2024届高考化学一轮复习课件 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第1讲 弱电解质的电离平衡

第1讲　弱电解质的电离平衡

(40分钟)

选题表

1.25 ℃时不断将水滴入0.1 mol·L-1的氨水中,下列图像变化合理的是(　C　)

解析:稀释时氢氧根离子浓度下降,pH下降,趋近于7,但不可能小于7,A项错误;随着水的滴入,电离度始终增大,B项错误;随着水的滴入,离子浓度下降,导电能力下降,C项正确。

2.相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②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(　C　)

解析:强酸完全电离,中强酸部分电离,随着反应的进行,中强酸会继续电离出H+,所以溶液②产生氢气的速率比①快,pH相同,则溶液②浓度大,体积相同时产生氢气体积大。

3.(2022·浙江模拟)下列一定能说明HClO是弱电解质的是(　B　)

A.25 ℃时,用pH试纸测0.01 mol·L-1HClO的pH

B.25 ℃时,NaClO溶液的pH>7

C.25 ℃时,若测得HClO溶液pH=a,取该溶液10.0 mL,加蒸馏水稀释至100.0 mL,测得pH=b,b-a<1,则HClO是弱酸

D.浓度相同的NaOH溶液分别与pH相同的次氯酸、盐酸反应呈中性,前者消耗的NaOH溶液的体积大

解析:HClO能氧化漂白pH试纸,A错误;25 ℃时,NaClO溶液的pH>7,说明HClO是弱酸,B正确;25 ℃时,无论何种酸,其溶液pH>6且pH<7时,稀释10倍后,溶液pH始终小于7,稀释前后pH差值小于1,即b-a<1,不能判断HClO为弱酸,C错误;酸的体积未知,故不能根据消耗NaOH溶液的体积判断酸性强弱,D错误。

4.(2022·天津九十五中月考)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:

下列推断正确的是(　C　)

A.pH相同的HX、HY两种弱酸,其物质的量浓度:HX>HY

B.相同条件下溶液的碱性:NaX>Na2CO3>NaY>NaHCO3

C.向Na2CO3溶液中加入足量HY,反应的离子方程式:HY+CHC+Y-

D.H2CO3的电离常数表达式:Ka1=

解析:根据表中数据知,酸性HX>HY,则pH相同的两种酸c(HX)<c(HY),故A错误;酸性越强的酸,其对应酸根离子水解程度越小,相同浓度的钠盐溶液pH越小,溶液碱性越弱,酸性HX>H2CO3>HY>HC,则相同浓度的钠盐溶液碱性Na2CO3>NaY>NaHCO3>NaX,故B错误;强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,酸性H2CO3>HY>HC,则两者反应方程式为HY+CHC+Y-,故C正确。

5.Ⅰ.现有常温下pH=2的盐酸(甲)和pH=2的CH3COOH溶液(乙),请根据下列操作回答问题。

(1)取10 mL的乙溶液,加入等体积的水,CH3COOH的电离平衡　　　　(填“向左”“向右”或“不”)移动;另取10 mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的值将　　　　(填“增大”“减小”或“无法确定”)。 

(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,所得溶液的pH大小关系为 pH(甲)　　　　(填“>”“<”或“=”)pH(乙)。 

Ⅱ.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=

1×10-3 mol·L-1。

(1)写出BOH的电离方程式: 　                           。 

(2)BOH的电离度α=　　　　。 

(3)BOH的电离平衡常数Kb=　　　　。 

解析:Ⅰ.(1)CH3COOH溶液中加入等体积的水,CH3COOH的电离平衡向右移动,电离程度增大;CH3COOH溶液中加入少量无水醋酸钠固体,

c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,根据CH3COOH的电离平衡常数Ka=推知,=,由于温度不变,Ka不变,c(CH3COO-)增大,则溶液中的值减小。(2)常温下,pH=2的盐酸(甲)和pH=2的CH3COOH溶液(乙),取等体积的甲、乙两溶液,分别加水稀释100倍,CH3COOH的电离平衡正向移动,pH变化小,则所得溶液的pH为pH(甲)>pH(乙)。

Ⅱ.(1)BOH不完全电离,故电离方程式为BOHB++OH-。(2)因

c(BOH)初始=0.1 mol·L-1,c(BOH)电离=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%。(3)电离平衡时,c(BOH)平衡=

