第45讲 弱电解质的电离平衡 ( 讲义+课件)( 含答案 )2026届高三化学一轮总复习

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名称 第45讲 弱电解质的电离平衡 ( 讲义+课件)( 含答案 )2026届高三化学一轮总复习
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2025-09-05 09:27:31

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第45讲 弱电解质的电离平衡
【复习目标】 1.能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡,能通过实验证明水溶液中存在的电离平衡,能举例说明电离平衡在生产、生活中的应用。2.了解电离平衡常数的含义和应用;掌握电离平衡常数的相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡的含义
在一定条件(如温度、浓度)下,当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
2.电离平衡的建立及特征
(1)开始时,v(电离)最大,而v(结合)为0。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。
(3)当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.外因对电离平衡的影响
(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向电离方向移动。
【微思考】 (1)以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,只改变一种条件对CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH>0的影响,完成下表:
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
加水稀释 向右 增大 减小 减弱
加入少量冰醋酸 向右 增大 增大 增强
通入HCl(g) 向左 增大 增大 增强
加NaOH(s) 向右 减小 减小 增强
加CH3-COONa(s) 向左 减小 减小 增强
升高温度 向右 增大 增大 增强
(2)分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH随加水体积变化的曲线。
提示:
学生用书 第251页
电离平衡的移动
1.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS- H++S2-。若对H2S溶液进行以下操作,说法正确的是(  )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
答案:C
解析:加水促进H2S的电离,由于溶液体积增大,氢离子浓度减小,A项错误;通入SO2和H2S发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,pH增大;当SO2过量,溶液显酸性,因H2SO3酸性比H2S强,故pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S2HCl+S↓,平衡向左移动,但生成了强酸,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。
多角度证明弱电解质
2.下列事实,可以说明次氯酸是弱酸的是(  )
A.次氯酸不稳定难保存
B.次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成
C.能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠
D.0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1
答案:D
解析:次氯酸不稳定难保存,不能说明次氯酸是弱酸,A不选;次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成,说明硫酸酸性大于次氯酸,不能说明次氯酸是弱酸,B不选;次氯酸能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,是酸的通性,不能说明次氯酸是弱酸,C不选;0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,说明HClO在水溶液中不能完全电离,说明次氯酸是弱酸,D选。
判断弱电解质的三个思维角度 角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。 角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。 角度三:弱电解质形成的盐类能水解。
考点二 电离平衡常数
1.电离常数的表达式
(1)一元弱酸或弱碱
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离方程式 HA H++A- BOH B++OH-
电离常数表达式 Ka= Kb=
(2)多元弱酸(以H2CO3为例)
第一步电离 第二步电离
电离方程式 H2CO3 H++HC HC H++C
电离常数表达式 Ka1= Ka2=
电离常数关系 Ka1>Ka2(填“>”或“<”)
2.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
3.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数越小;反之,电离常数越大。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K增大。
4.电离度
(1)概念
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总分子数的百分比。
(2)表示方法
α=×100%
(3)影响因素
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
学生用书 第252页
【微思考】 (1)25 ℃时,0.01 mol·L-1的HA溶液中HA的电离度为0.1%,则25 ℃时,c(H+)和Ka(HA)分别为多少?写出解题步骤。
                                    
                                    。
(2)思考下列问题,并分析总结
①改变条件,电离度增大,电离常数一定增大吗?为什么?
                                    。
②向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,电离平衡右移,电离度增大吗?为什么?
