高中化学人教版(新课标)选修4 第三章第一节 弱电解质的电离
一、单选题
1.(2020高二下·金华期末)下列属于强电解质的是( )
A.Al B.CH3OH C.CH3COOH D.BaSO4
2.(2020高三上·蚌埠月考)已知N2H4在水中电离方式与NH3相似,若将NH3视为一元弱碱,则N2H4是一种二元弱碱,下列关于N2H4的说法不正确的是( )
A.它与硫酸形成的酸式盐可以表示为N2H5HSO4
B.它溶于水所得的溶液中共有4种离子
C.它溶于水发生电离的第一步可表示为:N2H4·2H2O N2H5+·H2O+OH-
D.常温下,向0.1 mol·L-1的N2H4溶液加水稀释时,n(H+)·n(OH-)会增大
3.(2020高三上·安徽月考)25℃下,向20.00 mL 0.1 mol/L二元弱酸H2X溶液中滴入0.1 mol/L NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-)的负对数[-lgc水(OH-)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.M点溶液中:c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)
B.水的电离程度:P>N=Q>M
C.N、Q两点溶液pH值均等于7
D.溶液中 :M4.(2020高三上·安徽月考)下列有关说法正确的是( )
A.已知电离平衡常数(25℃),Ka(HClO)=2.95×10-8;H2CO3 Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11,将少量的CO2通入NaClO溶液中反应离子方程式为2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-。
B.已知常温下A-的水解常数Kh=1.61×10-5。含等物质的量浓度HA、NaA的混合液中则有: c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C.冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小
D.在25℃,Ksp(AgCl)约为1×10-10,Ksp(Ag2CrO4)约为4×10-12,向均为0.1 mol/L的NaCl和Na2CrO4混合液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,CrO42-先沉淀
5.(2020·珠海模拟)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。现有25℃时,浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。(已知:Ka(CH3COOH)=1.75×10–5,Kb为CH3COONa的水解常数),下列说法正确的是( )
A.混合溶液加水稀释,c(OH–)减小
B.25℃时,Ka(CH3COOH)<Kb(CH3COO–)
C.c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
D.向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液pH基本不变
6.(2020·宣城模拟)常温下,向 浓度均为 和 的混合溶液中滴加 的 ,测得混合溶液的电阻率(溶液的电阻率越大,导电能力越弱)与加入氨水的体积 的关系如图所示(忽略混合时体积变化),下列说法正确的是( )
A.常温下, 的 比同浓度 的 大
B. 过程中水的电离程度先减小后增大
C. 点溶液中,
D. 点时,
7.(2020·柯桥模拟)已知:在室温下有以下平衡:
编号 平衡方程式 平衡常数
① HCN H++CN- Ka= 1×10 -10
② H2O H++OH- Kw=1×10 -14
③ CN-+H2O HCN+OH- K =?
则下列判断错误的是( )
A.①的ΔS >0, ΔH>0
B.用标准 NaOH 溶液滴定浓度约为 0.01mol L-1HCN,可用甲基橙做指示剂
C.0. 2mol L-1 的 HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol L-1NaOH 溶液,则该溶液呈碱性
D.0. 2mol L-1 的HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol L-1NaOH 所得的混合溶液中: 2c(H+)+ c(HCN) = 2c(OH-)+c (CN- )
8.(2020高二下·桂林期中)常温下,向两只分别盛有50 mL0.100 mol/L盐酸的锥形瓶中各自匀速滴加50 mL蒸馏水、50 mL0.100 mol/L醋酸铵溶液,装置如图所示(夹持仪器等已略)。
已知:常温下,CH3COONH4溶液pH约为7。
下列说法正确的是( )
A.实验①滴加过程中溶液所有离子浓度都减小
B.实验②滴至pH=2时,溶液中c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)=0.01 mol/L
C.实验②滴加过程中,溶液中均存在c(CH3COO-)D.滴定结束后,①中水的电离程度比②中大
二、综合题
9.(2019高一上·辽源月考)有以下物质:①FeCl3;②稀NaOH溶液;③酒精;④氨水;⑤二氧化碳;⑥碳酸氢钠固体;⑦稀盐酸;⑧纯醋酸;⑨Na2CO3;
(1)其中能导电的是 ;属于非电解质的是 ;属于强电解质的是 ;属于弱电解质的是 。
(2)写出物质⑥溶于水的电离方程式: 。
(3)写出物质⑥和⑧在水中反应的离子方程式 。
(4)有两种物质发生反应的离子方程式为:H++OH-=H2O,这两种物质的序号是
(5)现取0.1mol样品⑨,逐滴加入⑦,现象为 ,其所发生的离子方程式为 。完全反应时生成气体的物质的量为 。
10.(2020高二下·河间期末)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa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”)。
(2)99℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,该温度下测得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的电离方程式为 。
②体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,产生的氢气 。
A.盐酸多
B.H2A多
C.一样多
D.无法确定
③将0.1 mol·L-1H2A溶液与0.2 mol·L-1氨水等体积混合,完全反应后溶液中各离子浓度的电荷守恒关系式为 。
(3)已知常温下,H2SO3的电离常数为Kal=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3的电离常数为Kal=4.30×10-7,Ka2=5.60×10-11。
①下列微粒可以大量共存的是 (填字母)。
a. 、 b. 、 c. 、 d.H2SO3、
②已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中各离子浓度从大到小的排列顺序是 。
(4)0.1 mol·L-1的NaHA溶液,测得溶液显碱性。则该溶液中 c(H2A) c(A2-)(填“>”、“<”或“=”),作出此判断的依据是 (用文字解释)。
11.(2020高二上·华宁期末)25℃时,有关物质的电离平衡常数如下:
化学式 CH3COOH H2CO3 H2SO3
电离平衡常数K K=1.8×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 K1=1.5×10-2 K2=1.02×10-7
(1)电解质由强至弱顺序为 (用化学式表示,下同)。
(2)常温下,0.02 mol·L-1的CH3COOH溶液的电离度约为 ,体积为10mLpH=2的醋酸溶液与亚硫酸溶液分别加蒸馏水稀释至1000mL,稀释后溶液的pH,前者 后者(填“>”、“<”或“=”)。
(3)下列离子CH3COO-、CO32-、HSO3-、SO32-在溶液中结合H+的能力由大到小的顺序为 。
(4)NaHSO3溶液显酸性的原因 (离子方程式配适当文字叙述),其溶液中离子浓度由大到小的关系是 .
