高考总复习化学专题八 第一单元弱电解质的电离平衡 知能演练

1．(2012·台州高三调研)在0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡: CH3COOH CH3COO－＋H＋, 对于该平衡, 下列叙述中, 正确的是()
A．加入水时, 平衡向逆反应方向移动
B．加入少量NaOH固体, 平衡向正反应方向移动
C．加入少量0.1 mol·L－1HCl溶液, 溶液中c(H＋)减小
D．加入少量CH3COONa固体, 平衡向正反应方向移动
解析: 选B. A项, 平衡向正反应方向移动, 不正确; B项, 加入氢氧化钠消耗H＋促进平衡向正反应方向移动, 正确; C项, 加入HCl溶液, c(H＋)增大, 不正确; D项, 加入少量CH3COONa固体, 平衡向逆反应方向移动, 不正确.
2．已知甲酸(HCOOH)是比乙酸酸性略强的一元弱酸. 关于浓度均为0.1 mol/L的三种溶液: ①HCOOH
②NaOH
③HCOONa, 下列说法中不．正确的是()
A．c(HCOO－): ③>①
B．水电离出的c(H＋): ②>①
C．①和②等体积混合后的溶液: c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOOH)
D．①和③等体积混合后的溶液: c(HCOO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
解析: 选B. A项, ③是强电解质, 完全电离, 而①是弱电解质, 部分电离, 故正确; B项, 氢氧化钠是强碱, 完全电离, 对水的抑制程度大于甲酸, 故不正确; C项, ①和②等体积混合后刚好生成甲酸钠, 符合质子守恒, 正确; D项, ①和③等体积混合后, 溶液呈酸性, 由电荷守恒可知正确.
3．已知某温度下: K a(HCN)＝6.2×10－10mol·L－1、K a(HF)＝6.8×10－4mol·L－1、K a(CH3COOH)＝1.8×10－
5mol·L－1、K a(HNO2)＝6.4×10－6mol·L－1. 物质的量浓度都为0.1 mol·L－1的下列溶液中, pH最小的是() A．HCN溶液B．HF溶液
C．CH3COOH溶液D．HNO2溶液
解析: 选B. 弱酸的电离平衡常数越大, 电离产生的c(H＋)越大, pH越小, 故选B.
4．室温下, 水的电离达到平衡: H2O H＋＋OH－. 下列叙述正确的是()
A．将水加热, 平衡正向移动, K W变小
B．向水中加入少量NaOH固体, 平衡逆向移动, c(OH－)增大
C．新制氯水久置后, 水的电离平衡正向移动, c(OH－)增大
D．向水中加入少量CH3COONa固体, 平衡正向移动, K W增大
解析: 选B. A项, 加热后K W变大, 不正确; C项, 新制氯水久置后, 水的电离平衡向左移动, c(OH－)减小, 不正确; D项, K W不变, 不正确.
5．(2010·高考浙江卷改编题)已知: ①25 ℃时, 弱电解质的电离平衡常数: K a(CH3COOH)＝1.8×10－5,
K a(HSCN)＝0.13, 难溶电解质的溶度积常数: K sp(CaF2)＝1.5×10－10.
②25 ℃时, 2.0×10－
3mol·L
－1
氢氟酸水溶液中, 调节溶液pH(忽略体积变化), 得到c (HF)、c (F －
)与溶液pH
的变化关系, 如下图所示:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)25 ℃时, 将20 mL 0.10 mol·L －
1CH 3COOH 溶液和20 mL 0.10 mol·L －
1HSCN 溶液分别与20 mL 0.10 mol·L
－1
NaHCO 3溶液混合, 实验测得产生的气体体积(V )随时间(t )变化的关系如下图所示. 反应初始阶段, 两种
溶液产生CO 2气体的速率存在明显差异的原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 反应结束后所得两溶液中, c (CH 3COO －
)________c (SCN －
)(填“>”、“<”或“＝”).
(2)25 ℃时, HF 电离平衡常数的数值K a ≈________, 列式并说明得出该平衡常数的理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
解析: 由题给数据可知, 相同条件下, HSCN 的酸性强于CH 3COOH, 则等体积、等浓度时, HSCN 溶液中的c (H ＋
)比CH 3COOH 溶液中的大, 则其与NaHCO 3溶液反应的速率要快; 两种酸最终均与NaHCO 3完全反应, 得到CH 3COONa 溶液和NaSCN 溶液, 酸性越弱, 则水解程度越大, 所以反应后的溶液中, c (CH 3COO
－
)<c (SCN －
).