                                    。
提示:(1)c(H+)=0.01 mol·L-1×0.1%=1×10-5 mol·L-1,c(HA)=0.01-1×10-5 mol·L-1≈0.01 mol·L-1,Ka(HA)==10-8。
(2)①不一定,升温引起电离度增大,电离常数一定增大,否则不变(如改变C,电离常数不变)。
②不增大,根据勒夏特列原理可知,电离程度变小,电离度变小。
弱电解质相对强弱的比较
1.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2+NH3N+N2H4,N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是(  )
A.N2>N2H4>N
B.N2>CH3COOH>N
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2>N
答案:D
解析:根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2,反应N2+NH3N+N2H4中,酸性:N2>N,故酸性:CH3COOH>N2>N。
2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡 常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为       。
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为             。
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是    (填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应:HClO+HCClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-C+2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-HC+HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-HS-+HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+C2HCOO-+CO2↑+H2O
答案:(1)HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
(2)S2->C>ClO->HS->HC>HCOO-
(3)①②④
分析微粒浓度比值的变化
3.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)    ;
(2)    ;
(3)    ;
(4)    ;
(5)    。
答案:(1)变小 (2)变大 (3)变小 (4)不变 (5)不变
解析:(1)将该式变为=或稀释时醋酸的电离平衡正向移动,c(CH3COOH)减小,Ka不变,因此其比值变小。(2)稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,因此其比值变大。(5)将该式变为=,故其比值不变。
分析微粒浓度比值变化的三种方法 1.将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目的变化即可。 2.“假设法”,如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7 mol·L-1,故比值变小。 3.“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
学生用书 第253页
1.(2020·北京卷)室温下,对于1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液。下列判断正确的是(  )
A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.02×1022
B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 mol
D.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑
答案:C
解析:醋酸属于弱电解质,则含0.1 mol醋酸的溶液中CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,故B错误;根据元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,故C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据强酸制取弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,离子反应中不能拆写,故D错误。
2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是(  )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
答案:B
解析:常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下,溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(1041)∶1.01≈104,D错误。
3.(2020·天津卷节选)已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶    ∶    。
答案:1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2
解析:H2CO3是二元弱酸,发生分步电离:H2CO3 HC+H+、HC C+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得c(H2CO3)∶c(HC)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶c(C)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得
c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。
1.依据电离平衡常数计算c(H+)或c(OH-)
当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时,可用如下两个公式计算c(H+)或c(OH-)。
(1)一元弱酸(以CH3COOH为例):c(H+)=。
(2)一元弱碱(以NH3·H2O为例):c(OH-)=。
 已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L-1,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7、Ka2=1.0×10-19。计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。
答案:由于硫化氢Ka1 Ka2,且电离常数很小,因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。c(H+)=≈ mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1。
2.电离常数(K)与电离度(α)的定量关系
一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α= 。
 计算25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)。
答案:α= = =3×10-3=0.3%。
3.计算电离常数的思维方法(以弱酸HX为例)
HX     H+ + X-
起始/
(mol·L-1) c(HX) 0 0
平衡/
(mol·L-1) c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则K=,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K=或c(H+)=。
 常温下,向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。
学生用书 第254页
(1)判断HA为   酸(填“强”或“弱”)。
(2)若HA为弱酸,请计算P点的电离平衡常数。
答案:(1)弱 (2)1.0×10-6
解析:(1)纵坐标为lg c(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10mol·L-1,常温时c(H+)=10-4mol·L-1<0.010 mol·L-1,HA为弱酸。(2)在相同温度下,M、P点的电离常数相同,用M点计算电离常数。HAH++A-,c(H+)≈c(A-),常温下,Ka(HA)=≈=1.0×10-6。
1.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=       。
答案:(1)BOH B++OH- (2)1% 
(3)1×10-5
解析:因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-;电离达平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。