12.(2019高二上·屯溪期中)部分弱酸的电离平衡常数如表:
弱酸 HCOOH HNO2 H2S H2SO3 H2C2O4 H2CO3
电离平衡常数25℃) K=1.8×10-4 K=5.1×10-4 K1=9.1×10-8 K2=1.1×10-12 K1=1.23×10-2 K2=6.6×10-8 K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
(1)上表的6种酸进行比较,酸性最弱的是: ;HCOO-、S2-、HSO3-三种离子中,最难结合H+的是 。
(2)在浓度均为0.1mol/L的HCOOH和H2C2O4混合溶液中,逐渐滴入0.1mol/L的NaOH溶液,被OH-先后消耗的酸及酸式酸根依次是: 。
(3)已知HNO2具有强氧化性,弱还原性。将HNO2溶液滴加到H2S溶液中,同时有沉淀和无色气体生成,该气体遇空气立即变为红棕色,试写出两酸之间的化学反应方程式: 。
(4)下列离子方程式书写正确的是
A.HNO2+HS- = NO2-+ H2S↑
B.2HCOOH+SO32-= 2HCOO-+H2O+SO2↑
C.H2SO3+2HCOO-= 2HCOOH+SO32-
D.H2SO3+SO32-= 2HSO3-
E.H 2C2O4+ NO2-=HC2O4-+HNO2
(5)将少量的SO2 通入Na2C2O4溶液,写出离子方程式 。
(6)已知HX为一元弱酸。HX的电离常数为5.5×10-8。某混合溶液中含有4molNaX、2molNa2CO3和1molNaHCO3。往溶液中通入3molCO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,计算NaHCO3的物质的量
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】强电解质和弱电解质
【解析】【解答】A.Al为单质,不是电解质,故A不符合题意;
B.CH3OH在水溶液和熔融状态下均不导电,为非电解质,故B不符合题意;
C.CH3COOH为弱酸,在水溶中部分电离,属于弱电解质,故C不符合题意;
D.BaSO4属于盐类,虽然难溶于水,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】在溶液中能完全电离的电解质为强电解质。
2.【答案】A
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.若如A所示,则为一元弱碱,而题目中标明为二元弱碱,故A符合题意
B.溶于水有, N2H5+·H2O 、OH-N2H62-、H+,四种离子,故B不符合题意
C. 第一步电离为N2H4·2H2O N2H5+·H2O+OH-,故C不符合题意
D.Kw=c(H+)·c(OH-)=,体积增大,又Kw为常数,故 n(H+)·n(OH-) 增大,故D不符合题意
故答案为:A
【分析】 若将NH3视为一元弱碱,则N2H4是一种二元弱碱 ,可根据氨气的性质来推断肼的性质
3.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.M点时滴入了20.00mL的NaOH溶液,此时溶液中的溶质为NaHX,由于HX-的电离和水解,使c(Na+)>c(HX-),但HX-的电离是微弱的,所以c(HX-)>c(X2-),所以c(Na+)> c(HX-)>c(X2-),A不符合题意;
B.M点时溶液中的溶质为NaHX,水的电离受到抑制,N和Q两点水的电离受到促进和抑制的程度一样,P点溶质为Na2X,水的电离受到促进,所以水的电离程度P>N=Q>M,B不符合题意;
C.由以上分析可知,N点溶液是中性的,pH=7,Q点溶液是碱性的,pH>7,C符合题意;
D.,Ka2是常数,随着NaOH溶液的滴入,c(H+)逐渐降低,所以逐渐增大,所以溶液中:M<N<P<Q,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.M点时等体积等浓度混合生成NaHX,由纵坐标可知溶液显酸性,则HX-的电离大于其水解;
B.纵坐标数值越大,水的电离程度越小;
C.注意Q点溶液中碱过量;
D.溶液中 =,随NaOH的加入导致溶液中c(H+)减小。
4.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由于H2CO3Ka1=4.3×10–7>Ka(HClO)=2.95×10–8>Ka2( H2CO3)=5.6×10–11,故将少量的CO2通入NaClO溶液中反应离子方程式为:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3,A不符合题意;
B.已知常温下A-的水解常数K=1.61×10-5,则HA的电离常数为,即含等物质的量浓度HA、NaA的混合液中A-的水解大于HA的电离,则有:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B符合题意;
C.冰醋酸不导电,在冰醋酸中加水,醋酸的电离平衡右移,开始时离子浓度增大,后来减小,故溶液的导电性开始增大后来减小;pH先减小后增大;醋酸的电离平衡右移,故电离程度始终增大,C不符合题意;
D.Na2CrO4和NaCl溶液的浓度相等均为0.1mol/L,AgCl、Ag2CrO4的Ksp分别为1×10-10、4.0×10-12,其溶度积常数大小顺序为:Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4),形成沉淀需要的Ag+浓度分别为:
c(Ag+)===10-9mol L-1,c(Ag+)=mol L-1,所以需要离子浓度大的是K2CrO4,应先生成AgCl沉淀, D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据各物质的电离平衡常数判断发生的反应;
B.根据水的离子积计算HA的电离常数进而判断NaA的电离和水解程度;
C.冰醋酸为弱电解质,稀释过程电离程度增大;
D.根据两者的 ,Ksp(AgCl)约为1×10-10,Ksp(Ag2CrO4)约为4×10-12,分别计算需要的银离子浓度,从而判断沉淀顺序。
5.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.该混合溶液pH<7,溶液显酸性,加水稀释,溶液中c(H+)减小,由于Kw= c(H+)·c(OH–),在温度不变时,Kw不变,溶液中c(H+)减小,则c(OH–)增大,A不符合题意;
B.浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,说明酸的电离作用大于盐的水解作用,所以Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO–),B不符合题意;
C.根据物料守恒可得①:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),根据电荷守恒可得②: c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),将①+2×②,整理可得c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),溶液pH=4.76,则c(H+)>c(OH–),所以c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),C不符合题意;
D.向该缓冲溶液中加入几滴NaOH溶液,由于缓冲溶液中存在平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,NaOH电离产生的OH-中和溶液中H+,使电离平衡正向移动,因此反应后溶液pH基本不变,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.该缓冲溶液显酸性,加水稀释,溶液中c(H+)减小,c(OH-)增大;
B.根据 浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76 ,可知酸的电离作用大于盐的水解作用,所以 Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO–) ;
C.缓冲溶液中存在电荷守恒、物料守恒 质子守恒,因此可以比较出几种粒子之间的关系。
6.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;pH的简单计算;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.若HX和CH3COOH都是弱酸,则随着NH3 H2O的加入,酸碱反应生成盐,溶液导电性将增强、电阻率将减小,但图象上随着NH3 H2O的加入溶液电阻率增大、导电性反而减弱,说明原混合溶液中离子浓度更大,即HX为强电解质,常温下,0.1mol/LHX的pH比同浓度CH3COOH的pH小,故A不符合题意;