答案: (1)HSCN 的酸性比CH 3COOH 强, 其溶液中c (H ＋
)较大, 故其溶液与NaHCO 3溶液的反应速率较快 < (2)10
－3.45
(或3.5×10－4
) K a ＝c (H ＋)·c (F －
)c (HF )
, 当c (F －)＝c (HF)时, K a ＝c (H ＋), 图中的交点处即为c (F －
)＝c (HF),
故所对应的pH 即为K a 的负对数
1．(2011·高考大纲全国卷)等浓度的下列稀溶液: ①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇, 它们的pH 由小到大排列正确的是( ) A ．④②③①B ．③①②④ C ．①②③④
D ．①③②④
解析: D. 同温度、等浓度的以上四种溶液电离程度: 乙酸>碳酸>苯酚>乙醇, 电离程度越大, c (H ＋
)越大, 溶液pH 越小.
2．(2011·高考课标全国卷)将浓度为0.1 mol·L －1
的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. HF 属于弱电解质, 加水促进HF 的电离平衡向右移动, 即电离程度增大, 但电离平衡常数只与温度有关, 所以选项B 不正确; 因溶液的体积也增大, 所以溶液的酸性会降低, 即c (H ＋
)、c (F －
)和c (HF)的浓度均降低, 考虑到溶液中水还会电离出氢离子, 所以稀释到一定程度(即无限稀释时), c (H ＋
)就不再发生变化, 但c (F －
)和c (HF)却一直会降低, 所以选项D 符合题意.
3．(2011·高考山东卷)室温下向10 mL pH ＝3的醋酸溶液中加水稀释后, 下列说法正确的是( ) A ．溶液中导电粒子的数目减少 B ．溶液中c (CH 3COO －
)c (CH 3COOH )·c (OH －)不变
C ．醋酸的电离程度增大, c (H ＋
)亦增大
D ．再加入10 mL pH ＝11的NaOH 溶液, 混合液pH ＝7
解析: 选B. 醋酸溶液中存在电离平衡, 加水稀释, 电离程度增大, 溶液中导电粒子数目增加, c (H ＋
)降低, 故A 、C 项错; 因醋酸是弱酸, 10 mL pH ＝3的醋酸加入10 mL pH ＝11的NaOH 溶液, 醋酸过量, 溶液显酸性, pH<7, D 项错; 因温度不变, 电离平衡常数为定值, K ＝c (CH 3COO －
)·c (H ＋
)c (CH 3COOH )＝c (CH 3COO －
)c (CH 3COOH )·K W
c (OH －), 由于
K W 不变, 则题给比值不变, B 项正确.
一、选择题
1．(2012·金华一中高三质检)下列有关叙述, 正确的是( ) A ．Cl 2的水溶液能导电, 但Cl 2是非电解质 B ．0.01 mol·L
－1
的氨水可以使酚酞试液变红, 说明一水合氨是弱电解质
C ．常温下使pH 为1的盐酸的pH 升高为2, 需把溶液稀释为原体积的10倍
D ．中和pH 与体积均相同的盐酸和醋酸溶液, 消耗NaOH 的物质的量相同
解析: 选C. Cl 2是单质, 既不是电解质也不是非电解质, A 错; 能使酚酞试液变红, 说明氨水显碱性, 不能说明电解质强弱, B 错; 根据c ＝n
V , 容易得出, C 对; 由于醋酸是弱电解质, pH 相同, 但物质的量浓度不相同,
等体积情况下, 消耗的NaOH 的物质的量不相同. 2．醋酸的下列性质, 可以证明它是弱电解质的是( ) A ．醋酸溶液可与纯碱反应产生CO 2
B ．相同pH 的醋酸溶液与盐酸分别跟同样颗粒大小的锌粒反应时, 产生H 2的起始速率相等
C ．10 mL 1 mol·L
－1
醋酸溶液恰好与10 mL 1 mol·L －
1NaOH 溶液完全反应
D．在相同条件下, 0.1 mol·L－1醋酸溶液的导电性比0.1 mol·L－1盐酸溶液的弱
解析: 选D. B中pH相同, 起始时溶液中c(H＋)相等, D中相同条件是指相同温度下. 3．下列关于水的说法正确的是()
A．常温下正常雨水的pH为7.0, 酸雨的pH小于7.0
B．将25 ℃纯水加热至95 ℃时,
K W
c(OH－)
增大
C．将纯水加热到95 ℃时, 水的离子积变大, pH不变, 水仍呈中性
D．向水中加入醋酸或醋酸钠, 均可促进水的电离
解析: 选B. 正常雨水的pH不小于5.6, 酸雨的pH小于5.6; 将纯水加热后, 水的离子积变大, B项算式表示氢离子浓度, 其值变大, pH变小, 水仍呈中性; 向水中加入醋酸抑制水的电离, 而加入醋酸钠则促进水的电离.
