①正确;pH 相同的 HCl 和 CH3COOH 溶液,CH3COOH 溶 液 消 耗 的 NaOH 溶 液 的 体 积 较 大 , 说 明 CH3COOH 溶 液 的 浓 度 大 , 则 CH3COOH 为弱酸,②正确;0.1 mol·L - 1 CH3COOH 溶液的 pH>1,说明 CH3COOH 溶液中 c(H+)小于 0.1 mol·L-1,故可知 CH3COOH 为弱酸,③正确; 盐酸与 Mg 反应,加入 CH3COONa 固体,反应速率减慢,说明溶液中 c(H+)减 小,则可知 HCl 与 CH3COONa 反应生成了弱酸,故可知 CH3COOH 为弱酸,④ 正确;同浓度、同体积的 CH3COOH 溶液和盐酸分别与足量的活泼金属反应,消 耗金属的量相同,不能说明 CH3COOH 是弱酸,⑤不正确;pH 之和为 14 的强酸 与 NaOH 溶液中和后的溶液呈中性,而 pH 之和为 14 的弱酸与 NaOH 溶液中和 后的溶液呈酸性,⑥正确;水溶液中有水分子存在,则可知另一种分子必为醋酸 分子,故可知醋酸不完全电离,则知 CH3COOH 是弱酸,⑦正确;醋酸钠溶液的 pH 大于 7,说明醋酸钠呈碱性,可知 CH3COOH 为弱酸,⑧正确。 答案 B 3.(原创题)在一定温度下的稀醋酸溶液中存在着下列平衡:CH 3COOH CH3COO-+H+,若改变下列条件,试讨论下列量的变化情况(“变大”、“变小” 或“不变化”) ①n(H+) ②c(H+) ③c(H+)/c(OH-) ④c(H+)·c(OH-) ⑤ c(H+) c(CH3COO-) ⑥c(CH3COO-) c(CH3COOH) ⑦c(H+)·c(CH3COO-) ⑧ c(CH3COO-) c(CH3COOH)·c(OH-) Ⅰ.加入水对醋酸稀释 ①________   ②________   ③________   ④________   ⑤________  ⑥________ ⑦________ ⑧________ Ⅱ.加入一定量的 NaOH 固体 ①________   ②________   ③________   ④________   ⑤________  ⑥________ ⑦________ ⑧________ 答案 Ⅰ.①变大 ②变小 ③变小 ④不变化 ⑤变大 ⑥变大 ⑦变小 ⑧ 不变化 Ⅱ.①变小 ②变小 ③变小 ④不变化 ⑤变小 ⑥变大 ⑦变小 ⑧不变化 【方法技巧】 在讨论外界条件改变,对弱电解质电离平衡中微粒浓度变化产生的影响时,可以 灵活采取以下方法: (1)准确判定微粒浓度之间满足的平衡常数关系:如 c(H+)·c(OH-)满足水的离子 积常数, c(CH3COO-) c(CH3COOH)·c(OH-)= c(CH3COO-)·c(H+) c(CH3COOH)·c(H+)·c(OH-)= Ka Kw 。 (2)利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化:如 c(CH3COO-) c(CH3COOH)= c(CH3COO-)·c(H+) c(CH3COOH)·c(H+)= Ka c(H+),利用 Ka 不变和 c(H+)的变化来做出相应 判断。 (3)将溶液中微粒浓度比值转化成相应微粒物质的量之比,判断微粒浓度比值变 化:如c(CH3COO-) c(CH3COOH)=n(CH3COO-) n(CH3COOH)。 (4)判断对弱电解质稀释时溶液中微粒浓度比值变化,可采用无限稀释的方法: 如 c(H+) c(CH3COO-),加水无限稀释时,溶液中 c(H+)几乎没有多大变化,而 c(CH3COO-)一直变小,所以 c(H+) c(CH3COO-)加水稀释时变大。 (5)当往弱电解质溶液中加入其它电解质时,应以电解质引起离子浓度的变化为 主,平衡移动引起的离子浓度变化为次:如往醋酸溶液中加入 NaOH 固体或 CH3COONa 固体时, c(H+) c(CH3COO-)均变小,加入 NaOH 固体时,c(H+)减小为 主要因素;加入 CH3COONa 固体时,c(CH3COO-)增加为主要因素。 考点二 强酸(强碱)与弱酸(弱碱)的比较 [主干精讲] 1.强酸和弱酸的比较 浓度均为 0.01 mol·L-1 的 HCl 与 CH3COOH pH 均为 2 的盐酸与 CH3COOH pH 或物质的量浓度 2=pHHCl<pHCH3COOH 0.01__mol·L-1= c(HCl)<c(CH3COOH) 开始与金属反应的速率 HCl>CH3COOH HCl=CH3COOH 体积相同时与过量活泼金属 反应产生 H2 的量 HCl=CH3COOH HCl<CH3COOH c(Cl-)与 c(CH3COO-)大小 c(Cl-)>c(CH3COO-) c(Cl-)=c(CH3COO-) 分别加入固体 NaCl、 CH3COONa 后 pH 变化 HCl:不变 CH3COOH:变大 HCl:不变 CH3COOH:变大 加水稀释 10 倍后 3=pHHCl<pHCH3COOH 3=pHHCl> pHCH3COOH>2 溶液的导电性 HCl>CH3COOH HCl=CH3COOH 水的电离程度 HCl<CH3COOH HCl=CH3COOH 各取等体积 HCl 和 CH3COOH 溶液,分别用等浓 度 NaOH 溶液中和至 pH=7, 消耗 NaOH 溶液的体积 HCl>CH3COOH HCl<CH3COOH 2.