高考化学总复习专题八阶段验收含解析苏教版
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高考化学总复习专题八阶段验收含解析苏教版
[教材基础—自热身]
1.弱电解质
(1)概念
(2)电离方程式的书写
①强电解质用“===”号,弱电解质用“”号。
②多元弱酸,分步电离,分步书写且第一步电离程度远远大于第二步的电离程度,如H2CO3:H2CO3H++HCO-3、HCO-3H++CO2-3。
③多元弱碱,分步电离,一步书写,如Fe(OH)3:
Fe(OH)3Fe3++3OH-。
④酸式盐
在水溶液中,强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐中酸式酸根离子不完全电离。
如NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SO2-4
NaHCO3:NaHCO3===Na++HCO-3
在熔融状态时NaHSO4===Na++HSO-4。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下,弱电解质的分子电离成离子
的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中的分子和离子的浓
度都保持不变时的状态。
平衡建立过程的vt图像如图所示。
(2)电离平衡的特征
3.影响电离平衡的因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因:浓度、温度、加入试剂等。
①温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。
②浓度:稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大。
③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。
④加入与离子反应的物质:电离平衡向右移动,电离程度增大。
4.电离度
(1)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。
(2)表达式:α=已电离的弱电解质的浓度
弱电解质的初始浓度
×100%。
(3)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。
[知能深化—扫盲点]
以CH 3COOH H ++CH 3COO -
ΔH >0为例,判断外界条件对电离平衡的影响
改变条件 平衡移动方向
n (H +
)
c (H +
)
导电能力 K a
电离程度 加水稀释 → 增大 减小 减弱 不变 增大 加入少量冰
醋酸 → 增大 增大 增强 不变 减小 通入HCl(g) ← 增大 增大 增强 不变 减小 加入NaOH(s) → 减小 减小 增强 不变 增大 加入镁粉 → 减小 减小 增强 不变 增大 升高温度 →
增大
增大
增强
增大
增大
[对点练] 已知0.1 mol·L
-1
的醋酸溶液中存在电离平衡:CH 3COOH CH 3COO -+H +
,要使溶液中
c H +c CH 3COOH
的值增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水 A .①②
B .①③ C.②④ D .③④
解析:选C 四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动,但①③项会使 c H +
c CH 3COOH
的
值减小。
[题点全练—过高考]
题点一弱电解质电离平衡的特点
1.在醋酸溶液中,CH3COOH的电离达到平衡的标志是( )
A.溶液显电中性
B.溶液中无CH3COOH分子
C.氢离子浓度恒定不变
D.c(H+)=c(CH3COO-)
解析:选C 醋酸溶液中存在的电离平衡有:CH3COOH CH3COO-+H+,H2O H++OH-,阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数永远相等,与是否达到电离平衡无关,A错误;CH3COOH是弱电解质,溶液中一定存在CH3COOH分子,B错误;依据电离方程式,不管是否达到平衡,都有c(H+)>c(CH3COO-),D错误;氢离子浓度恒定不变时,电离达到平衡,C正确。
2.下列有关电离平衡的叙述正确的是( )
A.电离平衡是相对的、暂时的,外界条件改变时,平衡就会发生移动
B.电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡
C.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
D.电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等
解析:选A 电离平衡是化学平衡的一种,达到平衡时,反应仍在进行,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,各分子和离子的浓度不再变化,与分子和离子浓度是否相等没有关系,所以只有A正确。
题点二影响电离平衡的外界因素
3.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O NH+4+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,可采取的措施是( )
①加入少量NH4Cl固体②加入少量硫酸③加入少量NaOH固体④加水稀释⑤加热⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
解析:选C 若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH+4)增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,①错误;硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,②错误;当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,符合题意,③正确;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,但c(OH-)减小,④错误;电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,c(OH-)增大,⑤错误;加入MgSO4固体发生反应Mg2++2OH -===Mg(OH)
c(OH-)减小,⑥错误。
2↓,溶液中
4.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变
化可以确定滴定反应的终点。
右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH
溶液的滴定曲线示意图。
下列示意图中,能正确表示用NH 3·H 2O 溶液滴定HCl 和CH 3COOH 混合溶液的滴定曲线的是( )
解析:选D HCl 为强电解质,CH 3COOH 为弱电解质,滴加NH 3·H 2O ,先与HCl 反应,生成同样为强电解质的NH 4Cl ,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。
当HCl 被中和完后,继续与CH 3COOH 弱电解质反应,生成CH 3COONH 4,为强电解质,所以电导率增大。
HCl 与CH 3COOH 均反应完后,继续滴加弱电解质NH 3·H 2O ,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。
5.下列关于常温下pH =2的醋酸溶液的叙述正确的是( ) A .c (CH 3COOH)=0.01 mol·L -1
B .c (H +
)=c (CH 3COO -
) C .加水稀释100倍后,pH =4
D .加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离
解析:选D 醋酸为弱酸。
A 项,c (CH 3COOH)>0.01 mol·L -1
,错误;B 项,c (H +
)>c (CH 3COO
-
),错误;C 项,pH <4,错误。
[教材基础—自热身]
1.表达式
(1)一元弱酸HA 的电离常数:根据HA H +
+A -
,可表示为K a =c H +·c A -
c HA。
(2)一元弱碱BOH 的电离常数:根据BOH B +
+OH -
,可表示为K b =c B +·c OH -
c BOH。
2.特点
电离常数只与温度有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是吸热的,故温
度升高,K 增大。
多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K 1≫K 2……,所以其酸性主要决定于第一步电离。
3.意义
相同条件下,K 值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的酸性或碱性相对越强。
4.影响因素
[知能深化—扫盲点]
以弱酸HX 为例:
(1)已知c (HX)和c (H +
),求电离平衡常数。
HX
H +
+ X -
起始:c (HX) 0 0 平衡:c (HX)-c (H +
) c (H +
) c (X -
)
则:K =c H +·c X -c HX -c H +=c 2H +
c HX -c H +
(2)已知c (HX)和电离平衡常数,求c (H +
)。
HX
H +
+ X -
起始:c (HX) 0 0 平衡:c (HX)-c (H +
) c (H +
) c (X -
)
则:K =c H +·c X -c HX -c H +=c 2H +
c HX -c H +
c (H +)=K ·[c HX -c H +]
[对点练]
1.在25 ℃下,将a mol·L -1
的氨水与0.01 mol·L -1
的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c (NH +
4)=c (Cl -
),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a 的代数式表示NH 3·H 2O 的电离常数K b =______________。
解析:由溶液的电荷守恒可得:c (H +
)+c (NH +
4)=c (Cl -
)+c (OH -
),已知c (NH +
4)=c (Cl -
),则有c (H +
)=c (OH -
),所以溶液显中性;电离常数只与温度有关,则此时NH 3·H 2O 的电离常数
K b =c NH +4
·c OH -c NH 3·H 2O =0.005×10-7a 2
-0.005
=10-9
a -0.01。
答案:中 10
-9
a -0.01
2.(2016·全国卷Ⅱ节选)联氨(又称联肼,N 2H 4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________(已知:N 2H 4+H
+
N 2H +5的K =8.7×107;K w =1.0×10
-14
)。
联氨与
硫酸形成的酸式盐的化学式为____________________________________________。
解析:将H 2O H ++OH - K w =1.0×10
-14
、N 2H 4+H
+
N 2H +5 K =8.7×107
相加,可得:
N 2H 4+H 2O
N 2H +
5+OH -
K a1=K w ·K =1.0×10
-14
×8.7×107
=8.7×10-7。
类比NH 3与H 2SO 4形
成酸式盐的化学式NH 4HSO 4可知,N 2H 4与H 2SO 4形成的酸式盐的化学式应为N 2H 6(HSO 4)2。
答案:8.7×10-7
N 2H 6(HSO 4)2
根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断:
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
(4)判断微粒浓度比值的变化
弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但电离常数不变,考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如:0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加水稀释,c CH3COO-
c CH3COOH
=
c CH3COO-·c H+
c CH3COOH·c H+
=
K a c H+,加水稀释时,c(H+)减小,K a值不变,则
c CH3COO-
c CH3COOH
增大。
[对点练]
3.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式CH3COOH H2CO3HClO
电离平衡常数 1.7×10-5K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)同浓度的CH3COO-、HCO-3、CO2-3、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(4)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
①c CH3COOH
c H+
_______;②
c CH3COO-·c H+
c CH3COOH
________;
③c CH3COO-
c CH3COOH
_______;④
c CH3COO-
c CH3COOH·c OH-