4．下列事实一定能说明HF是弱酸的是()
①常温下NaF溶液的pH大于7②用HF溶液做导电实验, 灯泡很暗③HF与NaCl溶液不能发生反应④常温下0.1 mol/L HF溶液的pH为2.3⑤HF能与Na2CO3溶液反应产生CO2气体⑥HF与水能以任意比混溶⑦1 mol/L HF溶液能使紫色石蕊试液变红
A．①②⑦B．②③⑤
C．③④⑥D．①④
解析: 选D. 本题考查有关弱电解质的电离. 由于NaF电离的F－与H2O电离的H＋结合为弱电解质HF, 使溶液呈碱性; 若HF能完全电离, 则0.1 mol/L HF溶液的c(H＋)＝0.1 mol/L, 其pH为1, 现pH为2.3, 说明0.1 mol/L HF溶液中的HF没有完全电离, HF为弱电解质. 而题中所述②③⑤⑥⑦均不能说明HF是完全电离还是部分电离.
5.
(2012·承德高三调研)25 ℃时, 0.1 mol·L－1稀醋酸加水稀释, 如图中的纵坐标y可以是()
A．溶液的pH
B．醋酸的电离平衡常数
C．溶液的导电能力
D．醋酸的电离程度
解析: 选C. 稀释0.1 mol·L－1稀醋酸时, 加入的水越多, c(H＋)越小, 故溶液的pH增大, 导电性减弱, 溶液越稀, 弱电解质的电离程度越大, 而电离平衡常数是一个温度常数, 只要温度不变, 电离平衡常数就不变, 综合上述, 只有C正确.
6．(2011·高考四川卷)25 ℃时, 在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH ＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中, 发生电离的水的物质的量之比是()
A．1∶10∶1010∶109B．1∶5∶5×109∶5×108
C ．1∶20∶1010∶109
D ．1∶10∶104∶109
解析: 选A. 25 ℃时, pH ＝0的H 2SO 4溶液中由水电离出的c (H ＋
)＝10
－14mol·L －
1; 0.05 mol·L
－1
的Ba(OH)2
溶液中c (OH －
)＝0.05 mol·L －
1×2＝0.1 mol·L －
1, 根据K W ＝c (H ＋
)·c (OH －
)＝1.0×10
－14
得, 由水电离出的c (H
＋
)＝10
－13
mol·L －1; pH ＝10的Na 2S 溶液中由水电离出的c (H ＋)＝10－4mol·L －
1; pH ＝5的NH 4NO 3溶液中由水
电离出的c (H ＋
)＝10－
5mol·L －
1, 故等体积上述溶液中发生电离的水的物质的量之比为10
－14
∶10
－13
∶10
－
4∶10－5＝1∶10∶1010∶109,
即选项A 正确.
7.
(2012·天津一中高三期末)pH ＝1的两种酸溶液A 、B 各1 mL, 分别加水稀释到1000 mL, 其pH 与溶液体积(V )的关系如图所示, 下列说法不．正确的是( ) A ．A 、B 两种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 酸溶液弱 C ．若a ＝4, 则A 是强酸, B 是弱酸 D ．若1<a <4, 则A, B 都是弱酸
解析: 选A. 同pH 值时, c (H ＋
)相同, 但弱酸的物质的量浓度大, A 错误; 由pH 越大, 溶液酸性越弱可知稀释后A 的酸性比B 的酸性弱, B 正确; 强、弱酸稀释时, 其pH 均增大, 但强酸增大的倍数大于弱酸, C 、D 正确.