强酸和弱酸的应用 (1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸 ①加入足量的 Zn,H2 体积变化图像为 其中:Ⅰ为盐酸、Ⅱ为醋酸;开始阶段单位时间内,盐酸产生的 H2 多,反应停 止时,产生的 H2 的量一样多。 ②加水稀释,pH 变化图像 其中:Ⅰ为醋酸,Ⅱ为盐酸;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,a、b、c 三点溶液的导电能力关系是 b=c>a。 (2)相同体积、相同 pH 的盐酸和醋酸 ①加入足量的 Zn,H2 体积的变化图像 其中:Ⅰ为醋酸,Ⅱ为盐酸;反应过程中单位时间内,醋酸产生的 H2 多,反应 停止时,醋酸产生的 H2 多。 ②加水稀释,pH 的变化图像 其中:Ⅰ为盐酸,Ⅱ为醋酸;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;a、b、c 三点溶液导电能力的关系是 a=c>b。 [典例剖析] 【例 1】 (2016·4 月浙江选考)某温度下,关于 pH 相等的盐酸和醋酸溶液(两溶 液的 OH-浓度也相等),下列说法正确的是(  ) A.c(HCl)>c(CH3COOH) B.c(Cl-)=c(CH3COO-) C.等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的 Zn 完全反应,盐酸产生的 H2 多 D.用同浓度的 NaOH 溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消 耗的 NaOH 溶液体积多 解析 A 项,因醋酸为弱酸,则 pH 相等的盐酸和醋酸溶液,c(CH3COOH)>c(HCl), A 项不正确;B 项,根据电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-) +c(OH -)=c(H+),又两溶液的 pH 相等,故 c(Cl-)=c(CH3COO-),B 项正确;C 项, 因醋酸浓度较大,等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的 Zn 完全反应,醋酸产 生的 H2 多,C 项不正确;D 项,因醋酸浓度较大,用同浓度的 NaOH 溶液分别 与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,醋酸消耗的 NaOH 溶液体积多,D 项 不正确。 答案 B 【例 2】 (2015·10 月浙江选考)关于常温下浓度均为 0.1 mol·L -1 的盐酸和醋 酸溶液,下列说法正确的是(  ) A.醋酸溶液的 pH 小于盐酸 B.醋酸的电离方程式:CH3COOH===CH3COO-+H+ C.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Cl-) D.0.1 mol·L-1 的醋酸溶液与等物质的量浓度、等体积的氢氧化钠溶液混合后: c(H+)>c(OH-) 解析 A 项,0.1 mol·L-1 的盐酸和醋酸溶液中,醋酸溶液中的 c(H+)小,醋酸 溶液的 pH 大于盐酸,错误;B 项,醋酸是弱电解质,醋酸的电离方程式为: CH3COOH CH3COO - + H + , B 错 ; 0.1 mol/L 的 盐 酸 和 0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液中由元素守恒和题意可知 c(CH3COOH)+c(CH 3COO - )=0.1 mol/L=c(Cl-),故 C 正确;D 项中的醋酸和氢氧化钠恰好中和生成醋酸钠,醋 酸钠溶液显碱性,故 c(OH-)>c(H+),D 错。 答案 C 【例 3】 pH=2 的 A、B 两种酸溶液各 1 mL,分别加水稀释到 1 000 mL,其 pH 与溶液体积 V 的关系如图所示。下列说法正确的是(  ) A.A、B 两酸溶液的物质的量浓度一定相等 B.稀释后,A 酸溶液的酸性比 B 酸溶液强 C.a=5 时,A 是弱酸,B 是强酸 D.若 A、B 都是弱酸,则 5>a>2 解析 pH 相同的两酸稀释相同倍数,B 的 pH 变化小,说明 B 是比 A 弱的酸, 则 pH 相同的两酸的物质的量浓度是 c(B)>c(A),稀释后 A 酸的 pH 大于 B 酸的 pH,故 A 酸的 c(H+)小于 B 酸的 c(H+),A 酸溶液酸性较弱。若是 pH=2 的强 酸稀释到原来的 1 000 倍,稀释后的 c(H+)=10-2 mol·L-1 1 000 =10-5 mol·L-1,pH= 5,弱酸中因存在弱酸的电离平衡,加水稀释,电离平衡右移,故 2<pH<5 即 2 <a<5。 答案 D [考点精练] 1.对室温下 100 mL pH=2 的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述 正确的是(  ) A.加水稀释至溶液体积为 10 000 mL,醋酸溶液的 pH 变为 4 B.温度都升高 20 ℃后,两溶液的 pH 不再相等 C.