_______。
(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变化如图所示,则HX的电离平衡常数
________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;理由是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)CH 3COOH >H 2CO 3>HClO (2)CO 2-
3>ClO -
>HCO -
3>CH 3COO -
(3)ClO -
+CO 2+H 2O===HClO +HCO -
3 (4)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
(5)大于 稀释相同倍数,HX 的pH 变化比CH 3COOH 的pH 变化大,酸性强,电离平衡常数大
[题点全练—过高考]
题点一 电离常数的计算
1.(2016·浙江高考)苯甲酸钠(COONa ,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。
研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A -。
已知25 ℃时,HA 的K a =6.25×10-5
,H 2CO 3的K a1=4.17×10
-7
,K a2=4.90×10
-11。
在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA 外,还需加压充入CO 2气体。
下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分)( )
A .相比于未充CO 2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B .提高CO 2充气压力,饮料中c (A -
)不变 C .当pH 为5.0时,饮料中
c HA
c A -
=0.16
D .碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为c (H +
)=c (HCO -
3)+c (CO 2-
3)+c (OH -
)-c (HA) 解析:选C 充入CO 2的碳酸饮料中H +
浓度大,易形成抑菌能力强的HA ,故碳酸饮料抑菌能力强,A 项错误;提高CO 2的充气压力,能够增大CO 2的溶解度,溶液中H +
浓度增大,与A
-
结合生成难电离的HA ,饮料中c (A -
)减小,B 项错误;根据电离平衡常数的关系式可得
c H +·c A -c HA =6.25×10-5
,整理得c HA c A -=c H +6.25×10
-5=0.16,
C 项正确;根据电荷守恒得c (H +
)+c (Na +
)=c (A -
)+2c (CO 2-
3)+c (OH -
)+c (HCO -
3),根据物料守恒得c (Na +
)=c (A -
)+c (HA),将c (Na +
)=c (A -
)+c (HA)代入电荷守恒关系式可得c (H +
)+c (HA)=2c (CO 2-
3)+c (OH
-
)+c (HCO -
3),D 项错误。
2.电离常数是用实验的方法测定出来的。
现已经测得 25 ℃ 时c mol·L
-1
的醋酸溶液
中c (H +
)=a mol·L -1
,试用a 、c 表示该温度下醋酸的电离常数K =____________。
解析:电离平衡常数K =c H +·c CH 3COO -c CH 3COOH =a 2c -a。
答案:
a 2
c -a
3.常温下,将a mol·L -1
CH 3COONa 溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的b mol·L
-1
的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a 和b 的代数式表示醋酸的电离常数
K a =______________。
解析:由电荷守恒和物料守恒可得
⎩
⎪⎨⎪⎧
c Na
++c H
+
=c Cl
-
+c OH -
+c CH 3COO
-
,
c Na +
=c
CH 3COOH +c
CH 3COO
-
,
所以c (CH 3COOH)=c (Cl -
) CH 3COOH
CH 3COO -
+ H +
b
2 mol·L -1 ⎝ ⎛⎭
⎪⎫a 2-b
2mol·L -1 10-7 mol·L -1 K a =10-7
×⎝ ⎛⎭⎪
⎫
a 2-
b 2b
2
=10-7a -b
b。
答案:
10-7
a -b
b
题点二 电离平衡常数的影响因素及应用
4.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ 电离常数K
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A .三种酸的强弱关系:HX >HY >HZ
B .反应HZ +Y -
===HY +Z -
能够发生
C .相同温度下,0.1 mol·L -1
的NaX 、NaY 、NaZ 溶液,NaZ 溶液pH 最大 D .相同温度下,1 mol·L -1
HX 溶液的电离常数大于0.1 mol·L -1
HX
解析:选B 根据表中电离常数大小关系可得酸的强弱关系为HZ >HY >HX ,可知A 、C 不正确,B 正确;电离常数只与温度有关,与浓度无关,D 不正确。
5.将浓度为 0.1 mol·L -1 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 .K a (HF) C.c F -c H + D.c H +
c HF
解析:选D A 项,在0.1 mol·L -1
HF 溶液中存在如下电离平衡:HF
H +
+F -
,加水
稀释,平衡向右移动,但c (H +
)减小;B 项, 电离常数与浓度无关,其数值在稀释过程中不变;C 项,加水后,平衡右移,但c (F -
)、c (H +
)都减小,由于溶液中存在电荷守恒,则c (F -
)
+c (OH -
)=c (H +
),则c F -c H +=c H +-c OH -c H +=1-c OH -c H
+
,由于c (H +)减小,c (OH -
)增大,故c F -c H +减小;D 项,变形后得K a HF c F
-
,稀释过程中c (F -
)逐渐减小,故其比值始终保持增大。
[知能深化—扫盲点]
1.相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例:
(1)加入足量的Zn,V(H2)与时间的变化曲线,见图1
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变化的曲线,见图2
