内容正文:
第一单元 弱电解质的电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强电解质与弱电解质的比较
题型02 弱电解质的电离平衡
题型03 电离方程式的书写
题型04 电解质溶液的导电性
题型05 电离平衡常数概念及影响因素
题型06 电离平衡常数的应用
题型07 有关电离常数的计算
题型08 强酸与弱酸的比较
题型09 水的电离及其影响因素
题型10 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
题型11 水的电离平衡曲线
▌题型01 强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
相同点
都是电解质,在水溶液中都能电离、都能导电,电解质的强弱与溶解度无关
不同点
电离程度
完全电离
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程
表示方法
电离方程式用“===”
电离方程式用“”
电解质在溶液中的存在形式
水合离子
分子、水合离子
【典例1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列说法中,可以证明醋酸是弱电解质的是
A.醋酸溶液中,
B.时,醋酸溶液的
C.的醋酸溶液恰好与的溶液完全反应
D.时,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
【答案】A
【解析】A.若醋酸完全电离(强酸),1 mol/L 溶液中应为 1mol/L ,实际,证明其部分电离,是弱电解质,A正确;B.所有酸溶液pH均<7,无法区分强弱,如盐酸(强酸)和醋酸(弱酸)pH均<7,B错误;C.中和反应仅需物质的量匹配,与酸是否完全电离无关,例如,弱酸HA与NaOH按1:1反应仍可完全中和,C错误;D.导电性强由离子浓度和电荷量共同决定,与酸的强弱无关,D错误; 故答案选A。
【变式1-1】(24-25高二上·江苏苏州·阶段检测)下列化学试剂中既作消毒剂又属于强电解质的是
A.次氯酸 B.漂白粉 C.高锰酸钾 D.明矾
【答案】C
【解析】A.次氯酸是弱酸,部分电离,属于弱电解质,故A不选;B.漂白粉是氯化钙、次氯酸钙的混合物,不是电解质,故B不选;C.高锰酸钾有强氧化性,可作消毒剂,水溶液中完全电离,属于强电解质,故C选;D.明矾不能作消毒剂,故D不选;答案选C。
【变式1-2】(24-25高二上·江苏连云港·期中)下列物质的分类组合全部正确的是
选项
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
B
HCl
C
Cu
D
NaOH
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.各物质分类正确,A符合题意;B.HCl是强电解质,B不符合题意;C.Cu是单质既不是电解质也不是非电解质,C不符合题意;D.NaOH是强电解质,D不符合题意;故选A。
【变式1-3】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A.等pH的醋酸溶液和盐酸与足量锌粒反应时,醋酸产生的H2总量多
B.向0.1mol·L−1 NaHCO3溶液中加入醋酸,产生大量无色无味气体
C.常温下,测得0.1mol·L−1醋酸溶液的pH = 3
D.温度、物质的量浓度相同时,醋酸溶液的导电性比盐酸的导电性弱
【答案】B
【解析】A.等pH的醋酸溶液和盐酸中氢离子浓度相同,与足量锌粒反应时,醋酸产生的H2总量多,说明醋酸在溶液中部分电离,证明醋酸为弱电解质,A不符合题意;B.0.1mol·L−1 NaHCO3溶液中加入醋酸,产生大量无色无味气体,说明醋酸酸性大于碳酸,但是不能证明醋酸是弱电解质,故B符合题意;C.常温下,测得0.1mol·L−1醋酸溶液的pH = 3,说明醋酸部分电离,为弱电解质,故C不符合题意;D.在相同条件下,物质的量浓度相同的醋酸溶液的导电性比盐酸的弱,说明醋酸不能完全电离,能够证明醋酸为弱电解质,故D不符合题意;故选B。
▌题型02 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的特征
2.外界条件对电离平衡的影响
(1)一般规律
浓度
对于同一弱电解质,浓度越大,电离程度越小;浓度越小,电离程度越大,即对溶液加水稀释时,电离平衡向着电离的方向移动
温度
由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着电离的方向移动
相同
离子
在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向电离的反方向移动
化学
反应
在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡将向电离的方向移动
(2)实例
以CH3COOHCH3COO-+H+为例分析外界条件的改变对电离平衡的影响。
影响因素
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
K
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
加冰醋酸
右
增大
增大
增大
不变
减小
增强
加入其他物质
CH3COONa固体
左
减小
减小
增大
不变
增大
增强
通HCl气体
左
增大
增大
减小
不变
减小
增强
NaOH
右
减小
减小
增大
不变
增大
增强
加水稀释
右
增大
减小
减小
不变
增大
减弱
【典例2】(24-25高二上·江苏无锡·期末)常温下向1 mL 0.1 mol/L氨水中加入蒸馏水,将其稀释至1 L后,下列变化中正确的是
A.的电离程度不变 B.溶液中所有离子浓度均减小
C.的数目增多 D.增大
【答案】C
【分析】氨水中存在电离平衡。加水稀释,平衡向电离方向移动,氨水的电离程度增大,同时溶液碱性减弱。
【解析】A.加水稀释促进氨水电离,其电离程度增大,并非不变,A错误;B.稀释后溶液碱性减弱,减小;常温下水的离子积常数不变,增大,故并非所有离子浓度均减小,B错误;C.稀释不改变溶液中氨元素的总物质的量,而氨水的电离程度增大,所以的物质的量增加,其数目增多,C正确;D.常温下氨水的电离常数不变,由可知,稀释后该比值减小,并非增大,D错误;故选C。
【变式2-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【答案】D
【解析】溶液中存在电离平衡:。A.加入固体,c()增大,电离平衡逆向移动,减小,A不选;B.加入蒸馏水,电离平衡:向右移动,但溶液酸性减弱,减小,B不选;C.通入气体,溶液中c(H+)增大,电离平衡逆向移动,C不选;D.的电离平衡吸热,升高温度向右移动,增大,D选;答案选D。
【变式2-2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)常温下,反应,达到平衡后,加水稀释,下列各组始终保持增大的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.加水稀释时平衡正向移动,物质的量增大,但溶液体积增大的影响超过平衡移动的影响,减小,A错误;B.加水稀释时溶液中减小,常温下为定值,故增大,B正确;C.加水稀释时平衡正向移动,物质的量增大,但溶液体积增大的影响超过平衡移动的影响,减小,C错误;D.由的电离常数,可得,温度不变不变,减小,故该比值减小,D错误;故选B。
【变式2-3】(25-26高二上·江苏常州·期中)火箭推进剂发生的反应为:。下列有关说法正确的是
A.水溶液中存在,向稀溶液中加水稀释,值减小
B.充有的密闭容器中存在,当时,该可逆反应达到限度
C.碱性-空气燃料电池工作时,负极电极反应式为:
D.反应每生成,转移电子的数目为
【答案】A
【解析】A.稀释时,N2H4的浓度减小,而H+浓度(由Kw计算)因OH-浓度降低而增大,故c(N2H4)/c(H+)值减小,A正确;B.可逆反应达平衡时各物质浓度不再变化,但c(N2O4)=c(NO2)仅可能在某特定温度下成立,不能作为平衡标志,B错误;C.燃料电池负极应为氧化反应,N2H4应失去电子,正确反应式为,C错误;D.每生成3 mol N2,N2H4中N从-2→0,每1 mol N2H4失去4 mol e-,总反应转移8 mol e-,选项D中计算为16 mol e-,D错误;故选A。
▌题型03 电离方程式的书写
1.强电解质的电离方程式
强电解质的在水中完全电离,其电离方程式用“===”表示。如:
H2SO4:H2SO4===2H++SO42-;
Na2CO3:Na2CO3===2Na++CO32-;
Ba(OH)2:Ba(OH)2===Ba2++2OH-。
2.弱电解质的电离方程式
①弱电解质的电离过程是可逆的,其电离方程式用“”表示。如:
CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+;
NH3·H2O:NH3·H2ONH4++OH-。
②多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。
如H2CO3的电离方程式:H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-。
③多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。
如Fe(OH)3的电离方程式是:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
【典例3】(25-26高二上·江苏淮安·期中)下列能正确表示电离方程式的是
A.在水溶液中的电离:
B.硼酸在水中的电离方程式:
C.草酸的电离方程式:
D.液氨电离可表示为:
【答案】D
【解析】A.为强电解质,在水溶液里完全电离生成和,电离方程式为,A错误;B.硼酸为一元弱酸,在水溶液里部分电离生成和,电离方程式为,B错误;C.草酸为二元弱酸,应分步电离,电离方程式为,,C错误;D.液氨能发生微弱的电离生成和,电离方程式为,D正确;故答案选D。
【变式3-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)下列电离方程式正确的是
A.醋酸铵的电离:CH3COONH4CH3COO-+
B.甲酸(HCOOH)的电离:HCOOH+H2OHCOO-+H3O+
C.碳酸氢钠的电离:NaHCO3=Na++H++
D.一水合氨的电离:NH3·H2O=+OH-
【答案】B
