内容正文:
第41讲 电离平衡
一、选择题(本题包括12小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.室温下,关于1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液,下列判断正确的是( )
A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.02×1022
B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 mol
D.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑
2.氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中存在电离平衡:HCNH++CN-,常温下电离常数为Ka。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1HCN溶液的pH<1
B.增大HCN溶液浓度,其电离程度减小
C.升高HCN溶液温度,平衡逆向移动
D.加入少量NaOH溶液,会使Ka增大
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
4.稀氨水中存在着平衡:NH3·H2ON+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入适量的( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水
⑤MgSO4固体
A.①②③ B.③⑤ C.③ D.③④
5.下列酸碱溶液恰好完全中和,如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.因为两种酸溶液的pH相等,故V1一定等于V2
B.若V1>V2,则证明HA为强酸,HB为弱酸
C.若实验①中,V=V1,则混合溶液中c(Na+)=c(A-)
D.实验②的混合溶液,pH一定等于7
6.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液、0.1 mol·L-1 HCOOH溶液的说法正确的是( )
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH与NaOH发生反应的离子方程式为H++OH-H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变
7.H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。下列说法正确的是( )
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
8.以下是常温下几种弱酸的电离平衡常数:
CH3COOH
H2S
HClO
Ka=1.8×10-5
Ka1=1.3×10-7
Ka2=7.1×10-15
Ka=4.69×10-11
下列说法正确的是( )
A.可发生反应:H2S+2ClO-S2-+2HClO
B.CH3COOH溶液与Na2S溶液不能反应生成NaHS
C.等物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH
D.Na2S、NaClO、CH3COONa中,结合质子能力最强的是NaClO
9.硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2OB(OH+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( )
A.H3BO3为一元酸
B.0.01 mol·L-1H3BO3溶液的pH≈6
C.常温下,等浓度溶液的pH:CH3COONa>NaB(OH)4
D.NaOH溶液溅到皮肤时,可用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
10.电导率可用于衡量电解质溶液导电能力的强弱。室温下,用0.100 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.100 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,滴定过程中溶液电导率曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.①溶液中c(H+)为0.200 mol·L-1
B.溶液温度高低为①>③>②
C.③点溶液有c(Cl-)>c(CH3COO-)
D.③点后因离子数目减少使电导率略减小
11.H2C2O4是一种二元弱酸,H2C2O4溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数,常温下某浓度的H2C2O4溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示。据此分析,下列说法不正确的是( )
A.曲线a代表H2C2O4,曲线b代表C2
B.常温下,0.1 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性
C.常温下,H2C2O4的电离平衡常数Ka2=10-4.30
D.pH从1.30~4.30时,先增大后减小
12.肼(N2H4)又称联氨,为二元弱碱,在水中的电离与氨类似。已知常温下,N2H4的第一步电离平衡:N2H4+H2ON2+OH-,Kb1=8.7×10-7。下列说法错误的是( )