B.酸或碱都抑制水的电离,滴加NH3 H2O溶液的过程:a→c为HX和CH3COOH转化为NH4X、CH3COONH4的过程,溶液的酸性减弱,水的电离程度增大,故B不符合题意;
C.根据分析,c点溶液中溶质为NH4X、CH3COONH4,且二者的物质的量相等,溶液为酸性,即c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(CH3COO-),则c(NH4+)<c(X-)+c(CH3COO-),故C不符合题意;
D.d点溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4X、CH3COONH4、NH3 H2O,0~40mL时,NH3 H2O转化为NH4+,40~60mL时,NH3 H2O过量,d点时,溶液体积共为80mL, ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】电阻率与离子浓度成反比,即a→b过程中溶液的导电性减弱,向混合溶液中加入等物质的量浓度的NH3 H2O溶液时,发生反应先后顺序是HX+NH3 H2O=NH4X+H2O、NH3 H2O+CH3COOH=CH3COONH4+H2O,0-20mL溶液中电阻率增大、导电性减弱,b点最小,原因为溶液体积增大导致b点离子浓度减小,b点溶液中溶质为NH4X、CH3COOH,继续加入NH3 H2O溶液,NH3 H2O是弱电解质,生成的CH3COONH4是强电解质,导致溶液中离子浓度增大,溶液的电导性增大,c点时醋酸和一水合氨恰好完全反应生成醋酸铵,c点溶液中溶质为NH4X、CH3COONH4,且二者的物质的量相等,d点溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4X、CH3COONH4、NH3 H2O,据此分析解答。
7.【答案】B
【知识点】焓变和熵变;弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液酸碱性的判断及相关计算;中和滴定
【解析】【解答】A.弱电解质的电离过程是吸热过程,则HCN H++CN-的ΔS>0、ΔH>0,A不符合题意;
B.用标准NaOH溶液滴定浓度约为0.01mol L-1HCN,完全中和时生成NaCN,溶液显碱性,则应选择酚酞做指示剂,B符合题意;
C.0.2mol L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol L-1NaOH溶液,溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等,因CN-的水解常数Kh==10-4>Ka,说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度,即该溶液呈碱性,C不符合题意;
D.0.2mol L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol L-1NaOH溶液,溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等,溶液中的电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒式为2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-),则2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-),D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.电离过程是熵变增加的吸热过程;
B.NaCN强碱弱酸盐,溶液水解显碱性,则应选择酚酞做指示剂;
C.等浓度的HCN和NaCN混合溶液显碱性,说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度;
D.根据溶液中的电荷守恒和物料守恒进行计算。
8.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.向盐酸中滴加水,盐酸被稀释浓度降低,溶液中c(H+)减小,由于溶液中存在水的电离平衡,水的离子积不变,所以溶液中c(OH-)会增大,A不符合题意;
B.当溶液pH=2时,c(H+)=0.01 mol/L,根据电荷守恒可知:c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH4+),所以c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)- c(NH4+)=c(H+)=0.01 mol/L,则c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)>0.01 mol/L,B不符合题意;
C.由于酸性:HCl>CH3COOH,CH3COOH是弱酸,所以将CH3COONH4溶液滴加到盐酸中,会发生反应:
HCl+CH3COONH4=CH3COOH+NH4Cl,而NH4+不发生反应,仅有少量发生水解而消耗,且在酸溶液中水解程度会减弱,因此实验②滴加过程中,溶液中均存在c(CH3COO-)D.滴定结束后,①为稀HCl,②中发生的反应HCl+CH3COONH4=CH3COOH+NH4Cl恰好完全,最终得到等浓度的CH3COOH和NH4Cl混合溶液,①中HCl的浓度与②中CH3COOH浓度相等,由于酸电离产生H+会抑制水的电离,但醋酸是弱酸,其电离对水的电离的抑制作用远小于等浓度的盐酸,且②溶液中还存在NH4Cl会促进水的电离平衡,故滴定结束后,①中水的电离程度比②中小,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A.加水稀释的过程,酸性逐渐减弱;
B.溶液中阴阳离子电荷守恒;
C.反应中生成醋酸,醋酸为弱酸,只能部分电离;
D.滴定结束后,①的溶质为HCl,②中溶质为CH3COOH和NH4Cl,盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,部分电离,酸性越强对水的电离抑制程度越大。
9.【答案】(1)②⑦;③⑤;①⑥⑨;⑧
(2)NaHCO3=Na++HCO3-
(3)HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑
(4)②⑦
(5)一开始没有气泡,加入一定量的稀盐酸后,产生气泡;H++CO32-=HCO3-,HCO3-+H+=H2O+CO2↑;0.1mol
【知识点】电解质与非电解质;强电解质和弱电解质;离子方程式的书写;电离方程式的书写;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)②稀NaOH溶液、⑦稀盐酸有能自由移动的阴、阳离子,能导电;
非电解质是在水溶液中或熔融状态下都不能能够导电的化合物,③酒精;⑤二氧化碳符合;
强电解质是在水溶液中或熔融状态下能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐,①FeCl3;⑥碳酸氢钠固体;⑨Na2CO3都是强电解质;
弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等,⑧纯醋酸是弱电解质;
其中能导电的是②⑦;属于非电解质的是③⑤;属于强电解质的是①⑥⑨;属于弱电解质的是⑧。(2)碳酸氢钠为强电解质,完全电离,电离方程式为:NaHCO3=Na++HCO3-。(3)碳酸氢钠和醋酸反应生成醋酸钠和水、二氧化碳,反应离子方程式为:HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑。(4)②稀NaOH溶液和⑦稀盐酸两种物质发生反应生成强电解质NaCl和水,离子方程式为:H++OH-=H2O,这两种物质的序号是②⑦;(5)现取0.1mol样品⑨Na2CO3,逐滴加入⑦稀盐酸,现象为一开始没有气泡,加入一定量的稀盐酸后,产生气泡,其所发生的离子方程式为H++CO32-=HCO3-,HCO3-+H+=H2O+CO2↑。完全反应时生成气体的物质的量为0.1mol。
【分析】(1)能导电的物质:必须具有能自由移动的带电的微粒;金属能导电:是由于金属中存在能自由移动的带负电的电子;
非电解质是指:在熔融状态和水溶液中都不能导电的化合物;单质,混合物既不是电解质也不是非电解质;
强电解质是在水溶液中或熔融状态下能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐;
弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等;(2)NaHCO3是强电解质,在水溶液里完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子;(3)碳酸氢钠和醋酸反应生成醋酸钠和水、二氧化碳,写出离子方程式;(4)H++OH-=H2O的含义是:强碱和强酸两种物质发生反应生成强电解质和水,由此判断;(5)Na2CO3与盐酸的反应是分两步进行的,由此分析。