【解析】A.醋酸铵是强电解质,应完全电离,电离方程式应用等号而非可逆号,故A错误;B.甲酸是弱电解质,部分电离,该式将氢离子写成水合氢离子形式,书写符合规则,故B正确;C.碳酸氢钠电离时,弱酸的酸式酸根不能拆分为和,正确电离为,故C错误;D.一水合氨是弱电解质,部分电离,应用可逆号而非等号,故D错误;故答案选B。
【变式3-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)下列电离方程式错误的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.碳酸是二元弱酸,以第一步电离为主,电离方程式为:,A正确;B.是一元弱碱,电离方程式为:,B正确;C.是强电解质,在水溶液中完全电离产生Na+和,电离方程式为:C错误;D.是强电解质,在水溶液中完全电离产生和Cl-,电离方程式为:,D正确;故选C。
▌题型04 电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
【典例4】(25-26高二上·江苏南通·期中)某同学研究课本P62习题:一定温度下,冰醋酸稀释过程导电能力变化,得出的结论正确的是
A.用湿润的pH试纸测定pH,a点结果偏大,b点不变,c点偏小
B.从b点开始醋酸电离才达到平衡状态,b点到c点加水,电离平衡正向移动
C.将100 mL均过量的a、b、c三点的醋酸溶液加入100mL0.1mol/LNaHCO3溶液中b点反应速率最快
D.a点加水导电能力增大,因为a点加水时,醋酸浓度增大,电离速度增大
【答案】C
【解析】A.用湿润的pH试纸测定pH,相当于对溶液进行稀释,由图像可知,a点导电能力增大,氢离子浓度增大,pH偏小,b点稀释导电能力减小,氢离子浓度减小,pH偏大,c点稀释导电能力减小,氢离子浓度减小,pH偏大,A错误;B.冰醋酸从一开始加水后就存在电离平衡,不是从b点开始才达到电离平衡,b点到c点加水,离子浓度降低,平衡正向移动,B错误;C.导电能力是由自由移动离子浓度决定,因此:,因此在过量的a、b、c三点的醋酸溶液中加入NaHCO3溶液,反应速率最快的应为b点,C正确; D.a点加入水,导电能力增强,是因此电离程度增大,增大,不是醋酸浓度的增大造成的,D错误;故选C。
【变式4-1】在两份相同的溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的、溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是
A.①代表滴加溶液的变化曲线
B.b→d的过程中,发生反应:
C.a点,溶液的导电能力不为零,说明水能发生微弱的电离
D.c点,两溶液的导电能力相同,说明相同条件下的导电能力:
【答案】C
【分析】溶液和溶液反应方程式为,溶液和溶液反应的方程式为、。
【解析】A.和恰好完全反应时生成沉淀和水,离子浓度极低,对应曲线①的a点导电能力接近最低,故①代表滴加溶液的变化曲线,A正确;B.曲线②为滴加的曲线,b点与按物质的量反应,已完全沉淀,溶质为;b→d过程中与反应,离子方程式为,d点恰好完全反应生成,B正确;C.a点为与恰好反应的点,溶液中除了水电离出的少量离子,还有极少量溶解的电离出的和,导电能力不为零不只是水的微弱电离导致,因此不能说明水能发生微弱电离,C错误;D. 曲线①c点时对应的溶液是恰好中和后又滴加了少量的,体系中含有的离子为、;曲线②c点时对应的溶液是b点反应后继续滴加,体系中含有的离子为、,二者浓度相同,曲线②c点时浓度大于曲线①c点时的浓度,但导电能力相同,说明相同条件下单位数量的导电能力强于,D正确;故选C。
【变式4-2】在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断错误的是
A.加水前导电能力约为零的原因是醋酸中只有分子,没有离子
B.a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是a>b>c
C.a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最小的是a
D.若使b点对应的溶液中增大、减小,可加入固体
【答案】B
【解析】A.冰醋酸为纯净的共价化合物,加水前仅存在分子,没有自由移动的离子,因此导电能力约为零,A正确; B.溶液导电能力与离子浓度呈正相关,由图可知导电能力顺序为,则由大到小的顺序为,选项给出的顺序错误,B错误; C.弱电解质的电离程度随溶液浓度减小而增大,三点中点加水量最少、醋酸浓度最大,因此醋酸电离程度最小,C正确; D.向点溶液中加入固体,会与反应使减小,醋酸电离平衡正向移动,增大,D正确;故选B。
【变式4-3】向某氨水中加入醋酸溶液,其导电能力(I)与加入醋酸溶液的体积(V)关系正确的是( )
【答案】C
【解析】氨水是弱电解质的水溶液,导电能力较弱,随着醋酸的加入,发生反应:CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O,生成了强电解质CH3COONH4,导电能力增强,恰好反应完全时,溶液导电能力最强;继续加入醋酸,随着溶液体积的增大,离子浓度减小,溶液导电能力减弱,但溶液中存在离子,导电能力不可能为0,所以C项正确。
▌题型05 电离平衡常数概念及影响因素
1.概念
一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K表示。
2.电离常数的表示方法
通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离常数。
弱电解质
表达形式
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
NH3·H2ONH+OH-
Kb=
3.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离常数只与温度有关,由于电离大多数为吸热过程,所以电离常数随温度升高而增大。
注意:电离常数随温度变化不大,所以室温时可以不考虑温度对电离常数的影响。
4.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越强。
【典例5】(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)25℃时,HCOOH的电离平衡常数。下列说法正确的是
A.向碳酸中加入NaHCO3固体,溶液的pH、溶液中均增大
B.25℃时,向甲酸溶液中加入NaOH溶液,甲酸的电离程度和K均增大
C.向甲酸溶液中加入蒸馏水,减小
D.向Na2CO3溶液中加入过量甲酸溶液无明显现象产生
【答案】A
【解析】A.碳酸存在电离平衡,向碳酸中加入固体,的同离子效应使碳酸的电离平衡逆向移动,抑制电离,减小,pH增大;同时电离使增大,A正确;B.电离平衡常数只与温度有关,25℃温度不变,不变;加入消耗,甲酸电离程度增大,但不变,B错误;C.甲酸的电离平衡,变形得,加入蒸馏水稀释,不变,减小,故该比值增大,C错误;D.甲酸酸性强于碳酸,根据强酸制弱酸,加入过量甲酸会与反应生成气体,有气泡产生,D错误;故选A。
【变式5-1】改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
【答案】D
【解析】加入冰醋酸,醋酸浓度增大,电离程度减小,温度不变,电离常数不变,A错误; 加入少量NaOH溶液,温度不变,电离常数不变,B错误;加水稀释,温度不变,电离常数不变,C错误;电离常数只与温度有关,醋酸的电离吸热,升高温度,电离程度增大,电离常数增大,D正确。
【变式5-2】下列关于电离常数的说法正确的是( )
A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
【答案】D
【解析】电离常数只与温度有关,与弱电解质浓度无关,故A项错误、D项正确;CH3COOH的电离常数表达式为Ka=,故B项错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,虽然平衡向左移动,但温度不变,电离常数不变,故C项错误。
▌题型06 电离平衡常数的应用
1.判断弱酸(或弱碱)的相对强弱
电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
2.判断电离平衡的移动方向
如在一定浓度的CH3COOH溶液中K=;稀释一倍后,假设平衡不移动,则Q==K,Q<K,平衡向电离方向移动。
3.判断溶液中微粒浓度比值的变化情况
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
【典例6】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
HClO
A.向NaClO溶液通入少量气体:
B.、NaClO、溶液中,结合质子能力最强的是
C.反应的平衡常数
D.向溶液加入少量溶液:
【答案】D
【解析】A.具有强氧化性,具有强还原性,二者发生氧化还原反应,不是发生复分解反应生成和,A错误;B.酸的酸性越弱,对应酸根结合质子的能力越强,由电离常数可知酸性:,故结合质子能力最强的是,B错误;C.反应的平衡常数,C错误;D.酸性,加入少量时,仅反应生成,离子方程式书写正确,D正确;故选D。
【变式6-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。常温下,下列关于10mL0.10mol/L草酸溶液的叙述正确的是
A.草酸的电离方程式为:H2C2O42H++
B.该溶液中c()+c()=0.10mol/L
C.加水稀释,促进电离,溶液中的值增大
D.滴加2滴1mol/LNaOH溶液,电离程度增大,的值变小
【答案】C
【解析】A.草酸是二元弱酸,应分步电离:第一步为,第二步为,A错误;B.根据物料守恒知,溶液中应满足,B错误;C.加水稀释时,草酸的电离度增大但减小,,温度不变,不变,所以增大,C正确;D.加入NaOH会中和,促进草酸电离,由可知,温度不变时不变,因此该比值不变,D错误;故选C。
【变式6-2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)
Ka=1.8×10-4
Ka=4.93×10-10
Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.61×10-11
下列说法正确的是
A.电离出H+的能力:> HCN > H2CO3 > HCOOH
B.少量CO2通入NaCN溶液中:2CN−+H2O+CO2=2HCN+
