内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 弱电解质的电离平衡
第1课时 弱电解质的电离平衡
教学目标
1. 通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常数的意义,建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
2. 知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能正确书写弱电解质的电离方程式,会分析电离平衡的移动。
重点和难点
强制弱方程式书写;电离平衡移动
◆知识点一 强电解质与弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动离子的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都能产生自由移动离子的化合物。
说明:
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质(如Cu、Fe)和混合物(如稀硫酸、食盐水)既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质必须是自身能直接电离成自由移动离子的化合物,某些化合物如CO2溶于水可导电,但其本身不是电解质,与水反应生成的H2CO3才是电解质。
2.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液
中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
物质类别
①强酸:如HCl等;
②强碱:如NaOH等
③大部分盐:如NaCl等。
①弱酸:如CH3COOH等;
②弱碱:如NH3·H2O等;
③水。
化合物类型
离子化合物和部分共价化合物
共价化合物
3.电离方程式的书写
(1)强电解质:完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质:部分电离,在写电离方程式时,用“ ”。
(3)多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
电解质和非电解质都是化合物。
强电解质主要包括强酸,强碱,金属氧化物和大部分盐。
弱电解质主要包括弱酸,弱碱,少部分盐和水。
即学即练
1.下列食品添加剂中属于弱电解质的是
A.谷氨酸钠 B.碳酸氢铵 C.苯甲酸 D.碘酸钾
2.下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
3.现有下列物质①熔化的 ②稀盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥酒精 ⑦硫酸氢钠 ⑧液氨 ⑨,请按要求回答下列问题。
(1)属于强电解质的是 (填序号)。
(2)在上述状态下能导电的是 (填序号)。
(3)属于弱电解质的是 (填序号)。
(4)可以证明④是弱酸的事实是_______(填序号)。
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与溶液反应放出气体
D.的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(5)有下列物质的溶液:a.、b.、c.、d.,若四种溶液的物质的量浓度相同,其由水电离由大到小顺序为 (用字母序号表示,下同)。若四种溶液的相同,其物质的量浓度由大到小顺序为 。
(6)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积()随时间()变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
A. B.
C. D.
◆知识点二 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
①逆 —— 电离过程是可逆。
②等 —— 达到平衡状态时,v离子化 = v分子化。
③动 —— 在一定条件下,达到平衡状态,v离子化 = v分子化≠ 0,是一种动态平衡。
④定 —— 外界条件一定,达到平衡时溶液中分了和离子浓度保持一定。
⑤变 —— 外界条件改变,电离平衡发生移动。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,电离程度增大。
(2)浓度:
①稀释电解质溶液,电离平衡正向移动,电离程度增大。
②加入同一电解质,电离平衡正向移动,电离程度减小。
(3)外加电解质:
①同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质,电离平衡逆向移动,电离程度减小。
②化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡正向移动,电离程度增大。
即学即练
1.
常温下,的约为。在下列装置中存在不同的两种溶液,溶液中离子不能穿过隔膜,分子可以自由穿过隔膜(如图所示)。已知:
。当达到平衡时,下列叙述不正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅰ和Ⅱ中的相等
C.溶液Ⅱ中为
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中
2.
某平衡体系如图,隔膜允许通过,不允许和通过。设溶液中,且隔膜两侧的溶液体积相同。下列说法正确的是(已知:室温下,)
A.水的电离程度:
B.溶液A中:
C.向溶液A中通入一定量,重新平衡后,溶液B的pH保持不变
D.撤去隔膜使溶液A与溶液B充分混合,所得溶液的pH约为10.7
3.
与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:。一定温度下,液氨的电离达到平衡时,下列有关说法不正确的是
A.是常数
B.存在
C.加入氯化铵固体,液氨的电离平衡逆向移动
D.和液氨在一定条件下能发生反应:
◆知识点三 电离平衡的移动
分析外界条件对醋酸电离平衡的影响,填写下表(用“→”或“←”表示移动方向;用“↑”或“↓”表示物理量变化):
CH3COOH稀溶液
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
条件改变
平衡移动方向
c(H+)
n(H+)
电离程度
导电能力
升高温度
加H2O
通HCl
加少量NaOH(s)
加少量CH3COONa (s)
加少量CH3COOH
电离平衡是化学平衡的一种类型,按化学平衡原理分析即可。详见本课时的 “电离平衡的影响因素”。
即学即练在的溶液中存在如下电离平衡:。对于该平衡,下列叙述中正确的是特别提醒/易错提醒/教材延伸
根据勒夏特列原理当反应达平衡后,改变条件平衡向着减弱他的方向进行。
A.加入固体时,溶液中减小
B.加入少量的NaOH溶液,平衡向逆向移动
C.通入少量HCl气体,溶液中增大
D.降低温度,溶液中增大
1.
醋酸溶液中存在电离平衡:。对于0.1mol/L的溶液,下列叙述错误的是
A.加水稀释后,溶液中的物质的量增大
B.加少量固体,平衡向左移动
C.加入少量冰醋酸,平衡向右移动,增大
D.加水稀释后,溶液中减小
2.
氨水有下列平衡:当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动,且增大的是
A.加NaOH B.加盐酸 C.加 D.加同浓度氨水
一、强弱电解质的概念
电解质的强弱取决于在水溶液中的电离程度,判断时从物质类别入手比较方便:强酸、强碱和大多数盐是强电解质,弱酸、弱碱和水均为弱电解质。
实践应用
1.关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
NaCl
弱电解质
HF
HClO
非电解质
盐酸
2.利用下列装置(部分夹持装置省略)进行实验,不能达到实验目的的是
A.制取氢氧化亚铁
B.通过小灯泡亮度验证电解质HNO3和CH3COOH的强弱
C.验证干燥的氯气无漂白性,潮湿的氯气有漂白性
D.验证钠和水的反应是放热反应
3.下列关于电解质的说法正确的是
A.硫酸可以导电,所以硫酸是电解质
B.有机物溶于水均不导电,所以有机物均是非电解质
C.CO2为非电解质但是溶于水形成的溶液能导电,是因为CO2与H2O反应产生了H2CO3
D.强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的水溶液导电能力强
2、 弱电解质电离平衡的判断
弱电解质达到电离平衡的本质是:弱电解质分子电离出离子的速率等于离子重新结合成分子的速率。外在表现是:溶液中各微粒的浓度不再变化。
实践应用
1.
稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O+OH-,若要使平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大,应采取的措施是
①加入少量NH4Cl固体 ②加入少量硫酸 ③加入少量NaOH固体 ④加入少量水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③
C.③④⑥ D.③⑤
2.
CH3COOH的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,25℃时,0.1mol·L-1CH3COOH溶液的Ka=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01mol·L-1CH3COOH溶液的Ka<1.8×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
3. 采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加热
C.加少量的稀硫酸 D.加少量醋酸钠晶体
3、 电解质溶液中自由移动的离子浓度和分子浓度
1.金属与酸反应放出氢气的量取决于酸中最多可电离出的n(H+);放出氢气的速率只取决于溶液中c(H+)即pH;反应时间则主要取决于反应速率。
2.同一条件下不同弱酸溶液中:①等分子浓度时酸越弱→离子浓度越小;②等某离子浓度[如c(H+)]时,酸越弱→分子(酸)浓度越大。
实践应用
1. 25℃时,pH=3的盐酸和醋酸各1mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线I代表盐酸的稀释过程
B.a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
C.b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
D.将a、b两点所示溶液加热至30℃,的值变小
2. 常温时,1mol/L的HA和1mol/L的HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别将两溶液加水稀释,稀释后溶液体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两者均为弱酸,且酸性强弱为:HB>HA
B.将=1的溶液加水稀释至=3时,减小
C.M点水的电离程度大于N
D.在0≤pH≤7时,HB溶液满足:
3. 下列图像表达正确的是
A.表示向AgNO3溶液中通入少量HCl气体,溶液导电能力的变化曲线
B.反应 ΔH<0,A点比B、C点颜色均深
C.常温下,有pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量锌粉发生反应,②为醋酸
D.一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,导电能力变化如图,a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
考点一 强电解质和弱电解质的判断
【例1】下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
解题要点
1. 0.1mol/L的一元强酸的pH=1, 一元弱酸的pH >1.
