内容正文:
[课后分层练(十五)] 电离平衡
(限时35 min,选择题每题3分,非选择题14分)
【基础达标练】
1.(2025·浙江北斗星盟联考)下列物质不属于强电解质的是( )
A.NaHCO3 B.盐酸
C.CH3COONa D.BaCO3
解析:选B。盐酸是HCl的水溶液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质。
2.(2025·南开大学附中期中)下列物质在水中的电离方程式书写正确的是( )
A.H2S+H2O⥫⥬HS-+H3O+
B.NH3·H2O===NH+OH-
C.NaHCO3===Na++H++CO
D.H2SO3⥫⥬2H++SO
解析:选A。H2S是二元弱酸,H+可写成H3O+,电离方程式为:H2S+H2O⥫⥬HS-+H3O+,A正确;NH3·H2O是弱碱,NH3·H2O⥫⥬NH+OH-,B错误。
3.图中曲线可以描述醋酸(曲线Ⅰ,Ka=1.8×10-5)和次磷酸(曲线Ⅱ,Ka=9×10-2)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析:选B。酸的浓度越大电离度越小,相同浓度时酸性越强电离度越大,故B项符合题意。
4.(2025·安徽阜阳三中期中)硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2O⥫⥬[B(OH)4]-+H+。下列说法错误的是( )
A.H3BO3的水溶液能使石蕊试纸变红
B.加水时,平衡正向移动,导电能力增强
C.向硼酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡逆向移动,溶液的酸性增强
D.温度升高,溶液中 变大
解析:选B。加水稀释后,电离平衡正向移动,但溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,B错误;向硼酸溶液中加入少量冰醋酸,c(H+)增大,酸性增强,平衡逆向移动,C正确;弱电解质的电离是吸热的,升温促进硼酸的电离,c(H+)增大,c(H3BO3)减小,溶液中 变大,D正确。
5.(2025·云南师大附中高二期末)向一定浓度的NH3·H2O与NaOH的混合液中滴加稀醋酸,溶液的导电能力随加入CH3COOH溶液的体积变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.AB段,溶液导电能力减弱是由于溶液中离子数目基本不变,体积增大,离子浓度减小
B.BC段,发生反应的离子方程式为CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+H2O+NH
C.CD段,由于CH3COOH是弱酸,离子个数减少,故溶液导电能力下降
D.D点以后,随着CH3COOH溶液的滴加,溶液导电能力不可能增强
解析:选C。AB段反应为醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水,溶液中离子的总物质的量几乎不变,但溶液体积增大,离子浓度减小,故溶液导电能力减弱,A正确;BC段为CH3COOH与NH3·H2O反应,所得产物为醋酸铵和水,书写离子方程式为CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+H2O+NH,B正确;CD段继续滴加CH3COOH溶液,由于NH3·H2O和NaOH已反应完,CH3COOH电离程度很小,溶液中离子个数几乎不变,但溶液体积增大,离子浓度减小,导致溶液导电能力减弱,C错误;醋酸是弱电解质,随着醋酸的滴加,溶液中离子浓度增大程度小于溶液体积增大程度,溶液导电性下降,D正确。
6.(2025·天津和平区高二期末)向10 mL氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1 L后,下列变化中正确的是( )
A.NH3·H2O的电离程度减小
B.氨水的Kb增大
C.NH的数目增多
D.减小
解析:选C。加入蒸馏水导致氨水浓度减小,将其稀释促进氨水的电离,电离程度变大,A错误;Kb只与温度有关,温度不变,Kb不变,B错误;加水稀释促进NH3·H2O电离,所以NH的数目增多,C正确;==,加入蒸馏水导致氨水浓度减小,氢氧根离子浓度减小,比值增大,D错误。
7.(2025·安徽安庆高二期中)下表为四种弱酸的电离平衡常数:
弱酸
电离常数
HCOOH
Ka=1.8×10-4
H2CO3
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
HClO2
Ka=1.1×10-2
HCN
Ka=6.2×10-9
回答下列问题:
(1)HCOO-、CO、ClO、CN-结合质子(H+)的能力由大到小的顺序为________________________________________________________________________。
(2)CO2通入NaClO2溶液中能否生成HClO2?__________(填“是”或“否”)。
(3)少量CO2通入足量NaCN溶液中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)常温下,向20 mL 0.10 mol·L-1 HCOOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液中分别加入足量的锌粉。
①反应开始时,产生H2的速率:v(HCOOH)____(填“>”“<”或“=”,下同)v(HCl);