8．25 ℃时, 弱酸的电离平衡常数如表所示, 下列说法正确的是( )
弱酸 CH 3COOH HCN H 2CO 3
K a
1.8×10－
5
4.9×10
－10
K 1: 4.3×10－
7 K 2: 5.6×10
－11
A.233B ．a mol/L HCN 与b mol/L NaOH 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, 溶液导电能力先增大后减小
D ．NaHCO 3和Na 2CO 3的混合液中: c (Na ＋
)＋c (H ＋
)＝c (OH －
)＋c (HCO －
3)＋c (CO 2－
3)
解析: 选C. A 项, 由表中数据可知电离程度大小顺序为CH 3COOH>H 2CO 3>HCN>HCO －
3, 所以溶液的pH 大小顺序为pH(Na 2CO 3)>pH(NaCN)>pH(CH 3COONa), 错; B 项, 若a ＝b , 反应生成NaCN, 其溶液呈碱性, c (Na ＋
)>c (CN －
), 错; C 项, 往冰醋酸中逐滴加水时, 醋酸的电离程度增大, 溶液中的离子浓度也增大, 溶液导电能力增大, 若继续稀释, 则离子浓度将减小, 导电能力降低, 对; D 项, NaHCO 3和Na 2CO 3的混合液中, 由电荷守恒: c (Na ＋
)＋c (H ＋
)＝c (OH －
)＋c (HCO －
3)＋2c (CO 2－
3), 错. 9．在25 ℃时, 用蒸馏水稀释1 mol·L －1
的醋酸溶液至0.01 mol·L －
1, 随溶液的稀释, 下列各项中始终保持增
大趋势的是( )
A.c (H ＋
)c (CH 3COOH )B.c (CH 3COO －
)
c (H ＋
)
C.c (CH 3COOH )c (CH 3COO －)
D.c (H ＋)·
c (CH 3COO －
)c (CH 3COOH ) 解析: 选A. 对于CH 3COOH
CH 3COO －
＋H ＋
, 加水稀释过程中, 平衡右移, n (H ＋
)增大, n (CH 3COO －
)
增大, n (CH 3COOH)减小, 故n (H ＋
)n (CH 3COOH )增大, 即c (H ＋
)c (CH 3COOH )增大, 故A 正确, B 、C 错误; 稀释过程中电
离常数不变, 故D 错误.
10．(2012·嘉兴高三质检)室温下, HA 、H 2B 两种酸溶液的浓度都是0.1 mol·L －
1, pH 依次为1.5和2.0, 则下列结论正确的是( ) A ．H 2B 的酸性比HA 的强
B ．当NaA 、NaHB 、Na 2B 的溶液浓度都是0.1 mol·L －1
时, Na 2B 溶液的pH 最大
C ．HA 和H 2B 不一定是弱酸
D ．溶液中B 2－
、HB －
、A －
均能和强酸反应, 也能和强碱反应
解析: 选B. H 2B 溶液的pH 比HA 溶液的pH 大, 故酸性HA 的强, A 错; 0.1 mol·L
－1
的HA 溶液和H 2B 溶
液, pH 均大于1, 故均为弱酸, C 错; B 2－
、A －
不能和碱反应, 只能与酸反应, 故D 错. 二、非选择题 11.
(1)室温下, 取pH ＝2的盐酸和醋酸溶液各100 mL, 向其中分别加入适量的Zn 粒, 反应过程中两溶液的pH 变化如图所示.
①图中表示醋酸溶液中pH 变化曲线的是________(填“A”或“B”).
②设盐酸中加入的Zn 质量为m 1, 醋酸溶液中加入的Zn 质量为m 2, 则: m 1________m 2(选填“<”、“＝”或“>”).
(2)若室温下pH ＝2的盐酸和醋酸溶液各100 mL, 分别加水稀释后使pH ＝4, 设盐酸中加入的水的体积为V 1, 醋酸溶液中加入的水的体积为V 2, 则: V 1________V 2(选填“<”、“＝”或“>”).
解析: 等体积、等pH 的盐酸和醋酸, n (CH 3COOH)≫n (HCl), 使溶液pH 由2变化到4, 醋酸消耗的Zn 多, 反应时间长; 用水稀释时, 由于醋酸继续电离出H ＋
, 加入水的体积要大. 答案: (1)①B ②< (2)< 12.
一定温度下, 冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示, 请回答:
(1)O 点为什么不导电________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)a、b、c三点的pH由小到大的顺序是____________________________.
(3)H＋的物质的量最大的是________(填“a”、“b”或“c”).
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO－)增大, 可以采取下列措施中的________(填序号).
A．加热B．加很稀的NaOH溶液C．加NaOH固体
D．加水E．加固体CH3COONa F．加入锌粒
解析: (1)冰醋酸中无自由移动的离子, 所以在O点时不导电. (2)pH的大小与c(H＋)有关, pH大则c(H＋)小. 导电能力与离子浓度有关, 在醋酸溶液中离子来源于醋酸的电离, 醋酸溶液的导电能力越强, 说明c(H＋)越大. (3)溶液稀释过程中, 电离平衡向电离方向移动, 氢离子的物质的量增大. (4)若使c(CH3COO－)增大, 可以使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动. ABCDF选项均可以达到使电离平衡向电离方向移动的目的.
B、D项虽然能使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动, 但是稀释占据了主导作用, 导致c(CH3COO－)减小. E项中虽然CH3COOH的电离受到抑制, 但加入的CH3COO－能使c(CH3COO－)增大.
