内容正文:
第47讲 弱电解质的电离
第七章 物质在水溶液中的行为
课程标准
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
2.理解电离常数的含义,掌握电离常数的应用并能进行相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡
考点二 电离平衡常数
内容索引
重点强化
课时测评
弱电解质的电离平衡
考点一
返回
要点梳理
1.电离平衡
在一定条件(如温度、浓度)下,当_________________________________相等时,电离过程就达到了平衡状态。
2.电离平衡的特征
电离的速率和离子结合为分子的速率
=
≠
3.外界条件对电离平衡的影响
(1)以0.1 mol/L的醋酸溶液为例(CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0)填写下表。
外界条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
加水稀释 ______ ______ ______ ______
加冰醋酸 ______ ______ ______ ______
升温 ______ ______ ______ ______
加CH3COONa(s) ______ ______ ______ ______
加NaOH(s) ______ ______ ______ ______
正向
增大
减小
减弱
正向
增大
增大
增强
正向
增大
增大
增强
逆向
减小
减小
增强
正向
减小
减小
增强
⥫⥬
(2)分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH随加水体积变化的曲线。
答案:
正误辨析
1.弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子 ( )
2.氨气溶于水,当NH3·H2O电离出的c(OH-)=c(NH )时,表明NH3·H2O电离处于平衡状态 ( )
3.室温下,由0.1 mol·L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH
===B++OH- ( )
4.稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小 ( )
√
×
×
×
典题1
加水促进H2S的电离,由于溶液体积增大,氢离子浓度减小,A项错
误;反应:2H2S+SO2 ==== 3S↓+2H2O,pH增大;当SO2过量,溶液显酸性,因H2SO3酸性比H2S强,故pH减小,B项错误;滴加新制氯
水,发生反应Cl2+H2S ==== 2HCl+S↓,平衡向左移动,生成了强酸,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+
==== CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。
√
H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS-⥫⥬H++S2-。若对H2S溶液进行以下操作,说法正确的是
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
⥫⥬
典题引领
典题2
(2023· 浙江1月选考,13改编)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分R3N,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸Ka=1.8×10-4)。
判断下列说法是否正确, 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)活性成分R3N在水中存在平衡:R3N+H2O⥫⥬R3NH++OH-
( )
由题意“因静电作用被吸附”及题图可知,R3N在溶液中的电离方程式为R3N+H2O⥫⥬R3NH++OH-。
√
由题图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4时,随溶液pH下降,溶液中氢离子浓度增大,甲酸的电离被抑制,溶液中甲酸根离子浓度减小,与R3NH+作用的数目减小。
(2)废水初始pH<2.4,随pH下降,甲酸的电离被抑制,与R3NH+作用的
HCOO-数目减少
( )
√
由题图可知,R3N溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡R3N+H2O⥫⥬R3NH++OH-,当废水初始pH大于5时,平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在。
( )
(3)废水初始pH>5,离子交换树脂活性成分主要以R3NH+形态存在
×
考向探究
1.能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是
A.HCOOH溶液与Zn反应放出H2
B.0.1 mol·L-1 HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红
C.HCOOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
D.常温时0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的pH=2.3
A、B项,只能证明蚁酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;C项,只能证明蚁酸的酸性比碳酸强,错误;D项,溶液的pH=2.3,说明
HCOOH未完全电离,正确。
√
2.常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。用“>”、“=”或“<”填写下列问题。
(1)c(CH3COO-):① ②。
(2)电离程度:① ②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率:① ②,反应结束生成相同状况下H2的体积:① ②。
(4)与同浓度的NaOH溶液完全反应消耗NaOH溶液的体积:① ②。
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<
>
<
=
=
电离平衡常数
考点二
返回
要点梳理
2.电离平衡常数的意义[对弱酸(碱)而言]
3.外因对电离平衡常数的影响
(1)电离平衡常数只与______有关。
(2)升高温度,K值______,原因是______________________。
温度
增大
电离过程均为吸热过程
4.电离度
(1)概念
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总分子数的百分比。
(2)表示方法
α= ×100%
(3)影响因素
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越____。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越____。
小
大
正误辨析
( )
( )
( )
( )
×
√
×
×
典题1
(2023·浙江1月选考,13B改编)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分R3N,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸Ka=1.8×10-4)。pH=5的废水
中c(HCOO-)∶c(HCOOH)= 。
18(或18∶1)
典题引领
典题2
(2020· 天津卷,节选)已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HCO )∶c(CO )=1∶ ∶ 。
1012·Ka1
1024·Ka1·Ka2
考向探究
考向一 利用电离常数判断弱电解质酸(碱)性的相对强弱
1.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
。
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为_________________________________________。
HCOOH>
H2CO3>H2S>HClO
①②④
变小
不变
变小
不变
变大
归纳总结
确定微粒浓度比值变化情况的三种方法
1.“转化法”:将浓度之比转化为物质的量之比进行比较。
2.“假设法”:如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于
0,c(H+)趋近于10-7mol·L-1,故比值变小。
3.“凑常数”:解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的
浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
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电离平衡常数的计算
重点
强化
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重点精讲
已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L-1,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7、Ka2=1.0×10-19。计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。
2.电离常数(K)与电离度(α)的定量关系
一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α= 。
典题1
典题2
计算25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)
答案:
⥫⥬
常温下,向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的
体积(V)的关系如图。
(1)判断HA为 酸(填“强”或“弱”)。
典题3
纵轴坐标为lg c(OH-),在M点时,溶液中 c(OH-)=10-10mol·L-1,常温时c(H+)=10-4mol·L-1<0.010 mol·L-1,HA为弱酸。
弱
(2)若HA为弱酸,请计算在P点的电离平衡常数。
答案:1.0×10-6
1.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×
10-3mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程: 。
(2)BOH的电离度α= 。
(3)BOH的电离平衡常数Kb 。
BOH⥫⥬ B++OH-
1%
1×10-5
对点集训
2.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3⥫⥬ HCO +H+的电离常数K1≈ (已知:10-5.60=2.5×10-6)。