2. 与强碱恰好完全反应之后若溶液pH=7则证明该酸为强酸。
3. 稀释的10n倍,溶液pH增大n倍则为强酸。
【变式1-1】下列有关说法正确的是
A.常温下,某物质的水溶液的,则物质X一定是电解质
B.常温下,将的溶液与的醋酸溶液等体积混合,则混合溶液
C.测出的溶液的,则的溶液的
D.常温下,的苹果汁中是的牛奶的1000倍
【变式1-2】下列说法不正确的是
①、、都是弱电解质
②HCl在水溶液中完全电离,所以盐酸是强电解质
③二氧化碳的水溶液能导电,但二氧化碳是非电解质
④在水溶液及熔融状态下均可电离出、、
⑤同温下0.1mol/L NaOH溶液与0.05mol/L溶液的pH相同,溶液中数目均为
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.①②④⑤
考点二 弱电解质的电离平衡
【例2】勒夏特列原理是指在一个平衡体系中,若改变影响平衡的一个条件,平衡总是要向能够减弱这种改变的方向移动。已知弱酸的电离是一个吸热过程。改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
解题要点
根据勒夏特列原理平衡向着其减弱的方向移动。
【变式2-1】已知:常温下,。在水中的电离方程式为。下列有关溶液的叙述正确的是
A.加水稀释,不断减小
B.通入气体,的电离平衡向左移动,升高
C.稍微加热,
D.用氢氟酸替代盐酸测得中和反应的偏大
【变式2-2】常温下,关于溶液的说法正确的是
A.pH=10的NaOH溶液和pH=4的醋酸溶液中,水的电离程度相同
B.向水中加入少量金属钠,c(OH-)增大,水的电离平衡逆向移动
C.向醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的c(H+)将减小
D.分别向pH=3醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,pH值前者大于后者
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
【例3】在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.由a到b过程,溶液中增大
B.由b到c过程,CH3COOH电离平衡正向移动
C.a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度大小顺序是:b>c>a
D.a、b、c三点对应的溶液中,pH值大小顺序是:b>c>a
解题要点
等浓度强酸与弱酸,稀释相同倍数,弱酸pH变化较小,强酸pH变化较大。
【变式3-1】常温下,分别取未知浓度的NaOH和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.P线代表HA的稀释图像且HA为弱酸
B.X、Y、Z点水的电离程度:
C.将X点溶液稀释倍,所得溶液
D.向HA的溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,值增大
【变式3-2】某二元酸在水中的电离方程式为:,(时),下列有关说法中正确的是
A.是弱酸
B.稀释溶液,因电离平衡向右移动而导致增大
C.在的溶液中,
D.若溶液中,则的中
基础达标
1.下列说法正确的是
A.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入,溶液中的值增大
B.用均为11的溶液和氨水分别中和等体积等物质的量浓度的盐酸,消耗氨水的体积更大
C.用浓度均为的盐酸和醋酸分别中和等物质的量的,消耗醋酸的体积更大
D.常温下,向醋酸溶液中加水稀释,溶液中的值增大
2.下列事实能证明是弱酸的是
①溶液中通入气体,减小
②常温下,溶液中:
③溶液可以使石蕊溶液变红
④相同温度下,溶液的导电能力比溶液弱
A.①② B.①③ C.①②④ D.②③④
3.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,消耗NaOH的量相同
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
4.在常温下,有关下列4种溶液的叙述中,正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
氨水
NaOH溶液
醋酸
盐酸
pH
11
11
3
3
A.在溶液①和②中分别加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的pH均增大
B.分别取1mL四种溶液稀释到10mL,稀释后溶液的pH:①>②>④>③
C.将aL溶液④与bL溶液②混合后,所得溶液的,则
D.将溶液②、③等体积混合,所得溶液有:
5.在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.虚线代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
6.体积、pH均相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌粉发生反应,产生的氢气体积(V)随时间(t)变化曲线正确的是
A. B.
C. D.
7.某温度下,和的电离常数分别为和,将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表示,曲线表示
B.酸的电离程度:;a点溶液中,
C.点酸的总物质的量浓度小于点酸的总物质的量浓度
D.、两点的溶液分别与恰好中和,溶液中不相同
8.常温下,浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积随的变化如图所示。下列说法正确的是
A.HA的电离程度:点小于点
B.a点和点溶液中和溶液的能力相同
C.点和点溶液中,
D.分别加热时的和溶液,变大
9.常温下,用计测定不同浓度的醋酸的,结果如表:
醋酸浓度
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
(1)根据表中数据,计算醋酸的 。根据表中数据可以得出:随着醋酸浓度的增大,醋酸的电离程度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下,已知的电离常数为,将和体积均相同的和溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,曲线II代表 溶液,溶液中水的电离程度c d(填“>”、“=”或“<”),相同体积a点的两溶液分别与溶液恰好中和后,消耗溶液的体积, (填“>”、“=”或“<”)。
(3)常温下,已知的电离常数,,。则足量溶液和溶液反应的离子方程式为 。
(4)亚磷酸()是一种精细化工产品。向溶液中加入过量溶液后,所得的溶液中只有、两种阴离子,则是 (填“一元酸”、“二元酸”或“三元酸”),电离的方程式为 。
10.某化学小组在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
(1)O点导电能力几乎为0的原因是 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的是 。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是 。
(4)若使b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入水 ②加入固体 ③加入浓硫酸 ④加入固体
综合应用
11.25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该温度下HA的电离平衡常数(单位为mol·L-1)约为
A.2.22×10-3 B.4.3×10-3 C.2.52×10-4 D.1×10-3
12.戊二酸(用表示)易溶于水,向物质的量浓度为的溶液中少量多次加入粉末,每次加入后,使溶液冷却至室温,忽略溶液体积的变化,过程中测得随溶液的变化如图。已知;,为、或。
下列说法错误的是
A.曲线II为随的变化曲线
B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.戊二酸的
D.时,
13.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,下列各量保持不变的是
A. B.的电离程度
C.溶液的导电能力 D.溶液的pH
14.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点溶液的H+浓度:a>b>c
B.a、b、c三点的电离程度:c<a<b
C.向c点溶液加水,变小,不变
D.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
15.常温下,硼酸在水中的电离方程式为:,。下列关于硼酸说法正确的是
A.是三元酸
B.常温下,溶液的
C.溶液和NaOH溶液反应,只生成一种盐
D.溶液加水稀释过程中,所有离子浓度均减小
拓展培优
16.如图为室温下某二元碱溶液中的浓度()对数随的变化关系。下列说法错误的是
A.该二元碱的浓度为
B.时,
C.当时,
D.时,
17.常温下,肼水溶液中各种含氮微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示,已知:。下列说法正确的是
A.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐
B.a的值为7.94(已知)
C.若P点溶液中的溶质为,则
D.常温下,向少量水溶液中加入足量肼,会发生反应:
18. Ⅰ.根据表中数据,完成下列填空。
物质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(常温下)
(1)常温下,0.1 mol/L的HCN溶液中,约为 。
(2)常温下,在相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是 溶液(填化学式)。根据电离平衡常数判断,以下反应不能进行的是 。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ.将等pH、等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。
(3)电离平衡常数:(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)常温下,a点由水电离的H+浓度为 mol/L。
(5)a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为 ,c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量更多的是 点。
19. .已知25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
3.0×10-8
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为: 。
(2)将少量的CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式: 。
(3)常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,下列表达式的数据变大的是
A.n(H+) B. C. D.
(4)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,请填写空白。
①a、b、c三点对应的溶液中c(H+)由小到大的顺序为 。
②a、b、c三点对应的溶液中CH3COOH的电离程度最大的是 。
③若使b点对应的溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采用的方法是 。(填序号)
A.加入水 B.加入少量的NaOH溶液(体积变化忽略不计)
C.加入浓硫酸 D.加入碳酸钠固体
④a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积的大小关系为 。
(5)工业上采取用氨水除去SO2,已知25 ℃,NH3• H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3 × 10-2,Ka2=6.2 × 10-8,若氨水的浓度为2.0 mol/ L,溶液中的c(OH-)约为 mol/ L。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 弱电解质的电离平衡
第1课时 弱电解质的电离平衡
教学目标
1. 通过分析、推理等方法认识强弱电解质的本质特征及电离平衡常数的意义,建立判断强弱电解质和“强酸制弱酸”的思维模型。
2. 知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能正确书写弱电解质的电离方程式,会分析电离平衡的移动。
重点和难点
强制弱方程式书写;电离平衡移动
◆知识点一 强电解质与弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动离子的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都能产生自由移动离子的化合物。
说明:
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质(如Cu、Fe)和混合物(如稀硫酸、食盐水)既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质必须是自身能直接电离成自由移动离子的化合物,某些化合物如CO2溶于水可导电,但其本身不是电解质,与水反应生成的H2CO3才是电解质。
2.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液
中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
物质类别
①强酸:如HCl等;
②强碱:如NaOH等
③大部分盐:如NaCl等。
①弱酸:如CH3COOH等;
②弱碱:如NH3·H2O等;
③水。
化合物类型
离子化合物和部分共价化合物
共价化合物
3.电离方程式的书写
(1)强电解质:完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质:部分电离,在写电离方程式时,用“ ”。
(3)多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
电解质和非电解质都是化合物。
强电解质主要包括强酸,强碱,金属氧化物和大部分盐。
弱电解质主要包括弱酸,弱碱,少部分盐和水。
即学即练
1.下列食品添加剂中属于弱电解质的是
A.谷氨酸钠 B.碳酸氢铵 C.苯甲酸 D.碘酸钾
【答案】C
【分析】弱电解质指在水溶液中部分离解的化合物,如弱酸、弱碱。
【解析】A.谷氨酸钠是强酸对应的钠盐,完全离解,为强电解质,A不符合题意;
B.碳酸氢铵作为盐类完全离解为,属强电解质,B不符合题意;
C.苯甲酸是弱酸,在水中仅部分离解为和苯甲酸根,是弱电解质,C符合题意;
D.碘酸钾是强酸盐,完全离解为,属强电解质,D不符合题意;
故选C。
2.下列关于电解质的判断正确的是
A.易溶于水的电解质一定是强电解质,难溶于水的电解质一定是弱电解质
B.NaCl晶体不导电是由于NaCl晶体中的离子不能自由移动
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.Na2O溶液在电流的作用下电离成Na+和O2-
【答案】B
【解析】A.易溶于水的电解质不一定是强电解质(如醋酸),难溶于水的电解质也可能是强电解质(如),故A错误;
B.晶体中的离子在晶格中固定,无法自由移动,因此不导电,故B正确;
C.导电能力取决于离子浓度及电荷量,强电解质溶液若浓度低,导电性可能弱于浓的弱电解质溶液,故C错误;
D.溶于水生成,电离为和,电离过程自发进行,无需电流驱动,故D错误;
故答案为:B。
3.现有下列物质①熔化的 ②稀盐酸 ③氯气 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥酒精 ⑦硫酸氢钠 ⑧液氨 ⑨,请按要求回答下列问题。
(1)属于强电解质的是 (填序号)。
(2)在上述状态下能导电的是 (填序号)。
(3)属于弱电解质的是 (填序号)。
(4)可以证明④是弱酸的事实是_______(填序号)。
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与溶液反应放出气体
D.的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
(5)有下列物质的溶液:a.、b.、c.、d.,若四种溶液的物质的量浓度相同,其由水电离由大到小顺序为 (用字母序号表示,下同)。若四种溶液的相同,其物质的量浓度由大到小顺序为 。
(6)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积()随时间()变化的示意图正确的是_______(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
