内容正文:
课时测评43 弱电解质的电离平衡
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-10题,每小题3分,共30分。
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
答案:D
解析: 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。
2.(2022·珠海检测)下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,溶液中c(OH-)减小
B.相同浓度的HCl和CH3COOH,两溶液中c(H+)相同
C.等浓度的CH3COOH与KOH以任意比混合:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
D.甲溶液的pH是5,乙溶液的pH是4,则甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为10∶1
答案:C
解析:0.1 mol·L-1 CH3COOH加水稀释,平衡正向移动,氢离子物质的量增加,但氢离子浓度减小,因此溶液中c(OH-)增大,故A错误;相同浓度的HCl和CH3COOH,由于HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,因此两溶液中c(H+)不相同,HCl中c(H+)大于CH3COOH中c(H+),故B错误;等浓度的CH3COOH与KOH以任意比混合,根据电荷守恒得到:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),故C正确;甲溶液的pH是5,乙溶液的pH是4,则甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为1∶10,故D错误。综上所述,答案为C。
3.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是( )
A.NaNO2溶液呈碱性
B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液呈红色
C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应
答案:A
解析:NaNO2溶液呈碱性说明N发生水解反应,说明HNO2是弱酸,为弱电解质,A正确;紫色石蕊溶液呈红色说明HNO2为酸,不能说明HNO2部分电离,则不能说明HNO2为弱电解质,B错误;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,C错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,说明HNO2为一元酸,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,D错误。
4.(2022·广州一模)溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是( )
A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
答案:B
解析:由于HBb为弱酸,0.01 mol·L-1 HBb溶液中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,故溶液的pH>2,A错误;升温促进电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液含有Bb-为蓝色,C错误;0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,存在元素守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误;答案选B。
5.由表格中的电离常数判断下列可以发生的反应是( )
化学式
电离常数
HClO
Ka=2.95×10-8
H2CO3
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
A.NaClO+NaHCO3HClO+Na2CO3
B.2HClO+Na2CO32NaClO+CO2↑+H2O
C.2NaClO+CO2+H2O2HClO+Na2CO3
D.NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3
答案:D
解析:依据电离常数分析可知,酸性由强至弱的顺序为H2CO3>HClO>HC,根据强酸可以制取弱酸的规律分析,A项与酸性HClO>HC矛盾,错误;B项与酸性H2CO3>HClO矛盾,错误;C项与酸性H2CO3>HClO>HC矛盾,反应应该生成碳酸氢钠,错误;D项与酸性H2CO3>HClO>HC吻合,正确。
6.25 ℃ 时,c mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,溶液中CH3COOH和CH3COO-的物质的量分数[α=或]随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在pH=4.76时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH)
B.c mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,增大
C.在pH=4.76的溶液中通入HCl,α(CH3COOH)增大,α(CH3COO-)减小,α(CH3COOH)+α(CH3COO-)=1
D.由图可知,25 ℃ 时醋酸的Ka=10-4.76
答案:B
解析:由图可知,当溶液pH=4.76时,α(CH3COOH)=α(CH3COO-),则c(CH3COO-)=c(CH3COOH),A正确;醋酸为弱电解质,加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,所以n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,=减小,B错误;当溶液pH=4.76时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),通入HCl,HCl电离使溶液中c(H+)增大,使醋酸的电离平衡逆向移动,所以α(CH3COOH)增大,α(CH3COO-)减小,根据元素守恒可知α(CH3COOH)+α(CH3COO-)=1,C正确;由图可知,pH=4.76时,α(CH3COOH)=α(CH3COO-),c(CH3COO-)=c(CH3COOH),醋酸的电离平衡常数Ka==c(H+)=10-4.76,D正确。
7.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(N)
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
答案:B
解析: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(N),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。
8.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
答案:B
解析: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,溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
9.在一定温度下,弱碱(CH3NH2)在水溶液中的电离方程式为CH3NH2+H2O ⥫⥬CH3N+OH-。下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数表达式Kb=
B.加入适量的CH3NH2溶液,电离常数Kb增大
C.加水稀释,c(OH-)减小,Kb不变
D.升高温度,c(CH3N)减小
答案:C
解析:该反应的电离平衡常数表达式为Kb=,A错误;电离常数Kb只与温度有关,加入适量的CH3NH2溶液,Kb不变,B错误;加水稀释的过程中,CH3NH2+H2O⥫⥬CH3N+OH-的平衡正向移动,但c(OH-)减小,Kb只与温度有关,温度不变,Kb不变,C正确;电离是吸热过程,升高温度CH3NH2+H2O ⥫⥬CH3N+OH-的平衡正向移动,c(CH3N)增大,D错误。