4.2×10-7
3.(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。
(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反
应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。
10-7.5
5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸电离的方程式: 、
。
⥫⥬
⥫⥬
(2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是 (填
“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1= 。
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Ⅰ
10-1.4
课 时 测 评
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√
NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强,A错误;H3PO4是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,B错误;NH3溶于水,与水反应生成的NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,C错误;CH3CH2OH是非电解质,其水溶液几乎不导电,导电能力最弱,D正确。
1.等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是
A.NaOH B.H3PO4
C.NH3 D.CH3CH2OH
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升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误;根据题给信息,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B项错
误;升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25 ℃)
<α(35 ℃),C项错误;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,AB的电离程度增大,则AB的电离是吸热过程,D项正确。
√
2.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB A++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是
A.c(A+)随温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.AB的电离是吸热过程
⥫⥬
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√
3.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:
弱电解质 电离平衡常数(Ka)
HClO Ka=4.7×10-8
H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
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弱电解质 电离平衡常数(Ka)
HClO Ka=4.7×10-8
H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
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√
乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,而电离平衡常数越大,表明酸性越强,电离度越大,排除A项,故选B项。
4.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是
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√
5.常温下,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH随加入醋酸铵固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是
A.a点:pH=2
B.b点:c(CH3COO-)>c(NH )
C.c点:pH可能大于7
D.a点到c点,溶液pH增大是因为醋酸铵水解显碱性
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醋酸是弱电解质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)
<0.01 mol·L-1,则溶液的pH>2,A错误。b、c点为
CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液,而
CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH电离使溶液显
酸性,则混合溶液的pH<7,即b点溶液中c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒
推知,c(CH3COO-)>c(NH ),B正确,C错误。a点到c点,溶液的pH增
大,其原因是醋 酸是弱电解质,溶 液中存在电离平 衡:CH3COOH⥫⥬
CH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸铵固体,c(CH3COO-)增大,
醋酸的电离平衡逆向移动,则溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,常温下,醋酸铵的水溶液pH=7,即醋酸铵溶液显中性,D错误。
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√
6.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.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7
D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小
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0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为 =1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,但溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
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9.(16分)食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知:
请回答下列问题:
(1)CO2通入NaNO2溶液中, (填“能”或“否”)生成HNO2,理由是
。
(2)少量CO2通入足量NaCN溶液中,反应的离子方程式为
。
弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN
电离常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10
否
H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱
CO2+H2O+
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(3)25 ℃时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液的pH=6,则混合液中 = 。
(4)常温下,下列方法可以使0.1 mol·L-1CH3COOH的电离程度增大的是
(填字母)。
a.加入少量的稀盐酸 b.加热溶液
c.加水稀释 d.加入少量冰醋酸
弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN
电离常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10
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bc
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计算可知NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出一个
H+,因而NaH2PO2是正盐。
10.(10分)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1 H3PO2与20 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的
盐,回答下列问题:
(1)NaH2PO2属于 (填“正盐”、“酸式盐”或“无法确定”)。
正盐
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(2)若25 ℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1的H3PO2溶液的pH=
____。
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可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计
实验。
(3)设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:
;
测NaH2PO2溶液的pH,若pH
>7,则证明次磷酸为弱酸
各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)
向等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中
。
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⥫⥬
则常温下:
(1)Ka1= 。
由图像可知pH=1.2时,c(HC2O ) =c(H2C2O4),则Ka1=c(H+)=10-1.2。
10-1.2
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(2)Ka2= 。
