【解析】 相同温度下的弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的条件之一;根据三个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为:HF>HNO2>HCN,由此可判断:K(HF)>K(HNO2)>K(HCN),其对应数据依次为:K(HF)=6.8×104mol·L1
-
-
K(HNO2)=4.6×104mol·L1
-
-
K(HCN)=6.2×10【答案】 B
-10
mol·L1
-
4.(烟台质检)H浓度相同的等体积的两份溶液A和B,A为盐酸,B为醋酸,分别和锌反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是( )
①反应所需要的时间B>A;②开始反应时的速率A>B;③参加反应的锌的物质的量A=B;④反应过程的平均速率B>A;⑤盐酸里有锌剩余;⑥醋酸里的锌剩余。
A.③④⑥ B.②③⑥ C.③④⑤ D.①②⑤
【解析】 H浓度相同的等体积的盐酸和醋酸,醋酸的物质的量比盐酸大得多,开始时H浓度相同,因此开始反应时的速率A=B,随着反应的进行,由于醋酸中存在着电离平衡CH3COOH
+
+
+
+
+
+
CH3COO
+
-
+H,当H被消耗时,平衡右移,H浓度减小的速率比盐酸慢,即反应过程中始终是醋酸中的H浓度大于盐酸中的H浓度,所以反应过程的速率B>A,所用时间A>B,①、②错误,④正确;因为放出的H2质量相同,则消耗的Zn的物质的量A=B,同时消耗H的量也相同,由于有一份锌过量,说明H不足,即盐酸不足,③、⑤正确,⑥错误。
【答案】 C
5.健康人的血液的pH保持在一定的范围内变化,这是因为血液中存在如下平衡:H2CO3
-
+
+
+
HCO3
+H,医学上称之为血液的酸碱平衡,试解答下列问题:
(1)写出上述可逆反应达到化学平衡状态时的平衡常数的表达式:__________________。
(2)蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种称之为蚁酸(主要成分是HCOOH)的有机酸,
+
HCOOH同CH3COOH一样是一种有机酸,写出HCOOH在溶液中电离的方程式____________________________。
(3)当人受到叮咬时,皮肤上常起小疱,这是因为人体血液中酸碱平衡被破坏所致。若不治疗,过一段时间小疱也会自行痊愈,这是由于血液中又恢复了原先的酸碱平衡,试用平衡移动的原理解释上述事实。
【解析】 该题属于弱电解质的电离平衡应用题目。前两问可根据所学内容直接填写,第(3)问稍难,当人受到叮咬时,即是人体血液内增加了甲酸,甲酸电离出H,使[H]浓度增大,使平衡左移,破坏了酸碱平衡,人就感觉到疼痛和痒的感觉,并常起小疱;若不治疗,HCOOH电离出的H抑制了H2CO3的电离,故血液的pH值变小后,由于H2CO3和HCO3相互调节平衡移动,过一段时间后,又可恢复到原先的平衡状态。
-
+
+
+
[H][HCO3]
【答案】 (1)KW=
[H2CO3](2)HCOOH
H+HCOO
HCO3+H
-
+
+
-
+-
(3)因血液中存在如下平衡:H2CO3
6.(济南质检)在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是____________。 (2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是____________。 (3)当三者[H]相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是____________。
(4)当三者[H]相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是____________。
(5)当[H]相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为____________。反应所需时间的长短关系是______________。
(6)将[H]相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,[H]由大到小的顺序是________。 【解析】 HCl===H+Cl H2SO4===2H+SO42
+
-+
-
+
+
+
++
CH3COOHH+CH3COO
+
+-
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,三种酸中[H]由大到小顺序为b>a>c。H2O越大,水的电离程度越小,故三种溶液中H2O的电离程度由大到小的顺序为c>a>b。
H+OH,[H]
+-+
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力盐酸和醋酸相同,因随着NaOH溶液的加入CH3COOH电离平衡右移,提供的氢离子和盐酸相同,而硫酸提供的H是它们的2倍,故b>a=c。