加水稀释至溶液体积为 200 mL 后,两种溶液中 c(OH-)都减小 D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气体积可用右图表示 解析 A 选项中醋酸是弱酸,存在电离平衡,加水稀释至 10 000 mL 时,pH<4; C 选项中加水稀释时,两种溶液中 c(OH-)都增大;D 选项中 pH 相等的醋酸和盐 酸,醋酸的浓度大于盐酸,二者和足量的锌反应得到的氢气体积不相等。 答案 B 2.(2017·浙江台州选考评估)常温下,现有体积相同、pH 均为 2 的盐酸和醋酸溶 液,下列说法不正确的是(  ) A.盐酸中的 c(Cl-)与醋酸溶液中的 c(CH3COO-)相等 B.分别与足量 CaCO3 反应,放出的 CO2 一样多 C.分别用水稀释相同倍数,n(Cl-)<n(CH3COO-) D.分别将两溶液升温至 80 ℃ ,醋酸溶液的 pH 变小,盐酸的 pH 不变(不考虑挥 发) 解析 A.pH=2,则 c(H+)=10-2 mol/L,由于 HCl=H++Cl-;CH3COOH H++CH3COO-。根据电离方程式可知 c(H+)=c(Cl-)=c(CH3COO-),正确;B. 由于醋酸是一元弱酸,所以 c(CH3COOH)>c(HCl),所以常温下等体积等 pH 的两 种溶液与足量 CaCO3 反应,放出的 CO2 醋酸多,错误;C.由于醋酸是弱酸,在 溶液中存在电离平衡,加水稀释电离平衡正向移动,使溶液中 n(CH3COO-)增大, 而 n(Cl-)不变,则 n(Cl-)<n(CH3COO-),正确;D.醋酸是弱酸,升高温度,醋 酸电离程度增大,所以分别将两溶液升温至 80 ℃ ,醋酸溶液的 pH 变小;升高 温度盐酸中 H+浓度基本不变所以 pH 不变,D 正确。 答案 B 3.现有 pH=2 的醋酸溶液甲和 pH=2 的盐酸乙,请根据下列操作回答问题: (1)取 10 mL 的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________移动(填“向 左”、“向右”或“不”);另取 10 mL 的甲溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假 设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中 c(H+)/c(CH3COOH) 的比值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。 (2)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)________pH(乙)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)。 (3)各取 25 mL 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)________V(乙)。 (4)取 25 mL 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+)________c(CH3COO-)。 解析 (1)已知醋酸是弱酸,弱电解质越稀越电离,所以加入水后,醋酸的电离 平衡向右移动;当加入少量无水醋酸钠固体时,c(CH3COO-)增大,使醋酸的电 离平衡逆向移动,溶液中的 c(H+)减小,c(CH 3COOH)增大,所以溶液中 c(H +)/c(CH3COOH)的比值将减小。 (2)相同条件下,取等体积的等 pH 的甲、乙两溶液,各稀释 100 倍,甲是弱酸, 稀释过程中醋酸的电离度增大,会继续电离出 H+,实际溶液中 c(H+)要大于原 来的 1/100,而乙是强酸,稀释后溶液中 c(H+)等于原来的 1/100,所以稀释后 pH(甲)<pH(乙)。 (3)等 pH 的酸甲不完全电离,有未电离的酸,而酸乙完全电离,故相同 pH 时, 弱酸中和碱的能力要远大于强酸,所以消耗的 NaOH 溶液的体积 V(甲)大于 V(乙)。 (4)在甲溶液中加入等体积 pH=12 的 NaOH 溶液,溶液中存在 c(Na+)+c(H+)= c(CH3COO-)+c(OH-),因为反应后 CH3COOH 过量,此时溶液显酸性,c(H+)> c(OH-),则 c(Na+)<c(CH3COO-)。 答案 (1)向右 减小 (2)小于 (3)大于 (4)小于 【方法技巧】 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较方法 1.明确比较的前提、溶液中存在的相同点和不同点 如:(1)等体积 0.1 mol/L 盐酸和 0.1 mol/L 醋酸; (2)等体积 pH=2 的盐酸和 pH=2 的醋酸。 (1)中:比较的前提是溶质的物质的量浓度相等、体积相等 相同点:溶质的物质的量相等 不同点:盐酸溶液中 c(H+)远大于醋酸溶液中 c(H+);盐酸溶液中不存在 HCl 分 子,醋酸溶液中既存在 CH3COOH 分子,又存在 CH3COOH 电离产生的离子。 (2)中:比较的前提是:体积相等、pH 相等 相同点:盐酸溶液中 c(H+)等于醋酸溶液中 c(H+) 不同点:盐酸中溶质的物质的量远远小于醋酸溶液中溶质的物质的量。 2.比较的依据 (1)比较反应的快慢取决于溶液中 c(H+)的大小; (2)比较消耗反应物的多少或生成产物的多少,取决于溶质的物质的量多少; (3)弱酸存在电离平衡的移动。 