10.已知:MOH的碱性比NOH强。常温下,用HCl分别调节浓度均为0.1 mol·L-1的MOH溶液和NOH溶液的pH(溶液体积变化忽略不计),溶液中M+、N+的物质的量浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示-lg c(N+)与pH的关系
B.溶液中水的电离程度:Y<X
C.溶液中c(Cl-):Y>Z
D.常温时,反应N++MOH⥫⥬NOH+M+的平衡常数K=100
答案:D
解析:Kb(MOH)>Kb(NOH),图像中X和Y点对应的溶液中,c(M+)=c(N+),pH大的碱性强,所以曲线Ⅰ代表-lg c(M+)与pH的关系,故A错误;溶液中c(H+)来自水的电离,已知X点pH高于Y点,Y点对应的溶液中水的电离程度大于X点,故B错误;由电荷守恒c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(N+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知,Y、Z两点对应的溶液pH相同,c(H+)-c(OH-)相同,由图中c(M+)>c(N+),则有c(Cl-)Z>c(Cl-)Y,故C错误;K==,X、Y点对应的溶液中c(M+)X=c(N+)Y,由元素守恒可知:c(MOH)X=c(NOH)Y,===100,故K=100,故D正确。
11.(10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:
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
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 。
(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
答案:(1)否 H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱
(2)CO2+H2O+CN-HCN+HC
(3)18 (4)bc
12.(8分)(1)已知25 ℃时弱电解质的电离平衡常数:Ka(CH3COOH)=1.76×10-5,Ka(HSCN)=0.13。使20 mL 0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1的HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生的CO2气体体积(V)与时间(t)的关系如图所示。
①反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是 。
②反应结束后,所得溶液c(SCN-) (填“>”“=”或“<”)c(CH3COO-)。
(2)现有2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸溶液,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得25 ℃ 时平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示:
25 ℃ 时,HF的电离平衡常数Ka(HF)= (列式求值)。
(3)已知:25 ℃ 时,HCOOH的电离平衡常数Ka=1.77×10-4,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×10-11。下列说法正确的是 (填标号)。
A.向Na2CO3溶液中加入甲酸溶液无明显现象产生
B.25 ℃ 时,向甲酸溶液中加入NaOH溶液,甲酸的电离程度和Ka均增大
C.向0.1 mol·L-1甲酸溶液中加入蒸馏水,增大
D.向碳酸中加入NaHCO3固体,溶液的pH、溶液中c(HC)均增大
答案:(1)①Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)越大反应速率越快 ②>
(2)==4×10-4 (3)CD
解析:(1)①弱电解质的电离平衡常数越大,其溶液中电离出的离子浓度越大,故反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,c(H+)越大反应速率越快。②因为反应结束后,两种溶液中溶质分别为CH3COONa和NaSCN,CH3COOH的酸性弱于HSCN,则CH3COO-比SCN-更易结合H+,故c(SCN-)>c(CH3COO-)。
(2)pH=4时,c(H+)=1×10-4 mol·L-1,c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,c(HF)=4.0×10-4 mol·L-1,由电离平衡常数的定义可知Ka(HF)===4×10-4。
(3)由HCOOH和H2CO3的电离平衡常数可知,HCOOH的酸性比H2CO3的强,所以向Na2CO3溶液中加入甲酸溶液时,C与HCOOH反应产生CO2气体,A错误;向甲酸溶液中加入NaOH溶液时,OH-与H+结合而使HCOOH的电离平衡正向移动,HCOOH的电离程度增大,但Ka只与温度有关,其值不变,B错误;向HCOOH溶液中加入蒸馏水时,HCOOH的电离程度增大,设HCOOH的电离度为α,则=,加水稀释的过程中,α增大,故增大,C正确;向碳酸中加入NaHCO3固体时,溶液中的c(HC)增大,H2CO3的电离平衡逆向移动,溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,D正确。
13.(12分)H2A是一种二元酸。改变0.1 mol·L-1H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。(已知:δ(X)=)
(1)Ka1= (填具体数值)。
(2)pH=1时,H2A溶液中存在的含A元素的微粒为 。
(3)已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为 。
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
C.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
D.pH>6时,H2A溶液中只有A2-一种阴离子
(5)0.1 mol·L-1NaHA溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性。
答案:(1)1×10-1.2 (2)H2A、HA-、A2-
(3)2C+H2AA2-+2HC (4)AB (5)酸
解析:(1)当溶液的pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),故Ka1==10-1.2;
(2)由于H2A为二元弱酸,任何溶液中均存在的含A元素的微粒为H2A、HA-、A2-;(3)由(1)分析可知,H2A的Ka1=10-1.2,同理Ka2=10-4.2,结合已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.3×10-11可知,酸性:H2A>HA->H2CO3>HC,故向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为2C+H2AA2-+2HC;
(4)当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A正确;pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),B正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol/L>c(H+)=10-4.2 mol/L,C错误;H2A为二元弱酸,故任何溶液中均存在H2A、HA-、A2-等三种含A的微粒,故pH>6时,H2A溶液中有HA-、OH-和A2-三种阴离子,D错误;
(5)由题干图中数据可知,H2A的Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故HA-的水解平衡常数为Kh2===10-12.8<Ka2,说明HA-电离程度大于水解程度,故0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性。
学生用书⬇第247页
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