10.【答案】(1)逆;增大
(2)H2A=2H++A2-;C;c( )+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)
(3)bc;c(Na+)>c( )>c(H+)>c( )>c(OH-)
(4)>;NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)向CH3COOH中加入CH3COONa固体,CH3COONa电离导致溶液中c(CH3COO-)增大而抑制CH3COOH电离,则醋酸的电离平衡向逆反应方向移动;水的电离增大;故答案为:逆;增大;(2)①99℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,纯水中 ,则pH为6,该温度下测得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6,说明该溶液为中性,即无离子发生水解,说明H2A是强酸,完全电离,电离方程式为:H2A=2H++A2-;②H2A是强酸,体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液中n(H+)相同,故两种酸与足量的Zn反应,产生的氢气一样多,故答案为:C;③(NH4)2A在水中完全电离,根据电荷守恒: ;(3)①a.H2SO3的Ka2=1.02×10-7,H2CO3的Ka2=5.60×10-11,Ka越大,酸性越大,说明 酸性比 的强,故 、 不能大量共存,a不正确;
b.由a项分析可知, 、 可以大量共存,b正确;
c. 酸性比 的强, 与 不反应,能共存,c正确;
d.H2SO3的Ka1大于H2CO3的Ka2,则H2SO3酸性比 的强,两者能反应,不能共存,d不正确;
故故答案为:bc;②NaHSO3溶液显酸性,说明 电离程度大于水解程度,故离子浓度从大到小的排列顺序:c(Na+)>c( )>c(H+)>c( )>c(OH-);(4)NaHA溶液显碱性,说明水解程度大于电离程度,故c(H2A)>c(A2-),判断的依据是:NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度,故答案为:>;NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度。
【分析】(1)同离子效应抑制弱电解质的电离;(2)①由99℃时的KW计算中性时的pH=6,说明该溶液为中性,从而推出H2A为强酸;②等pH、等体积的两种酸物质的量相同,产生的氢气也一样多;③溶液存在电荷守恒;(3)Ka越大,酸性越强,酸性较强的能与酸性较弱的酸根离子反应;(4)NaHA溶液显碱性说明HA-水解程度大于电离程度。
11.【答案】(1)H2SO3>CH3COOH>H2CO3
(2)3%;>
(3)CO32->SO32->CH3COO->HSO3-
(4)HSO3- H++SO32-,HSO3-+H2O H2SO3+OH-;HSO3-的电离程度大于其水解程度,所以NaHSO3溶液显酸性。C(Na+)>C(HSO3-)>C(H+)>C(SO32-)>C(OH-)
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)根据表中数据可知,酸的电离平衡常数大小为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HSO3->HCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强,所以电解质由强到弱的顺序为为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3;
(2)0.02mol/L的醋酸在溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,设该溶液中醋酸的电离度为x,则醋酸电离出的醋酸根离子、氢离子浓度为0.02xmol/L,醋酸的浓度为0.02(1-x)mol/L,根据醋酸的电离平衡常数K=1.8×10-5可知:K=1.8×10-5= ,解得:x=3%;
由于醋酸的酸性小于亚硫酸,pH相同的醋酸和亚硫酸稀释相同倍数后,醋酸的pH变化大,即:醋酸的pH大于亚硫酸;
(3)已知酸性:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HSO3->HCO3-,酸根离子对应酸的酸性越强,该酸根离子结合氢离子能力越弱,则CH3COO-、CO32-、HSO3-、SO32-在溶液中结合H+的能力由大到小的关系为:CO32->SO32->CH3COO->HSO3-;
(4)NaHSO3溶液显酸性的原因是HSO3-在溶液中存在电离和水解, 即HSO3- H++ SO32-, HSO3-+H2O H2SO3+OH-, HSO3-的电离程度大于其水解程度,所以NaHSO3溶液显酸性。
【分析】(1)电离平衡常数越大,溶液酸性越强,电解质越强;
(2)根据题意得设电离度,然后三段式写出各物质的浓度,再根据电离平衡常数计算;酸性越弱稀释后 pH变化越大;
(3)根据酸根离子对应的酸越强,酸根离子结合氢离子的能力越弱;
(4)亚硫酸氢钠的电离大于水解程度;比较溶液中各离子的浓度大小,水解和电离都很微弱,再根据电离大于水解程度来判断。
12.【答案】(1)H2S;HSO3-
(2)H2C2O4、HCOOH、HC2O4-
(3)2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓
(4)D;E
(5)SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-
(6)6mol
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】(1)电离平衡常数的大小可以用于衡量酸性强弱,上表所给6种酸中,H2S的电离平衡常数最小,因此其酸性最弱;HCOO-、S2-和HSO3-对应的酸分别为HCOOH、HS-和H2SO3,其酸性强弱为:H2SO3>HCOOH>HS-,因此最难结合H+的是HSO3-;
(2)由于电离平衡常数H2C2O4>HCOOH>HC2O4-,因此酸性H2C2O4>HCOOH>HC2O4-,酸性越强,与溶液结合OH-,因此向混合溶液中逐渐滴加NaOH溶液时,被OH-先后消耗的酸及酸根离子依次为:H2C2O4、HCOOH、HC2O4-;
(3)产生的无色气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,其沉淀为S,因此可得该反应中生成物有S和NO;反应过程中,N由+3价变为+2价,得到一个电子,S由-2价变为0价,失去两个电子,根据得失电子守恒可得,HNO2和NO的系数为2,H2S和S的系数为1;根据氢原子个数守恒可得,H2O的系数为2;因此可得该反应的化学方程式为:2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓;
(4)由电离平衡常数的大小可得酸性强弱:H2C2O4>H2SO3>HNO2>HCOOH>HC2O4->H2CO3>H2S>HSO3->HCO3->HS-;
A、由于HNO2具有氧化性,能将HS-氧化,因此无法反应生成H2S,A不符合题意;
B、由于酸性H2SO3>HCOOH,因此HCOOH无法制得H2SO3,B不符合题意;
C、由于酸性HCOOH>HSO3-,因此反应生成HSO3-,不生成SO32-,C不符合题意;
D、由于酸性H2SO3>HSO3-,符合强酸制弱酸原理,D符合题意;
E、由于酸性H2C2O4>HNO2>HC2O4-,符合强酸制弱酸原理,E符合题意;
故答案为:DE
(5)由于酸性H2SO3>HC2O4->HSO3-,因此将少量SO2通入Na2C2O4溶液中,发生反应的离子方程式为:SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-;
(6)由电离平衡常数可得酸性强弱:H2CO3>HX>HCO3-,因此通入CO2后,先发生反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,2molNa2CO3与2molCO2完全反应,生成4molNaHCO3;剩余1molCO2继续与NaX发生反应:NaX+CO2+H2O=NaHCO3+HX,1molCO2反应生成1molNaHCO3;因此反应后所得溶液中n(NaHCO3)=1mol+4mol+1mol=6mol;
【分析】(1)根据所给酸的电离电离平衡常数的大小确定酸性强弱,进而得出离子结合H+能力的强弱;
(2)酸性越强,则越先结合OH-,据此结合所给电离平衡常数大小分析;
(3)产生的无色气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,结合得失电子守恒书写反应的化学方程式;
(4)根据强酸制弱酸的原理进行分析;
(5)根据强酸制弱酸原理确定反应的离子方程式;