A. B.
C. D.
【答案】(1)①⑦
(2)①②⑤
(3)④
(4)B
(5)
(6)C
【解析】(1)在水中能够完全电离的电解质是强电解质,题给物质中NaCl、NaHSO4在水中能完全电离,故上述物质中属于强电解质的是①⑦。
(2)熔化的有自由移动的,能导电;稀盐酸中含有能自由移动的,能导电;铜是金属,能导电。故在上述状态下能够导电的是①②⑤。
(3)冰醋酸是纯净的乙酸,在水中只能部分电离,属于弱电解质,故上述物质中属于弱电解质的是④。
(4)A.乙酸和水能以任意比例混溶,表现的是乙酸的溶解性,与酸性强弱无关,A不符合题意;
B.在乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子,说明乙酸只能部分电离,证明乙酸是弱酸,B符合题意;
C.乙酸与溶液反应放出气体,说明乙酸酸性比碳酸强,不能说明乙酸是弱酸,C不符合题意;
D.的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色,只能证明乙酸具有酸性,不能证明其是弱酸,D不符合题意;
故选B。
(5)CH3COOH是一元弱酸,在水中只能部分电离;H2SO4是二元强酸,1molH2SO4在水中完全电离,产生2mol;HCl是一元强酸,NaHSO4是强电解质,1molHCl和1molNaHSO4在水中完全电离,分别产生1mol;若四种溶液的物质的量浓度相同,溶液中由大到小的顺序是:c>b=d>a,溶液中越大,对水的电离抑制程度越大,因此由水电离的由大到小的顺序是:a>b=d>c。若四种溶液的相同,需要CH3COOH分子最多,所以a的物质的量浓度最大;b、d的物质的量浓度相同且比a的小,c的物质的量浓度最小,故四种溶液的物质的量浓度由大到小顺序为a>b=d>c。
(6)醋酸是弱酸,在水溶液中存在电离平衡:,当减小,平衡向正方向移动,能减弱溶液中的减小,盐酸中溶质HCl完全电离,不存在电离平衡,因此,常温下,相同、体积相同的醋酸和盐酸溶液,分别与足量的锌粉发生反应,反应过程中,消耗相同的锌粉后,醋酸溶液中的始终比盐酸的大,因此锌粉与醋酸溶液反应的速率比与盐酸反应快;相同时,醋酸溶液的物质的量浓度比盐酸的大,溶液体积相同时,醋酸溶液中含有的溶质物质的量更多,故锌粉与醋酸溶液反应时产生的氢气更多;综上所述,正确的选项是C。
◆知识点二 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
①逆 —— 电离过程是可逆。
②等 —— 达到平衡状态时,v离子化 = v分子化。
③动 —— 在一定条件下,达到平衡状态,v离子化 = v分子化≠ 0,是一种动态平衡。
④定 —— 外界条件一定,达到平衡时溶液中分了和离子浓度保持一定。
⑤变 —— 外界条件改变,电离平衡发生移动。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
电离平衡的影响因素
(1)温度:弱电解质的电离一般是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,电离程度增大。
(2)浓度:
①稀释电解质溶液,电离平衡正向移动,电离程度增大。
②加入同一电解质,电离平衡正向移动,电离程度减小。
(3)外加电解质:
①同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质,电离平衡逆向移动,电离程度减小。
②化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时,电离平衡正向移动,电离程度增大。
即学即练
1.
常温下,的约为。在下列装置中存在不同的两种溶液,溶液中离子不能穿过隔膜,分子可以自由穿过隔膜(如图所示)。已知:
。当达到平衡时,下列叙述不正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅰ和Ⅱ中的相等
C.溶液Ⅱ中为
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中
【答案】C
【解析】A.常温下溶液I的pH=7.0,,A正确;
B.根据题意,未电离的分子可以通过隔膜,说明溶液Ⅰ和Ⅱ中的相等,B正确;
C.溶液Ⅱ的pH=8,溶液中c(OH-)=10-6mol/L,的约为,,,根据物料守恒:,则≈0.9,C错误;
D.根据C的分析,溶液Ⅱ中,同理,溶液I的pH=7.0,,因为平衡后两溶液中浓度相等,则=,溶液Ⅰ和Ⅱ中=,D正确;
故选C。
2.
某平衡体系如图,隔膜允许通过,不允许和通过。设溶液中,且隔膜两侧的溶液体积相同。下列说法正确的是(已知:室温下,)
A.水的电离程度:
B.溶液A中:
C.向溶液A中通入一定量,重新平衡后,溶液B的pH保持不变
D.撤去隔膜使溶液A与溶液B充分混合,所得溶液的pH约为10.7
【答案】B
【解析】A.根据题中信息可知,溶液B的pH大于溶液A的,因此溶液B中c(OH-)大,对水的电离抑制程度大,溶液B中水的电离程度小,A错误;
B.溶液A的pH=7,溶液A中c(OH-)=,故有,B正确;
C.溶液A中通入一定量,导致A中的电离平衡逆向移动,浓度增大,跨膜进入溶液B中,导致B中增大,的电离平衡正移,OH-浓度增大,pH也增大,C错误;
D.假设A、B溶液的体积均为V,溶液A、B中c(OH-)分别为和,故c(OH-)=,pOH=-lg c(OH-)=-lg=3+0.3=3.3,pH=10.7,但在混合过程中的电离平衡会发生移动,故所得溶液的pH不是10.7,D错误;
故答案选B。
3.
与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:。一定温度下,液氨的电离达到平衡时,下列有关说法不正确的是
A.是常数
B.存在
C.加入氯化铵固体,液氨的电离平衡逆向移动
D.和液氨在一定条件下能发生反应:
【答案】B
【解析】A.与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:,电离平衡常数为,是常数,A正确;
B.液氨部分电离,电离程度较小,所以达到电离平衡时,B错误;
C.加入氯化铵固体,增大,抑制液氨电离,则电离平衡逆向移动,C正确;
D.钠与液氨反应生成氨基钠()和氢气,反应式为 ,D正确;
故选B。
◆知识点三 电离平衡的移动
分析外界条件对醋酸电离平衡的影响,填写下表(用“→”或“←”表示移动方向;用“↑”或“↓”表示物理量变化):
CH3COOH稀溶液
CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
条件改变
平衡移动方向
c(H+)
n(H+)
电离程度
导电能力
升高温度
→
↑
↑
↑
↑
加H2O
→
↓
↑
↑
↓
通HCl
←
↑
↑
↓
↑
加少量NaOH(s)
→
↓
↓
↑
↑
加少量CH3COONa (s)
←
↓
↓
↓
↑
加少量CH3COOH
→
↑
↑
↓
↑
电离平衡是化学平衡的一种类型,按化学平衡原理分析即可。详见本课时的 “电离平衡的影响因素”。
即学即练特别提醒/易错提醒/教材延伸
根据勒夏特列原理当反应达平衡后,改变条件平衡向着减弱他的方向进行。
1.