(3)[H]相同时,醋酸溶液浓度最大,因醋酸为弱酸,电离程度小,硫酸浓度为盐酸的一半,故c>a>b。 (4)当三者[H]相同时,因HCl、H2SO4为强电解质,在溶液中完全电离,所以H总的物质的量相同,故产生H2体积相同。CH3COOH为弱电解质,最终能提供的H最多,生成H2体积最大。故c>a=b。
(5)开始时由于三者[H]相同,故在所给条件下开始生成氢气的速率相同。随着反应的不断进行,HCl、H2SO4中的H不断减少,而CH3COOH能不断电离出H,故产生等量H2时,醋酸所需时间最短,即所需时间a=b>c。
(6)由于HCl、H2SO4完全电离,加水稀释后,[H]减小的程度较大,CH3COOH部分电离,随着水的加入,使CH3COOH的电离程度增大,稀释相同的倍数,[H]减小的程度较小,故c>a=b。
【答案】(1)c>a>b (2)b>a=c (3)c>a>b (4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
课后训练
一、选择题
1.下列物质仅能在水溶液中导电的物质是( )
A.NaOH B.NaHSO4 C.HCl D.CH3CH2OH
【解析】 NaOH、NaHSO4属于离子化合物,在熔融状态下也能导电;CH3CH2OH是非电解质,在水溶液或熔融状态下均不能导电;HCl是共价化合物,只能在水溶液中导电。
【答案】 C
2.下列电离方程式错误的是( )
A.NaHS溶于水:NaHS===Na+HS,HS+H2O
+
-
-
H3O+S2
+
-
B.Al(OH)3电离:Al(OH)3
C.(NH4)2SO4溶于水:(NH4)2SO4D.HF溶于水:HF+H2O
+
Al3+3OH;Al(OH)3+H2O
+
-
[Al(OH)4]+H
-+
2NH4+SO42
+
-
+
-
H3O+F
+
【解析】 注意A、D项中H和H3O的关系。 【答案】 C
3.相同温度下,下列各物质导电能力最强的是( ) A.1 000 mL,0.1 mol·L1KOH
-
B.2 L,0.1 mol·L1CH3COOH
-
C.100 mL,0.1 mol·L1HF
-
D.100 mL,0.1 mol·L1K2SO4
-
【解析】 电解质溶液导电性强弱决定于溶液中自由移动离子浓度的大小,与溶液中体积大小无关。自由移动离子浓度相同时,再比较电荷的高低电荷高的导电能力强。
【答案】 D
4.在硫化氢的水溶液中,存在以下平衡:H2S减小,则[S2]( )
-
HS+H,HS
-+-
S2+H若使溶液的pH
-
+
A.增大 B.减小
C.不变 D.可能增大也可能减小
【解析】 考查弱电解质电离平衡移动相关的若干知识,如加入CuSO4溶液,S2浓度减小,pH减小,
-
若通入H2S至饱和,则pH减小,S2浓度增大。
-
【答案】 D
5.(梅州质检)化合物HIn(铟化氢)因在水溶液中存在下列电离平衡,故可用作酸碱指示剂。
浓度为0.020 mol·L
-1
的下列各溶液:①HCl;②Ca(OH)2;③NaCl;④NaHSO4;⑤NaHCO3;⑥氨水,
能使该指示剂显红色的有( )
A.①④⑤ B.①④ C.②⑤⑥ D.②③⑥
【解析】 要使HIn指示剂显红色,必须使电离平衡向左移动,增大H浓度符合要求,①④适合;而②⑤⑥消耗H,使H浓度减小,平衡右移,指示剂显黄色;③NaCl不影响其电离平衡。
【答案】 B
6.下列关于电离平衡常数(K)的说法中正确的是( ) A.电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱 B.电离平衡常数(K)与温度无关
C.不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同 D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为:K1<K2<K3
【解析】 电离平衡常数只和温度有关,K表征弱电解质的电离能力,它越大,表示弱电解质越易电离,反之,越难。
【答案】 A
7.常温时,某一元弱酸的电离常数Ka=106,对于0.01 mol·L
-
-1
+
+
+
的该酸溶液下列说法正确的是( )
A.上述弱酸溶液的pH=4
B.加入NaOH溶液后,弱酸的电离平衡向右移动,K值增大 C.加入等体积0.01 mol·L1 NaOH溶液后,所得溶液的pH=7
-
D.加入等体积0.01 mol·L1 NaOH溶液后,所得溶液的pH<7
-
【解析】 设该一元弱酸为HA:HA[H][A][H]2则K==
[HA]0.01 mol/L
+
-
+
H+A
+-
求得[H]=104mol/L,故pH=4。
+
-
选项B中K值应不变,C、D项中pH>7。 【答案】 A
8.为证明某可溶性一元酸(HX)是弱酸,某同学设计了如下实验方案。其中不合理的是(多选)( ) A.室温下,测0.1 mol·L1 HX溶液的pH,若pH>1,证明HX是弱酸
-
B.室温下,将等浓度等体积的盐酸和NaX溶液混合,若混合溶液pH<7,证明HX是弱酸 C.相同pH值的HX溶液与盐酸分别跟同样颗粒大小的锌反应时,产生H2的起始速率相等 D.在相同条件下,对0.1 mol·L灯泡较暗,证明HX为弱酸