0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb=

==1×10-5。

答案:Ⅰ.(1)向右　减小　(2)>

Ⅱ.(1)BOHB++OH-　(2)1%　(3)1×10-5

6.(2022·北京东城区期末)对室温下pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,分别采取下列措施,有关叙述正确的是(　B　)

A.温度均升高20 ℃,两溶液的pH均不变

B.加入适量氯化铵固体后,两溶液的pH均减小

C.加水稀释100倍后,氨水中c(OH-)比氢氧化钠溶液中的小

D.与足量的氯化铁溶液反应,产生的氢氧化铁沉淀一样多

解析:升高温度,水的离子积Kw变大,所以两溶液的pH一定改变,A错误;加入氯化铵固体之后,由于同离子效应,NH3·H2O的电离程度减小,c(OH-)降低,溶液pH减小,而NaOH溶液中,N和OH-反应,c(OH-)减小,溶液pH也减小,B正确;向pH相同的两溶液中加水稀释100倍,NaOH溶液的pH的变化量为2,而氨水的pH的变化量小于2,则氨水中c(OH-)比氢氧化钠溶液中的大,C错误;体积相同、pH相同的两溶液中,n(OH-)相同,但是氨水中存在电离平衡,未电离的 NH3·H2O可以再提供OH-,故这两种溶液和足量的FeCl3溶液反应,氨水产生的Fe(OH)3更多,D错误。

7.pH=2的X、Y、Z三种酸的溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其pH与溶液体积(V)的变化关系如图所示。下列说法中错误的是(　D　)

A.X是强酸,Y和Z是弱酸

B.稀释前的浓度大小关系:c(Z)>c(Y)>c(X)

C.稀释前电离程度大小关系:X>Y>Z

D.pH=2时,X、Y、Z都是稀溶液

解析:pH=2的X酸1 mL稀释至1 000 mL,溶液的pH=5,X为强酸,pH=2的Y、Z酸1 mL稀释至1 000 mL,溶液的pH小于5,Y和Z是弱酸,A正确;X完全电离,Y和Z部分电离,溶液初始pH均为2,则c(Y)>c(X),Y溶液的pH随着溶液体积的增大逐渐增大,而Z溶液的pH随着溶液体积的增大先减小后增大,故Y是稀溶液稀释,而Z是浓溶液稀释,故c(Z)>c(Y)>c(X),B正确;X已完全电离,Y和Z部分电离,而弱酸在稀溶液中比在浓溶液中电离程度大,故稀释前电离程度大小关系为X>Y>Z,C正确。

8.(不定项)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(　AD　)

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可能与NaOH发生反应:H++OH-H2O

D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,保持不变

解析:等浓度的HCOOH和CH3COOH溶液,HCOOH酸性强,电离程度大,所以溶液中的氢离子浓度为CH3COOH<HCOOH,故A正确;等浓度、等体积的HCOOH和CH3COOH溶液中,HCOOH和CH3COOH的物质的量相等,分别加入过量的镁,产生氢气的体积相等,故B错误;HCOOH是弱酸,与NaOH发生的离子反应方程式为HCOOH+OH-HCOO-+H2O,故C错误。

9.(不定项)25 ℃时,0.2 mol·L-1的HX溶液中 c(HX)∶c(X-)=99∶1,下列说法正确的是(　B　)

A.升温至30 ℃时,溶液c(HX)∶c(X-)>99∶1

B.25 ℃时K(HX)≈2×10-5

C.向溶液中加入适量NaX溶液,酸的电离平衡向左移动,新平衡时c(X-)减小

D.加水稀释后,溶液中c(X-)、c(H+)、c(OH-)均减小

解析:升温促进电离,c(HX)减小,c(X-)增大,则 c(HX)∶c(X-)<99∶1,

A错误;平衡时溶液中 c(H+)≈c(X-)=0.2× mol/L=2×10-3 mol/L,

c(HX)=0.2× mol/L≈0.2 mol/L,由此求出K(HX)==

≈2×10-5,B正确;加入的NaX电离出X-,使HX的电离平衡逆向移动,由于加入的X-只有部分转化为HX,即最终溶液中c(X-)增大,C错误;由c(H+)·c(OH-)=Kw知,稀释过程中c(OH-)增大,D错误。