(6)由电离平衡常数大小可得酸性强弱,结合酸性强弱确定发生反应的化学方程式,根据化学方程式进行计算;
1 / 1高中化学人教版(新课标)选修4 第三章第一节 弱电解质的电离
一、单选题
1.(2020高二下·金华期末)下列属于强电解质的是( )
A.Al B.CH3OH C.CH3COOH D.BaSO4
【答案】D
【知识点】强电解质和弱电解质
【解析】【解答】A.Al为单质,不是电解质,故A不符合题意;
B.CH3OH在水溶液和熔融状态下均不导电,为非电解质,故B不符合题意;
C.CH3COOH为弱酸,在水溶中部分电离,属于弱电解质,故C不符合题意;
D.BaSO4属于盐类,虽然难溶于水,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】在溶液中能完全电离的电解质为强电解质。
2.(2020高三上·蚌埠月考)已知N2H4在水中电离方式与NH3相似,若将NH3视为一元弱碱,则N2H4是一种二元弱碱,下列关于N2H4的说法不正确的是( )
A.它与硫酸形成的酸式盐可以表示为N2H5HSO4
B.它溶于水所得的溶液中共有4种离子
C.它溶于水发生电离的第一步可表示为:N2H4·2H2O N2H5+·H2O+OH-
D.常温下,向0.1 mol·L-1的N2H4溶液加水稀释时,n(H+)·n(OH-)会增大
【答案】A
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.若如A所示,则为一元弱碱,而题目中标明为二元弱碱,故A符合题意
B.溶于水有, N2H5+·H2O 、OH-N2H62-、H+,四种离子,故B不符合题意
C. 第一步电离为N2H4·2H2O N2H5+·H2O+OH-,故C不符合题意
D.Kw=c(H+)·c(OH-)=,体积增大,又Kw为常数,故 n(H+)·n(OH-) 增大,故D不符合题意
故答案为:A
【分析】 若将NH3视为一元弱碱,则N2H4是一种二元弱碱 ,可根据氨气的性质来推断肼的性质
3.(2020高三上·安徽月考)25℃下,向20.00 mL 0.1 mol/L二元弱酸H2X溶液中滴入0.1 mol/L NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-)的负对数[-lgc水(OH-)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.M点溶液中:c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)
B.水的电离程度:P>N=Q>M
C.N、Q两点溶液pH值均等于7
D.溶液中 :M【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.M点时滴入了20.00mL的NaOH溶液,此时溶液中的溶质为NaHX,由于HX-的电离和水解,使c(Na+)>c(HX-),但HX-的电离是微弱的,所以c(HX-)>c(X2-),所以c(Na+)> c(HX-)>c(X2-),A不符合题意;
B.M点时溶液中的溶质为NaHX,水的电离受到抑制,N和Q两点水的电离受到促进和抑制的程度一样,P点溶质为Na2X,水的电离受到促进,所以水的电离程度P>N=Q>M,B不符合题意;
C.由以上分析可知,N点溶液是中性的,pH=7,Q点溶液是碱性的,pH>7,C符合题意;
D.,Ka2是常数,随着NaOH溶液的滴入,c(H+)逐渐降低,所以逐渐增大,所以溶液中:M<N<P<Q,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.M点时等体积等浓度混合生成NaHX,由纵坐标可知溶液显酸性,则HX-的电离大于其水解;
B.纵坐标数值越大,水的电离程度越小;
C.注意Q点溶液中碱过量;
D.溶液中 =,随NaOH的加入导致溶液中c(H+)减小。
4.(2020高三上·安徽月考)下列有关说法正确的是( )
A.已知电离平衡常数(25℃),Ka(HClO)=2.95×10-8;H2CO3 Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11,将少量的CO2通入NaClO溶液中反应离子方程式为2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-。
B.已知常温下A-的水解常数Kh=1.61×10-5。含等物质的量浓度HA、NaA的混合液中则有: c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C.冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小
D.在25℃,Ksp(AgCl)约为1×10-10,Ksp(Ag2CrO4)约为4×10-12,向均为0.1 mol/L的NaCl和Na2CrO4混合液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,CrO42-先沉淀
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由于H2CO3Ka1=4.3×10–7>Ka(HClO)=2.95×10–8>Ka2( H2CO3)=5.6×10–11,故将少量的CO2通入NaClO溶液中反应离子方程式为:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3,A不符合题意;
B.已知常温下A-的水解常数K=1.61×10-5,则HA的电离常数为,即含等物质的量浓度HA、NaA的混合液中A-的水解大于HA的电离,则有:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B符合题意;
C.冰醋酸不导电,在冰醋酸中加水,醋酸的电离平衡右移,开始时离子浓度增大,后来减小,故溶液的导电性开始增大后来减小;pH先减小后增大;醋酸的电离平衡右移,故电离程度始终增大,C不符合题意;
D.Na2CrO4和NaCl溶液的浓度相等均为0.1mol/L,AgCl、Ag2CrO4的Ksp分别为1×10-10、4.0×10-12,其溶度积常数大小顺序为:Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4),形成沉淀需要的Ag+浓度分别为:
c(Ag+)===10-9mol L-1,c(Ag+)=mol L-1,所以需要离子浓度大的是K2CrO4,应先生成AgCl沉淀, D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据各物质的电离平衡常数判断发生的反应;
B.根据水的离子积计算HA的电离常数进而判断NaA的电离和水解程度;
C.冰醋酸为弱电解质,稀释过程电离程度增大;
D.根据两者的 ,Ksp(AgCl)约为1×10-10,Ksp(Ag2CrO4)约为4×10-12,分别计算需要的银离子浓度,从而判断沉淀顺序。
5.(2020·珠海模拟)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。现有25℃时,浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。(已知:Ka(CH3COOH)=1.75×10–5,Kb为CH3COONa的水解常数),下列说法正确的是( )
A.混合溶液加水稀释,c(OH–)减小
B.25℃时,Ka(CH3COOH)<Kb(CH3COO–)
C.c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
D.向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液pH基本不变
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.该混合溶液pH<7,溶液显酸性,加水稀释,溶液中c(H+)减小,由于Kw= c(H+)·c(OH–),在温度不变时,Kw不变,溶液中c(H+)减小,则c(OH–)增大,A不符合题意;
B.浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,说明酸的电离作用大于盐的水解作用,所以Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO–),B不符合题意;
C.根据物料守恒可得①:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),根据电荷守恒可得②: c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),将①+2×②,整理可得c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),溶液pH=4.76,则c(H+)>c(OH–),所以c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),C不符合题意;