在的溶液中存在如下电离平衡:。对于该平衡,下列叙述中正确的是
A.加入固体时,溶液中减小
B.加入少量的NaOH溶液,平衡向逆向移动
C.通入少量HCl气体,溶液中增大
D.降低温度,溶液中增大
【答案】A
【解析】A.加入NH4Cl固体,c(NH)增大,电离平衡逆向移动,但电离常数Kb不变。根据,比值,c(NH)增大导致该比值减小,A正确;
B.加入pH=11的NaOH溶液(OH-浓度低于原溶液),混合后OH-浓度降低,平衡正向移动,而非逆向,B错误;
C.通入HCl气体,H+与OH-反应,c(OH-)减少,同时NH3·H2O电离补充OH-,但总体c(OH-)仍减小,C错误;
D.降低温度,电离平衡逆向移动(电离为吸热反应),c(NH)减少,D错误;
故答案选A。
2.
醋酸溶液中存在电离平衡:。对于0.1mol/L的溶液,下列叙述错误的是
A.加水稀释后,溶液中的物质的量增大
B.加少量固体,平衡向左移动
C.加入少量冰醋酸,平衡向右移动,增大
D.加水稀释后,溶液中减小
【答案】D
【解析】A.加水稀释,平衡正向移动,溶液中的物质的量增大,A正确;
B.加入少量CH3COONa固体,由于c(CH3COO-)增大,电离平衡向左移动,B正确;
C.加入少量冰醋酸,平衡向右移动,增大,C正确;
D.加水稀释,平衡正向移动,醋酸电离氢离子个数增多,但溶液体积增大的幅度大于氢离子物质的量增加的幅度,c(H+)减小,c(OH-)增大,D错误;
故选D。
3.
氨水有下列平衡:当其它条件不变时,改变下列条件,平衡向左移动,且增大的是
A.加NaOH B.加盐酸 C.加 D.加同浓度氨水
【答案】C
【解析】A.加NaOH,增加c(OH-),平衡向逆反应方向进行,c()减少,A错误;
B.加盐酸,H+消耗OH-,平衡向正反应方向进行,c()增大,B错误;
C.加NH4Cl,c()增大,平衡向逆反应方向移动,C正确;
D.加同浓度氨水,c()不变,平衡不移动,D错误;
故选C。
一、强弱电解质的概念
电解质的强弱取决于在水溶液中的电离程度,判断时从物质类别入手比较方便:强酸、强碱和大多数盐是强电解质,弱酸、弱碱和水均为弱电解质。
实践应用
1.关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
NaCl
弱电解质
HF
HClO
非电解质
盐酸
【答案】D
【解析】A.氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;
B.硫酸钡虽然是沉淀,但是判断是否属于电解质与其溶解性无关,硫酸钡在熔融状态下、溶解在水中的部分均可以完全电离,属于强电解质,B错误;
C.盐酸是混合物,电解质必须是纯净的化合物,C错误;
D.硝酸是强电解质,醋酸是常见的弱电解质,二氧化硫由分子构成、自身不发生电离,溶于水中生成亚硫酸发生电离可导电,二氧化硫属于非电解质,D正确;故选D。
2.利用下列装置(部分夹持装置省略)进行实验,不能达到实验目的的是
A.制取氢氧化亚铁
B.通过小灯泡亮度验证电解质HNO3和CH3COOH的强弱
C.验证干燥的氯气无漂白性,潮湿的氯气有漂白性
D.验证钠和水的反应是放热反应
【答案】B
【解析】A.先打开止水夹K,产生的排出装置内的空气,右边抽滤瓶中收集到的纯净后,夹紧止水夹,左边抽滤瓶中气体压强增大,会将左边抽滤瓶中生成的溶液压入到右边抽滤瓶中,溶液与NaOH溶液发生反应,生成白色沉淀,能达到实验目的,A不符合题意;
B.没有注明溶液和溶液的物质的量浓度相等,故无法通过小灯泡亮度验证电解质和的强弱,不能达到实验目的,B符合题意;
C.关闭止水夹,干燥红布条不褪色;打开止水夹,干燥红布条褪色,能验证干燥的氯气无漂白性,潮湿的氯气有漂白性,能达到实验目的,C不符合题意;
D.将水滴入小试管中,钠与水反应放出的热量使大试管中的空气体积膨胀,U型管左侧液面下降,右侧液面上升,能验证钠和水的反应是放热反应,能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
3.下列关于电解质的说法正确的是
A.硫酸可以导电,所以硫酸是电解质
B.有机物溶于水均不导电,所以有机物均是非电解质
C.CO2为非电解质但是溶于水形成的溶液能导电,是因为CO2与H2O反应产生了H2CO3
D.强电解质的水溶液导电能力一定比弱电解质的水溶液导电能力强
【答案】C
【解析】A.硫酸是电解质,但题目中“硫酸可以导电”作为理由不准确,电解质指在水溶液或熔融态能自身电离出阴阳离子而导电的化合物,硫酸的导电性源于其在水中电离出阴阳离子,而非液态硫酸本身导电,A错误;
B.并非所有有机物溶于水均不导电,如乙酸(CH3COOH)溶于水可电离出,乙酸的水溶液能导电,乙酸属于电解质,B错误;
C.CO2本身不能电离,CO2是非电解质,其水溶液导电是因CO2与H2O反应生成H2CO3,H2CO3能电离出阴阳离子, C正确;
D.溶液导电能力取决于离子浓度和离子所带的电荷量,强电解质溶液若浓度极低,导电性可能弱于高浓度弱电解质溶液,D错误;
故选C。
2、 弱电解质电离平衡的判断
弱电解质达到电离平衡的本质是:弱电解质分子电离出离子的速率等于离子重新结合成分子的速率。外在表现是:溶液中各微粒的浓度不再变化。
实践应用
1.
稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O+OH-,若要使平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大,应采取的措施是
①加入少量NH4Cl固体 ②加入少量硫酸 ③加入少量NaOH固体 ④加入少量水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③
C.③④⑥ D.③⑤
【答案】B
【解析】①加入NH4Cl会增加浓度,使平衡左移,但c(OH⁻)减少,不合题意;
②加入硫酸中和OH⁻,平衡右移,不合题意;
③加入NaOH直接增加OH⁻浓度,使平衡左移,符合条件;
④加水稀释导致平衡右移且c(OH⁻)减少,不合题意;
⑤加热促进电离,平衡右移,不合题意;
⑥加入MgSO4消耗OH⁻,平衡右移,不合题意;
故答案为:B。
2.
