3-2 弱电解质的解离平衡 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

主题三 溶液与水溶液中的离子反应 第二节 弱电解质的解离平衡 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列物质中，属于弱电解质的是（ ） A. HCl（除锈用稀盐酸的溶质，强电解质） B. CH₃COOH（电镀液调节pH用的醋酸） C. NaCl（电镀辅助液的溶质，强电解质） D. NaOH（清洗零件用的烧碱，强电解质） 2. 关于弱电解质解离平衡的说法，正确的是（ ） A. 弱电解质解离过程是不可逆的 B. 达到解离平衡时，弱电解质的解离速率等于分子化速率 C. 达到解离平衡时，溶液中不存在弱电解质分子 D. 解离平衡一旦建立，就不会发生移动 3. 加工制造中，电镀液常用醋酸调节pH，醋酸（CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺）的解离平衡，下列措施能使平衡向解离方向移动的是（ ） A. 加入醋酸钠固体（CH₃COONa） B. 加入蒸馏水稀释 C. 加入盐酸 D. 降低温度 4. 下列关于解离常数（Kₐ或Kᵦ）的说法，错误的是（ ） A. 解离常数反映弱电解质的解离程度 B. 解离常数与温度有关，与浓度无关 C. Kₐ越大，弱酸的酸性越强 D. 加工制造中，可通过解离常数判断电镀液的pH稳定性 5. 下列现象中，能说明醋酸是弱电解质的是（ ） A. 醋酸溶液能使紫色石蕊试液变红 B. 醋酸溶液与锌反应生成氢气 C. 0.1mol/L醋酸溶液的pH大于1 D. 醋酸能与氢氧化钠溶液发生中和反应 6. 加工制造中，金属腐蚀时，弱电解质溶液（如雨水、弱酸废液）的解离平衡会影响腐蚀速率，下列说法正确的是（ ） A. 弱电解质解离程度越大，H⁺浓度越高，金属腐蚀速率越快 B. 弱电解质解离程度越小，电解质溶液导电性越强 C. 加入强电解质会抑制弱电解质解离，减慢腐蚀速率 D. 温度升高对弱电解质解离平衡无影响 7. 关于同离子效应，下列说法正确的是（ ） A. 同离子效应是指加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质解离平衡向解离方向移动 B. 电镀液中加入醋酸钠，会抑制醋酸的解离，维持pH稳定 C. 同离子效应只影响弱电解质的解离程度，不影响解离常数 D. 同离子效应会使弱电解质的解离常数减小 8. 下列弱电解质的解离方程式，书写正确的是（ ） A. CH₃COOH = CH₃COO⁻ + H⁺ B. NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ C. H₂CO₃ ⇌ 2H⁺ + CO₃²⁻ D. HClO ⇌ H⁺ + Cl⁻ + O²⁻ 9. 加工制造中，焊接用助焊剂含硼酸（H₃BO₃，弱酸），硼酸的解离平衡为H₃BO₃ + H₂O ⇌ [B(OH)₄]⁻ + H⁺，下列措施能使H⁺浓度增大的是（ ） A. 加入硼酸钠固体 B. 加入蒸馏水稀释 C. 升高温度（硼酸解离吸热） D. 加入氢氧化钠溶液 10. 相同浓度的下列溶液中，pH最小的是（ ） A. 醋酸溶液（CH₃COOH） B. 盐酸溶液（HCl） C. 碳酸溶液（H₂CO₃） D. 次氯酸溶液（HClO） 11. 加工制造中，下列场景利用弱电解质解离平衡的是（ ） A. 用浓盐酸除锈（强电解质完全解离） B. 电镀液中加入醋酸-醋酸钠缓冲对，维持pH稳定 C. 用氢氧化钠溶液清洗油污（强电解质完全解离） D. 焊接时用酒精作溶剂（非电解质） （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 弱电解质是指在水溶液中______解离的电解质，包括______和______（写出两类）；强电解质在水溶液中______解离。 2. 弱电解质的解离平衡是______平衡，其建立的条件是______与______相等；解离平衡的特征可概括为______、______、______、______（参照化学平衡特征）。 3. 影响弱电解质解离平衡的外界因素主要有______、______、______和______；温度升高，弱电解质的解离程度（填“增大”“减小”或“不变”），因为解离过程通常是______反应（填“吸热”或“放热”）。 