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pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
以盐酸、醋酸为例:
(1)加入足量的Zn,V(H2)与时间的变化曲线,见图3
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变化的曲线,见图4
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。
[题后归纳]
一元强酸(HA)与一元弱酸(HB)的比较
浓度均为0.01
pH均为2
mol·L-1
pH或物质的量浓度2=pH HA<pH HB0.01 mol·L-1=c(HA)<c(HB) 开始与金属反应的速率HA>HB HA=HB
体积相同时与过量的碱反应消耗
HA=HB HA<HB
碱的量
体积相同时与过量活泼金属反应
HA=HB HA<HB
产生H2的量
c(A-)与c(B-)大小c(A-)>c(B-) c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化HA:不变
HB:变大
HA:不变
HB:变大
加水稀释10倍后3=pH HA<pH HB3=pH HA>pH HB>2
溶液的导电性HA>HB HA=HB
水的电离程度HA<HB HA=HB
[题点全练—过高考]
题点一强酸与弱酸的比较
1.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
编号①②③④
pH 11 11 3 3
溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸
A.在③、④溶液中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.将②、③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D.V1L④与V2L①溶液混合后,若混合后溶液显中性,则V1<V2
解析:选D 醋酸中加入醋酸钠晶体后,CH3COO-浓度增大,使醋酸的电离平衡向左移动,则c(H+)减小,pH增大,盐酸中加入醋酸钠,H+与CH3COO-结合生成弱电解质CH3COOH,使c(H +)减小,pH增大,A项正确;将②、③两溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液显酸性,B项正确;分别加水稀释10倍,假设NH3·H2O的电离平衡不移动,那么①、②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2O NH+4+OH-右移,则①pH>10,同理,醋酸稀释后pH<4,C项正确;V1L④与V2L①溶液混合后,若V1=V2,则氨水过量,溶液显碱性,所以溶液显中性时,氨水的体积应比盐酸的体积小,即V1>V2,D项错误。
2.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)等体积、等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:HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++SO2-4;CH3COOH H++CH3COO-。
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,三种酸中c(H+)由大到小的顺序为b>a>c。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,因随着NaOH溶液的加入,CH3COOH电离平衡右移,提供的H+和盐酸相同,中和NaOH 的能力盐酸和醋酸相同,而H2SO4提供的H+是它们的2倍,故b>a=c。
(3)c(H+) 相同时,醋酸溶液浓度最大,因醋酸为弱酸,电离程度小,H2SO4浓度为盐酸的一半,故c>a>b(或c>a =2b)。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,因HCl、H2SO4为强电解质,在溶液中完全电离,所以H+总的物质的量相同,故产生H2的体积相同。
CH3COOH为弱电解质,最终能提供的H+最多,生成的H2最多,故c>a=b。
(5)因开始时c(H+)相同,故a=b=c;因CH3COOH为弱酸,继续电离出H+,减弱了c(H+)的减小程度,故a=b>c。
(6)因CH3COOH为弱酸,加水稀释时电离平衡右移,减弱了c(H+)的减小程度,故c>a=b。
答案:(1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b(或c>a=2b)
(4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
题点二强弱电解质的相关图像
3.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液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( )
解析:选C 强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应的进行,中强酸会继续电离出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。
4.一元弱酸HA溶液中存在下列电离平衡:HA H++A-。
将1.0 mol HA分子加入水中配成1.0 L溶液,如图表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是( )
解析:选C 刚加入时HA浓度最大,后逐渐减小,故D错误;达到电离平衡时,HA与A -的物质的量浓度之和等于1.0 mol·L-1,故A、B错误。
题点三弱电解质的判断
5. pH=12的X、Y两种碱溶液各10 mL,分别稀释至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.若10<a<12,则X、Y都是弱碱
B.X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等
C.完全中和pH相同的X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积:V(X)>V(Y)
D.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
解析:选A 若X为强碱,则10 mL pH=12的X溶液稀释至1 000 mL,pH应该为10,故若10<a<12,则X、Y均为弱碱,A项正确;两种碱稀释相同倍数,pH变化不同,说明两种碱的强弱不同,则pH相同时,二者的物质的量浓度一定不同,B项错误;当pH相同时,c(X)<c(Y),所以完全中和这两种碱时,消耗相同浓度的盐酸的体积:V(X)<V(Y),C项错误;由图像数据可知,稀释后Y溶液的pH比X溶液的pH大,故Y溶液的碱性强,D项错误。