C.中和等体积等pH的HCOOH溶液和HCN溶液消耗NaOH的量:前者小于后者
D.25 ℃时,浓度相等的HCOOH溶液与HCN溶液,HCN溶液导电能力强
【答案】C
【分析】由表中数据可知,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>,据此分析。
【解析】A.弱酸的酸性越强,电离出H+的能力越强,故大小顺序为HCOOH>H2CO3>HCN>,A错误;B.酸性:H2CO3>HCN>,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,所以,CO2通入NaCN溶液中反应生成HCN和碳酸氢根离子,方程式为:CN−+H2O+CO2=HCN+,B错误;C.酸性:HCOOH>HCN,等体积等pH的HCOOH和HCN,n(HCN)>n(HCOOH),分别与NaOH溶液发生中和反应,消耗NaOH的量HCN大于HCOOH,C正确;D.相同温度相同浓度的一元酸溶液中,酸的电离常数越大,则该酸的酸性越强,酸溶液中氢离子浓度越大,导电能力越强,则导电能力强的是HCOOH,D错误;故选C。
【变式6-3】已知常见的酸的电离平衡常数如下(均为常温下的数据):
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
H2C2O4
电离平衡常数
回答下列问题。
(1)下列事实能证明草酸是弱电解质的是______(填标号)。
a.草酸能使酸性KMnO4溶液褪色
b.常温下,0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液的c(H+)<0.1 mol·L-1
c.相同条件下,浓度均为0.l mol/L的H2C2O4溶液的导电能力比硫酸的导电能力弱
d.H2C2O4溶液中存在H2C2O4分子,溶液呈酸性
(2)H+浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸两种溶液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______(填标号)(①表示盐酸,②表示醋酸)。
(3)依据电离平衡常数数据,下列描述正确的是______(填标号)。
a.结合质子的能力:
b.Na2CO3溶液中滴加少量醋酸:
c.NaClO溶液中通入少量CO2:
d.NaHCO3溶液中滴加过量氯水:
(4)常温下溶液加水稀释后,下列各项中数值变大的是______(填标号)。
a. b. c. d.
(5)下列方法中,可以使溶液中电离程度增大的是______(填标号)。
a.加入少量的稀盐酸 b.加热 c.加水稀释至 d.加入少量冰醋酸
(6)常温下,向溶液中滴加溶液至溶液中______。
【答案】(1)bcd
(2)c
(3)bd
(4)b
(5)bc
(6)840
【解析】(1)a.草酸能使酸性 KMnO4溶液褪色,说明草酸具有还原性,与草酸电离程度无关,所以不能证明草酸为弱电解质,a错误;
b.常温下,0.1mol/L的 H2C2O4 溶液的c(H+)<0.1 mol·L-1,说明草酸部分电离,则草酸为弱电解质,b正确;
c.相同条件下,0.1mol/L的H2C2O4溶液的导电能力比0.1mol/L硫酸的导电能力弱,则草酸溶液中离子浓度小于硫酸溶液中离子浓度,硫酸是强电解质,故草酸部分电离,为弱电解质,c正确;
d.H2C2O4溶液中存在 H2C2O4分子,呈酸性,说明草酸部分电离,则草酸为弱电解质,d正确;
故答案为:bcd。
(2)H+浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸,醋酸为弱电解质,浓度更大一些,两种溶液分别与足量的锌粉发生反应,醋酸产生气体更多,a、b错误;反应速率与H+浓度有关,初始时二者的H+浓度相等,反应速率相等,随着反应的进行,溶液中的醋酸分子不断电离出来H+,所以醋酸溶液中H+浓度减缓的程度比盐酸中H+浓度降低的慢,则醋酸中的H+浓度更大,因此醋酸生成氢气的速度比盐酸生成氢气的速度快,d错误,综上所述,c符合。
(3)a.酸的电离平衡常数越大,浓度相同时,酸的酸性越强,其对应的酸根离子水解程度越小,结合H+能力越弱,酸性CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,则结合H+能力的顺序为CO>ClO->HCO>CH3COO-,a错误;
b.电离平衡常数越大,浓度相同时酸性越强,故酸性CH3COOH>H2CO3,碳酸钠溶液中加入少量醋酸生成醋酸钠和碳酸氢钠,b正确;
c.电离平衡常数越大,浓度相同时酸性越强,故酸性H2CO3>HClO>HCO,NaClO溶液中通入少量CO2生成碳酸氢钠,反应方程式为CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO,c错误;
d.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,次氯酸酸性弱于碳酸,故不能碳酸氢钠反应生成碳酸(或其分解产物二氧化碳和水),则该反应正确,d正确;
故答案为:bd。
(4)a.醋酸溶液加水稀释,pH升高,氢离子浓度变小,a错误;
b.=,CH3COOH溶液加水稀释过程,n(H+)增加,n(CH3COOH)减小,则比值增大,b正确;
c.,CH3COOH溶液加水稀释过程,醋酸浓度减小,对水电离的抑制作用减弱,导致氢离子浓度减小程度小于醋酸根离子浓度减小程度,使得比值减小,c错误;
d.为醋酸的电离常数,温度不变,该常数不变,d错误;
故答案为:b。
(5)a.加入少量0.10mol⋅L−1的稀盐酸,c(H+)增大,醋酸电离平衡向逆反应方向移动,电离程度减弱,a错误;
b.弱电解质的电离是吸热过程,加热使电离平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,b正确;
c.加水稀释至0.010mol·L-1,离子浓度减小,电离平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,c正确;
d.加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,根据 “越稀越电离”,电离程度减小,d错误;
故答案为:bc。
(6)向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=1.0×10-4mol⋅L−1, c(C2O)=,c(H2C2O4)=,===840。
▌题型07 有关电离常数的计算
有关电离常数的计算(以弱酸HX为例)
1.已知起始时c(HX)和电离产生的c(H+),求电离常数。
则Ka==
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=,代入数值求解即可。
2.已知起始时c(HX)和电离常数,求溶液中c(H+)。
则Ka==
由于c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则c(H+)=,代入数值求解即可。
【典例7】(24-25高二上·江苏南京·期中)已知的电离常数,则溶液的及溶液中除水分子以外物质的量浓度最大的粒子分别是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】从的电离常数可知,甲酸是个弱酸,所以溶液中处了水分子外,物质的量浓度最大的是分子。溶液中的则=2,故答案为D。
【变式7-1】已知25 ℃,醋酸溶液中各微粒存在下述关系:K==1.75×10-5。
下列有关说法可能成立的是( )
A.25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5
B.25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时.K=2×10-4
C.标准状况下,醋酸溶液中K=1.75×10-5
D.升高到一定温度,K=7.2×10-5
【答案】D
【解析】题中K为醋酸电离常数,由于电离常数不随浓度变化而变化,只随温度变化而变化,所以A、B项错误。醋酸的电离是吸热过程,所以升高温度,K增大,降低温度,K减小,标准状况下(0 ℃),温度低于25 ℃,则K小于1.75×10-5,所以C项错误。
【变式7-2】(23-24高二下·江苏徐州·期中),浓度均为、体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示,下列叙述不正确的是
A.水的电离程度:点大于点
B.溶液的导电性;点大于点
C.中和、两点溶液,消耗物质的量相同
D.的电离平衡常数约为
【答案】A
【分析】由图可知,时,HX、HY的pH均大于1,因此均为弱酸,0.1mol/LHX溶液pH大于0.1mol/LHY溶液,HX的酸性弱于HY。
【解析】A.b点溶液的pH等于c点,则b点溶液电离出的H+等于c点溶液电离出的H+,根据可知,点和点,水的电离程度相同,故A错误;
B.由图可知,a点溶液的pH小于b点,则a点电离出的H+大于b点溶液电离出的H+,溶液中离子浓度越大,则溶液的导电能力而越强,溶液的导电性;点大于点,故B正确;
C.稀释前后,溶质的物质的量不变,所以a、c两点溶液中HX、HY的物质的量相等,中和能力相同,所以中和a、c两点溶液,消耗氢氧化钠物质的量相同,故C正确;
D.由图可知,时,溶液的pH=3,c(H+)=10-3mol·L-1,由于电解微弱,因此平衡时,则HX的电离平衡常数,故D正确;
故答案选A。
【变式7-3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)完成下列问题。
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中属于强电解质的有___________(填序号,下同) ,能导电的有___________。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲___________(填“>”“<”或“=”)乙,甲、乙两瓶氨水中之比___________(填“>”“<”或“=”)10。[已知电离度(α)=×100%]。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)=___________。(已知:≈1.34)。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是___________(填字母)。
a. b. c.c(H+) d.