考点三 电离度和电离平衡常数 [主干精讲] 1.电离度 (1)表达式:α=已电离弱电解质分子数 原弱电解质分子数 ×100% (2)影响因素:①温度:在其他条件不变时,升高溶液温度,电离平衡向电离方 向移动,电离度增大。 ②浓度:其他条件不变时,增大弱电解质溶液浓度,平衡向电离方向移动,但电 离度减小。若降低弱电解质溶液浓度,平衡向电离方向移动,电离度增大。 ③其他电解质的加入:如同离子效应,加入与弱电解质电离有相同离子的强电解 质时,会使弱电解质电离度降低。 2.电离平衡常数 (1)表达式 ①对于一元弱酸 HA:HA H++A-,电离常数 Ka=c(H+)·c(A-) c(HA) 。 ② 对 于 一 元 弱 碱 BOH : BOH B + + OH - , 电 离 常 数 Kb = c(B+)·c(OH-) c(BOH) 。 ③碳酸电离方程式是 H2CO3 H++HCO-3 ,HCO-3 H++CO2-3 。 电离平衡常数表达式:Ka1=c(H+)·c(HCO) c(H2CO3) ,Ka2=c(H+)·c(CO) c(HCO) 。 且 Ka1>Ka2。 (2)特点:①电离常数只与温度有关,升温,K 值变大。 K越大→越易电离→酸碱性越强 (3)电离常数的应用 ①比较弱电解质的相对强弱。相同温度下,弱酸的 Ka 越大,则酸性越强,物质 的量浓度相同时,c(H+)越大,电离程度越大。 ②比较多元弱酸溶液中 c(H+)大小。多元弱酸是分步电离的,且 K1≫K2≫K3,原 因是第一步电离产生的 H+对第二步、第三步电离起到抑制作用,比较溶液中 c(H +)大小时,只考虑第一步电离即可。 ③Ka 大的酸能与 Ka 小的酸对应的盐溶液反应,反之不反应。 ④计算电离度(以一元弱酸 HA 为例) K 电离= c·α2 c酸·(1-α)= c酸·α2 (1-α),因为 α 很小, 所以(1-α)≈1,即 K 电离=c 酸·α2。 所以 α= K电离 c酸 。 另外:c(H+)=c 酸·α; c(H+)= K电离·c酸。 [典例剖析] 【例 1】 (2017·杭州二中高二期中)在 100 mL 0.1 mol·L -1 的醋酸溶液中,欲使 醋酸的电离程度增大,H+浓度也增大,可采用的方法是(  ) A.升高一定的温度 B.加入 100 mL 0.1 mol·L-1 的醋酸溶液 C.加入少量的 0.5 mol·L-1 的硫酸 D.加入少量的 1 mol·L-1 的 NaOH 溶液 解析 A.醋酸是弱电解质,醋酸的电离是吸热反应,升高温度促进醋酸电离,氢 离子浓度增大,所以符合条件,故 A 正确;B.向溶液中加入相同浓度的醋酸溶 液,氢离子浓度不变,所以不符合条件,故 B 错误;C.向溶液中加入少量硫酸, 氢离子浓度增大,抑制醋酸电离,电离程度减小,所以不符合条件,故 C 错误; D.向溶液中加入少量氢氧化钠溶液,氢氧根离子和氢离子反应,所以促进醋酸电 离,但氢离子浓度降低,故 D 错误;故选 A。 答案 A 【例 2】 [2017·金华市义乌中学高三(上)月考]25 ℃时,部分弱酸的电离平衡常 数如下表: 弱酸 CH3COOH HCN H2CO3 电离平衡常数 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 下列有关说法正确的是(  ) A.等物质的量浓度溶液的 pH 关系为 pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa) B.a mol·L-1HCN 溶液与 b mol·L-1NaOH 溶液等体积混合后,所得溶液中:c(Na +)>c(CN-),则 a 一定小于 b C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性先增大后减小 D.NaHCO3 和 Na2CO3 的混合液中:c(Na+)+c(H+)===c(HCO-3 )+c(CO2-3 ) 解析 A.由表格中的数据可知,醋酸电离平衡常数最大,酸性最强,则酸性越强, 盐的水解越弱,所以等物质的量浓度溶液的 pH 关系为 pH(Na2CO3)>pH(NaCN) >pH(CH3COONa),故 A 错误;B.等浓度时生成 NaCN,CN-离子水解,则 c(Na +)>c(CN-),所以 c(Na+)>c(CN-)时,a 不一定小于 b,故 B 错误;C.往冰醋酸 中逐滴加水,离子浓度增大,后来水的体积增大的多,离子浓度减小,所以溶液 的导电性先增大后减小,故 C 正确;D.NaHCO3 和 Na2CO3 的混合液中存在电荷 守恒为 c(Na+)+c(H+)=c(HCO-3 )+2c(CO2-3 )+c(OH-),故 D 错误。 答案 C 【例 3】 常温下,已知 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+HNO 2===HCN+NaNO 2 ②NaCN+HF===HCN+NaF ③NaNO 2+ HF===HNO2+NaF。常温下,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①、③两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 解析 由三个反应可知,酸性:HF>HNO2>HCN,电离平衡常数越大,酸性越 强。 