6.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞,NaNO2溶液显红色②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2中和碱的能力强④0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2 ⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体⑥c(H+)=0.1 mol·L-1的HNO2溶液稀释至1 000倍,pH<4 A.①⑤B.②⑤
C.③⑥D.③④
解析:选B NO-2水解,生成弱电解质HNO2和OH-,使酚酞试液显红色,①能证明;HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子的浓度小,并不能说明HNO2部分电离,②不能证明;等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中,HNO2中和碱能力强,0.1 mol·L-1 HNO2溶液的pH=2,都能说明HNO2部分电离,③④能证明;HNO2与CaCO3反应放出CO2气体,说明HNO2的酸性比H2CO3强,但并不一定是弱电解质,⑤不能证明;HNO2若是强酸,⑥中pH应等于4,故⑥能证明。
7.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。
分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为V x、V y,则( )
A.x为弱酸,V x<V y B.x为强酸,V x>V y
C.y为弱酸,V x<V y D.y为强酸,V x>V y
解析:选C 由图知:将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpH x=1,ΔpH y<1,所以x为强酸,y为弱酸。
pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH溶液至pH=7时消耗NaOH溶液的体积y比x大。
8.为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:0.1 mol·L -1醋酸溶液、0.1 mol·L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH
3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是________,理由是___________________________________。
(2)乙将pH=3的醋酸和盐酸,各取1 mL,用蒸馏水稀释到100 mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是________________________________________________________________________。
(3)丙分别取pH=3的盐酸和pH=3的醋酸各10 mL,然后分别加入质量相同的锌粒,醋酸放出H2的速率快,则认定醋酸是弱电解质,你认为这一方法正确吗?________(填“正确”或“不正确”)。
并说明理由:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞试液,也论证了醋酸是弱酸的事实,该同学的实验操作和现象是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案:(1)a>1 因醋酸是弱酸,不能完全电离
(2)盐酸的pH=5,醋酸的pH<5 (3)正确由于醋酸是弱酸,随着反应的进行,醋酸不断电离,c(H+)变化小,产生H2的速率比盐酸快(4)配制等浓度的CH3COONa、NaCl溶液,分别滴入酚酞试液,CH3COONa溶液变浅红色,NaCl溶液不变色
[规律方法]
1.假设法进行有关量的大小比较
在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的题目时,可以先假设所给物质全部是强电解质,再在此基础上结合电离平衡移动原理进行分析。
如pH=3的盐酸、醋酸,分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,溶液的pH均为4,然后再根据弱酸的电离平衡及浓度进行分析。
2.判断弱电解质的三个思维角度
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍后,1<pH<2。
角度三: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。
[课时达标检测]
[课堂真题集训—明考向]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017·江苏高考)已知常温下,K a(HCOOH)=1.77×10-4,K a(CH3COOH)=1.75× 10-5,用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH
3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等( )
(2)(2016·江苏高考)室温下,稀释0.1 mol·L-1 CH 3COOH溶液,
溶液的导电能力增强( )
(3)(2016·江苏高考)如图表示弱电解质在水中建立电离平衡的过
程( )
(4)(2013·江苏高考)CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中c CH3COOH
c CH3COO-
的值减小( ) 答案:(1)×(2)×(3)√(4)√
2.(2017·江苏高考节选)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
(1)以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH 溶液逐滴加入到H 3AsO 3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。
该过程中主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)H 3AsO 4第一步电离方程式H 3AsO 4
H 2AsO -4+H +的电离常数为K a1,则p K a1=________(p K a1=-lg K a1)。
解析:(1)图1中pH 为8~10时,三价砷主要以H 3AsO 3和H 2AsO -3的形式存在,故滴加NaOH 溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH -+H 3AsO 3===H 2AsO -