D.向该缓冲溶液中加入几滴NaOH溶液,由于缓冲溶液中存在平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,NaOH电离产生的OH-中和溶液中H+,使电离平衡正向移动,因此反应后溶液pH基本不变,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.该缓冲溶液显酸性,加水稀释,溶液中c(H+)减小,c(OH-)增大;
B.根据 浓度均为0.10 mol/L 的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76 ,可知酸的电离作用大于盐的水解作用,所以 Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO–) ;
C.缓冲溶液中存在电荷守恒、物料守恒 质子守恒,因此可以比较出几种粒子之间的关系。
6.(2020·宣城模拟)常温下,向 浓度均为 和 的混合溶液中滴加 的 ,测得混合溶液的电阻率(溶液的电阻率越大,导电能力越弱)与加入氨水的体积 的关系如图所示(忽略混合时体积变化),下列说法正确的是( )
A.常温下, 的 比同浓度 的 大
B. 过程中水的电离程度先减小后增大
C. 点溶液中,
D. 点时,
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;pH的简单计算;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.若HX和CH3COOH都是弱酸,则随着NH3 H2O的加入,酸碱反应生成盐,溶液导电性将增强、电阻率将减小,但图象上随着NH3 H2O的加入溶液电阻率增大、导电性反而减弱,说明原混合溶液中离子浓度更大,即HX为强电解质,常温下,0.1mol/LHX的pH比同浓度CH3COOH的pH小,故A不符合题意;
B.酸或碱都抑制水的电离,滴加NH3 H2O溶液的过程:a→c为HX和CH3COOH转化为NH4X、CH3COONH4的过程,溶液的酸性减弱,水的电离程度增大,故B不符合题意;
C.根据分析,c点溶液中溶质为NH4X、CH3COONH4,且二者的物质的量相等,溶液为酸性,即c(H+)>c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(CH3COO-),则c(NH4+)<c(X-)+c(CH3COO-),故C不符合题意;
D.d点溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4X、CH3COONH4、NH3 H2O,0~40mL时,NH3 H2O转化为NH4+,40~60mL时,NH3 H2O过量,d点时,溶液体积共为80mL, ,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】电阻率与离子浓度成反比,即a→b过程中溶液的导电性减弱,向混合溶液中加入等物质的量浓度的NH3 H2O溶液时,发生反应先后顺序是HX+NH3 H2O=NH4X+H2O、NH3 H2O+CH3COOH=CH3COONH4+H2O,0-20mL溶液中电阻率增大、导电性减弱,b点最小,原因为溶液体积增大导致b点离子浓度减小,b点溶液中溶质为NH4X、CH3COOH,继续加入NH3 H2O溶液,NH3 H2O是弱电解质,生成的CH3COONH4是强电解质,导致溶液中离子浓度增大,溶液的电导性增大,c点时醋酸和一水合氨恰好完全反应生成醋酸铵,c点溶液中溶质为NH4X、CH3COONH4,且二者的物质的量相等,d点溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4X、CH3COONH4、NH3 H2O,据此分析解答。
7.(2020·柯桥模拟)已知:在室温下有以下平衡:
编号 平衡方程式 平衡常数
① HCN H++CN- Ka= 1×10 -10
② H2O H++OH- Kw=1×10 -14
③ CN-+H2O HCN+OH- K =?
则下列判断错误的是( )
A.①的ΔS >0, ΔH>0
B.用标准 NaOH 溶液滴定浓度约为 0.01mol L-1HCN,可用甲基橙做指示剂
C.0. 2mol L-1 的 HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol L-1NaOH 溶液,则该溶液呈碱性
D.0. 2mol L-1 的HCN 溶液中加入等体积的 0.1mol L-1NaOH 所得的混合溶液中: 2c(H+)+ c(HCN) = 2c(OH-)+c (CN- )
【答案】B
【知识点】焓变和熵变;弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液酸碱性的判断及相关计算;中和滴定
【解析】【解答】A.弱电解质的电离过程是吸热过程,则HCN H++CN-的ΔS>0、ΔH>0,A不符合题意;
B.用标准NaOH溶液滴定浓度约为0.01mol L-1HCN,完全中和时生成NaCN,溶液显碱性,则应选择酚酞做指示剂,B符合题意;
C.0.2mol L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol L-1NaOH溶液,溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等,因CN-的水解常数Kh==10-4>Ka,说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度,即该溶液呈碱性,C不符合题意;
D.0.2mol L-1的HCN溶液中加入等体积的0.1mol L-1NaOH溶液,溶液中溶质HCN和NaCN的物质的量相等,溶液中的电荷守恒为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒式为2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-),则2c(H+)+c(HCN)=2c(OH-)+c(CN-),D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.电离过程是熵变增加的吸热过程;
B.NaCN强碱弱酸盐,溶液水解显碱性,则应选择酚酞做指示剂;
C.等浓度的HCN和NaCN混合溶液显碱性,说明溶液中CN-的水解程度大于HCN的电离程度;
D.根据溶液中的电荷守恒和物料守恒进行计算。
8.(2020高二下·桂林期中)常温下,向两只分别盛有50 mL0.100 mol/L盐酸的锥形瓶中各自匀速滴加50 mL蒸馏水、50 mL0.100 mol/L醋酸铵溶液,装置如图所示(夹持仪器等已略)。
已知:常温下,CH3COONH4溶液pH约为7。
下列说法正确的是( )
A.实验①滴加过程中溶液所有离子浓度都减小
B.实验②滴至pH=2时,溶液中c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)=0.01 mol/L
C.实验②滴加过程中,溶液中均存在c(CH3COO-)D.滴定结束后,①中水的电离程度比②中大
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.向盐酸中滴加水,盐酸被稀释浓度降低,溶液中c(H+)减小,由于溶液中存在水的电离平衡,水的离子积不变,所以溶液中c(OH-)会增大,A不符合题意;
B.当溶液pH=2时,c(H+)=0.01 mol/L,根据电荷守恒可知:c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH4+),所以c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)- c(NH4+)=c(H+)=0.01 mol/L,则c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(OH-)>0.01 mol/L,B不符合题意;
C.由于酸性:HCl>CH3COOH,CH3COOH是弱酸,所以将CH3COONH4溶液滴加到盐酸中,会发生反应:
HCl+CH3COONH4=CH3COOH+NH4Cl,而NH4+不发生反应,仅有少量发生水解而消耗,且在酸溶液中水解程度会减弱,因此实验②滴加过程中,溶液中均存在c(CH3COO-)D.滴定结束后,①为稀HCl,②中发生的反应HCl+CH3COONH4=CH3COOH+NH4Cl恰好完全,最终得到等浓度的CH3COOH和NH4Cl混合溶液,①中HCl的浓度与②中CH3COOH浓度相等,由于酸电离产生H+会抑制水的电离,但醋酸是弱酸,其电离对水的电离的抑制作用远小于等浓度的盐酸,且②溶液中还存在NH4Cl会促进水的电离平衡,故滴定结束后,①中水的电离程度比②中小,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A.加水稀释的过程,酸性逐渐减弱;