A.N2H4的水溶液中存在:c(N2)+2c(N2)+c(H+)=c(OH-)
B.反应 N2H4+H+N2的平衡常数K=8.7×107
C.联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H5HSO4
D.向N2H4的水溶液中加水,不变
二、非选择题(本题包括2小题)
13.某一元弱酸(用HA表示)在水中的电离方程式是HAH++A-,回答下列问题:
(1)向溶液中加入适量NaA固体,以上平衡将向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是 。
(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液,以上平衡将向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,溶液中c(A-)将 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),溶液中c(OH-)将 。
(3)HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。
HA的电离常数Ka= 。
(4)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(N)=c(Cl-),则溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= (忽略混合溶液的体积变化)。
14.磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)等多种含氧酸。
(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10 mL 1 mol·L-1H3PO2溶液与20 mL 1 mol·L-1NaOH溶液充分反应后生成NaH2PO2,回答下列问题:
①NaH2PO2属于 (填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。
②若25 ℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1的H3PO2溶液的pH= 。
③设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸: 。
(2)亚磷酸(H3PO3)是二元中强酸,某温度下,0.11 mol·L-1 H3PO3溶液的pH为2,该温度下H3PO3的电离平衡常数Ka1约为 (Ka2=2×10-7,H3PO3的第二步电离和水的电离忽略不计)。
(3)亚磷酸的结构式为(结构式中P→O表示成键电子对全部由磷原子提供),含有两个“—OH”,分子中有两个可电离的H+,因而是二元酸,由此类推次磷酸分子中含有 个“O—H”。
(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液恰好中和生成Na2HPO3时,所得溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7。
4 / 4
学科网(北京)股份有限公司
$
第九章 水溶液中的离子反应与平衡
第41讲 电离平衡
1.C 醋酸属于弱电解质,则含0.1 mol醋酸的溶液中CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,B错误;根据元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据较强酸制取较弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,在离子反应中不能拆写,D错误。
2.B 氢氰酸(HCN)是一种弱酸,在水溶液中部分电离,因此0.1 mol·L-1HCN溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1,pH>1,A错误;氢氰酸为弱电解质,增大HCN溶液浓度,其电离程度减小,B正确;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,C错误;加入少量NaOH溶液,电离平衡正向移动,但溶液的温度不变,电离平衡常数不变,D错误。
3.A 滴加紫色石蕊溶液,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-1 NaOH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.C 加入NH4Cl固体,c(N)增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,①不符合题意;加入硫酸,氢离子消耗氢氧根离子,平衡正向移动,②不符合题意;加入NaOH固体,c(OH-)增大,平衡逆向移动,③符合题意;加水,平衡正向移动,c(OH-)减小,④不符合题意;加MgSO4固体,镁离子会消耗氢氧根离子生成沉淀,平衡正向移动,c(OH-)减小,⑤不符合题意。
5.C 因为不知道两种酸的酸性强弱关系,所以不能判断V1与V2的相对大小,A错误;若V1>V2,说明HA的酸性比HB的酸性强,但无法证明HA是强酸,B错误;若实验①中,V=V1,则HA的物质的量浓度也为0.01 mol·L-1,HA溶液的pH=2,则HA为强酸,反应后溶液显中性,故混合溶液中c(Na+)=c(A-),C正确;恰好完全中和后实验②的混合溶液中溶质为强碱弱酸盐或强酸强碱盐,溶液的pH≥7,D错误。