CH3COOH的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,25℃时,0.1mol·L-1CH3COOH溶液的Ka=1.8×10-5。下列说法正确的是
A.向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B.向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C.该温度下0.01mol·L-1CH3COOH溶液的Ka<1.8×10-5
D.升高温度,c(H+)增大,Ka变大
【答案】D
【解析】A.向该溶液中滴加浓盐酸,虽然平衡逆向移动,但浓盐酸引入大量H⁺,导致c(H⁺)增大,A错误;
B.加入CH3COONa固体会增加CH3COO-浓度,平衡逆向移动,B错误;
C.电离常数Ka仅与温度有关,浓度变化不影响Ka,故0.01mol/L溶液的Ka仍为1.8×10-5,C错误;
D.升高温度促进电离(吸热反应),c(H+)增大,Ka随温度升高而增大,D正确;
故选D。
3. 采取的措施是
A.加少量氯化钠溶液 B.加热
C.加少量的稀硫酸 D.加少量醋酸钠晶体
【答案】B
【解析】A.加氯化钠溶液会稀释溶液,虽然促进电离,但H+浓度降低,pH升高,故A不符合题意;
B.因为弱酸的电离吸热,所以加热使醋酸的电离平衡向右移动,H+浓度增大,pH降低,故B符合题意;
C.加稀硫酸,H+浓度增大,醋酸的电离平衡向左移动,抑制电离,但H+浓度增大使pH降低,故C不符合题意;
D.加醋酸钠晶体增加CH3COO⁻浓度,平衡向左移动,抑制电离,H+浓度降低,pH升高,故D不符合题意;
故答案选B。
3、 电解质溶液中自由移动的离子浓度和分子浓度
1.金属与酸反应放出氢气的量取决于酸中最多可电离出的n(H+);放出氢气的速率只取决于溶液中c(H+)即pH;反应时间则主要取决于反应速率。
2.同一条件下不同弱酸溶液中:①等分子浓度时酸越弱→离子浓度越小;②等某离子浓度[如c(H+)]时,酸越弱→分子(酸)浓度越大。
实践应用
1. 25℃时,pH=3的盐酸和醋酸各1mL分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线I代表盐酸的稀释过程
B.a点溶液的导电性比b点溶液的导电性强
C.b点溶液中和氢氧化钠的能力强于a点溶液
D.将a、b两点所示溶液加热至30℃,的值变小
【答案】B
【分析】盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,相同温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液,醋酸浓度较大;溶液稀释时,醋酸进一步电离,pH变化较小,故Ⅱ应为醋酸稀释时的pH值变化曲线,利用a点、c点溶液中的离子浓度来分析导电性;醋酸浓度大于盐酸,则醋酸中和氢氧化钠溶液的能力强于盐酸;结合升高温度醋酸的电离程度增大分析的变化;
【解析】A.由分析可知,曲线Ⅰ代表盐酸的稀释过程、Ⅱ为醋酸稀释时的pH值变化曲线,故A正确;
B.稀释后盐酸溶液中氯离子、氢离子浓度减小,则溶液导电性较弱,a点的pH大于b,氢离子浓度低,故b点的溶液导电性更强,故B错误;
C.醋酸的浓度大于盐酸,a、b稀释倍数相同,醋酸物质的量更大,则a点溶液中和氢氧化钠溶液的能力小于b,故C正确;
D.升高温度后,醋酸的电离程度增大,醋酸根离子浓度增大,而氯离子浓度基本不变,则的比值减小,故D正确;
答案选B。
2. 常温时,1mol/L的HA和1mol/L的HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别将两溶液加水稀释,稀释后溶液体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两者均为弱酸,且酸性强弱为:HB>HA
B.将=1的溶液加水稀释至=3时,减小
C.M点水的电离程度大于N
D.在0≤pH≤7时,HB溶液满足:
【答案】B
【分析】根据常温时,1mol/L的HA和1mol/L的HB两种酸溶液,未稀释时HA的、HB的可以得出HA为弱酸,存在电离平衡,HB为强酸,全电离,据此分析解答。
【解析】A.根据分析,HA为弱酸,HB为强酸,A错误;
B.将=1的溶液加水稀释至=3时,HB为强酸,不变,HA为弱酸,还在继续电离增加,增大,由于体积相同,所以得到减小,B正确;
C.M点和N点的相等,相等且都是酸电离的,对水的电离抑制相同,水的电离程度相同,C错误;
D.HB为强酸,完全电离,在pH较小时,稀释多少倍,溶液中就是原来的多少分之一,但当时,由水电离的已经影响到酸电离出的,此时无法再使用稀释比的关系,将不再符合,D错误;
故答案为:B。
3. 下列图像表达正确的是
A.表示向AgNO3溶液中通入少量HCl气体,溶液导电能力的变化曲线
B.反应 ΔH<0,A点比B、C点颜色均深
C.常温下,有pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别与足量锌粉发生反应,②为醋酸
D.一定温度下,将一定量的冰醋酸加水稀释,导电能力变化如图,a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
【答案】C
【解析】A.AgNO3属于强电解质,AgNO3溶液中导电的离子主要是Ag+、,通入少量HCl气体,发生反应AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3,生成的HNO3属于强酸,溶液中离子物质的量浓度基本不变,溶液的导电能力基本不变,A项错误;
B.该反应的正反应为放热反应,B点相对于A点,压强相同时降低温度,平衡正向移动,B点颜色比A点浅,C点相对于A点,温度相同时增大压强,平衡正向移动,NO2物质的量减小,但容器体积减小,NO2物质的量浓度增大,C点颜色比A点深,B项错误;
C.pH相同等体积的醋酸和盐酸,与锌粉反应开始放出H2的速率相同,醋酸溶液中随着H+的消耗,促进CH3COOH的电离,因此醋酸中氢离子浓度较大,反应速率更快,pH相同的醋酸和盐酸溶液物质的量浓度:c(CH3COOH)>c(HCl),相同体积分别与足量锌粉反应,最终放出H2较多的为醋酸,C项正确;
D.醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+,加水稀释促进CH3COOH的电离,故a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c>b>a,D项错误;
答案选C。
考点一 强电解质和弱电解质的判断
【例1】下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
【答案】C
【解析】A.混合后溶液显碱性,说明BOH过量,则BOH为弱碱,A错误;
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,电离平衡正移,大于原溶液的,故1<pH<2,即证明醋酸为弱酸,C正确;
D.温度升高,Kw值增大,100℃时,Kw=10-12,故pH=6的纯水中为中性,D错误;
答案选C。
解题要点
1. 0.1mol/L的一元强酸的pH=1, 一元弱酸的pH >1.
2. 与强碱恰好完全反应之后若溶液pH=7则证明该酸为强酸。
3. 稀释的10n倍,溶液pH增大n倍则为强酸。
【变式1-1】下列有关说法正确的是
A.常温下,某物质的水溶液的,则物质X一定是电解质
B.常温下,将的溶液与的醋酸溶液等体积混合,则混合溶液
C.测出的溶液的,则的溶液的
D.常温下,的苹果汁中是的牛奶的1000倍
【答案】D
【解析】A.常温下,某物质的水溶液的,说明溶液为酸性,可能是二氧化碳、二氧化硫溶于水后的溶液,二氧化硫或是二氧化碳均是非电解质,因此物质X不一定是电解质,故A错误;
B.醋酸为弱电解质,电离程度很小,常温下,将的氢氧化钠溶液和的醋酸溶液等体积混合后,溶质是醋酸和醋酸钠,且醋酸的浓度远大于醋酸钠的浓度,因此溶液,故B错误;
C.相当于HF溶液被稀释100倍,加水稀释溶液,会促进其电离,电离出更多的氢离子,因此变化不到2个单位,则的溶液的,故C错误;
D.根据可知,pH=3.5的苹果汁中,的牛奶中,则常温下,pH=3.5的苹果汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的倍,故D正确;
故答案选D。
【变式1-2】下列说法不正确的是
①、、都是弱电解质
②HCl在水溶液中完全电离,所以盐酸是强电解质
③二氧化碳的水溶液能导电,但二氧化碳是非电解质
④在水溶液及熔融状态下均可电离出、、
⑤同温下0.1mol/L NaOH溶液与0.05mol/L溶液的pH相同,溶液中数目均为
A.③④ B.①③④ C.①②③④ D.①②④⑤
【答案】D
【解析】①、、都属于强电解质,在水溶液中溶解的部分都是全部电离为离子,①错误;
②HCl在水溶液中完全电离,但盐酸属于混合物,不是电解质,是HCl气体为强电解质,②错误;
③二氧化碳的水溶液能导电,是二氧化碳与水生成的碳酸电离出离子导电,不是二氧化碳自己本身电离,所以二氧化碳属于非电解质,③正确;
④为强酸的酸式根,在水溶液中电离为和,在熔融状态下不电离,仍为,所以在水溶液中电离为、、,在熔融状态下均可电离出、,④错误;
⑤同温下0.1mol/L NaOH溶液与0.05mol/L溶液的pH相同,但无具体的溶液体积,无法计算出溶液中的物质的量,也就无法知道的数目,⑤错误;
所以符合题目要求的组合为:①②④⑤,故答案为:D。
考点二 弱电解质的电离平衡
【例2】勒夏特列原理是指在一个平衡体系中,若改变影响平衡的一个条件,平衡总是要向能够减弱这种改变的方向移动。已知弱酸的电离是一个吸热过程。改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【答案】D
【分析】醋酸在溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO—+H+,醋酸的电离是一个吸热过程。
【解析】A.向醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液中醋酸根离子浓度增大,电离平衡向左移动,溶液中氢离子浓度减小,故A不符合题意;
B.向醋酸溶液中加入蒸馏水稀释,电离平衡向右移动,但溶液中氢离子浓度减小,故B不符合题意;
C.向醋酸溶液中通入氯化氢,溶液中的氢离子浓度增大,但电离平衡向左移动,故C不符合题意;