B.溶液中阴阳离子电荷守恒;
C.反应中生成醋酸,醋酸为弱酸,只能部分电离;
D.滴定结束后,①的溶质为HCl,②中溶质为CH3COOH和NH4Cl,盐酸为强酸,完全电离,醋酸为弱酸,部分电离,酸性越强对水的电离抑制程度越大。
二、综合题
9.(2019高一上·辽源月考)有以下物质:①FeCl3;②稀NaOH溶液;③酒精;④氨水;⑤二氧化碳;⑥碳酸氢钠固体;⑦稀盐酸;⑧纯醋酸;⑨Na2CO3;
(1)其中能导电的是 ;属于非电解质的是 ;属于强电解质的是 ;属于弱电解质的是 。
(2)写出物质⑥溶于水的电离方程式: 。
(3)写出物质⑥和⑧在水中反应的离子方程式 。
(4)有两种物质发生反应的离子方程式为:H++OH-=H2O,这两种物质的序号是
(5)现取0.1mol样品⑨,逐滴加入⑦,现象为 ,其所发生的离子方程式为 。完全反应时生成气体的物质的量为 。
【答案】(1)②⑦;③⑤;①⑥⑨;⑧
(2)NaHCO3=Na++HCO3-
(3)HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑
(4)②⑦
(5)一开始没有气泡,加入一定量的稀盐酸后,产生气泡;H++CO32-=HCO3-,HCO3-+H+=H2O+CO2↑;0.1mol
【知识点】电解质与非电解质;强电解质和弱电解质;离子方程式的书写;电离方程式的书写;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)②稀NaOH溶液、⑦稀盐酸有能自由移动的阴、阳离子,能导电;
非电解质是在水溶液中或熔融状态下都不能能够导电的化合物,③酒精;⑤二氧化碳符合;
强电解质是在水溶液中或熔融状态下能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐,①FeCl3;⑥碳酸氢钠固体;⑨Na2CO3都是强电解质;
弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等,⑧纯醋酸是弱电解质;
其中能导电的是②⑦;属于非电解质的是③⑤;属于强电解质的是①⑥⑨;属于弱电解质的是⑧。(2)碳酸氢钠为强电解质,完全电离,电离方程式为:NaHCO3=Na++HCO3-。(3)碳酸氢钠和醋酸反应生成醋酸钠和水、二氧化碳,反应离子方程式为:HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑。(4)②稀NaOH溶液和⑦稀盐酸两种物质发生反应生成强电解质NaCl和水,离子方程式为:H++OH-=H2O,这两种物质的序号是②⑦;(5)现取0.1mol样品⑨Na2CO3,逐滴加入⑦稀盐酸,现象为一开始没有气泡,加入一定量的稀盐酸后,产生气泡,其所发生的离子方程式为H++CO32-=HCO3-,HCO3-+H+=H2O+CO2↑。完全反应时生成气体的物质的量为0.1mol。
【分析】(1)能导电的物质:必须具有能自由移动的带电的微粒;金属能导电:是由于金属中存在能自由移动的带负电的电子;
非电解质是指:在熔融状态和水溶液中都不能导电的化合物;单质,混合物既不是电解质也不是非电解质;
强电解质是在水溶液中或熔融状态下能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐;
弱电解质是在水溶液中不能完全电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等;(2)NaHCO3是强电解质,在水溶液里完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子;(3)碳酸氢钠和醋酸反应生成醋酸钠和水、二氧化碳,写出离子方程式;(4)H++OH-=H2O的含义是:强碱和强酸两种物质发生反应生成强电解质和水,由此判断;(5)Na2CO3与盐酸的反应是分两步进行的,由此分析。
10.(2020高二下·河间期末)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa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”)。
(2)99℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,该温度下测得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的电离方程式为 。
②体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,产生的氢气 。
A.盐酸多
B.H2A多
C.一样多
D.无法确定
③将0.1 mol·L-1H2A溶液与0.2 mol·L-1氨水等体积混合,完全反应后溶液中各离子浓度的电荷守恒关系式为 。
(3)已知常温下,H2SO3的电离常数为Kal=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3的电离常数为Kal=4.30×10-7,Ka2=5.60×10-11。
①下列微粒可以大量共存的是 (填字母)。
a. 、 b. 、 c. 、 d.H2SO3、
②已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中各离子浓度从大到小的排列顺序是 。
(4)0.1 mol·L-1的NaHA溶液,测得溶液显碱性。则该溶液中 c(H2A) c(A2-)(填“>”、“<”或“=”),作出此判断的依据是 (用文字解释)。
【答案】(1)逆;增大
(2)H2A=2H++A2-;C;c( )+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)
(3)bc;c(Na+)>c( )>c(H+)>c( )>c(OH-)
(4)>;NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)向CH3COOH中加入CH3COONa固体,CH3COONa电离导致溶液中c(CH3COO-)增大而抑制CH3COOH电离,则醋酸的电离平衡向逆反应方向移动;水的电离增大;故答案为:逆;增大;(2)①99℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,纯水中 ,则pH为6,该温度下测得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6,说明该溶液为中性,即无离子发生水解,说明H2A是强酸,完全电离,电离方程式为:H2A=2H++A2-;②H2A是强酸,体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液中n(H+)相同,故两种酸与足量的Zn反应,产生的氢气一样多,故答案为:C;③(NH4)2A在水中完全电离,根据电荷守恒: ;(3)①a.H2SO3的Ka2=1.02×10-7,H2CO3的Ka2=5.60×10-11,Ka越大,酸性越大,说明 酸性比 的强,故 、 不能大量共存,a不正确;
b.由a项分析可知, 、 可以大量共存,b正确;
c. 酸性比 的强, 与 不反应,能共存,c正确;
d.H2SO3的Ka1大于H2CO3的Ka2,则H2SO3酸性比 的强,两者能反应,不能共存,d不正确;
故故答案为:bc;②NaHSO3溶液显酸性,说明 电离程度大于水解程度,故离子浓度从大到小的排列顺序:c(Na+)>c( )>c(H+)>c( )>c(OH-);(4)NaHA溶液显碱性,说明水解程度大于电离程度,故c(H2A)>c(A2-),判断的依据是:NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度,故答案为:>;NaHA溶液显碱性,说明HA-水解程度大于电离程度。
【分析】(1)同离子效应抑制弱电解质的电离;(2)①由99℃时的KW计算中性时的pH=6,说明该溶液为中性,从而推出H2A为强酸;②等pH、等体积的两种酸物质的量相同,产生的氢气也一样多;③溶液存在电荷守恒;(3)Ka越大,酸性越强,酸性较强的能与酸性较弱的酸根离子反应;(4)NaHA溶液显碱性说明HA-水解程度大于电离程度。
11.(2020高二上·华宁期末)25℃时,有关物质的电离平衡常数如下:
化学式 CH3COOH H2CO3 H2SO3
电离平衡常数K K=1.8×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 K1=1.5×10-2 K2=1.02×10-7
(1)电解质由强至弱顺序为 (用化学式表示,下同)。
(2)常温下,0.02 mol·L-1的CH3COOH溶液的电离度约为 ,体积为10mLpH=2的醋酸溶液与亚硫酸溶液分别加蒸馏水稀释至1000mL,稀释后溶液的pH,前者 后者(填“>”、“<”或“=”)。
(3)下列离子CH3COO-、CO32-、HSO3-、SO32-在溶液中结合H+的能力由大到小的顺序为 。
(4)NaHSO3溶液显酸性的原因 (离子方程式配适当文字叙述),其溶液中离子浓度由大到小的关系是 .