【答案】(1) ②③④ ①③⑤⑧
(2) < <
(3)1.34×10-3 mol·L-1
(4)acd
【分析】①氨水是氨气溶于水形成的混合物,能导电,既不是电解质也不是非电解质;
②KOH固体属于碱,强电解质,不导电;
③熔融NaHSO4属于盐,强电解质,能导电;
④Al2O3固体为金属氧化物,强电解质,不导电;
⑤石墨属于单质,能导电,既不属于电解质也不属于非电解质;
⑥CO2为非金属氧化物,非电解质,不导电;
⑦乙醇为有机化合物,不导电,非电解质;
⑧盐酸属于混合物,能导电,既不是电解质也不是非电解质。
【解析】(1)由分析可知,属于强电解质的有②③④,能导电的有①③⑤⑧。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,乙相当于甲加水稀释,一水合氨的电离程度增大,但离子浓度减小,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲<乙,甲、乙两瓶氨水中之比为[1 mol∙L-1×α(甲)]∶[0.1 mol·L-1×α(乙)]<10。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)==mol·L-1≈1.34×10-3 mol·L-1。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,电离常数不变,醋酸溶液的浓度减小,电离度增大,但电离产生的离子浓度减小。
a.=,加水稀释,Ka不变,c(CHCOO-)减小,则比值减小,a符合题意;
b.=,加水稀释,Ka不变,c(H+)减小,则比值增大,b不符合题意;
c.加水稀释过程中,c(H+)不断减小,c符合题意;
d.加水稀释过程中,水的离子积常数Kw不变,溶液中c(H+)减小,则c(OH-)增大,减小,d符合题意;
故选acd。
▌题型08 强酸与弱酸的比较
1.相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较
项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱
的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
相同
相同
大
一元弱酸
小
弱
小
2.相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较
项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱
的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
相同
相同
小
少
相同
一元弱酸
大
多
【典例8】(24-25高二上·江苏连云港·期中)为探究弱酸在水溶液中的电离平衡,现进行如下实验:
(1)用的NaOH溶液,分别滴定20.00mL浓度均为的的两种溶液,滴定的曲线如图=所示。
①酸性:HA_______HB(填“<”、“>”或“=”)。
②p点时,溶液中的物质的量浓度由大到小的顺序是_______。
③当时,反应后各自所得的溶液中阴离子的物质的量浓度之和:前者_______后者(填“<”、“>”或“=”)。
④常温下某浓度的NaA溶液的,该溶液中_______。
(2)改变二元弱酸溶液的pH,溶液中的的物质的量分数随pH的变化如下图所示[已知]。
①图中曲线Ⅲ表示的粒子为_______。
②该温度下的_______。
【答案】(1)
(2) 4.2
【解析】(1)①根据图像起点可知浓度均为的的两种溶液,的pH更小,说明电离出的氢离子多,故酸性更强;②p点时,酸溶液反应一半,此时溶质为等物质的量的,结合p点的pH可知溶液显酸性,电离大于水解,故离子浓度大小顺序为;③当时,都完全反应,得到的溶质为,根据越弱越水解可知中的水解程度更大,因此碱性更强,pH更大,根据电荷守恒<故阴离子的物质的量浓度之和前者小于后者;
④根据溶液的质子守恒,已知pH=9,则;
(2)①随着溶液pH的增大,含量减小,增大,故曲线Ⅰ为,曲线Ⅱ为,曲线Ⅲ为;②根据电离常数表达式,如图交点即为和含量相等,和含量相等,当时,,同理,故4.2。
【变式8-1】(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知:常温时,HClO的,HF的,现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时pH值变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
【答案】D
【解析】A.HF的大于HClO,酸性更强,稀释相同倍数时pH变化更大,故曲线Ⅰ为HF稀释的pH变化曲线,曲线Ⅱ为HClO的曲线,A错误;B.pH相同时,酸性越弱酸的浓度越大,故,中和相同量的NaOH时,浓度越小的酸消耗体积越大,故消耗HF的体积更大,B错误;C.酸溶液中抑制水的电离,越小水的电离程度越大,b点pH大于c点,更小,故b点水的电离程度更大,C错误;D.稀释过程中未增减含R元素的微粒,根据元素守恒,等于初始HR的总物质的量,保持不变,D正确;故选D。
【变式8-2】(25-26高二下·江苏无锡·期中)根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
等体积的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且反应速率快
证明HX酸性比HY弱
B
将的KI溶液和的溶液混合,充分反应后,再加,振荡、静置,取上层清液滴加少量KSCN溶液观察颜色变化
溶液变为血红色
验证与的反应有一定限度
C
在容积不变的密闭容器中发生反应:向其中通入氩气
反应速率不变
说明化学反应速率不受压强影响
D
加热盛有溶液的试管
溶液由蓝色变为黄色
说明上述反应的
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.等pH的HX和HY初始浓度相同,HX放出氢气更多且反应速率更快,说明HX的物质的量浓度更大、电离程度更小,酸性HX弱于HY,A正确;B.将的KI溶液和的溶液混合,该反应中过量,即使反应完全进行也有剩余,滴加KSCN溶液变红不能证明反应存在限度,B错误;C.恒容条件下通入不参与反应的氩气,反应物和生成物浓度均不变,故反应速率不变,压强对反应速率的影响本质是通过改变反应物浓度实现的,结论错误,C错误;D.加热溶液由蓝色变为黄色,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,,结论错误,D错误;故选A。
【变式8-3】(24-25高二上·江苏镇江·期中)25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
名称
醋酸
次氯酸
亚磷酸
电离平衡常数
回答下列问题:
(1)浓度均为的、、溶液中,由大到小的排列是_______。
(2)亚磷酸()为二元酸,具有较强的还原性,是_______(填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”),亚磷酸的第二步电离平衡常数表达式_______。
(3)常温下,的溶液加水稀释的过程中,下列表达式的数值变大的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)体积为、的醋酸溶液与一元酸分别加水稀释至,稀释过程变化如图,则的电离平衡常数_______(填“大于”“小于”或“等于”,下同)醋酸的电离平衡常数。稀释后,溶中水电离出来的_______醋酸溶液中水电离出来的。
【答案】(1)
(2) 正盐
(3)B
(4) 大于 大于
【解析】(1)电离平衡常数衡量弱电解质电离程度大小,电离平衡常数越大,电离程度越大,根据表中数据可知,酸性强弱:,因此浓度为的三种酸中,由大到小顺序是:。故答案为:。
(2)亚磷酸为二元弱酸,所以只能进行两步电离,所以为正盐;此时亚磷酸的第二步电离方程式为:,其平衡常数表达式为:,答案为:正盐;。
(3)醋酸为弱酸,存在,加水稀释促进醋酸的电离。
A.加水稀释虽然促进醋酸的电离,但c(H+)减小,故A不符合题意;
B.加水稀释,促进醋酸的电离,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,同一溶液中,,该比值增大,故B符合题意;
C.加水稀释虽然促进醋酸的电离,但减小,故C不符合题意;
D.加水稀释促进醋酸的电离,减小,故D不符合题意;
答案选B。
(4)pH相同时,加水稀释相同倍数,pH变化大的酸,其酸性较强,根据图像可知,HX的酸性强于CH3COOH,即HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数;酸抑制水的电离,c(H+)越大,对水电离抑制能力越强,因此稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中电离出来的c(H+)。故答案为:大于;大于。
▌题型09 水的电离及其影响因素
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离为吸热过程,自身电离示意图如下:
电离方程式:H2O+ H2OH3O+ +OH-,简写为:H2OH++OH-。
2.水的离子积常数:
(1)水的电离平衡常数表达式为K= 。
纯水和稀溶液中c(H2O)视为常数,则c(H+)·c(OH-)=K·c(H2O)为新的常数,用Kw表示。
(2)水的离子积常数表达式为KW= c(H+)·c(OH-)。
①常温时,Kw=1.0×10-14,不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
②不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
(3)KW及影响因素:
a.25 ℃时:KW=1×10-14。
b.水的电离是中和反应的可逆过程,故温度升高,KW增大。
c.水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)、c(OH-)的变化无关。
3.
