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课时精练(十六) 弱电解质的电离平衡
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列说法正确的是( )
A.在水溶液中能电离出自由移动的离子的化合物是电解质
B.强电解质一定是易溶于水的化合物,弱电解质一定是难溶于水的化合物
C.CO2的水溶液导电能力很弱,所以CO2是弱电解质
D.在强电解质的水溶液中只有离子,没有分子
A [化合物在水溶液中能电离出自由移动的离子,则水溶液能导电,说明该化合物是电解质,A正确;电解质的强弱与其水溶性无关,如硫酸钡难溶于水,但它是强电解质,乙酸易溶于水,但它是弱电解质,B错误;CO2溶于水并和水反应生成碳酸,碳酸发生部分电离从而使溶液导电,碳酸是弱电解质,而二氧化碳是非电解质,C错误;在强电解质的水溶液中存在水分子,D错误。]
2.下列各组物质全部是弱电解质的是( )
A.H2SiO3、H2S、CO2
B.Cu(OH)2、CH3COOH、C2H5OH
C.H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4
D.H2O、NH3·H2O、H3PO4
D [CO2在水溶液里和熔融状态下都不能电离,属于非电解质,故A不符合题意;C2H5OH在水溶液里和熔融状态下都不能电离,是非电解质,故B不符合题意;Ba(OH)2、BaSO4都是强电解质,故C不符合题意;H2O部分电离,NH3·H2O是弱碱,H3PO4是中强酸,均属于弱电解质,故D符合题意。]
3.在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
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-1 HCl溶液,溶液中c平(H+)减小
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
B [A项,加水稀释时,CH3COOH的电离程度增大,平衡向正反应方向移动,错误。B项,加NaOH固体,中和了CH3COOH电离产生的H+,平衡向正反应方向移动,正确。C项,因为HCl是强电解质,完全电离,加入后虽然抑制了CH3COOH的电离,平衡向逆反应方向移动,但c平(H+)增大,错误。D项,CH3COONa为强电解质,完全电离使溶液中c平(CH3COO-)增大,抑制了CH3COOH的电离,平衡向逆反应方向移动,错误。]
4.在25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为Kb,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至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(OH-) B.
C. D.Kb
B [加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中n(OH-)增大,但n(OH-)增大的程度小于溶液体积增大的程度,所以c(OH-)减小,故A错误;加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中OH-、NH的物质的量增大,NH3·H2O的物质的量减小,所以=的值始终增大,故B正确;加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中n(OH-)增大,n(NH)增大,n(NH3·H2O)减小,所以=的值始终减小,故C错误;电离平衡常数只受温度影响,温度不变,Kb不变,故D错误。]
5.常温时,0.1 mol·L-1 HF溶液的pH=2,则Ka约为( )
A.2 mol·L-1 B.0.1 mol·L-1
C.0.01 mol·L-1 D.0.001 mol·L-1
D [由HF⥫⥬H++F-可知Ka(HF)==≈0.001 mol·L-1。]
6.由表格中电离平衡常数数据判断下列反应可以发生的是( )
弱酸
HClO
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)/(mol·L-1)
Ka=3.2×10-8
Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11
A.NaClO+NaHCO3===HClO+Na2CO3
B.NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
C.2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3
D.2HClO+Na2CO3===2NaClO+CO2↑+H2O
B [由表格中数据可知,酸性:H2CO3>HClO>HCO,较强酸可制较弱酸。因酸性:HClO>HCO,A项反应不能发生;因酸性:H2CO3>HClO>HCO,B项反应可以发生;因酸性:HClO>HCO,C项反应不能生成Na2CO3,应生成NaHCO3;因酸性:H2CO3>HClO,D项反应不能发生,故B项正确。]