3+H 2O 。
(2)K a1=c H 2AsO -4·c H +c H 3AsO 4
,K 仅与温度有关,为方便计算,在图2中取pH =2.2时计算,此时c (H 2AsO -4)=c (H 3AsO 4),则K a1=c (H +)=10
-2.2,p K a1=2.2。
答案:(1)OH -+H 3AsO 3===H 2AsO -3+H 2O (2)2.2
3.(2016·全国卷Ⅲ)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A .向0.1 mol·L -1CH 3COOH 溶液中加入少量水,溶液中c H +
c CH 3COOH 减小
B .将CH 3COONa 溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c CH 3COO -
c CH 3COOH ·c OH -
增大 C .向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c NH +
4c Cl -
>1 D .向AgCl 、AgBr 的饱和溶液中加入少量AgNO 3,溶液中c Cl -
c Br -
不变 解析:选D A 项,CH 3COOH
CH 3COO -+H +,K a =c CH 3COO -·c H +c CH 3COOH ,则c H +c CH 3COOH =K a
c CH 3COO -,加水稀释,K a 不变,c (CH 3COO -)减小,故比值变大,错误;B 项,CH 3COONa
溶液中存在水解平衡:CH 3COO -+H 2O CH 3COOH +OH -
,K h =c CH 3COOH ·c OH -
c CH 3COO -,升高温度,水解平衡正向移动,K h 增大,则c CH 3COO -c CH 3COOH ·c OH -⎝ ⎛⎭
⎪⎫1K h 减小,错误;C 项,溶液呈中性,则c (H +)=c (OH -),根据电荷守恒可知,c (Cl -)=c (NH +
4),错误;D 项,向AgCl 、AgBr 的饱和溶液中加入少量AgNO 3,沉淀溶解平衡逆向移动,由于c Cl -c Br -=c Cl -·c Ag +
c Br -·c Ag +=K sp AgCl K sp AgBr ,K sp 仅与温度有关,故c Cl -
c Br -
不变,正确。
4.(2016·北京高考)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H 2SO 4、NaHSO 4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、NaHSO4溶液反应的化学方程式分别为Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+H2O+NaOH。
从反应方程式可看出,滴加NaHSO4溶液的导电能力下降得慢,故①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,②代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线,A项正确;从图像可看出,b点为Ba(OH)2恰好完全反应的点,生成了大量的NaOH,B项正确;在c点,对于曲线①,H2SO4过量,溶液显酸性,而曲线②滴入NaHSO4溶液,生成的NaOH没有全部反应,溶液显碱性,故c点两溶液中OH-的量不同,C项错误;a点是Ba(OH)2与H2SO4恰好反应的点,d点是NaOH与NaHSO4恰好反应的点,故溶液都呈中性,D 项正确。
5.(2015·全国卷Ⅰ)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 V
V0
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:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg V
V0=2时,若两溶液同时升高温度,则
c M+
c R+
增大
解析:选D 由图像分析浓度为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。
A.MOH的
碱性强于ROH 的碱性,A 正确;B.曲线的横坐标lg V V 0
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:ROH R ++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;C.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;D.当lg V V 0=2时,溶液V =100V 0,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:ROH R ++OH -,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c (R +
)增大,故c M +c R +减小,D 错误。
6.(2015·海南高考)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,K a =1.8×10-5
)和一氯乙酸(乙,K a =1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析:选 B A .这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度CH 3COOH<CH 2ClCOOH ,排除A 、C ;当浓度增大时,物质的电离程度减小,排除D 选项。
7.(2015·海南高考)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NH 4Cl 固体,溶液的pH________(填“升高”或“降低”);若加入少量明矾,溶液中NH +4的浓度________(填“增大”或“减小”)。
解析:若加入NH 4Cl ,则NH +4浓度增大,NH 3·H 2O 的电离平衡逆向移动,OH -浓度减小,pH 降低。
答案:NH 3·H 2O NH +4+OH - 降低 增大
[课下能力测评—查缺漏]
1.(2018·江西名校联考)下列电离方程式正确的是( )
A .NaHSO 4溶于水:NaHSO 4
Na ++H ++SO 2-4 B .次氯酸电离:HClO===ClO -+H +
C .HF 溶于水:HF +H 2O
H 3O ++F -
D .NH 4Cl 溶于水:NH +4+H 2O NH 3·H 2O +H + 解析:选C NaHSO 4是强电解质,溶于水后能完全电离,电离方程式应使用“===”,A 错。