(1)温度:
水的电离吸热过程,温度升高,会促进水的电离,水的电离程度增大,KW增大。
(2)酸碱效应:
①外加酸,c(H+)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
②外加碱,c(OH-)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
(3)化学反应:
加入了活泼金属,可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡向右移动,水的电离程度增大。
(4)弱酸根离子或弱碱离子:
①加入弱碱离子(如Al3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Ag+等),弱碱离子与水电离出的OH-结合,水的电离平衡向右移动,c(H+)增大,溶液呈酸性。
②加入弱酸根离子(如CO32-、HCO3-、CH3COO-等),弱酸根离子与水电离出的H+结合,水的电离平衡向右移动,c(OH-)增大,溶液呈碱性。
【典例9】(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-,下列叙述正确的是
A.将纯水加热到95 ℃时,Kw变大,c(H+)减小
B.25 ℃时,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.保持温度不变,向纯水中加入少量NaOH固体,c(OH-)增大,Kw不变
D.向纯水中加入盐酸,可抑制水的电离;加入醋酸,可促进水的电离
【答案】C
【解析】A.水的电离为吸热过程,升高温度促进水的电离,变大,增大,A错误;B.向纯水中加入稀氨水,电离出使增大,水的电离平衡逆向移动,温度不变则不变,B错误;C.保持温度不变,向纯水中加入少量固体,电离出使增大,抑制水的电离,但仅与温度有关,故不变,C正确;D.盐酸和醋酸均能电离出,使增大,水的电离平衡逆向移动,二者均抑制水的电离,D错误;故选C。
【变式9-1】(24-25高二上·江苏镇江·期末)时水的电离达到平衡:H2OH++OH-△H>0,下列叙述不正确的是
A.将水加热,增大
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,水的电离受到抑制
C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量溶液,平衡逆向移动,降低
【答案】C
【解析】A.将水加热,水的电离程度变大,氢离子和氢氧根离子浓度变大,增大,A正确;B.硫酸氢钠溶于水电离出氢离子,向水中加入少量硫酸氢钠固体,氢离子浓度变大,H2OH++OH-平衡逆向移动 ,水的电离受到抑制,B正确;C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度为,说明水的电离受到抑制,溶液pH可能为12,也可能是2,则该溶液可能显碱性也可能显酸性,C错误;D.滴入少量KOH溶液,氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,c(H+)降低,D正确; 故选C。
【变式9-2】(23-24高二上·江苏扬州·期中)水是最宝贵的资源之一,下列表述正确的是
A.c(H+)=1×10−6mol·L−1的水一定呈酸性
B.温度升高,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.一定温度下,向水中加入酸,可抑制水的电离
D.一定温度下,向水中加入碱,可使水的离子积减小
【答案】C
【解析】A.水是弱电解质,为中性,常温下pH=7,加热促进水的电离,电离出的氢离子浓度增大,pH=6,说明温度高于常温,但水始终为中性,故A错误;B.温度升高,促进水电离,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)也增大,故B错误;C.一定温度下,向水中加入酸,氢离子浓度增大,可抑制水的电离,故C正确;D.一定温度下,向水中加入碱,氢氧根离子浓度增大,可抑制水的电离,但水的离子积不变,故D错误;故选C。
【变式9-3】(25-26高二上·江苏苏州·期中)水最常见的溶剂,下列说法正确的是
A.0℃时,
B.向水中加入盐酸,水的电离逆向移动,变小
C.向水中加醋酸钠,水的电离正向移动,不变
D.将纯水加热到100℃,水的pH变小,酸性增强
【答案】C
【解析】A.随温度升高而增大,0℃温度低于常温,应更小,A错误;B.加盐酸增加H⁺浓度,抑制水的电离(逆向移动),但仅由温度决定,温度不变则不变,B错误;C.醋酸钠水解生成OH⁻,促进水的电离(正向移动),温度不变时不变,C正确;D.100℃时纯水中[H⁺]=[OH⁻],pH<7但溶液仍为中性,D错误;故选C。
▌题型10 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
1.等量关系
无论是纯水,还是酸性(或碱性)溶液,由水的电离产生的c(H+)水=c(OH-)水
2.定量关系
任何电解质稀溶液中都存在Kw=c(H+)·c(OH-)
(1)稀酸溶液——OH-全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水=。
(2)稀碱溶液——H+全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水=。
【典例9】25 ℃时,在等体积的:①0.5 mol/L的H2SO4溶液中;②0.05 mol/L Ba(OH)2溶液中;③1 mol/L NaCl溶液中;④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶2×107∶2
【答案】A
【解析】设溶液的体积为1 L,则①中H2SO4中c(H+)=0.5 mol/L×2=1 mol/L,所以c(OH-)=1.0×10-14 mol/L,则水电离的物质的量为1.0×10-14 mol;②中c(OH-)=0.05 mol/L×2=0.1 mol/L,所以c(H+)=1.0×10-13 mol/L,则水电离的物质的量为1.0×10-13 mol;③中c(H+)=1.0×10-7 mol/L,水电离的物质的量为1.0×10-7 mol;④中c(H+)=1.0×10-7 mol/L,水的电离的物质的量为1.0×10-7 mol;故①②③④中水的电离的物质的量之比为(1.0×10-14 mol)∶(1.0×10-13 mol)∶(1.0×10-7 mol)∶(1.0×10-7 mol)=1∶10∶107∶107。
【变式9-1】(24-25高二上·江苏无锡·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A.滴入酚酞变红的溶液中:
B.0.1mol/L的NaHCO3溶液中:
C.由水电离出的的溶液中:
D.的溶液中:
【答案】B
【解析】A.滴入酚酞变红的溶液显碱性,含大量,会与反应生成沉淀,无法大量共存,故不选A;B.的溶液中,、、、之间互不反应,也不与发生反应,可以大量共存,故选B;C.由水电离出的的溶液中水的电离被抑制,溶液为酸性或碱性;酸性条件下、均可氧化,碱性条件下会与生成沉淀,均无法大量共存,故不选C;D.常温下的溶液显酸性,酸性条件下具有强氧化性,可氧化、,无法大量共存,故不选D;选B。
【变式9-2】(25-26高二上·江苏苏州·期中)常温下,由水电离的mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【分析】酸、碱都会抑制水的电离,常温下,由水电离的c(H+)=10−12 mol·L-1的溶液,说明溶液可能为强酸性或强碱性。
【解析】A.Al3+在强碱性溶液中会生成沉淀,无法在碱性条件下共存,A不符合题意;B.在强碱性溶液中会与OH-反应,无法在碱性条件下共存,B不符合题意;C.Na+、K+、Cl-、均为强酸或强碱的稳定离子,在强酸或强碱条件下均不反应,C符合题意;D.在强酸或强碱条件下均会反应,无法共存,D不符合题意;故选C。
▌题型11 水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点(如a,b,c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
【典例10】(25-26高二下·江苏徐州·开学考试)如图表示水中和的关系,下列判断错误的是
A.两条曲线间任意点均有
B.M区域内任意点均有
C.图中
D.XZ线上任意点均有
【答案】C
【解析】A.根据水的离子积定义,在水溶液中, 恒成立,两条曲线之间的任意点也必然满足 ,A正确;B.观察图中 M 区域,其位于 XZ 线上方。XZ 线表示 ,则M 区域内任意点均有,B正确;C.在 时,X 点 ,所以 。在 时,Z 点 ,所以 。水的电离是吸热过程,温度升高会促进水的电离, 增大。显然, ,说明 ,C错误;D.XZ 线是一条斜率为 1 的直线,表示 与 相等的关系。线上任意一点都满足 ,D正确;故答案选C。
【变式10-1】(23-24高二下·江苏无锡·阶段检测)下列事实不一定能证明HNO2是弱电解质的是
A.向HNO2中加入NaNO2固体后pH增大
B.用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
C.向水中加入NaNO2固体,图水的电离平衡曲线可以从C点到D点
D.常温下,pH=3的HNO2溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH<7
【答案】B
【解析】A.向HNO2中加入NaNO2固体后pH增大,亚硝酸根离子浓度增大,抑制HNO2电离,则亚硝酸为弱电解质,故A不选;B.用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明亚硝酸部分电离,不能证明亚硝酸为弱电解质,故B选;C.向水中加入NaNO2固体,图水的电离平衡曲线可以从C点到D点,说明水的电离得到促进,说明亚硝酸根会水解,能证明亚硝酸是弱酸,故C不选;D.常温下,pH=3的HNO2溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH<7,说明亚硝酸部分电离,能证明亚硝酸是弱酸,故D不选;答案选B。