D.醋酸的电离是一个吸热过程,升高温度,电离平衡向右移动,且溶液中的氢离子浓度增大,故D符合题意;
故选D。
解题要点
根据勒夏特列原理平衡向着其减弱的方向移动。
【变式2-1】已知:常温下,。在水中的电离方程式为。下列有关溶液的叙述正确的是
A.加水稀释,不断减小
B.通入气体,的电离平衡向左移动,升高
C.稍微加热,
D.用氢氟酸替代盐酸测得中和反应的偏大
【答案】A
【解析】A.在水中的电离方程式为,加水稀释,溶液中c(H+)减小,电离平衡常数Ka= 不变,则不断减小,A正确;
B.通入气体,溶液中c(H+)增大,的电离平衡向左移动,达到新的平衡后,c(H+)相比通入HCl气体前仍然增大,则降低,B错误;
C.在水中的电离方程式为,为放热反应,稍微加热,平衡逆向移动,电离平衡常数Ka减小,则Ka=,C错误;
D.HF为弱酸,电离过程中放热,总放热更多,用氢氟酸替代盐酸测得中和反应的偏小,D错误;
故选A。
【变式2-2】常温下,关于溶液的说法正确的是
A.pH=10的NaOH溶液和pH=4的醋酸溶液中,水的电离程度相同
B.向水中加入少量金属钠,c(OH-)增大,水的电离平衡逆向移动
C.向醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的c(H+)将减小
D.分别向pH=3醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,pH值前者大于后者
【答案】A
【解析】A.pH=10的NaOH溶液中c(OH−)=10−4mol/L,pH=4的醋酸溶液中c(H+)=10−4mol/L,酸碱都会抑制水的电离,且这两种溶液中,由酸或碱电离出的离子 对水的电离抑制程度相同,所以水的电离程度相同,A正确;
B.向水中加入少量金属钠,钠与水反应生成NaOH和H2,c(OH−)增大,但反应促进了水的电离,水的电离平衡正向移动 ,B错误;
C.向0.01mol⋅L−1醋酸溶液中加水,醋酸的电离程度增大,但溶液中c(H+)减小,对水的电离抑制作用减弱,则溶液中水电离产生的c(H+)将增大,C错误;
D.醋酸是弱酸,存在电离平衡,加水稀释会促进电离;盐酸是强酸,完全电离。分别向pH=3的醋酸和盐酸溶液中加水稀释100倍后,醋酸溶液中c(H+)大于盐酸溶液中c(H+),所以pH值前者小于后者,D错误;
故选A。
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
【例3】在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.由a到b过程,溶液中增大
B.由b到c过程,CH3COOH电离平衡正向移动
C.a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度大小顺序是:b>c>a
D.a、b、c三点对应的溶液中,pH值大小顺序是:b>c>a
【答案】B
【分析】由图可知,冰醋酸中只存在醋酸分子,不存在自由移动的离子,不能导电;加水稀释过程中,醋酸溶液的浓度减小,电离程度变大,溶液中离子浓度先增大后减小,溶液的导电性先增强后减弱,据此回答。
【解析】A.由电离常数可知,溶液中,由a到b过程,醋酸溶液加水稀释时,醋酸的电离常数不变,溶液中氢离子浓度增大,则溶液中的值减小,A错误;
B.b到c过程中,继续加水稀释,根据越稀越电离可知,CH3COOH的电离程度逐渐增大,电离平衡正向移动,B正确;
C.根据越稀越电离可知,a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度大小顺序是:c>b>a,C错误;
D.c(H+)越大,溶液导电性越强,由图可知,导电性强弱顺序是b>c>a,则c(H+)由大到小的顺序b>c>a,c(H+)越大,pH值越小,则pH由小到大的顺序是b<c<a,D错误;
故选B。
解题要点
等浓度强酸与弱酸,稀释相同倍数,弱酸pH变化较小,强酸pH变化较大。
【变式3-1】常温下,分别取未知浓度的NaOH和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.P线代表HA的稀释图像且HA为弱酸
B.X、Y、Z点水的电离程度:
C.将X点溶液稀释倍,所得溶液
D.向HA的溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,值增大
【答案】A
【分析】根据图中曲线,NaOH溶液不断稀释,碱性减弱,pH不断减小,因此Q线是NaOH的稀释曲线,HA溶液不断稀释,酸性不断减弱,pH不断增大,因此P线是HA溶液的稀释曲线。根据lg n与pH变化关系得到HA为弱酸。
【解析】A.根据图中分析P线代表HA的稀释图像,再根据lg n与pH变化分析稀释10倍pH变化不到1个单位,说明HA为弱酸,故A正确;
B.Y点pH=10,Z点pH=9,则Y点碱性更强,抑制水的电离能力更强,因此水电离程度更小,Z点pH=9,X点pH=5,两者抑制水的电离能力相同,水电离程度相等,因此X、Y、Z三点溶液中水的电离程度: Z =X>Y,故B错误;
C.酸溶液无论稀释多少倍,pH始终小于7,不可能大于7,故C错误;
D.向HA的溶液中加入少量NaOH固体,则氢离子浓度减小,促进HA电离,但是只与温度有关,温度不变,其数值不变,故D错误;
故选A。
【变式3-2】某二元酸在水中的电离方程式为:,(时),下列有关说法中正确的是
A.是弱酸
B.稀释溶液,因电离平衡向右移动而导致增大
C.在的溶液中,
D.若溶液中,则的中
【答案】D
【解析】A.二元酸(H2A)在水中第一步电离为完全电离,H2A=H++HA-,则H2A不是弱酸,A错误;
B.加水稀释电离平衡正移,但氢离子浓度减小,所以稀释0.1mol/LH2A溶液,电离平衡向右移动,但是c(H+)减小,B错误;
C.的溶液中,第一步完全电离,产生的,第二部分继续电离出氢离子,故,C错误;
D.若0.1mol/L的NaHA溶液中c(H+)=0.02mol/L,0.1mol/L的H2A溶液中存在H2A=H++HA-,,第一步电离出的氢离子,抑制了第二步电离,所以c(H+)<0.12mol/L,D正确;
答案选D。
基础达标
1.下列说法正确的是
A.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入,溶液中的值增大
B.用均为11的溶液和氨水分别中和等体积等物质的量浓度的盐酸,消耗氨水的体积更大
C.用浓度均为的盐酸和醋酸分别中和等物质的量的,消耗醋酸的体积更大
D.常温下,向醋酸溶液中加水稀释,溶液中的值增大
【答案】D
【解析】A.通入会生成,导致增大,根据,比值减小,A错误;
B.时,氨水浓度远大于,中和等量盐酸时,氨水所需体积更小,B错误;
C.中和等物质的量需等物质的量盐酸或醋酸,浓度相同的盐酸和醋酸,体积应该相同,C错误;
D.稀释时,,稀释使减小,比值增大,D正确;
故选D。
2.下列事实能证明是弱酸的是
①溶液中通入气体,减小
②常温下,溶液中:
③溶液可以使石蕊溶液变红
④相同温度下,溶液的导电能力比溶液弱
A.①② B.①③ C.①②④ D.②③④
【答案】C
【解析】①通入(强酸)导致减小,说明存在电离平衡(勒夏特列原理),证明HA为弱酸;
②,说明未完全电离,是弱酸;
③石蕊变红仅说明溶液呈酸性,无法区分强弱酸;
④导电能力弱于同浓度HCl,说明HA电离程度低,是弱酸。
综上所述①、②、④均正确,C正确;
答案选C。
3.某温度下,等体积、c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液中的c(H+)随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是盐酸的变化曲线
B.b点溶液的导电能力比c点溶液的导电能力强
C.取等体积的a点、b点对应的溶液,消耗NaOH的量相同
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
【答案】B
【解析】A.醋酸是弱酸,醋酸溶液稀释,电离平衡正向移动,所以稀释相同倍数,醋酸的pH变化幅度比强酸小,所以曲线Ⅱ表示的是醋酸,曲线Ⅰ为盐酸,A错误;
B.根据图示,b点溶液中离子浓度大于c点,所以b点对应的溶液的导电能力比c点对应的溶液的导电能力强,B正确;
C.稀释前,相同的盐酸和溶液,醋酸的浓度大于盐酸,稀释后总物质的量仍大于b点盐酸,消耗NaOH更多,C错误;
D.稀释前,相同的盐酸和溶液,醋酸的浓度大于盐酸,稀释相同倍数,醋酸的浓度仍大于盐酸,b点对应的酸的总浓度小于a点对应的酸的总浓度,D错误;
故选B。
4.在常温下,有关下列4种溶液的叙述中,正确的是
编号
①
②
③
④
溶液
氨水
NaOH溶液
醋酸
盐酸
pH
11
11
3
3
A.在溶液①和②中分别加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的pH均增大
B.分别取1mL四种溶液稀释到10mL,稀释后溶液的pH:①>②>④>③
C.将aL溶液④与bL溶液②混合后,所得溶液的,则
D.将溶液②、③等体积混合,所得溶液有:
【答案】B
【解析】A.氨水中NH3·H2O发生电离产生和,加入适量的氯化铵晶体后,浓度增大,电离平衡逆向移动,浓度减小,pH 减小;NaOH 溶液中加入适量的氯化铵晶体后,和结合生成NH3·H2O,浓度减小,pH 减小,A错误。
B.四种溶液分别加水稀释10 倍,NaOH溶液和 HCl都是强电解质,所以 pH 变化最大的是②和④,稀释后溶液的pH:①>②>④>③,B正确。
C.pH=11的NaOH溶液浓度为0.001mol/L,pH=3的盐酸浓度为0.001mol/L,将aL溶液④与bL溶液②混合后,所得溶液的 pH=10,需满足,解得a:b=9:11,C错误。
D.醋酸为弱酸,所以 pH=3的醋酸浓度远大于10-3mol,而NaOH为强碱,pH=11的 NaOH 浓度为10-3mol,二者等体积混合酸过量,溶液呈酸性,则,根据电荷守恒可知: ,D错误。
故选B。
5.在两个密闭的锥形瓶中,0.05g形状相同的镁条(过量)分别与的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图,下列说法正确的是
A.虚线代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
C.反应中醋酸的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均快于醋酸与Mg反应的化学反应速率
【答案】C