7.相同温度下,根据三种酸的电离平衡常数,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
电离平衡常数K/(mol·L-1)
9×10-7
9×10-6
1×10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.由电离平衡常数可以判断,HZ属于强酸,HX和HY属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数大于0.1 mol·L-1HX溶液的电离平衡常数
B [相同温度下,电离平衡常数越大,酸性越强,三种酸的酸性强弱关系:HX<HY<HZ,故A错误;根据较强酸制较弱酸原理,反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生,故B正确;由电离平衡常数可以判断,HX、HY、HZ都属于弱酸,故C错误;同一弱电解质,电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关,故D错误。]
8.下列事实可以表明醋酸是弱电解质的是( )
A.醋酸能与水任意比例互溶
B.醋酸溶液的导电能力比盐酸弱
C.醋酸溶液中存在醋酸根离子、氢离子
D.常温下,1 mol·L-1醋酸中c平(H+)约为0.01 mol·L-1
D [能否溶于水与电解质的强弱无关,故A错误;导电能力强弱与离子浓度大小有关,与电解质的强弱无关,故B错误;醋酸溶液中存在醋酸根离子、氢离子,说明醋酸发生了电离,其电离程度不知道,无法判断电解质的强弱,故C错误;常温下1 mol·L-1醋酸溶液的c平(H+)约为0.01 mol·L-1,氢离子浓度小于醋酸浓度,说明醋酸部分电离,可以证明醋酸是弱电解质,故D正确。]
9.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5 mol·L-1)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3 mol·L-1)在水中的电离度与浓度关系的是
( )
B [根据甲、乙的电离平衡常数知,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:CH3COOH<CH2ClCOOH,可以排除A、C;当浓度增大时,溶质的电离度减小,排除D,故B正确。]
10.根据下表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒是( )
化学式
电离常数/(mol·L-1)
CH3COOH
K=1.7×10-5
HCN
K=4.9×10-10
H2CO3
K1=4.3×10-7,
K2=5.6×10-11
A.H2CO3、HCO、CH3COO-、CN-
B.HCO、CH3COOH、CN-、CO
C.HCN、HCO、CN-、CO
D.HCN、HCO、CH3COO-、CN-
D [根据表中电离常数可知,酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO。H2CO3的酸性强于HCN,H2CO3和CN-能够发生反应生成HCO和HCN,在溶液中不能大量共存,A错误;CH3COOH的酸性强于H2CO3和HCN,CH3COOH能够与HCO、CN-、CO反应,在溶液中不能大量共存,B错误;HCN的酸性强于HCO,HCN与CO反应生成HCO,在溶液中不能大量共存,C错误;HCN、HCO、CH3COO-、CN-之间不反应,在溶液中能够大量共存,D正确。]
二、非选择题
11.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如下表所示
化学式
CH3COOH
H2C2O4
H2S
电离平衡常数/(mol·L-1)
1.8×10-5
Ka1=5.4×10-2
Ka2=5.4×10-5
Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
请回答下列问题:
(1)H2S的一级电离平衡常数表达式为Ka1=__________________________________。
(2)CH3COOH、H2C2O4、H2S的酸性由强到弱的顺序为_______________________。
(3)H2C2O4与少量的KOH溶液反应的化学方程式为__________________________。
(4)NaHS溶液与NaHC2O4溶液反应的离子方程式为__________________________。
解析: (1)H2S为弱电解质,不能完全电离,其电离分步进行,一级电离方程式为H2S⥫⥬HS-+H+,一级电离平衡常数表达式为Ka1=。(2)多元弱酸的酸性主要由第一步电离的程度决定,故多元弱酸的一级电离平衡常数越大,酸性越强,则CH3COOH、H2C2O4、H2S的酸性由强到弱的顺序为H2C2O4>CH3COOH>H2S。(3)H2C2O4与少量的KOH溶液反应生成KHC2O4,化学方程式为H2C2O4+KOH===KHC2O4+H2O。(4)HC2O的酸性强于H2S,则NaHS溶液与NaHC2O4溶液反应的离子方程式为HS-+HC2O===H2S↑+C2O。