【答案】(1)H2SO3>CH3COOH>H2CO3
(2)3%;>
(3)CO32->SO32->CH3COO->HSO3-
(4)HSO3- H++SO32-,HSO3-+H2O H2SO3+OH-;HSO3-的电离程度大于其水解程度,所以NaHSO3溶液显酸性。C(Na+)>C(HSO3-)>C(H+)>C(SO32-)>C(OH-)
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)根据表中数据可知,酸的电离平衡常数大小为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HSO3->HCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强,所以电解质由强到弱的顺序为为:H2SO3>CH3COOH>H2CO3;
(2)0.02mol/L的醋酸在溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,设该溶液中醋酸的电离度为x,则醋酸电离出的醋酸根离子、氢离子浓度为0.02xmol/L,醋酸的浓度为0.02(1-x)mol/L,根据醋酸的电离平衡常数K=1.8×10-5可知:K=1.8×10-5= ,解得:x=3%;
由于醋酸的酸性小于亚硫酸,pH相同的醋酸和亚硫酸稀释相同倍数后,醋酸的pH变化大,即:醋酸的pH大于亚硫酸;
(3)已知酸性:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HSO3->HCO3-,酸根离子对应酸的酸性越强,该酸根离子结合氢离子能力越弱,则CH3COO-、CO32-、HSO3-、SO32-在溶液中结合H+的能力由大到小的关系为:CO32->SO32->CH3COO->HSO3-;
(4)NaHSO3溶液显酸性的原因是HSO3-在溶液中存在电离和水解, 即HSO3- H++ SO32-, HSO3-+H2O H2SO3+OH-, HSO3-的电离程度大于其水解程度,所以NaHSO3溶液显酸性。
【分析】(1)电离平衡常数越大,溶液酸性越强,电解质越强;
(2)根据题意得设电离度,然后三段式写出各物质的浓度,再根据电离平衡常数计算;酸性越弱稀释后 pH变化越大;
(3)根据酸根离子对应的酸越强,酸根离子结合氢离子的能力越弱;
(4)亚硫酸氢钠的电离大于水解程度;比较溶液中各离子的浓度大小,水解和电离都很微弱,再根据电离大于水解程度来判断。
12.(2019高二上·屯溪期中)部分弱酸的电离平衡常数如表:
弱酸 HCOOH HNO2 H2S H2SO3 H2C2O4 H2CO3
电离平衡常数25℃) K=1.8×10-4 K=5.1×10-4 K1=9.1×10-8 K2=1.1×10-12 K1=1.23×10-2 K2=6.6×10-8 K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
(1)上表的6种酸进行比较,酸性最弱的是: ;HCOO-、S2-、HSO3-三种离子中,最难结合H+的是 。
(2)在浓度均为0.1mol/L的HCOOH和H2C2O4混合溶液中,逐渐滴入0.1mol/L的NaOH溶液,被OH-先后消耗的酸及酸式酸根依次是: 。
(3)已知HNO2具有强氧化性,弱还原性。将HNO2溶液滴加到H2S溶液中,同时有沉淀和无色气体生成,该气体遇空气立即变为红棕色,试写出两酸之间的化学反应方程式: 。
(4)下列离子方程式书写正确的是
A.HNO2+HS- = NO2-+ H2S↑
B.2HCOOH+SO32-= 2HCOO-+H2O+SO2↑
C.H2SO3+2HCOO-= 2HCOOH+SO32-
D.H2SO3+SO32-= 2HSO3-
E.H 2C2O4+ NO2-=HC2O4-+HNO2
(5)将少量的SO2 通入Na2C2O4溶液,写出离子方程式 。
(6)已知HX为一元弱酸。HX的电离常数为5.5×10-8。某混合溶液中含有4molNaX、2molNa2CO3和1molNaHCO3。往溶液中通入3molCO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,计算NaHCO3的物质的量
【答案】(1)H2S;HSO3-
(2)H2C2O4、HCOOH、HC2O4-
(3)2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓
(4)D;E
(5)SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-
(6)6mol
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】(1)电离平衡常数的大小可以用于衡量酸性强弱,上表所给6种酸中,H2S的电离平衡常数最小,因此其酸性最弱;HCOO-、S2-和HSO3-对应的酸分别为HCOOH、HS-和H2SO3,其酸性强弱为:H2SO3>HCOOH>HS-,因此最难结合H+的是HSO3-;
(2)由于电离平衡常数H2C2O4>HCOOH>HC2O4-,因此酸性H2C2O4>HCOOH>HC2O4-,酸性越强,与溶液结合OH-,因此向混合溶液中逐渐滴加NaOH溶液时,被OH-先后消耗的酸及酸根离子依次为:H2C2O4、HCOOH、HC2O4-;
(3)产生的无色气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,其沉淀为S,因此可得该反应中生成物有S和NO;反应过程中,N由+3价变为+2价,得到一个电子,S由-2价变为0价,失去两个电子,根据得失电子守恒可得,HNO2和NO的系数为2,H2S和S的系数为1;根据氢原子个数守恒可得,H2O的系数为2;因此可得该反应的化学方程式为:2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓;
(4)由电离平衡常数的大小可得酸性强弱:H2C2O4>H2SO3>HNO2>HCOOH>HC2O4->H2CO3>H2S>HSO3->HCO3->HS-;
A、由于HNO2具有氧化性,能将HS-氧化,因此无法反应生成H2S,A不符合题意;
B、由于酸性H2SO3>HCOOH,因此HCOOH无法制得H2SO3,B不符合题意;
C、由于酸性HCOOH>HSO3-,因此反应生成HSO3-,不生成SO32-,C不符合题意;
D、由于酸性H2SO3>HSO3-,符合强酸制弱酸原理,D符合题意;
E、由于酸性H2C2O4>HNO2>HC2O4-,符合强酸制弱酸原理,E符合题意;
故答案为:DE
(5)由于酸性H2SO3>HC2O4->HSO3-,因此将少量SO2通入Na2C2O4溶液中,发生反应的离子方程式为:SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-;
(6)由电离平衡常数可得酸性强弱:H2CO3>HX>HCO3-,因此通入CO2后,先发生反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,2molNa2CO3与2molCO2完全反应,生成4molNaHCO3;剩余1molCO2继续与NaX发生反应:NaX+CO2+H2O=NaHCO3+HX,1molCO2反应生成1molNaHCO3;因此反应后所得溶液中n(NaHCO3)=1mol+4mol+1mol=6mol;
【分析】(1)根据所给酸的电离电离平衡常数的大小确定酸性强弱,进而得出离子结合H+能力的强弱;
(2)酸性越强,则越先结合OH-,据此结合所给电离平衡常数大小分析;
(3)产生的无色气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,结合得失电子守恒书写反应的化学方程式;
(4)根据强酸制弱酸的原理进行分析;
(5)根据强酸制弱酸原理确定反应的离子方程式;
(6)由电离平衡常数大小可得酸性强弱,结合酸性强弱确定发生反应的化学方程式,根据化学方程式进行计算;
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