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(3)pH=2.7时,溶液中 = 。
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1.电离平衡常数的表达式
(1)一元弱酸HA:HA⥫⥬H++A-,平衡常数Ka= 。
(2)一元弱碱BOH:BOH⥫⥬B++OH-,平衡常数Kb= 。
(3)二元弱酸:(以碳酸为例)
H2CO3⥫⥬H++HCO,Ka1=________________;
HCO⥫⥬H++CO,Ka2=__________________。
1.H2CO3的电离平衡常数表达式:Ka=
2.对于0.1 mol/L的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH)·c(OH-)变小
3.某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大
4.常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
在水中存在平衡:HCOOH⥫⥬ HCOO-+H+,由电离常数公式可知,溶液中=,当溶液pH为5时,溶液中==18。
H2CO3是二元弱酸,分步发生电离:H2CO3⥫⥬ HCO+H+、HCO⥫⥬ CO+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得c(H2CO3)∶c(HCO)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶
c(CO)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。
S2->CO>ClO->HS->HCO>HCOO-
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是______
(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应:HClO+HCO===ClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-===CO+2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-===HCO+HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-===HS-+HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+CO===2HCOO-+CO2↑+H2O
考向二 判断微粒浓度比值的大小
2.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1) ;
将该式变为=或稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(H+)增大因而其比值变小。
将该式变为=或稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大因而其比值变大。
(4) ;
(5) 。
将该式变为=,故比值不变。
(3) ;
(2) ;
1.依据电离平衡常数计算c(H+)或c(OH-)
当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时,可用如下两个公式计算c(H+)或c(OH-)。
(1)一元弱酸(以CH3COOH为例):c(H+)=。
(2)一元弱碱(以NH3·H2O为例):c(OH-)=。
答案:由于硫化氢Ka1≫Ka2,且电离常数很小,因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。c(H+)=≈ mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1。
α= = =3×10-3=0.3%。
3.计算电离常数的思维方法(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始/
(mol·L-1): c(HX) 0 0
平衡/
(mol·L-1): c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则K=,由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则K=或c(H+)=。
在相同温度下,M、P点的电离常数相同,用M点计算电离常数。HA⥫⥬
H++A-,c(H+)≈c(A-),常温下,Ka(HA)=≈=1.0×10-6。
因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3mol·L-1,则电离度α=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-;电离平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。
由H2CO3⥫⥬ H++HCO得K1==≈4.2
×10-7。
由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),元素质量守恒有c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COOH)=c(Cl-)。
CH3COOH⥫⥬ CH3COO-+H+
- 10-7
Ka==。
根据电荷守恒2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
CH3COOH⥫⥬ CH3COO-+H+
-b b 10-7
Ka==。
4.次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,
其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=
,X为HClO或ClO-]与pH
关系如图所示。HClO的电离常数Ka值为 。
由题图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),HClO的Ka==c(H+)=10-7.5。
H3PO3 H2PO+H+
H2PO HPO+H+
由于Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,由图像可知,在和的值相同时,“曲线Ⅱ”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),显然选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==10×10-2.4=10-1.4。
下列微粒在溶液中不能大量共存的是
A.SO、HCO B.ClO-、HCO
C.HSO、CO D.HClO、HCO
根据表中电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO>HClO>HCO;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HSO>HCO,则SO、HCO不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HCO,则ClO-、HCO不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HSO>HCO,则HSO、CO反应生成SO和HCO,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HCO不能反应,可以大量共存,D不符合题意。
7.常温时,改变饱和氯水的pH,得到部分
含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图
所示。下列叙述不正确的是
A.该温度下,HclO⥫⥬ H++ClO-的电离
常数Ka的对数值lg Ka=-7.54
B.氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能与KI发生反应
C.pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(Cl)>c(HClO)>c(ClO-)
D.已知常温下反应Cl2(aq)+Cl-(aq) ⥫⥬ Cl(aq)的K=0.191,当pH增大时,K减小
HclO⥫⥬ H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=
lg=lg c(H+)+lg,根据题图,
当溶液的pH=7.54时,HClO和ClO-的物质的量
分数相等,即c(H+)=10-7.54mol·L-1时,c(HClO)=c(ClO-),代入得lg Ka=-7.54,A项正确;氯水中的Cl2、ClO-、HClO均有强氧化性,均能与KI发生反应,B项正确;根据题图,pH=1的氯水中,c(Cl-)>c(Cl2)
>c(Cl)>c(HClO)>c(ClO-),C项正确;平衡常数只与温度有关,当pH增大时,K不变,D项错误。
8.常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中
c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)
<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下溶液
Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),
=1.0×10-3,溶液Ⅰ中
c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,
溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误。
CN-===HCN+HCO
设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,列三段式如下:
H3PO2⥫⥬ H++H2PO
起始/(mol·L-1) 0.02 0 0
转化/(mol·L-1) x x x
平衡/(mol·L-1) 0.02-x x x
Ka(H3PO2)==1×10-2,解得x=0.01,故pH=-lg 0.01=2。
11.(10分)已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2O+H+ Ka1,HC2O C2O+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定
浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物
质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
由电离常数表达式可以知道===103=1 000。
pH=4.2时,c(HC2O)=c(C2O),则Ka2=c(H+)=10-4.2。
$$