答案 B [考点精练] 1.(2015·浙江鄞州鄞江中学月考)已知醋酸达到电离平衡后,改变某条件,电离平 衡向正反应方向移动,则下列说法正确的是(  ) A.醋酸的电离程度一定变大 B.溶液的导电能力一定变强 C.溶液的 pH 一定减小 D.发生电离的分子总数增多 解析 当增大醋酸的浓度时,平衡向正反应方向移动,但电离程度减小,A 错误; 若稀释醋酸,平衡右移,但 cH+)、c(CH3COO-)均变小,导电能力减弱,B 错误; 当向溶液中加碱时,c(H+)变小,pH 增大,平衡右移,C 错误;无论什么条件使 平衡向右移动,一定会使发生电离的分子总数增多,D 正确。 答案 D 2.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 解析 HA 电离出的 c(H+)=0.1 mol/L×0.1%=1×10-4 mol/L,则 pH=-lg 10- 4=4,故 A 正确;B.温度升高促进弱酸的电离,H+浓度变大,则 pH 变小,故 B 错误;C.由 HA H++A-,Ka=10-4 × 10-4 0.1 =1×10-7,故 C 正确;D.HA 电离出的 c(H+)=1×10-4 mol·L-1,水电离出 c(H+)=10-10 mol·L-1,则由 HA 电离出的 c(H+)约为水电离出的 c(H+)的 106 倍,故 D 正确。 答案 B 3.(2016·宁波 3 月模拟)已知 25 ℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表: 弱电解质化学式 CH3COOH HCN H2CO3 NH3·H2O 电离平衡常数 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 1.8×10-5 根据上表中数据回答下列问题: (1)CH3COO - 、 CN - 、 CO 2-3 结 合 质 子 ( 即 H + ) 的 能 力 大 小 顺 序 为 ____________________________;25 ℃时,有等浓度的①CH 3COONa 溶液、 ②NaCN 溶液、③NaHCO3 溶液,三种溶液的 pH 由大到小的顺序为________(填 序号)。 (2)NaCN 溶 液 中 通 入 少 量 二 氧 化 碳 , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________。 (3)室温下,向盛一定量稀氨水的烧杯中逐滴加入物质的量浓度相同的醋酸,当 恰好中和时,溶液的 pH________(填“>”“<”或“=”)7。 解析 本题主要考查弱电解质的电离平衡、盐类水解。(1)弱酸电离平衡常数越 小,说明此弱酸越弱,越难电离成离子,其酸根的阴离子越易结合质子形成弱酸 分子,从表中数据可以看出酸性:HCO-3 CN->CH3COO-,弱酸的酸性越弱,对应阴离子的水解 程度越大,等浓度时,其钠盐的 pH 越大,酸性:CH3COOH>H2CO3>HCN,所 以等浓度的钠盐的 pH 由大到小为②③①。(2) 根据强酸制取弱酸的反应原理写 离子方程式,由于酸性:H2CO3>HCN>HCO-3 ,少量二氧化碳通入 NaCN 溶液中, 发生如下反应:CO2+H2O+CN-===HCO-3 +HCN。(3)稀氨水与醋酸恰好反应 生成 CH3COONH4,由于 NH3·H2O 与醋酸的电离平衡常数相等,所以铵根离子 和醋酸根离子的水解平衡常数也相同,二者水解后溶液显中性。 答案 (1)CH 3COO - ② B.c(CH3COO-):①>② C.c(CH3COOH)+c(CH3COO-):①=② D.c(CH3COO-)+c(OH-):①<② 解析 A.醋酸是弱酸,则②中 CH3COOH 的浓度大于①中 CH3COOH 的浓度,故 错误;B.因为醋酸是弱酸,①中 pH>2,①中 c(H+)<②中 c(H+),因此有 c(CH3COO -):①<②,故错误;C.根据物料守恒,①<②,故错误;D.根据电荷守恒,c(H +)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据选项 B 的分析,因此是①<②,故正确。 答案 D 5.(2016·10 月)为证明醋酸是弱电解质,下列方法不正确的是(  ) A.测定 0.1 mol·L-1 醋酸溶液的 pH B.测定 0.1 mol·L-1CH3COONa 溶液的酸碱性 C.比较浓度均为 0.1 mol·L-1 盐酸和醋酸溶液的导电能力 D.比较相同物质的量浓度的 NaOH 溶液和醋酸溶液恰好反应完全时消耗两溶液 的体积 解析 A 项,常温下,测得 pH>1,说明醋酸是弱酸,正确;B 项,测得 CH3COONa 溶液呈碱性,说明 CH3COO-水解,即 CH3COOH 为弱酸,正确;C 项,同浓度 的 CH3COOH 和盐酸,后者导电能力强,说明 CH3COOH 是弱酸,正确;D 项, 两者体积相同,无法比较。 答案 D 6.(2016·浙江嘉兴一中高二化学测试)对于氨水的电离,下列哪个量只随温度变化 而变化 (  ) A.溶液的 pH 值 B.电离度 C.电离平衡常数 D.