答案: (1)
(2)H2C2O4>CH3COOH>H2S
(3)H2C2O4+KOH===KHC2O4+H2O
(4)HS-+HC2O===H2S↑+C2O
12.某化学兴趣小组按图示组装好实验装置,一支胶头滴管盛有盐酸,另一支胶头滴管盛有同体积、同浓度的醋酸。实验时同时完全捏扁a、b的胶头,观察实验现象。
(1)装置A、B中用红墨水而不用水的原因是________________________________。
(2)实验开始前两溶液的H+浓度的大小:盐酸________(填“>”、“<”或“=”)醋酸,证明_________________________________为弱电解质。
(3)实验刚开始时,发现装置A中的长导管液面上升的比装置B的要高,则胶头滴管a中盛的是________。
(4)两装置反应刚结束时(无固体剩余),发现装置A中的长导管液面比装置B中的高,静置一会后两装置中的长导管液面均有所下降,最终液面高度________(填“相同”、“A中的高”或“B中的高”)。
解析: 盐酸为强电解质,完全电离,醋酸为弱电解质,部分电离,所以相同物质的量浓度的两溶液,盐酸溶液中c平(H+)大,与等量的Zn粒开始反应时单位时间内放出热量多,产生的H2多,所以装置中气体压强大,长导管中液面上升的快,但最终温度下降且二者产生的H2的量相同,所以液面高度相同。该实验中为便于观察导管中液面高度的变化,现象明显,装置A、B中用红墨水。
答案: (1)便于观察长导管中液面高度的变化
(2)> 醋酸 (3)盐酸 (4)相同
13.(1)某浓度的氨水中存在平衡:NH3·H2O⥫⥬NH+OH-。若要增大NH的浓度而不增大OH-的浓度,应采取的措施是________(填字母)。
a.适当升高温度 B.加入NH4Cl固体
c.通入NH3 D.加入少量浓盐酸
(2)常温下,有c平(H+)相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液。
①加适量醋酸钠晶体后,醋酸溶液中c平(H+)________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),盐酸中c平(H+)________。
②加水稀释10倍后,溶液中c平(H+):醋酸______(填“>”、“=”或“<”)盐酸。
③加等浓度的NaOH溶液至恰好中和,所需NaOH溶液的体积:醋酸________(填“>”、“=”或“<”)盐酸。
④溶液温度都升高20 ℃,溶液中c(H+):醋酸________(填“>”、“=”或“<”)盐酸。
⑤两种酸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________(填字母)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
(3)将0.1 mol·L-1的CH3COOH加水稀释,有关稀释后醋酸溶液的说法正确的是________(填字母)。
a.电离程度增大 b.溶液中离子总数增多
c.溶液导电性增强 d.溶液中醋酸分子增多
解析: (1)a项,升高温度,平衡右移,c平(NH)和c平(OH-)均增大;b项,加入NH4Cl固体,c平(NH)增大,平衡左移,c(OH-)减小;c项,通入NH3,c平(NH3·H2O)增大,平衡右移,c平(NH)和c平(OH-)均增大;d项,加入少量浓盐酸,c平(OH-)减小,平衡右移,c平(NH)增大。(2)①加适量CH3COONa晶体,CH3COOH溶液中:CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+平衡向左移动,c平(H+)减小,盐酸中发生反应:CH3COO-+H+===CH3COOH,c平(H+)减小。②加水稀释10倍,CH3COOH的电离平衡向右移动,n(H+)增大,盐酸中HCl电离出的n(H+)不变,故溶液中c平(H+):醋酸>盐酸。③反应前醋酸和盐酸中的c平(H+)相等,由于CH3COOH是部分电离,加入NaOH溶液,CH3COOH的电离平衡向右移动,故恰好中和时CH3COOH所需NaOH的体积多。④升高温度,CH3COOH的电离平衡向右移动,c平(H+)增大,盐酸中c平(H+)不变。⑤反应开始时c平(H+)相同,随着反应的进行,CH3COOH的电离平衡向右移动,产生H+,故反应速率:v(CH3COOH)>v(HCl),又因为c(CH3COOH)>c(HCl),所以与足量锌反应时,CH3COOH生成H2的量多。(3)加水稀释后,电离平衡向右移动,溶液中醋酸分子的数目减少,CH3COO-和H+的数目增多,但溶液体积增大的程度更大,所以各微粒的浓度均减小,溶液的导电性减弱,故a、b项正确。
答案: (1)bd (2)①减小 减小 ②> ③> ④> ⑤c (3)ab
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