4. 同离子效应是指在弱电解质溶液中加入______的强电解质，使弱电解质的解离平衡向______方向移动，解离程度______的现象。 5. 加工制造中，电镀液常用______（如醋酸-醋酸钠）维持pH稳定，其原理是利用______和______的同离子效应，使解离平衡移动，抵消外界因素对pH的影响。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 弱电解质的解离平衡是动态平衡，达到平衡时，解离和分子化仍在进行。（ ） 2. 浓度相同的强酸和弱酸，pH一定相同。（ ） 3. 加工制造中，醋酸溶液用于调节电镀液pH，是因为醋酸的解离平衡能稳定溶液中的H⁺浓度。（ ） 4. 解离常数越大，弱电解质的解离程度越大，溶液的导电性越强。（ ） 5. 稀释弱电解质溶液，解离平衡向解离方向移动，解离常数增大。（ ） 6. 同离子效应会使弱电解质溶液的pH发生变化，如醋酸溶液中加入醋酸钠，pH会增大。（ ） 7. 弱电解质的解离程度与浓度有关，浓度越小，解离程度越大。（ ） 8. 加工制造中，金属在弱电解质溶液中的腐蚀速率比在强电解质溶液中一定更慢。（ ） 9. 缓冲溶液的pH在一定范围内不受稀释或少量酸碱的影响，因为其解离平衡能自动调节。（ ） 二、提升题（共30分） （一）实验设计题（10分） 加工制造中，电镀液的pH稳定性至关重要，现设计实验探究同离子效应对醋酸解离平衡的影响（模拟电镀液pH调节原理）： 1. 实验目的：探究同离子效应对CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺平衡的影响； 2. 实验原理：通过加入CH₃COONa固体（提供CH₃COO⁻），观察溶液pH变化，判断平衡移动方向； 3. 所需仪器和药品： 仪器：______、______、______、______、______； 药品：0.1mol/L CH₃COOH溶液、CH₃COONa固体、pH试纸、蒸馏水、烧杯； 4. 实验步骤： ① 取一支烧杯，加入50mL 0.1mol/L CH₃COOH溶液，用pH试纸测定其pH，记录为______； ② 向烧杯中加入少量CH₃COONa固体，用玻璃棒搅拌至完全溶解； ③ 再次用pH试纸测定溶液的pH，记录为______； ④ 另取一支烧杯，加入50mL 0.1mol/L CH₃COOH溶液，加入等体积蒸馏水稀释，测定pH，记录为______； 5. 实验现象与结论： ① 步骤③中pH______（填“大于”“小于”或“等于”）步骤①中pH，说明加入CH₃COONa后，平衡向______方向移动，体现了______效应； ② 步骤④中pH______（填“大于”“小于”或“等于”）步骤①中pH，说明稀释使平衡向______方向移动； 6. 拓展应用：结合实验结论，分析电镀液中加入醋酸-醋酸钠缓冲对的作用：______。 （二）分析题（10分） 1. 加工制造中，金属在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，雨水或露水形成的弱电解质溶液（如H₂CO₃溶液）是腐蚀的电解质环境。分析H₂CO₃的解离平衡（H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻），说明为什么在工业厂区（含较多CO₂）金属腐蚀速率更快，写出金属（Fe）吸氧腐蚀的核心反应（Fe与O₂、H₂O的反应）； 2. 电镀生产中，若电镀液的pH过低，会导致镀件表面产生气泡（H₂），影响镀层质量。若电镀液用醋酸调节pH，如何通过解离平衡原理升高pH？写出具体措施和原理； 3. 某弱电解质HA的解离平衡为HA ⇌ H⁺ + A⁻，解离常数Kₐ=1.8×10⁻⁵。分析温度升高、加入NaA固体、稀释溶液三种情况下，HA的解离程度、H⁺浓度、Kₐ的变化（用“增大”“减小”或“不变”填写），并说明原因。 （三）计算题（10分） 1. 加工制造中，电镀液用0.1mol/L醋酸溶液调节pH，已知醋酸（CH₃COOH）的解离常数Kₐ=1.8×10⁻⁵，计算： （1）该溶液中H⁺的浓度（忽略水的解离，公式：[H⁺]=√(c×Kₐ)）； （2）溶液的pH（pH=-lg[H⁺]）； （3）醋酸的解离度（α=[H⁺]/c×100%）（写出计算过程）； 2. 