②充分反应后,两溶液中生成H2的体积VHCOOH(H2)__________VHCl(H2)。
(5)25 ℃,向HCOOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液中c(H+)=1×10-5,则混合液中=________________________________________________________________________。
解析:(1)电离平衡常数越大,则其结合氢离子能力越弱,依据电离平衡常数得到酸性强弱为HClO2>HCOOH>HCN>HCO,则同浓度HCOO-、CO、ClO、CN-结合H+的能力由强到弱的顺序为CO>CN->HCOO->ClO;(2)碳酸的Ka1=4.3×10-7远小于HClO2的Ka=1.1×10-2,所以该反应无法发生;(3)HCN的电离常数介于碳酸的两步电离常数之间,所以少量CO2通入足量NaCN溶液中发生反应的离子方程式为CO2+H2O+CN-===HCO+HCN;(4)HCl是强电解质,完全电离,溶液中氢离子浓度大,反应速率快,HCl溶液和HCOOH溶液等体积等浓度,都是一元酸,所以氢离子总量相等,完全反应生成的氢气体积相等;(5)===18。
答案:(1)CO>CN->HCOO->ClO (2)否
(3)CO2+H2O+CN-===HCO+HCN (4)< = (5)18
【拓展提能练】
8.(2025·四川荥经中学高二期中)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)
Ka=1.77×10-4
Ka=4.9×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
下列选项错误的是( )
A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
B.结合H+的能力由强到弱为CO>CN->HCO>HCOO-
C.由数据可知酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HCO
D.25 ℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中氢离子浓度大
解析:选A。酸性H2CO3>HCN>HCO,CO2与CN-反应生成HCN和HCO,正确的离子方程式为CN-+H2O+CO2===HCN+HCO,A错误;由于酸性HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,因此,结合H+的能力由强到弱为CO>CN->HCO>HCOO-,B正确;弱酸电离常数越大,酸性越强,由数据可知酸性HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,C正确;由于酸性HCOOH>HCN,25 ℃时,在等浓度的HCOOH溶液和HCN溶液中,HCOOH溶液中电离出的氢离子浓度大,D正确。
9.(2025·黑龙江大庆实验中学期中)已知溶剂分子结合H+的能力会影响酸给出H+的能力,某温度下部分酸在冰醋酸中的pKa如下表所示。下列说法错误的是( )
分子式
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
pKa=-lgKa
4.87
7.24(一级)
8.9
9.4
A.相同温度下醋酸在液氨中的pKa大于其在水中的pKa
B.在冰醋酸中的酸性:HClO4>H2SO4>HCl>HNO3
C.结合H+的能力:H2O>CH3COOH
D.HClO4在冰醋酸中的电离方程式:HClO4+CH3COOH⥫⥬ClO+CH3COOH
解析:选A。相同温度下,醋酸在液氨中的电离程度大于在水中的电离程度,在液氨中的pKa小于在水中的pKa,A错误;四种酸在冰醋酸中的电离常数的大小为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,则在冰醋酸中酸性的大小顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,B正确;在水中完全电离的四种强酸,在冰醋酸中均不能完全电离,说明结合H+的能力:H2O>CH3COOH,C正确。
10.(2025·山东临沂高二期中)25 ℃时,下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释,增大
B.氯水中存在平衡Cl2(g)+H2O(l)⥫⥬HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq),向体系加水,c(Cl-)与c(HClO)的比值不变
C.向0.1 mol·L-1的硫酸溶液中加水稀释,则一定不变
D.向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,醋酸电离平衡向右移动,电离程度增大
解析:选A。氨水稀释,电离平衡正向移动,n(OH-)和n(NH)增大,n(NH3·H2O)减小,则增大,A正确;氯水稀释,Cl2(g)+H2O(l)⥫⥬HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)和HClO的电离均正向移动,因此c(HClO)比c(Cl-)减小得更多,c(Cl-)与c(HClO)的比值增大,B错误;向0.1 mol·L-1的硫酸溶液中加水稀释,若加入过多水,溶液中c(H+)≈10-7mol·L-1,则增大,C错误;醋酸溶液中加入冰醋酸,使醋酸的电离程度减小,D错误。