【变式10-2】(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)某温度下,水中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。pOH=-lgc(OH-)。下列说法不正确的是
A.b点温度高于25℃
B.b点温度下,pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(H+)=10-2 mol·L−1
C.仅升高温度,可从b点变为a点
D.b点所处温度下,0.1 mol·L−1 KOH溶液的pH=13
【答案】D
【解析】A.25℃时水的离子积,此时,由图可知b点,故,温度升高增大,因此b点温度高于25℃,A正确;B.b点温度下,的溶液中,则,水解促进水的电离,溶液中全部来自水电离,故水电离出的,B正确;C.仅升高温度,增大,减小,纯水中,点应沿线向、均减小的方向移动(左下方),可从b点变为a点,C正确;D.由A可知b点,溶液中,,,D错误;故选D。
【变式10-3】(23-24高二下·江苏盐城·期中)水溶液存在离子平衡,回答下列问题:
(1)水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时,水的电离平衡状态到B点,该温度时0.1mol/LNaOH溶液pH为___________。
(2)一定温度下,向1L0.1mol/LCH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体,则醋酸的电离平衡向___________(填“正”或“逆”)反应方向移动:水的电离程度将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)常温下向20.00mL0.100mol/LHX(一元酸)溶液中滴加0.100mol/LNaOH的pH变化如图所示。
①HX的电离常数为___________。
②C点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)11
(2) 逆 增大
(3) 1×10-5 =
【解析】(1)由图可知,B点纯水中c(OH-)=c(H+)=10-6mol•L-1,故Kw=c(OH-)×c(H+)=1×10-12,该温度时0.1mol•L-1NaOH溶液c(OH-)=0.1mol/L,c(H+)=10-11mol•L-1,pH为11;
(2)一定温度下,向1L0.1mol•L-1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大,则醋酸的电离平衡向逆反应方向移动,醋酸电离出的氢离子浓度减小,水的电离程度增大;
(3)①A点溶液中pH=3,溶液中c(X-)≈c(H+)=0.001mol/L,c(HX)≈0.1mol/L,;
②C点pH=7,c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),故c(Na+)=c(X-)。
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第一单元 弱电解质的电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强电解质与弱电解质的比较
电离 溶解度 完全 部分 不可逆 可逆 水合离子 分子、水合离子
【典例1】A
【变式1-1】C
【变式1-2】A
【变式1-3】B
题型02 弱电解质的电离平衡
小 大 电离 电离
影响因素
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
K
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
右
增大
增大
增大
增大
减小
增强
加冰醋酸
右
增大
增大
增大
不变
减小
增强
加入其他物质
CH3COONa固体
左
减小
减小
增大
不变
增大
增强
通HCl气体
左
增大
增大
减小
不变
减小
增强
NaOH
右
减小
减小
增大
不变
增大
增强
加水稀释
右
增大
减小
减小
不变
增大
减弱
【典例2】C
【变式2-1】D
【变式2-2】B
【变式2-3】A
题型03 电离方程式的书写
H2SO4===2H++SO42- Na2CO3===2Na++CO32- Ba(OH)2===Ba2++2OH- CH3COOHCH3COO-+H+ NH3·H2ONH4++OH- H2CO3H++HCO3- HCO3-H++CO32- Fe(OH)3Fe3++3OH-
【典例3】D
【变式3-1】B
【变式3-2】C
题型04 电解质溶液的导电性
越大 越多
【典例4】C
【变式4-1】C
【变式4-2】B
【变式4-3】C
题型05 电离平衡常数概念及影响因素
增大 大强
【典例5】A
【变式5-1】D
【变式5-2】D
题型06 电离平衡常数的应用
强 电离 增大
【典例6】D
【变式6-1】C
【变式6-2】C
【变式6-3】(1)bcd
(2)c
(3)bd
(4)b
(5)bc
(6)840
题型07 有关电离常数的计算
【典例7】D
【变式7-1】D
【变式7-2】A
【变式7-3】(1) ②③④ ①③⑤⑧
(2) < <
(3)1.34×10-3 mol·L-1
(4)acd
题型08 强酸与弱酸的比较
相同 相同 小 少 大 多
【典例8】(1)
(2) 4.2
【变式8-1】D
【变式8-2】A
【变式8-3】(1)
(2) 正盐
(3)B
(4) 大于 大于
题型09 水的电离及其影响因素
1.吸热 H2O+ H2OH3O+ +OH- H2OH++OH-
2. c(H+)·c(OH-) 1.0×10-14 相等 增大 温度
3.吸热 促进 增大 增大 增大 抑制 减小 不变 增大 抑制 减小 不变 向右 增大 OH- 向右 增大 酸 H+ 向右 增大 碱
【典例9】C
【变式9-1】C
【变式9-2】C
【变式9-3】C
题型10 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
【典例10】A
【变式10-1】B
【变式10-2】C
题型11 水的电离平衡曲线
相同 相同 不同 不
【典例11】C
【变式11-1】B
【变式11-2】D
【变式11-3】(1)11
(2) 逆 增大
(3) 1×10-5 =
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第一单元 弱电解质的电离平衡(题型突破·举一反三)
题型01 强电解质与弱电解质的比较
题型02 弱电解质的电离平衡
题型03 电离方程式的书写
题型04 电解质溶液的导电性
题型05 电离平衡常数概念及影响因素
题型06 电离平衡常数的应用
题型07 有关电离常数的计算
题型08 强酸与弱酸的比较
题型09 水的电离及其影响因素
题型10 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
题型11 水的电离平衡曲线
▌题型01 强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
相同点
都是电解质,在水溶液中都能 、都能导电,电解质的强弱与 无关
不同点
电离程度
电离
电离
电离过程
过程
过程
表示方法
电离方程式用“===”
电离方程式用“”
电解质在溶液中的存在形式
【典例1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)下列说法中,可以证明醋酸是弱电解质的是
A.醋酸溶液中,
B.时,醋酸溶液的
C.的醋酸溶液恰好与的溶液完全反应
D.时,醋酸溶液的导电性比盐酸弱
【变式1-1】(24-25高二上·江苏苏州·阶段检测)下列化学试剂中既作消毒剂又属于强电解质的是
A.次氯酸 B.漂白粉 C.高锰酸钾 D.明矾
【变式1-2】(24-25高二上·江苏连云港·期中)下列物质的分类组合全部正确的是
选项
强电解质
弱电解质
非电解质
A
NaCl
B
HCl
C
Cu
D
NaOH
A.A B.B C.C D.D
【变式1-3】(24-25高二下·江苏无锡·阶段检测)下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是
A.等pH的醋酸溶液和盐酸与足量锌粒反应时,醋酸产生的H2总量多
B.向0.1mol·L−1 NaHCO3溶液中加入醋酸,产生大量无色无味气体
C.常温下,测得0.1mol·L−1醋酸溶液的pH = 3
D.温度、物质的量浓度相同时,醋酸溶液的导电性比盐酸的导电性弱
▌题型02 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的特征
2.外界条件对电离平衡的影响
(1)一般规律
浓度
对于同一弱电解质,浓度越大,电离程度越 ;浓度越小,电离程度越 ,即对溶液加水稀释时,电离平衡向着电离的方向移动
温度
由于弱电解质的电离过程一般是吸热的,升高温度,电离平衡向着 的方向移动
相同
离子
在弱电解质溶液中加入与弱电解质电离产生相同离子的强电解质,电离平衡将向 的反方向移动
化学
反应
在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质,电离平衡将向电离的方向移动
(2)实例
以CH3COOHCH3COO-+H+为例分析外界条件的改变对电离平衡的影响。
影响因素
平衡移动方向
n(H+)
c(H+)
c(CH3COO-)
K
pH
导电能力
升温(不考虑挥发)
加冰醋酸
加入其他物质
CH3COONa固体
通HCl气体
NaOH
加水稀释
【典例2】(24-25高二上·江苏无锡·期末)常温下向1 mL 0.1 mol/L氨水中加入蒸馏水,将其稀释至1 L后,下列变化中正确的是
A.的电离程度不变 B.溶液中所有离子浓度均减小
C.的数目增多 D.增大
【变式2-1】(24-25高二上·江苏南京·期中)改变下列条件,能使溶液的电离平衡向右移动,且增大的是
A.加入固体 B.加入蒸馏水 C.通入气体 D.升高温度
【变式2-2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)常温下,反应,达到平衡后,加水稀释,下列各组始终保持增大的是