【解析】A.盐酸和醋酸浓度和体积相同,因为醋酸为弱酸不完全电离,溶液中氢离子浓度小于盐酸,与镁反应时生成气体速率较慢,故初始时压强增大的速率慢于盐酸,因此实线表示盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,A错误;
B.两种酸都是一元酸且物质的量相同,1mol/LNaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,消耗的NaOH溶液的体积一样大,B错误;
C.醋酸中存在电离平衡,电离出的H+和镁条不断反应,促进醋酸的电离平衡正向进行,由于醋酸和盐酸的浓度体积均相同,两份溶液最终产生的氢气总量基本相等,C正确;
D.通过比较图中曲线的斜率来比较两种酸与Mg反应的速率,从图中可知,100s后的一段时间内,醋酸曲线的斜率大于盐酸,说明此时醋酸与Mg反应的速率大于盐酸与Mg反应的速率,D错误;
故选C。
6.体积、pH均相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌粉发生反应,产生的氢气体积(V)随时间(t)变化曲线正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】体积、pH均相同的盐酸和醋酸,溶液中相同,但盐酸为强酸溶液、醋酸为弱酸,溶液的浓度不同(),所含溶质的物质的量不同(),与足量的锌粉发生反应,随反应的发生,醋酸溶液中电离平衡正移,下降的缓慢,比盐酸溶液中大,醋酸与锌粉发生反应生成的速率比盐酸快,醋酸完全反应生成的体积比盐酸生成的体积大。
【解析】A.图中表示二者产生的氢气体积相同,与事实不符,A项错误;
B.图中表示盐酸与锌粉反应生成的速率快,且生成的的体积大,与事实不符,B项错误;
C.图中表示醋酸与锌粉反应生成的速率快,且生成的的体积大,符合事实,C项正确;
D.图中表示盐酸与锌粉反应生成的速率快,与事实不符,D项错误;
故选C。
7.某温度下,和的电离常数分别为和,将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线表示,曲线表示
B.酸的电离程度:;a点溶液中,
C.点酸的总物质的量浓度小于点酸的总物质的量浓度
D.、两点的溶液分别与恰好中和,溶液中不相同
【答案】B
【分析】酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,酸性:HNO2>CH3COOH,加水稀释相同倍数时,酸性越强,溶液的pH变化越大,曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液。
【解析】A.由上述分析可知,曲线Ⅰ表示CH3COOH,曲线Ⅱ表示HNO2,故A错误;
B.其他条件相同时,酸的浓度越小其电离程度越大,则酸的电离程度:c<d,a点溶液中两种酸的pH相同,溶液中c(H+)、c(OH-)对应相等,则c()=c(CH3COO-)=c(H+)-c(OH-),故B正确;
C.酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同时c(CH3COOH)>c(HNO2),则pH和体积均相同的两种酸溶液中n(CH3COOH)>n(HNO2),稀释稀释相同倍数时仍然存在c(CH3COOH)>c(HNO2),即b点酸的总物质的量浓度大于c点酸的总物质的量浓度,故C错误;
D.c点和d点的两溶液中n(HNO2)相等,两溶液分别与NaOH恰好中和后溶液中n(Na+)相同,故D错误;
故答案为B。
8.常温下,浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积随的变化如图所示。下列说法正确的是
A.HA的电离程度:点小于点
B.a点和点溶液中和溶液的能力相同
C.点和点溶液中,
D.分别加热时的和溶液,变大
【答案】B
【分析】图中0.1mol/L的溶液,,所以为一元强酸;0.1mol/L溶液的,所以为一元弱酸。
【解析】A.由起点可知,的HA溶液,则HA为强酸,HA在水中完全电离,加水稀释并不影响其电离程度,a点和b点的电离程度相同,A错误;
B.a点和c点溶液稀释倍数相同,溶液体积相同,两种酸溶液的物质的量浓度相同,中和溶液的能力相同,B正确;
C.点溶液中存在电荷守恒式:,点溶液中存在电荷守恒式:,图中点和点溶液相等,则,C错误;
D.分别加热时的和溶液,因HA为强酸,不变;为弱酸,加热能促进电离,则变大,所以变小,D错误;
故选B。
9.常温下,用计测定不同浓度的醋酸的,结果如表:
醋酸浓度
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
(1)根据表中数据,计算醋酸的 。根据表中数据可以得出:随着醋酸浓度的增大,醋酸的电离程度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下,已知的电离常数为,将和体积均相同的和溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示,曲线II代表 溶液,溶液中水的电离程度c d(填“>”、“=”或“<”),相同体积a点的两溶液分别与溶液恰好中和后,消耗溶液的体积, (填“>”、“=”或“<”)。
(3)常温下,已知的电离常数,,。则足量溶液和溶液反应的离子方程式为 。
(4)亚磷酸()是一种精细化工产品。向溶液中加入过量溶液后,所得的溶液中只有、两种阴离子,则是 (填“一元酸”、“二元酸”或“三元酸”),电离的方程式为 。
【答案】(1) 减小
(2) < <
(3)
(4)二元酸 、
【解析】(1)醋酸溶液存在电离平衡:,取浓度为进行计算,,因为远小于,则,所以;醋酸的电离度,由表中数据可知,当醋酸总浓度增大时,虽然也会增加,但增加的程度小于,所以随着醋酸浓度增大,醋酸的电离程度减小;
(2)已知的电离常数为,大于醋酸的电离常数,则酸性强于醋酸,将和体积均相同的和溶液分别稀释相同倍数时,醋酸的电离程度更大,溶液pH更小,则图中曲线I代表醋酸,曲线II代表;c点溶液的pH小于d点,即c点溶液的酸性更强,所以溶液中水的电离程度:;由于酸性强于醋酸,a点pH相同的两种溶液中,,分别与溶液恰好中和后,消耗的氢氧化钠溶液的体积更少;
(3)的电离常数为,小于的第一步电离常数,大于第二步、第三步电离平衡常数,说明酸性:,根据强酸制弱酸原理,足量溶液和溶液反应的离子方程式为:;
(4)向溶液中加入过量溶液后,所得的溶液中只有、两种阴离子,说明失去两个转化为,故是二元酸;亚磷酸为二元弱酸,电离分为两步,第一步为:,第二步为:;
10.某化学小组在一定温度下,将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力随加入水的体积V变化的曲线如图所示。
(1)O点导电能力几乎为0的原因是 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的是 。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是 。
(4)若使b点对应的溶液中增大、减小,可采用的方法是 (填序号)。
①加入水 ②加入固体 ③加入浓硫酸 ④加入固体
【答案】(1)无自由移动的离子
(2)C
(3)BAC
(4)②④
【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)溶液越稀,越促进醋酸电离,CH3COOH的电离程度最大的是C;
(3)导电能力越强,离子浓度越大,氢离子浓度越大,pH越小,则A、B、C三点氢离子浓度由大到小的顺序为BAC;
(4)①加入水稀释能促进醋酸电离,但醋酸根离子浓度减小,错误;
②加入固体氢氧化钠和氢离子反应促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度小,正确;
③加入浓硫酸,氢离子浓度增加,抑制醋酸电离出的醋酸根离子,所以醋酸根离子浓度减小,错误;
④加入固体,与反应,促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,氢离子浓度小,正确;
故选②④。
综合应用
11.25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,HA的电离度为10%,则该温度下HA的电离平衡常数(单位为mol·L-1)约为
A.2.22×10-3 B.4.3×10-3 C.2.52×10-4 D.1×10-3
【答案】A
【解析】电离平衡三段式为:
选项A与计算结果一致,其余选项均偏离正确值。
故答案选A。
12.戊二酸(用表示)易溶于水,向物质的量浓度为的溶液中少量多次加入粉末,每次加入后,使溶液冷却至室温,忽略溶液体积的变化,过程中测得随溶液的变化如图。已知;,为、或。
下列说法错误的是
A.曲线II为随的变化曲线
B.开始时,戊二酸溶液的浓度
C.戊二酸的
D.时,
【答案】C
【解析】A.向戊二酸溶液中加入NaOH过程中,pH增大,减小,则增大,故曲线Ⅲ为随pH的变化曲线,曲线Ⅰ、Ⅱ分别为、随pH的变化曲线,A正确;
B.时,,即,此时,,即,因此,由元素守恒可知,开始时戊二酸溶液的浓度a,B正确;
C.P点,即,,,Q点时,,则,C错误;
D.时,,即,此时,,即:,D正确;
故选C。
13.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,下列各量保持不变的是
A. B.的电离程度
C.溶液的导电能力 D.溶液的pH
【答案】A
【解析】A.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,=是定值,保持不变,A选;
B.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,浓度增大,的电离平衡:逆向移动,电离程度减小,B不选;
C.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,浓度增大,溶液中带电离子的浓度增大,溶液的导电能力增强,C不选;
D.一定温度下,向的溶液中加入晶体时,浓度增大,的电离平衡:逆向移动,浓度减小,溶液的pH增大,D不选;
故选A。
14.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加蒸馏水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点溶液的H+浓度:a>b>c
B.a、b、c三点的电离程度:c<a<b
C.向c点溶液加水,变小,不变