答案: (1)无自由移动的离子(2)b＜a＜c(3)c(4)ACEF
13．回答下列问题:
(1)有一种溶液除H＋、OH－外, 还有Na＋、SO2－4和Cl－, 测得三种离子的浓度分别是0.01 mol/L、0.0035 mol/L 和0.004 mol/L, 该溶液的pH为________.
(2)NH4Cl溶液显酸性, 试用离子方程式表示这一反应
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)已知水的电离方程式可写为2H2O H3O＋＋OH－, 液氨类似于水的电离, 试写出液氨的电离方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
在液氨中加入NH4Cl, 则平衡将向________移动(填“正反应方向”或“逆反应方向”).
(4)pH相同的氨水和氢氧化钠溶液, 分别用蒸馏水稀释至原来体积的m倍和n倍, 稀释后两溶液的pH仍相同, 则m________n(选填“>”、“<”或“＝”); 若改用pH相同的盐酸和硫酸溶液, 进行上述操作, 则
m________n(选填“>”、“<”或“＝”).
解析: (1)根据电荷守恒, 可以计算出c(H＋)＝0.001 mol/L, 故pH＝3.
(2)由于NH＋4发生水解, 溶液呈酸性.
(3)液氨的电离方程式为2NH 3NH－2＋NH＋4, 加入NH4Cl, 平衡向逆反应方向移动.
(4)pH相同的氨水和NaOH溶液, 稀释相同倍数, 由于稀释促进了氨水的电离, 使氨水溶液中OH－的物质的量增多, 所以稀释相同倍数时氨水的pH大于氢氧化钠溶液的pH, 若使二者pH相同, 应在氨水中继续加水以降低其pH, 故m>n. 盐酸与硫酸均为强电解质, 只要稀释相同的倍数, 其pH仍相等, 故m＝n.
答案: (1)3(2)H2O＋NH＋4NH3·H2O＋H＋
(3)2NH3NH＋4＋NH－2逆反应方向(4)>＝
14．在一定条件下, CH3COOH溶液中存在电离平衡: CH3COOH CH3COO－＋H＋ΔH>0
(1)下列方法中, 可以使0.10 mol·L－1CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度增大的是________(填序号).
a ．加入少量0.10 mol·L
－1
的稀盐酸
B ．加热CH 3COOH 溶液 c ．加水稀释至0.010 mol·L －
1 D ．加入少量冰醋酸 e ．加入少量氯化钠固体 f ．加入少量0.10 mol·L
－1
的NaOH 溶液
(2)25 ℃时, 该电离平衡的平衡常数为1.76×10－
5. 现有: ①0.10 mol·L －
1CH 3COOH 溶液 ②0.0010 mol·L －1CH 3COOH 溶液
①与②中c (H ＋)之比＝________. [提示: 进行简化计算, 平衡时的c (CH 3COOH)可用起始浓度代替, 水电离出的c (H ＋
)、c (OH －
)忽略不计, 下同]
(3)25 ℃时, 向0.10 mol·L －
1CH 3COOH 溶液中加入一定量的固体CH 3COONa(假设溶液体积不变), 若溶液中c (CH 3COO －
)为1.0 mol·L －
1, 则溶液中c (H ＋
)＝________mol·L －
1(计算结果保留小数点后两位数字). 溶液中各种离子浓度关系是________. 解析: (1)加入少量0.10 mol·L
－1
的稀盐酸, c (H ＋
)增大, 平衡向逆反应方向移动, 醋酸电离程度减小; 由于电
离反应吸热, 加热CH 3COOH 溶液, 平衡向正反应方向移动, 醋酸电离程度增大; 加水稀释有利于醋酸的电离, 醋酸电离程度增大; 加入少量冰醋酸, 醋酸电离程度减小; 加入少量氯化钠固体, 平衡不移动, 醋酸电离程度不变; 加入少量0.10 mol·L －
1的NaOH 溶液, c (H ＋
)减小, 平衡向正反应方向移动, 醋酸电离程度增大. (2)根据平衡常数, c (H ＋
)＝K 电离·c (CH 3COOH ), 故①与②中c (H ＋
)之比＝10∶1.
(3)c (H ＋)＝K 电离·c (CH 3COOH )c (CH 3COO －
)
＝1.76×10－6mol/L, 溶液呈弱酸性, 溶液中离子浓度大小关系为c (CH 3COO －
)>c (Na ＋)>c (H ＋)>c (OH －
).
答案: (1)bcf (2)10∶1
(3)1.76×10－
6c (CH 3COO －
)>c (Na ＋
)>c (H ＋
)>c (OH －
)。