平衡后,氨水的电离速率 解析 A 项,NH3·H2O 是弱电解质,它的电离是微弱的,吸热的可逆过程,向 氨水中加入少量的烧碱,会抑制氨水的电离,溶液的 pH 值会发生变化,电离度 会减小,A 错误;B 错误;C 项,电离平衡常数只受温度影响,温度升高,平衡 常数增大,C 正确;D 项,平衡后,氨水的电离速率受温度,浓度等因素影响, 选 C。 答案 C 7.(2016·浙江 9 月学考)一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率, 且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的(  ) ①NaOH(固体) ②H2O ③HCl ④CH3COONa(固体) A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 解析 ①NaOH 固体能与盐酸反应,减小生成氢气的总量,故①错误;②加入 H2O 使盐酸溶液的浓度降低,反应速率减小,且不影响生成氢气的总量,故②正 确;③加入 HCl,使盐酸浓度增大,反应速率加快,但生成氢气的总量增加,故 ③错误;④CH3COONa 固体与盐酸反应生成弱电解质,溶液 H+离子浓度降低, 但不影响生成氢气的总量,故④正确;所以以上正确的有:②④,故选 D。 答案 D 8.(2016·浙江余姚中学高二上学期期中考试)将浓度为 0.1 mol/L HF 溶液加水不 断稀释,下列各量始终保持增大的是 (  ) A.c(H+) B.Ka(HF) C. c(F-) c(OH-) D.c(H+) c(HF) 解析 HF 是弱酸,在溶液中存在电离平衡:HF H++F-。A 项,加水稀 释,促进电离,但平衡移动使 c(H+)增大的趋势小于稀释使 c(H+)减小的趋势, 所以溶液中 c(H+)减小,错误;B 项,电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大 小的物理量,它只受温度的影响,温度不变,电离平衡常数不变,错误;C 项, 在 HF 溶液中存在电离平衡:HF H ++F -,Ka =c(H+)·c(F-) c(HF) ,则 c(F-) c(OH-)=c(H+)·c(F-) Kw =Ka·c(HF) Kw ,加水稀释,促进 HF 的电离,c(HF) 降低,则 c(F-) c(OH-)减小,错误;D 项,对于电离平衡:HF H++F-,同 一溶液,体积相同,因此有 c(H+)/c(HF)=n(H+)/n(HF),加水稀释促进电离,n(H +)增大,n(HF)减小,c(H+)/c(HF)增大,正确。 答案 D 9.(2016·金华武义高二期末)已知:二元酸 H2R 的电离方程式是:H2R===H++HR -,HR- R2-+H+,若 0.1 mol·L-1 NaHR 溶液的 c(H+)=a mol·L -1,则 0.1 mol·L-1H2R 溶液中 c(H+)是(  ) A.小于 (0.1+a) mol·L-1 B.大于 (0.1+a) mol·L-1 C.等于 (0.1+a) mol·L-1 D.等于 2a mol·L-1 解析 根据电离方程式知,HR-只电离不水解,0.1 mol·L-1 NaHR 溶液的 c(H+) =a mol·L-1,则 HR-电离出氢离子浓度为 a mol/L,H2A 第一步电离出的氢离子 抑制第二步电离,0.1 mol·L-1H2R 溶液中 c(H+)小于 (0.1+a) mol·L-1。 答案 A 10.(2016·杭州西湖高三期末)根据下表,下列说法正确的是(  ) 化学式 电离常数(25 ℃) CH3COOH Ka=1.8×10-5 H2SO3 Ka1=1.23×10-2 Ka2=6.6×10-8 NH3·H2O Kb=1.8×10-5 A.25 ℃时,pH=3 的醋酸和 pH=11 的氨水等体积混合后,混合液中水的电离是 被促进的 B.Na2SO3 溶 液 中 滴 加 足 量 醋 酸 , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 : SO2-3 + 2CH3COOH===SO2↑+H2O+2CH3COO- C.NaHSO3 溶液呈酸性,是因为 Kw/Ka1>Ka2 D.0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液与等浓度等体积的 CH3COONa 混合后,溶液中的 微粒存在以下关系:c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-) 解析 A.pH=3 的醋酸和 pH=11 的氨水等体积混合后,得到的是醋酸铵溶液, 能 双 水 解 的 盐 类 , 水 的 电 离 是 被 促 进 的 , 故 A 正 确 ; B. 若 SO2-3 + 2CH3COOH===SO2↑+H2O+2CH3COO-,说明酸性:CH3COOH>H2SO3,这 和 CH3COOH 的 Ka=1.8×10-5、H2SO3 的 Ka1=1.23×10-2,矛盾,故 B 错误; C.NaHSO3 溶液呈酸性,亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度,而 Kw/Ka1> Ka2 说明亚硫酸氢根离子的水解程度大于电离程度,故 C 错误;D.0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液与等浓度等体积的 CH3COONa 混合后,溶液中存在物料守恒 2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH -)+c(CH3COO-),整理两式子,得到:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+ 2c(OH-),故 D 错误。 