【解析】 0.1 mol·L1 HX溶液,若是强酸,[H]=0.1 mol·L1,pH=1,若是弱酸,因为部分电
-
+
-
-1
的盐酸和0.1 mol·L
-1
的HX溶液进行导电性实验,若HX溶液
离,[H]<0.1 mol·L1,pH>1,A项正确;等物质的量的HCl与NaX混合后,不论HX是强酸还是弱酸,
+
-
上述混合液都是呈酸性,B项错误;pH相同的HX与盐酸,无论HX是强酸还是弱酸,[H]与盐酸中的[H
+
+
]相等,起始速率相等,C项错误;相同浓度的HX和盐酸,若HX是弱酸,由于电离出的离子浓度比盐
酸小,则导电能力弱,灯泡较暗,D项正确。
【答案】 BC
9.(滨州质检)pH=2的X、Y、Z三种酸的水溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如下图所示,则下列说法正确的是( )
A.原溶液都是稀溶液
B.原溶液的浓度大小为[X]>[Z]>[Y] C.Z是强酸,Y和X是弱酸 D.三种酸由强到弱的顺序是Z>Y>X
【解析】 强酸稀释103倍pH增加3,弱酸稀释103倍,pH增加小于3,原溶液X是浓溶液;原溶液的浓度大小应为c(X)>c(Y)>c(Z);从纵轴pH=2的点作平行于横轴的平行线,与X线交于A点,A的pH=2,A点与Y的pH=2的点相比:起始pH相等,稀释后pH仍相等,而Y稀释的倍数大,由此得酸性X>Y,故三种酸的强弱顺序为Z>X>Y。
【答案】 C
10.在体积都为1 L,pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中,投入0.65 g锌粒,则以下符合客观事实的图是( )
【解析】 A项,两溶液的pH应从2开始升高,且相同时刻pH
+
+
醋酸
盐酸;B项,反应开始后同一
时刻,由于醋酸溶液中[H]大于盐酸中[H],故产生H2的速率应为醋酸大于盐酸;D项,反应结束时,溶
液中[H]应是醋酸大于盐酸,且在反应过程中的某一时刻,[H]应是醋酸大于盐酸。
【答案】 C 二、非选择题
11.在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电能力会发生变化,如下图所示是电流(I)随新物质加入量(m)的变化曲线。
++
以下4个导电性实验,其中与A图变化趋势一致的是______,与B图变化趋势一致的是________,与C图变化趋势一致的是________。
①Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量 ②醋酸溶液中滴入NH3·H2O至过量 ③澄清石灰水中通入CO2至过量 ④NH4Cl溶液中逐渐加入适量NaOH固体
【解析】 分析各图象的特点:A是导电能力先增强,增到一定程度又变弱,即离子浓度先变大后减少;4个反应中只有CH3COOH
CH3COO+H,CH3COOH+NH3·H2O
-
+
CH3COONH4+H2O。
CH3COONH4是强电解质,导电能力增强,当CH3COOH消耗没,再加NH3·H2O离子浓度变小故为②。B图象离子浓度随物质的加入逐渐减少,最后离子浓度变为零。只有Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+H2O;Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O才能使导电能力为零。C导电能力不变为:NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3↑+H2O。
【答案】 ② ①③ ④
12.对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各微粒的浓度存在一种定量的关系。若25 ℃时有HA
[H][A]
H+A,则K=,式中:K为电离平衡常数,只与温度有关,[X]为各微粒的平衡浓度。
[HA]
+
-
+
-
下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)
回答下列各题:
(1)K只与温度有关,当温度升高时,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在温度相同时,各弱酸的K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?________________________________________________________________________。
(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3、H2S、HS、H3PO4、H2PO4、HPO42都看做是酸,其中酸性最
-
-
-
-
强的是______,最弱的是______。
【解析】 (1)由于升高温度,有利于HA(2)由关系式HA
+
-
H+A正向移动(电离吸热)故K增大。
+
-
+-
[H][A]+
H+A可以看出K值越大K=中[H]越大,酸性越强。
[HA]
-
(3)由K可看出H3PO4的 K最大。酸性最强。而HPO42的K值最小酸性最弱。 【答案】 (1)增大 (2)K值越大酸性越强 (3)H3PO4 HPO42