6.D 由电离常数可知,等浓度的甲酸的电离程度大于乙酸,甲酸溶液中氢离子浓度大于乙酸溶液,A错误;甲酸与乙酸的浓度相同、体积相同,则物质的量相同,与过量的镁反应,酸完全反应,根据原子守恒,产生的氢气的量相同,B错误;甲酸溶液与氢氧化钠溶液反应生成甲酸钠和水,反应的离子方程式为HCOOH+OH-HCOO-+H2O,C错误;温度不变,电离常数不变,则稀释过程中,乙酸的电离常数保持不变,D正确。
7.C 向H2S溶液中加水,平衡向右移动,但溶液体积增大,溶液中H+浓度减小,A错误;通入SO2,可发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,平衡向左移动,SO2过量时,SO2与水反应生成的H2SO3的酸性比氢硫酸强,因此溶液pH减小,B错误;滴加新制氯水,发生反应:H2S+Cl22HCl+S↓,反应生成的HCl为强酸,溶液酸性增强,pH减小,C正确;加入少量CuSO4固体,发生反应:CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4,溶液中S2-浓度减小,H+浓度增大,D错误。
8.C 次氯酸根离子具有强氧化性,与H2S反应时发生的是氧化还原反应,H2S被氧化成硫单质,A错误;根据电离平衡常数可知酸性强弱为CH3COOH>H2S,所以当少量醋酸与Na2S溶液反应时会生成NaHS,B错误;根据电离平衡常数可知酸性强弱为CH3COOH>H2S>HClO>HS-,所以等物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH,酸越弱则对应的酸根离子结合质子的能力越强,结合质子能力:CH3COO-<HS-<ClO-<S2-,结合质子能力最强的是Na2S,C正确,D错误。
9.C 根据题意可知H3BO3只存在一步电离,所以H3BO3为一元酸,A正确;设0.01 mol·L-1H3BO3溶液中c(H+)=x mol·L-1,则c[B(OH]也认为近似等于x mol·L-1,则有Ka(H3BO3)==5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6,所以pH≈6,B正确;Ka(H3BO3)<Ka(CH3COOH),所以B(OH的水解程度更大,浓度相同时硼酸钠溶液的碱性更强,则等浓度溶液的pH:CH3COONa<NaB(OH)4,C错误。
10.C 醋酸为弱电解质,①点溶液c(H+)<0.200 mol·L-1,A错误;酸碱中和反应放热,①点溶液温度较低,B错误;③点时恰好完全反应生成等物质的量的氯化铵和醋酸铵,其中CH3COO-发生微弱水解,则③点溶液中:c(Cl-)>c(CH3COO-),C正确;③点后,溶液体积变大,溶液中离子浓度减小导致电导率减小,D错误。
11.D 随着pH的增大,草酸分子的浓度逐渐减小,草酸氢根离子的浓度逐渐增大,pH继续升高,草酸氢根离子的浓度又逐渐减小,而草酸根离子的浓度逐渐增大,因此曲线a代表H2C2O4,曲线b代表C2,A正确;根据题给图像可知当草酸氢根离子和草酸根离子浓度相等时,pH=4.30,所以草酸的第二步电离平衡常数Ka2==10-4.30,C正确;根据题给图像可知pH从1.30~4.30时,逐渐减小,D项错误。
12.C 根据电荷守恒可知在N2H4的水溶液中存在:c(N2)+2c(N2)+c(H+)=c(OH-),A正确;反应 N2H4+H+N2的平衡常数K==
===8.7×107,B正确;联氨是二元弱碱,其与硫酸形成酸式盐的化学式为(N2H6)(HSO4)2,C错误;温度不变,电离平衡常数不变,加水稀释N2H4的水溶液,=·=·=,温度不变,不变,D正确。
13.(1)逆 c(A-)增大,平衡向c(A-)减小的方向移动,即逆向移动
(2)正 减小 增大
(3)10-4.7
(4)中
解析:(3)由题图可知,当c(A-)=c(HA)时,pH=4.7,c(H+)=10-4.7 mol·L-1,Ka==c(H+)=10-4.7。(4)溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(N)=c(Cl-),故c(H+)=c(OH-),溶液显中性;电离常数只与温度有关,NH3·H2O的电离常数Kb===。
14.(1)①正盐 ②2 ③方案一:测NaH2PO2溶液的pH,若pH>7,则证明次磷酸为弱酸;方案二:向等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入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 (2)1×10-3 (3)1 (4)>
解析:(1)①NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸中只有一个可电离出的氢离子,因而NaH2PO2是正盐。②设溶液中的H+浓度为x mol·L-1。
H3PO2H++H2P
初始/(mol·L-1) 0.02 0 0
平衡/(mol·L-1) 0.02-x x x
Ka(H3PO2)==1×1[注意由于Ka(H3PO2)比较大,不能近似计算],解得x=0.01,故pH=-lg 0.01=2。(2)忽略H3PO3的第二步电离和水的电离,则溶液中c(H2P)≈c(H+)=1×10-2 mol·L-1,c(H3PO3)=(0.11-1×10-2)mol·L-1=0.1 mol·L-1,H3PO3的电离平衡常数Ka1=≈=1×10-3。(4)Na2HPO3溶液中,HP水解,溶液呈碱性。
学科网(北京)股份有限公司
$