11.(2025·北京第一七一中期中)25 ℃时,五种弱酸的电离平衡常数如表所示。下列说法不正确的是( )
化学式
电离平衡常数
CH3COOH
1.8×10-5
HClO
3.0×10-8
H3PO3
Ka1=8.3×10-3 Ka2=5.6×10-6
H2S
Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15
H2CO3
Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
A.同浓度的ClO-、CO、S2-结合H+的能力从强到弱的顺序为S2-、CO、ClO-
B.亚磷酸(H3PO3)为二元酸,Na2HPO3是酸式盐
C.H3PO3的第二级电离方程式为H2PO⥫⥬HPO+H+
D.将Na2CO3溶液滴入足量醋酸中,离子方程式为2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O
解析:选B。由于Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),说明电离出H+的能力由强到弱的顺序为HClO>HCO>HS-,则同浓度的ClO-、CO、S2-结合H+的能力由强到弱的顺序为S2->CO>ClO-,A正确;H3PO3为二元弱酸,电离方程式为H3PO3⥫⥬H++H2PO、H2PO ⥫⥬H++HPO,Na2HPO3是正盐、NaH2PO3是酸式盐,B错误、C正确。
12.常温下,已知部分酸的电离常数,HF(Ka=3.5×10-4)、HCN(Ka=3.6×10-10)、H2CO3(Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11),回答下列问题。
(1)c(H+)相同的三种酸,其酸的浓度从大到小顺序为__________________。
(2)若HCN的起始浓度为0.1 mol·L-1,平衡时c(H+)约为__________。能使此溶液中HCN的电离程度增大且c(H+)也增大的方法是________________________________________________________________________。
(3)中和等量的NaOH,消耗等pH的氢氟酸和盐酸的体积分别为a L、b L,则a______b(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(5)将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应达到平衡时,溶液中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
解析:(1)电离常数越大酸越强,酸性HCN<H2CO3<HF,c(H+)相同的三种酸,则酸越弱,酸的浓度越大,则c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF);
(2)若HCN的起始浓度为0.1 mol·L-1,根据Ka=≈=3.6×10-10,解得c(H+)=6×10-6 mol·L-1。
(3)氢氟酸部分电离,溶液中存在HF分子,中和等量的NaOH,消耗等pH的氢氟酸体积小于盐酸体积;
(5)溶液呈中性,根据电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),c(NH)=c(Cl-)=mol·L-1,NH3·H2O的电离常数Kb==。
答案:(1)c(HCN)>c(H2CO3)>c(HF)
(2)6×10-6 mol/L 升高温度或加入少量AgNO3固体等
(3)小于
(4)CN-+CO2+H2O===HCN+HCO
(5)
13.磷是重要的元素,能形成多种含氧酸和含氧酸盐。亚磷酸(H3PO3)的结构如图:
亚磷酸可由PCl3水解而成,H3PO3溶液存在电离平衡H3PO3⥫⥬H++H2PO,H2PO⥫⥬H++HPO。回答下列问题:
(1)NaH2PO3属于________(填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)已知25 ℃时,1 mol/L的H3PO3溶液的电离度为α,H3PO3的一级电离平衡常数Ka1=______(用含α的计算式表示,H3PO3第二步电离忽略不计,忽略水的电离)。
(3)常温下,将NaOH溶液滴加到亚磷酸(H3PO3)溶液中,混合溶液的pH[pH=-lg c(H+)]与离子浓度变化的关系如图所示,则表示lg的是曲线______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),亚磷酸(H3PO3)的Ka2=________。
解析:(1)由电离方程式可知,亚磷酸是二元弱酸,则NaH2PO3属于酸式盐;(2)亚磷酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,由25 ℃时,1 mol/L的亚磷酸溶液的电离度为α可知,亚磷酸的一级电离平衡常数Ka1=;(3)亚磷酸在溶液中分步电离,一级电离大于二级电离,一级电离常数大于二级电离常数,由电离常数公式可知,溶液中=、=,则当溶液中pH相等时,溶液中大于,则图中曲线Ⅰ表示溶液pH与lg的变化关系;由图可知,溶液中lg为-1时,溶液pH为5.5,则亚磷酸的电离常数Ka2=10-5.5×0.1=10-6.5。
答案:(1)酸式盐 (2) (3)Ⅰ 10-6.5
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