D.a、b、c三点溶液用溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
【答案】C
【解析】A.由图可知,溶液中导电能力大小顺序为b>a>c,溶液中氢离子浓度大小顺序为b>a>c,故A错误;
B.醋酸溶液加水稀释时,溶液的浓度减小,电离程度增大,由图可知,a、b、c三点醋酸的浓度依次减小,则a、b、c三点醋酸的电离程度大小顺序为a<b<c,故B错误;
C.由电离常数可知,溶液中=,向c点溶液加水稀释时,醋酸的电离常数Ka不变,溶液中醋酸根离子浓度减小,则和的值减小;溶液中=,由分析可知醋酸溶液加水稀释时,醋酸的电离常数、水的离子积常数不变,则的值不变,故C正确;
D.由稀释定律可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸的物质的量不变,中和能力不变,所以a、b、c三点溶液用等浓度的氢氧化钠溶液中和时,消耗氢氧化钠溶液的体积相同,故D错误;
故选:C。
15.常温下,硼酸在水中的电离方程式为:,。下列关于硼酸说法正确的是
A.是三元酸
B.常温下,溶液的
C.溶液和NaOH溶液反应,只生成一种盐
D.溶液加水稀释过程中,所有离子浓度均减小
【答案】C
【解析】A.根据题意可知H3BO3只存在一步电离,产生一个氢离子,所以为一元酸,故A错误;
B.设0.01mol•L-1H3BO3溶液中c(H+)=x mol•L-1,则c[]也可近似认为等于x mol•L-1,则有Ka(H3BO3)=5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6mol/L,所以pH<6,而非,故B错误;
C.由电离方程式可知,与NaOH反应可生成和水,故C正确;
D.硼酸溶液加水稀释时,电离平衡右移,硼酸的电离程度增大,但溶液中的氢离子浓度减小,由于Kw不变,所以氢氧根离子浓度增大,故D错误;
故答案为C。
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16.如图为室温下某二元碱溶液中的浓度()对数随的变化关系。下列说法错误的是
A.该二元碱的浓度为
B.时,
C.当时,
D.时,
【答案】C
【分析】越小,溶液碱性越强,随着溶液碱性的减弱,浓度逐渐减小,浓度先增大后减小,浓度逐渐增大,因此左侧的虚线表示,实线表示,右侧虚线表示,根据交点处可知,。
【解析】A.根据图像可知,时,浓度为0.1,浓度为0.001,很小几乎忽略,二元碱的浓度为,A正确;
B.时,,B正确;
C.当时,,C错误;
D.、时则, ,D项正确;
故答案选C。
17.常温下,肼水溶液中各种含氮微粒的物质的量分数随变化的关系如图所示,已知:。下列说法正确的是
A.肼与稀硫酸反应可生成酸式盐
B.a的值为7.94(已知)
C.若P点溶液中的溶质为,则
D.常温下,向少量水溶液中加入足量肼,会发生反应:
【答案】A
【解析】A.类比氨气和硫酸反应生成酸式盐为NH4HSO4,联氨是二元弱碱,与稀硫酸反应可以生成酸式盐N2H6(HSO4)2,A正确;
B.由图知,a点时,,故a点的值为, B错误;
C.根据物料守恒,等式右边应加上, C错误;
D.由图可知,,故无论肼是否足量,都只会发生,D错误;
故本题选A
18. Ⅰ.根据表中数据,完成下列填空。
物质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(常温下)
(1)常温下,0.1 mol/L的HCN溶液中,约为 。
(2)常温下,在相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是 溶液(填化学式)。根据电离平衡常数判断,以下反应不能进行的是 。
A.
B.
C.
D.
Ⅱ.将等pH、等体积的CH3COOH溶液和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。
(3)电离平衡常数:(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)常温下,a点由水电离的H+浓度为 mol/L。
(5)a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为 ,c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量更多的是 点。
【答案】(1)
(2)HCOOH B
(3)小于
(4)
(5)c>b>a d
【解析】(1)已知Ka(HCN)=,0.1mol/L的HCN溶液中,约为;
(2)电离常数越大,电离程度越大,酸性越强,由表已知Ka(HCOOH)> Ka(HCN),则酸性:HCOOH> HCN,相同浓度的HCOOH和HCN溶液中,溶液导电能力更强的是HCOOH;由表可知酸性:HCOOH> H2CO3> HCN>,
A.由酸性:HCOOH> HCN ,根据强酸制取弱酸原理,反应能发生,故A不符合题意;
B.酸性:< HCN,不能发生,故B符合题意;
C.酸性:H2CO3> HCN ,能发生,故C不符合题意;
D.酸性:HCOOH> ,能发生,故D不符合题意;
故选B;
(3)由图可知,加水稀释相同倍数时,CH3COOH溶液的pH较小,说明稀释促进CH3COOH电离程度大于HNO2,则酸性:CH3COOH< HNO2,电离平衡常数:小于;
(4)常温下,a点pH=3,弱酸电离出c(H+)=10-3mol/L,则溶液中,由水电离的浓度等于OH-浓度,即1.0×10-11 mol/L;
(5)加入酸抑制水的电离,酸性越强水的电离程度越小,则a、b、c三点水的电离程度由大到小的顺序为c>b>a,由于酸性:CH3COOH< HNO2,等pH时c(CH3COOH)>c(HNO2),c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,由n(CH3COOH)>n(HNO2)可知,消耗NaOH物质的量更多的是d点。
19. .已知25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
3.0×10-8
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为: 。
(2)将少量的CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式: 。
(3)常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,下列表达式的数据变大的是
A.n(H+) B. C. D.
(4)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,请填写空白。
①a、b、c三点对应的溶液中c(H+)由小到大的顺序为 。
②a、b、c三点对应的溶液中CH3COOH的电离程度最大的是 。
③若使b点对应的溶液中c(CH3COO-)增大,c(H+)减小,可采用的方法是 。(填序号)
A.加入水 B.加入少量的NaOH溶液(体积变化忽略不计)
C.加入浓硫酸 D.加入碳酸钠固体
④a、b、c三点溶液用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积的大小关系为 。
(5)工业上采取用氨水除去SO2,已知25 ℃,NH3• H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3 × 10-2,Ka2=6.2 × 10-8,若氨水的浓度为2.0 mol/ L,溶液中的c(OH-)约为 mol/ L。
【答案】(1)CH3COOH、H2CO3、HClO
(2)CO2 + ClO- + H2O=HCO+HClO
(3)AB
(4)c<a<b c BD a=b=c
(5)6.0×10-3
【分析】根据电离平衡常数可知,酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,结合浓度对CH3COOH的电离平衡的影响分析解答;醋酸溶液的导电能力越大,溶液中c(H+)越大,据此分析解答;氨水中存在电离平衡NH3·H2O⇌NH+OH-,结合水的离子积常数分析计算。
【解析】(1)根据三种酸的电离平衡常数,CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO;
(2)根据酸的电离平衡常数,酸性:H2CO3>HClO>HCO,将少量的CO2气体通入NaClO溶液中反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的离子方程式为CO2 + ClO- + H2O=HCO+HClO;
(3)A.CH3COOH溶液加水稀释过程中,促进醋酸电离,n(H+)增大,故A选;
B.加水稀释,促进醋酸的电离,氢离子的物质的量增大,醋酸的物质的量减小,=增大,故B选;
C.加水稀释,促进醋酸的电离,氢离子的物质的量浓度、醋酸根离子的物质的量浓度均减小,但醋酸对水的电离的抑制程度减小,水电离的氢离子物质的量增多,即氢离子浓度的减小程度小于醋酸根,减小,故C不选;
D.=Ka,只与温度有关,所以的值不变,故D不选;
故答案为:AB;
(4)①溶液导电能力越大,溶液中c(H+)越大,根据图知,c(H+):c<a<b;
②越稀越电离,稀释程度越大、醋酸电离程度越大,根据图知,a、b、c三点对应的溶液中CH3COOH的稀释程度最大的是c,则电离程度最大的是c,故答案为:c;
③A.加入水,溶液的导电能力减小,c(CH3COO-)、c(H+)均减小,故A不选;
B.加入少量的NaOH溶液,c(H+)减小,c(CH3COO-)增大,故B选;
C.加入浓硫酸,c(H+)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,c(CH3COO-)减小,故C不选;
D.加入碳酸钠固体,消耗氢离子,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡正向移动,c(H+)减小,故D选;
故答案为:BD;
④a、b、c三点溶液中含有的醋酸的物质的量相等,用1 mol·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积的大小关系为a=b=c。
(5)2.0mol/L的氨水溶液中的c(OH-)=mol/L=mol/L=6.0×10-3mol/L。
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