A. B. C. D.
【变式2-3】(25-26高二上·江苏常州·期中)火箭推进剂发生的反应为:。下列有关说法正确的是
A.水溶液中存在,向稀溶液中加水稀释,值减小
B.充有的密闭容器中存在,当时,该可逆反应达到限度
C.碱性-空气燃料电池工作时,负极电极反应式为:
D.反应每生成,转移电子的数目为
▌题型03 电离方程式的书写
1.强电解质的电离方程式
强电解质的在水中完全电离,其电离方程式用“===”表示。如:
H2SO4: ;
Na2CO3: ;
Ba(OH)2: 。
2.弱电解质的电离方程式
①弱电解质的电离过程是可逆的,其电离方程式用“”表示。如:
CH3COOH: ;
NH3·H2O: 。
②多元弱酸是分步电离的,电离程度逐步减弱,可分步书写电离方程式。
如H2CO3的电离方程式: 、 。
③多元弱碱的电离也是分步进行的,但是一般按一步电离的形式书写。
如Fe(OH)3的电离方程式是: 。
【典例3】(25-26高二上·江苏淮安·期中)下列能正确表示电离方程式的是
A.在水溶液中的电离:
B.硼酸在水中的电离方程式:
C.草酸的电离方程式:
D.液氨电离可表示为:
【变式3-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)下列电离方程式正确的是
A.醋酸铵的电离:CH3COONH4CH3COO-+
B.甲酸(HCOOH)的电离:HCOOH+H2OHCOO-+H3O+
C.碳酸氢钠的电离:NaHCO3=Na++H++
D.一水合氨的电离:NH3·H2O=+OH-
【变式3-2】(24-25高二上·江苏南京·期中)下列电离方程式错误的是
A. B.
C. D.
▌题型04 电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度 ,离子所带电荷 ,导电能力越强。
【典例4】(25-26高二上·江苏南通·期中)某同学研究课本P62习题:一定温度下,冰醋酸稀释过程导电能力变化,得出的结论正确的是
A.用湿润的pH试纸测定pH,a点结果偏大,b点不变,c点偏小
B.从b点开始醋酸电离才达到平衡状态,b点到c点加水,电离平衡正向移动
C.将100 mL均过量的a、b、c三点的醋酸溶液加入100mL0.1mol/LNaHCO3溶液中b点反应速率最快
D.a点加水导电能力增大,因为a点加水时,醋酸浓度增大,电离速度增大
【变式4-1】在两份相同的溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的、溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是
A.①代表滴加溶液的变化曲线
B.b→d的过程中,发生反应:
C.a点,溶液的导电能力不为零,说明水能发生微弱的电离
D.c点,两溶液的导电能力相同,说明相同条件下的导电能力:
【变式4-2】在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断错误的是
A.加水前导电能力约为零的原因是醋酸中只有分子,没有离子
B.a、b、c三点对应的溶液中,由大到小的顺序是a>b>c
C.a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最小的是a
D.若使b点对应的溶液中增大、减小,可加入固体
【变式4-3】向某氨水中加入醋酸溶液,其导电能力(I)与加入醋酸溶液的体积(V)关系正确的是( )
▌题型05 电离平衡常数概念及影响因素
1.概念
一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K表示。
2.电离常数的表示方法
通常用Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱的电离常数。
弱电解质
表达形式
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=
NH3·H2ONH+OH-
Kb=
3.电离常数的影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数不同,说明电离常数首先由弱电解质的性质所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离常数只与温度有关,由于电离大多数为吸热过程,所以电离常数随温度升高而 。
注意:电离常数随温度变化不大,所以室温时可以不考虑温度对电离常数的影响。
4.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值越大,弱电解质的电离程度越 ,酸(或碱)性越 。
【典例5】(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)25℃时,HCOOH的电离平衡常数。下列说法正确的是
A.向碳酸中加入NaHCO3固体,溶液的pH、溶液中均增大
B.25℃时,向甲酸溶液中加入NaOH溶液,甲酸的电离程度和K均增大
C.向甲酸溶液中加入蒸馏水,减小
D.向Na2CO3溶液中加入过量甲酸溶液无明显现象产生
【变式5-1】改变下列条件,能使CH3COOH的电离常数增大的是( )
A.加入冰醋酸 B.加入少量NaOH溶液
C.加水稀释 D.升高温度
【变式5-2】下列关于电离常数的说法正确的是( )
A.电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大
B.CH3COOH的电离常数表达式为Ka=
C.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,电离常数减小
D.电离常数只与温度有关,与浓度无关
▌题型06 电离平衡常数的应用
1.判断弱酸(或弱碱)的相对强弱
电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越 。
2.判断电离平衡的移动方向
如在一定浓度的CH3COOH溶液中K=;稀释一倍后,假设平衡不移动,则Q==K,Q<K,平衡向 方向移动。
3.判断溶液中微粒浓度比值的变化情况
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则 。
【典例6】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数。下列说法正确的是
HClO
A.向NaClO溶液通入少量气体:
B.、NaClO、溶液中,结合质子能力最强的是
C.反应的平衡常数
D.向溶液加入少量溶液:
【变式6-1】(24-25高二上·江苏南通·阶段检测)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。常温下,下列关于10mL0.10mol/L草酸溶液的叙述正确的是
A.草酸的电离方程式为:H2C2O42H++
B.该溶液中c()+c()=0.10mol/L
C.加水稀释,促进电离,溶液中的值增大
D.滴加2滴1mol/LNaOH溶液,电离程度增大,的值变小
【变式6-2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)
Ka=1.8×10-4
Ka=4.93×10-10
Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.61×10-11
下列说法正确的是
A.电离出H+的能力:> HCN > H2CO3 > HCOOH
B.少量CO2通入NaCN溶液中:2CN−+H2O+CO2=2HCN+
C.中和等体积等pH的HCOOH溶液和HCN溶液消耗NaOH的量:前者小于后者
D.25 ℃时,浓度相等的HCOOH溶液与HCN溶液,HCN溶液导电能力强
【变式6-3】已知常见的酸的电离平衡常数如下(均为常温下的数据):
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
H2C2O4
电离平衡常数
回答下列问题。
(1)下列事实能证明草酸是弱电解质的是______(填标号)。
a.草酸能使酸性KMnO4溶液褪色
b.常温下,0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液的c(H+)<0.1 mol·L-1
c.相同条件下,浓度均为0.l mol/L的H2C2O4溶液的导电能力比硫酸的导电能力弱
d.H2C2O4溶液中存在H2C2O4分子,溶液呈酸性
(2)H+浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸两种溶液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______(填标号)(①表示盐酸,②表示醋酸)。
(3)依据电离平衡常数数据,下列描述正确的是______(填标号)。
a.结合质子的能力:
b.Na2CO3溶液中滴加少量醋酸:
c.NaClO溶液中通入少量CO2:
d.NaHCO3溶液中滴加过量氯水:
(4)常温下溶液加水稀释后,下列各项中数值变大的是______(填标号)。
a. b. c. d.
(5)下列方法中,可以使溶液中电离程度增大的是______(填标号)。
a.加入少量的稀盐酸 b.加热 c.加水稀释至 d.加入少量冰醋酸
(6)常温下,向溶液中滴加溶液至溶液中______。
▌题型07 有关电离常数的计算
有关电离常数的计算(以弱酸HX为例)
1.已知起始时c(HX)和电离产生的c(H+),求电离常数。
则Ka==
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka= ,代入数值求解即可。
2.已知起始时c(HX)和电离常数,求溶液中c(H+)。
则Ka==
由于c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则c(H+)= ,代入数值求解即可。
【典例7】(24-25高二上·江苏南京·期中)已知的电离常数,则溶液的及溶液中除水分子以外物质的量浓度最大的粒子分别是
A. B. C. D.
【变式7-1】已知25 ℃,醋酸溶液中各微粒存在下述关系:K==1.75×10-5。
下列有关说法可能成立的是( )
A.25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时,K=8×10-5
B.25 ℃条件下,向该溶液中加入一定量的盐酸时.K=2×10-4
C.标准状况下,醋酸溶液中K=1.75×10-5
D.升高到一定温度,K=7.2×10-5
【变式7-2】(23-24高二下·江苏徐州·期中),浓度均为、体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示,下列叙述不正确的是
A.水的电离程度:点大于点
B.溶液的导电性;点大于点
C.中和、两点溶液,消耗物质的量相同
D.的电离平衡常数约为
【变式7-3】(24-25高二上·江苏扬州·期中)完成下列问题。
(1)现有以下物质:①氨水 ②KOH固体 ③熔融NaHSO4 ④Al2O3固体 ⑤石墨 ⑥CO2 ⑦乙醇 ⑧盐酸;其中属于强电解质的有___________(填序号,下同) ,能导电的有___________。
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol∙L-1和0.1 mol·L-1,则甲、乙两溶液的电离度的关系:甲___________(填“>”“<”或“=”)乙,甲、乙两瓶氨水中之比___________(填“>”“<”或“=”)10。[已知电离度(α)=×100%]。
(3)25 ℃时,醋酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,0.1 mol·L-1醋酸溶液中c(H+)=___________。(已知:≈1.34)。
(4)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而减小的是___________(填字母)。
a. b. c.c(H+) d.