某弱碱NH₃·H₂O的解离常数Kᵦ=1.8×10⁻⁵，计算0.01mol/L NH₃·H₂O溶液中OH⁻的浓度（[OH⁻]=√(c×Kᵦ)）和pH（pH=14-pOH，pOH=-lg[OH⁻]）（写出计算过程）； 3. 若在0.1mol/L醋酸溶液中加入醋酸钠固体，使溶液中CH₃COO⁻浓度变为0.01mol/L，计算此时溶液中H⁺的浓度（Kₐ=1.8×10⁻⁵，公式：[H⁺]=Kₐ×c(CH₃COOH)/c(CH₃COO⁻)），并与未加醋酸钠时的H⁺浓度对比，说明同离子效应的影响（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. B 3. B 4. D 5. C 6. A 7. C 8. B 9. C 10. B 11. B （二）填空题 1. 部分；弱酸；弱碱；完全 2. 动态；解离速率；分子化速率；逆；等；动；定；变 3. 温度；浓度；同离子效应；外加酸碱；增大；吸热 4. 与弱电解质具有相同离子；分子化（逆反应）；减小 5. 缓冲溶液；弱酸（醋酸）；弱酸盐（醋酸钠） （三）判断题 1. √ 2. ×（强酸完全解离，pH更小） 3. √ 4. √ 5. ×（解离常数与浓度无关） 6. √ 7. √ 8. ×（若弱电解质解离程度大，H⁺浓度高，腐蚀速率可能更快） 9. √ 二、提升题 （一）实验设计题 3. 仪器：烧杯；玻璃棒；pH试纸；药匙；量筒； 4. 实验步骤： ① pH≈3（合理范围2.8-3.2）； ③ pH≈4（合理范围3.8-4.2）； ④ pH≈3.5（合理范围3.3-3.7）； 5. 实验现象与结论： ① 大于；逆反应；同离子； ② 大于；解离； 6. 拓展应用：醋酸-醋酸钠缓冲对中，醋酸解离提供H⁺，醋酸钠电离提供CH₃COO⁻；当外界加入少量酸时，CH₃COO⁻结合H⁺，平衡逆移，pH基本不变；加入少量碱时，OH⁻中和H⁺，平衡正移，补充H⁺，pH基本不变，从而维持电镀液pH稳定。 （二）分析题 1. 工业厂区CO₂浓度高，使H₂CO₃的解离平衡H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻正向移动，H⁺浓度增大，加快金属腐蚀速率；吸氧腐蚀核心反应：2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂； 2. 措施：加入醋酸钠固体或适当稀释醋酸溶液；原理：加入醋酸钠，CH₃COO⁻浓度增大，使CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺平衡逆移，H⁺浓度减小，pH升高；稀释醋酸溶液，平衡正移，但H⁺浓度总体减小，pH升高； 3. ① 温度升高：解离程度增大（吸热反应，平衡正移）、H⁺浓度增大、Kₐ增大（解离常数与温度有关，吸热反应温度升高K增大）；② 加入NaA固体：解离程度减小（同离子效应，平衡逆移）、H⁺浓度减小、Kₐ不变（解离常数与浓度无关）；③ 稀释溶液：解离程度增大（平衡正移）、H⁺浓度减小（体积增大的影响大于解离程度增大的影响）、Kₐ不变（解离常数与浓度无关）。 （三）计算题 1. 解：（1）[H⁺]=√(0.1mol/L×1.8×10⁻⁵)=√(1.8×10⁻⁶)≈1.34×10⁻³mol/L； （2）pH=-lg(1.34×10⁻³)≈2.87； （3）解离度α=(1.34×10⁻³mol/L÷0.1mol/L)×100%≈1.34%； 答：（1）[H⁺]≈1.34×10⁻³mol/L；（2）pH≈2.87；（3）解离度≈1.34%。 2. 解：（1）[OH⁻]=√(0.01mol/L×1.8×10⁻⁵)=√(1.8×10⁻⁷)≈4.24×10⁻⁴mol/L； （2）pOH=-lg(4.24×10⁻⁴)≈3.37；pH=14-3.37≈10.63； 答：[OH⁻]≈4.24×10⁻⁴mol/L，pH≈10.63。 3. 解：（1）[H⁺]=1.8×10⁻⁵×0.1mol/L÷0.01mol/L=1.8×10⁻⁴mol/L； （2）未加醋酸钠时[H⁺]≈1.34×10⁻³mol/L，加入后[H⁺]减小，说明同离子效应抑制了醋酸的解离，使H⁺浓度降低； 答：此时[H⁺]=1.8×10⁻⁴mol/L，同离子效应使H⁺浓度减小。 学科网（北京）股份有限公司 $