10.碳酸是常见的一种二元弱酸。

(1)25 ℃时,向NaHCO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。

则25 ℃时,H2CO3的一级电离Ka1(H2CO3)=　　　　。 

(2)化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。人体血液主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3HC)维持pH稳定。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的值将　　 　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放。已知25 ℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶　　　　∶　　　　(用Ka1、Ka2表示)。 

(4)一定温度下,用水吸收SO2气体得到pH=4的H2SO3溶液,试计算溶液中=　　　　。SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应的离子方程式是　                                                 。 

(已知该温度下,H2SO3的电离常数:Ka1=4.5×10-2,Ka2=2.5×10-7,H2CO3的电离常数:Ka1=8.4×10-7,Ka2=1.2×10-10)

解析:(1)当lg =1,即=10时,H2CO3的一级电离(H2CO3)==10×10-7.4=1.0×10-6.4。

(2)当过量的酸进入血液中时,不变,氢离子浓度增大,所以血液缓冲体系中的值将变小。

(3)pH=12,即c(H+)=10-12 mol·L-1,由 Ka1=,得c(HC)=

=1012·Ka1·c(H2CO3);由 Ka2=,得c(C)=

=1024·Ka1·Ka2·c(H2CO3);c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。

(4)用水吸收SO2气体生成了亚硫酸,亚硫酸的电离方程式为H2SO3HS+H+,HSH++S,得到pH=4的H2SO3溶液,c(H+)=10-4 mol·L-1,由于Ka2=,===400;由于 Ka1(H2SO3)>

Ka1(H2CO3)>Ka2(H2SO3),所以SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应产生亚硫酸氢钠和二氧化碳,反应的离子方程式为HC+SO2HS+CO2。

答案:(1)1.0×10-6.4　

(2)变小

(3)1012·Ka1　1024·Ka1·Ka2

(4)400　HC+SO2HS+CO2

11.(2022·四川南充一诊)NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH=2的H2SO4溶液,溶液中不存在H2SO4分子,但存在HS,下列说法错误的是(　B　)

A.每升溶液中的H+数目为0.01NA

B.Na2SO4溶液中:c(Na+)=2c(S)>c(H+)=2c(OH-)

C.向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸,溶液中减小

D.NaHSO4不是弱电解质

解析:常温下pH=2的H2SO4溶液,溶液中不存在H2SO4分子,但存在HS,说明硫酸的第一步完全电离,第二步部分电离。由pH=2可得 c(H+)=

0.01 mol/L,每升溶液中的H+数目为 0.01NA,故A正确;Na2SO42Na++S,S有一部分水解S+H2OHS+OH-,c(Na+)>2c(S),根据电荷守恒式可知,c(OH-)>c(H+),所以应该为c(Na+)>2c(S)>

c(OH-)>c(H+),故B错误;当向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸,c(H+)增大,

=,因Ka(HS)不变,c(H+)增大,所以减小,故C正确;NaHSO4属于盐,完全电离,故不是弱电解质,故D正确。

12.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-1 H3PO2与20 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐:

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的H3PO3溶液的pH为2,该温度下H3PO3的电离平衡常数Ka1约为　　　　(H3PO3的二级电离和水的电离忽略不计)。 

(3)亚磷酸的结构式为(式中P→O表示成键电子对全部由磷原子提供),含有两个“O—H”,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)25 ℃时,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。 

解析:(1)①NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸中只有一个可电离的氢原子,因而NaH2PO2是正盐。

②设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,则有

　　　　　　　　　H3PO2H++H2P

初始/(mol·L-1)  0.02  0    0

平衡/(mol·L-1)  0.02-x x    x

Ka(H3PO2)==1×10-2[注意由于 Ka(H3PO2) 比较大,不能近似计算],得x=0.01,故pH=-lg 0.01=2。

(2)忽略H3PO3的二级电离和水的电离,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,电离平衡常数Ka1===1×10-3。

(4)Na2HPO3溶液中,HP水解,溶液呈碱性。

答案:(1)①正盐　②2　③测NaH2PO2溶液的pH,若pH>7则证明次磷酸为弱酸　向等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴紫色石蕊溶液,若次磷酸溶液红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸

(2)1×10-3　(3)1　(4)>