▌题型08 强酸与弱酸的比较
1.相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较
项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱
的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
大
强
大
一元弱酸
小
弱
小
2.相同体积、相同c(H+)的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较
项目
酸
c(H+)
酸性
中和碱
的能力
与足量活泼金属反应产生H2的总量
与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
相同
相同
相同
一元弱酸
【典例8】(24-25高二上·江苏连云港·期中)为探究弱酸在水溶液中的电离平衡,现进行如下实验:
(1)用的NaOH溶液,分别滴定20.00mL浓度均为的的两种溶液,滴定的曲线如图=所示。
①酸性:HA_______HB(填“<”、“>”或“=”)。
②p点时,溶液中的物质的量浓度由大到小的顺序是_______。
③当时,反应后各自所得的溶液中阴离子的物质的量浓度之和:前者_______后者(填“<”、“>”或“=”)。
④常温下某浓度的NaA溶液的,该溶液中_______。
(2)改变二元弱酸溶液的pH,溶液中的的物质的量分数随pH的变化如下图所示[已知]。
①图中曲线Ⅲ表示的粒子为_______。
②该温度下的_______。
【变式8-1】(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知:常温时,HClO的,HF的,现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时pH值变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
【变式8-2】(25-26高二下·江苏无锡·期中)根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案设计和结论都正确的是
选项
方案设计
现象
结论
A
等体积的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且反应速率快
证明HX酸性比HY弱
B
将的KI溶液和的溶液混合,充分反应后,再加,振荡、静置,取上层清液滴加少量KSCN溶液观察颜色变化
溶液变为血红色
验证与的反应有一定限度
C
在容积不变的密闭容器中发生反应:向其中通入氩气
反应速率不变
说明化学反应速率不受压强影响
D
加热盛有溶液的试管
溶液由蓝色变为黄色
说明上述反应的
A.A B.B C.C D.D
【变式8-3】(24-25高二上·江苏镇江·期中)25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
名称
醋酸
次氯酸
亚磷酸
电离平衡常数
回答下列问题:
(1)浓度均为的、、溶液中,由大到小的排列是_______。
(2)亚磷酸()为二元酸,具有较强的还原性,是_______(填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”),亚磷酸的第二步电离平衡常数表达式_______。
(3)常温下,的溶液加水稀释的过程中,下列表达式的数值变大的是_______(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)体积为、的醋酸溶液与一元酸分别加水稀释至,稀释过程变化如图,则的电离平衡常数_______(填“大于”“小于”或“等于”,下同)醋酸的电离平衡常数。稀释后,溶中水电离出来的_______醋酸溶液中水电离出来的。
▌题型09 水的电离及其影响因素
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离为 过程,自身电离示意图如下:
电离方程式: ,简写为: 。
2.水的离子积常数:
(1)水的电离平衡常数表达式为K= 。
纯水和稀溶液中c(H2O)视为常数,则c(H+)·c(OH-)=K·c(H2O)为新的常数,用Kw表示。
(2)水的离子积常数表达式为KW= 。
①常温时,Kw= ,不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
②不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是 的。
(3)KW及影响因素:
a.25 ℃时:KW=1×10-14。
b.水的电离是中和反应的可逆过程,故温度升高,KW 。
c.水的离子积常数只受 的影响,与c(H+)、c(OH-)的变化无关。
3.影响因素
(1)温度:
水的电离 过程,温度升高,会 水的电离,水的电离程度 ,KW 。
(2)酸碱效应:
①外加酸,c(H+) , 水的电离,水的电离程度 ,Kw 。
②外加碱,c(OH-) , 水的电离,水的电离程度 ,Kw 。
(3)化学反应:
加入了活泼金属,可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡 移动,水的电离程度 。
(4)弱酸根离子或弱碱离子:
①加入弱碱离子(如Al3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Ag+等),弱碱离子与水电离出的 结合,水的电离平衡
移动,c(H+) ,溶液呈 性。
②加入弱酸根离子(如CO32-、HCO3-、CH3COO-等),弱酸根离子与水电离出的 结合,水的电离平衡
移动,c(OH-) ,溶液呈 性。
【典例9】(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-,下列叙述正确的是
A.将纯水加热到95 ℃时,Kw变大,c(H+)减小
B.25 ℃时,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.保持温度不变,向纯水中加入少量NaOH固体,c(OH-)增大,Kw不变
D.向纯水中加入盐酸,可抑制水的电离;加入醋酸,可促进水的电离
【变式9-1】(24-25高二上·江苏镇江·期末)时水的电离达到平衡:H2OH++OH-△H>0,下列叙述不正确的是
A.将水加热,增大
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,水的电离受到抑制
C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量溶液,平衡逆向移动,降低
【变式9-2】(23-24高二上·江苏扬州·期中)水是最宝贵的资源之一,下列表述正确的是
A.c(H+)=1×10−6mol·L−1的水一定呈酸性
B.温度升高,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.一定温度下,向水中加入酸,可抑制水的电离
D.一定温度下,向水中加入碱,可使水的离子积减小
【变式9-3】(25-26高二上·江苏苏州·期中)水最常见的溶剂,下列说法正确的是
A.0℃时,
B.向水中加入盐酸,水的电离逆向移动,变小
C.向水中加醋酸钠,水的电离正向移动,不变
D.将纯水加热到100℃,水的pH变小,酸性增强
▌题型10 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
1.等量关系
无论是纯水,还是酸性(或碱性)溶液,由水的电离产生的c(H+)水=c(OH-)水
2.定量关系
任何电解质稀溶液中都存在Kw=c(H+)·c(OH-)
(1)稀酸溶液——OH-全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水= 。
(2)稀碱溶液——H+全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水= 。
【典例9】25 ℃时,在等体积的:①0.5 mol/L的H2SO4溶液中;②0.05 mol/L Ba(OH)2溶液中;③1 mol/L NaCl溶液中;④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶2×107∶2
【变式9-1】(24-25高二上·江苏无锡·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A.滴入酚酞变红的溶液中:
B.0.1mol/L的NaHCO3溶液中:
C.由水电离出的的溶液中:
D.的溶液中:
【变式9-2】(25-26高二上·江苏苏州·期中)常温下,由水电离的mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
▌题型11 水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点(如a,b,c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-) ,温度 。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ,温度同 。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
【典例10】(25-26高二下·江苏徐州·开学考试)如图表示水中和的关系,下列判断错误的是
A.两条曲线间任意点均有
B.M区域内任意点均有
C.图中
D.XZ线上任意点均有
【变式10-1】(23-24高二下·江苏无锡·阶段检测)下列事实不一定能证明HNO2是弱电解质的是
A.向HNO2中加入NaNO2固体后pH增大
B.用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
C.向水中加入NaNO2固体,图水的电离平衡曲线可以从C点到D点
D.常温下,pH=3的HNO2溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH<7
【变式10-2】(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)某温度下,水中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。pOH=-lgc(OH-)。下列说法不正确的是
A.b点温度高于25℃
B.b点温度下,pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(H+)=10-2 mol·L−1
C.仅升高温度,可从b点变为a点
D.b点所处温度下,0.1 mol·L−1 KOH溶液的pH=13
【变式10-3】(23-24高二下·江苏盐城·期中)水溶液存在离子平衡,回答下列问题:
(1)水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时,水的电离平衡状态到B点,该温度时0.1mol/LNaOH溶液pH为___________。
(2)一定温度下,向1L0.1mol/LCH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体,则醋酸的电离平衡向___________(填“正”或“逆”)反应方向移动:水的电离程度将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)常温下向20.00mL0.100mol/LHX(一元酸)溶液中滴加0.100mol/LNaOH的pH变化如图所示。
①HX的电离常数为___________。
②C点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。
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