-
13.(肇庆质检)现有25 ℃时,0.1 mol/L的氨水,请回答以下问题:
[OH]
(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中________(填“增大”、“减小”或“不
[NH3·H2O]变”)。
(2)若向氨水中加入稀硫酸,使其恰好完全中和,写出反应的离子方程式________________________________________________________________________;
所得溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因________________________________________________________________________,
溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为____________________________________。 (3)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时[NH4]=a mol/L,则[SO42]=________。
+
-
-
【解析】 (1)加入NH4会抑制NH3·H2O的电离,使[NH3·H2O]变大,[OH]变小。 (2)恰好中和时,溶质为(NH4)2SO4,NH4水解使溶液显酸性。
1++--+--
(3)根据电荷守恒[NH4]+[H]=2[SO42]+[OH],因pH=7,所以有[H]=[OH],即[SO42]=[NH4
2
+
+
+-
a-
]= mol·L1。 2【答案】 (1)减小
(2)NH3·H2O+H===NH4+H2O < NH4+H2O
+
+
+
NH3·H2O+H [NH4]>[SO42]>[H
+
+
-
+
]>[OH] a
(3) mol/L 2
14.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010
-
mol·L
-1
氨水、0.1 mol·L1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。
-
-1
(1)甲用pH试纸测出0.010 mol·L氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法
是否正确?____(填“是”或“否”),并说明理由
_________________________________________________________________________________。
(2)乙取出10 mL 0.010 mol·L
-1
氨水,用pH试纸测出其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,再
用pH试纸测出其pH为b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b值应满足什么关系?______________(用“等式”或“不等式”表示)。
(3)丙取出10 mL 0.010 mol·L
-1
氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入NH4Cl晶体少量,颜色
变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质?并说明原因: ______________________________
_________________________________________ _______________________________________。
(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:_________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)是 若是强电解质,则0.010 mol·L(2)a-2(3)浅 能,因为0.010 mol·L
-1
-1
氨水溶液中[OH]应为0.010 mol·L1,pH=12
-
-
氨水(滴有酚酞)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:一是氯
+
化铵在水溶液中水解显酸性,加入氨水中使溶液的pH降低;二是NH4使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2O质
(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1 mol·L1 NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡
-
NH4+OH逆向移动,从而使溶液的pH降低。这两种方法均证明NH3·H2O是弱电解
+-
比较测出pH,pH<7(方案合理即可)