答案 A 11.(2017·金华东阳中学高二期末)氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且 HClO 的 杀菌能力比 ClO-强。25 ℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系: Cl2(g) Cl2(aq)K1=10-1.2 Cl2(aq)+H2O HClO+H++Cl-K2=10-3.4 HClO H++ClO-Ka=? 其中 Cl2(aq)、HClO 和 ClO-分别在三者中所占分数(α)随 pH 变化的关系如图所 示。下列表述正确的是(  ) A.Cl2(g)+H2O 2H++ClO-+Cl- K=10-10.9 B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH- ) C.用氯处理饮用水时,pH=7.5 时杀菌效果比 pH=6.5 时差 D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好 解析 A 项,取图像上两曲线的一个交点(pH=7.5),HClO H++ClO-,Ka =c(H+)·c(ClO-) c(HClO) ,由于 c(ClO-)=c(HClO),所以 Ka=c(H+)=10-7.5,将 三个方程式相加可得,Cl2(g)+H2O 2H++ClO-+Cl-,则 K=K1·K2·Ka=10 -4.6×Ka=10-12.1,错误;B 项,在氯处理水体系中,根据电荷守恒有 c(H+)=c(ClO -)+c(Cl-)+c(OH-),由于 Cl2+H2O H++Cl-+HClO,HClO H++ ClO-,则 c(Cl-)>c(HClO),故 c(H+)>c(ClO-)+c(HClO)+c(OH-),错误;C 项, 由图可知,pH=7.5 时的 HClO 比 pH=6.5 的 HClO 的含量少,即 pH=7.5 时杀 菌效果差,正确;D 项,由于弱电解质电离是吸热的,夏季温度高,氯的溶解能 力变差且 HClO 易电离,同时也易分解,故夏季杀菌效果比在冬季差,错误。 答案 C 12.(2017·台州三门县高二期末)将 NaOH 稀溶液滴入稀醋酸中,下列各图表示混 合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是(  ) 解析 A 项,NaOH 溶液和醋酸发生中和反应,反应放热,当酸反应完全后,再 加碱,相当于往热水中加入冷水,温度降低,正确。B 项,向稀醋酸中滴加 NaOH 稀溶液,酸性减弱,pH 增大,滴定终点附近 pH 出现突跃,正确。C 项,向稀 醋酸中滴加 NaOH 稀溶液,相当于弱电解质变成强电解质,因此溶液的导电能 力增强,正确。D 项,最初滴加的 NaOH 与 CH3COOH 发生反应,当 NaOH 溶 液滴加到一定量后曲线才会上扬,错误。 答案 D 二、非选择题 13.[2017·嘉兴当湖中学高二(上)期中]在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶 液的导电能力 I 随加入水的体积 V 变化的曲线如图所示。请回答: (1)“O”点导电能力为 0 的理由是___________________________; (2)a、b、c 三点溶液中 c(H+)由小到大的顺序为________; (3)a、b、c 三点中醋酸电离度最大的是________; (4)若使 c 点溶液的 c(CH3COO-)提高,在如下措施中可采取________(填标号) A.加盐酸 B.加浓醋酸 C.加入固体 KOH D.加水 E.加固体 CH3COONa F.加 Zn 粒 (5)25 ℃时,0.1 mol/L H2SO4 中的 HSO -4 的电离度小于 0.1 mol/L NaHSO4 中 HSO -4 的电离度的原因是_________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析 (1)溶液的导电性与离子浓度有关,离子浓度越大,导电性越强,冰醋酸 中没有自由移动的离子,所以冰醋酸不导电;(2)由于导电能力越强,溶液中离 子浓度越大,氢离子浓度越大;(3)越稀越电离,水的量越大醋酸电离度越大, 所以电离程度最大的是 c;(4)A.加盐酸,氢离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆移, c(CH3COO-)减小,故 A 错误;B.加浓醋酸溶液中离子浓度增大,醋酸根离子浓 度相应增大,故 B 正确;C.加入固体 KOH,消耗氢离子,则醋酸的电离平衡正 移,c(CH3COO-)增大,故 C 正确;D.加水稀释,促进醋酸的电离,但是溶液体 积增大程度大,c(CH3COO-)减小,故 D 错误;E.加固体 CH3COONa,c(CH3COO -)增大,故 E 正确;F.加 Zn 粒,Zn 与氢离子反应,氢离子浓度减小,则醋酸的 电离平衡正移,c(CH3COO-)增大,故 F 正确;(5)硫酸溶液中,硫酸第一步电离 出氢离子,第二步又电离出氢离子,第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离, 而硫酸氢钠溶液中硫酸氢根离子只有一步电离,所以 0.1 mol/L H2SO4 中的 HSO -4 的电离度小于 0.1 mol/L NaHSO4 中 HSO -4 的电离度。 答案 (1)在“O”点处醋酸未电离,无离子存在 (2)c<a<b (3)c (4)BCEF (5)硫酸的第一步电离抑制了硫酸氢根离子的电离 14.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________。 解析 解答本题要注意以下四点:(1)HCl、H2SO4 都是强酸,但 H2SO4 是二元酸。 (2)CH3COOH 是弱酸,在水溶液中不能完全电离。(3)中和碱的能力,与 Zn 反应 产生 H2 的量与酸能提供的 n(H+)总有关。(4)其他条件相同时,反应速率与 H+浓 度有关。 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 15.(2016·浙江省嘉兴、杭州、宁波五校高三第一次联考)已知 H 2CO3 的 Ka1= 4.2×10-7 、Ka2=5.6×10-11;HClO 的 Ka=3.0× 10-8,HF 的 Ka=3.5×10-4。 (1)NaClO 溶 液 中 通 入 少 量 CO2 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________。 (2)在饱和氯水中加入 NaHCO3,直至溶液的黄绿色褪去,则发生反应的离子方程 式为______________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)常温下,将 pH 和体积都相同的氢氟酸和次氯酸分别加蒸馏水稀释,pH 随溶 液体积变化如图所示。 ①曲线Ⅰ为________稀释时 pH 的变化曲线。 ②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 __________体积较小。 (4)25 ℃时,将 0.40 mol·L -1 HCN 溶液与 0.20 mol·L-1 NaOH 溶液各 100 mL 混 合 后 , 测 得 溶 液 的 pH = a(a>7) 。 则 该 溶 液 中 所 有 离 子 浓 度 大 小 关 系 为 ________________;c(HCN)-c(CN-)=________mol·L -1。(假设混合后体积等 于两种溶液体积之和) 解析 (1)电离平衡常数越大,酸性越强,从题所给的电离平衡常数分析,酸性 强弱顺序为:H2CO3>HClO>HCO-3 ,次氯酸钠和二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸 氢钠,离子方程式:ClO-+CO2 +H2O===HClO+HCO-3 。(2)饱和氯水中存在 氯气和水的反应生成盐酸和次氯酸,加入碳酸氢钠,盐酸与其反应生成氯化钠和 二氧化碳和水,氯气与水的反应平衡不断的正向移动,直到氯气反应完,离子方 程式为:Cl2+H2O H++Cl-+HClO H++HCO-3 ===H2O+CO2↑(或 Cl2 +HCO-3 ===Cl-+HClO+CO2↑)。(3)①氟化氢的酸性比次氯酸强,所以加水稀 释,溶液的 pH 变化比较大,所以曲线Ⅰ为 HF。 ②两溶液的 pH 相等,但次氯 酸的电离程度比氟化氢小,所以次氯酸的浓度比氟化氢的大,中和等体积等浓度 的氢氧化钠时消耗次氯酸少。(4)二者反应后得到等物质的量浓度的 HCN、 NaCN,溶液显碱性,说明 CN-水解程度大于 HCN 的电离程度,所以离子浓度 顺序为:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);根据电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(OH -)+c(CN-), 物料守恒 2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),两式联立,消去钠离子,则 得到 c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)]=2×(10a-14-10-a) mol·L-1。 答案 (1)ClO-+CO2 +H2O===HClO+HCO-3 (2)Cl2 +H2O H ++Cl -+HClO  H ++HCO-3 ===H2O +CO2↑( 或 Cl2 + HCO-3 ===Cl-+HClO+CO2↑) (3)①HF ②HClO (4)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+) 2×(10a-14-10-a)
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