2.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3 HC+H+的电离常数K1≈   (已知:10-5.60=2.5×10-6)。
答案:4.2×10-7
解析:由H2CO3 H++HC得K1==≈4.2×10-7。
3.(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka=   (用含a和b的代数式表示)。
(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=      (用含a和b的代数式表示)。
答案:(1) (2)
解析:(1)因溶液呈中性,溶质为NaCl、CH3COOH、CH3COONa,由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COO-)=c(Na+)-c(Cl-)=(-) mol/L,由元素守恒,c(CH3COOH)=-(-)= mol/L。
    CH3COOH CH3COO-+H+
           -  10-7
Ka==。(2)根据电荷守恒2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
   CH3COOH CH3COO-+H+
 -b   b 10-7
Ka==。
4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2+H+ Ka1,HC2 C2+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的分布系数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
(1)常温下草酸的电离常数Ka1=    ,Ka2=    。
(2)pH=2.7时,溶液中=    。
答案:(1)10-1.2 10-4.2 (2)1 000
解析:(1)由图像可知:
pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),Ka1(H2C2O4)==10-1.2。
pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),
Ka2( H2C2O4)==10-4.2。
(2)由电离常数表达式可知===1 000。
5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸电离的方程式:             、       。
(2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是    (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1=    。
答案:(1)H3PO3 H2P+H+ 
H2P HP+H+ (2)Ⅰ (3)10-1.4
解析:由于Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,由图像可知,在和的值相同时,“曲线Ⅱ”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==10×10-2.4=10-1.4。
学生用书 第255页
由教材导向看命题趋向
教材导向—— 教材这样写 [教材] (人教版选择性必修1 “思考与讨论”)   向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、 2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。 (1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点? (2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论? 教材相关知识 曲线①代表镁条与盐酸的反应,曲线②代表镁条与醋酸的反应。 (1)镁条与盐酸反应比与醋酸反应快,说明盐酸中c(H+)大于醋酸中c(H+),进一步说明醋酸部分电离,存在电离平衡。 (2)由于盐酸、醋酸相对镁条均过量,最终生成氢气的量由镁条决定,两个反应产生氢气的量相同。
发掘训练—— 可能这样考 [练习] 向两个锥形瓶内各加入0.24 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入10 mL 2 mol·L-1的盐酸、10 mL 2 mol·L-1的醋酸,测得锥形瓶内压强和pH变化如图所示。下列说法正确的是(  ) A.a、b表示溶液pH随时间的变化,c、d表示气体压强随时间的变化 B.a、d曲线表示盐酸,b、c曲线表示醋酸 C.反应开始时醋酸的反应速率大于盐酸的速率 D.反应全部结束时,醋酸放出的气体物质的量多 逻辑推理与论证 镁的物质的量为0.01 mol,盐酸和醋酸的物质的量均为0.02 mol,则反应中镁和盐酸、醋酸均恰好反应分别生成氯化镁和醋酸镁,氯化镁中由于镁离子水解生成氢离子导致溶液显酸性,醋酸镁中醋酸根离子、镁离子均水解,使得醋酸镁溶液pH大于氯化镁,c、d分别为醋酸、盐酸反应的pH曲线;盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,a、b分别为盐酸、醋酸反应的压强曲线,A错误,B正确。盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸的速率,C错误。反应全部结束时,醋酸、盐酸放出的气体物质的量相同,D错误。 答案:B
课时测评45 弱电解质的电离平衡
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
选择题1-10题,每小题3分,共30分。
1.等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是(  )
A.NaOH       B.H3PO4
C.NH3 D.CH3CH2OH
答案:D
解析: NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强,A错误;H3PO4是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,B错误;NH3溶于水,与水反应生成的NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,C错误;CH3CH2OH是非电解质,其水溶液几乎不导电,导电能力最弱,D正确。
2.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是(  )
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
答案:C
解析:若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大。
3.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是(  )
A.NaNO2溶液呈碱性
B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液呈红色
C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应
答案:A
解析:NaNO2溶液呈碱性说明N发生水解反应,说明HNO2是弱酸,为弱电解质,A正确;紫色石蕊溶液呈红色说明HNO2为酸,不能说明HNO2部分电离,则不能说明HNO2为弱电解质,B错误;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,C错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,说明HNO2为一元酸,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,D错误。
4.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB A++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是(  )
A.c(A+)随温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.AB的电离是吸热过程
答案:D
解析:升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误;根据题给信息,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B项错误;升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25 ℃)<α(35 ℃),C项错误;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,AB的电离程度增大,则AB的电离是吸热过程,D项正确。
5.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:
弱电解质 电离平衡常数(Ka)
HClO Ka=4.7×10-8
H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
下列微粒在溶液中不能大量共存的是(  )
A.S、HC B.ClO-、HC
C.HS、C D.HClO、HC
答案:C
解析:根据表中电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HClO>HC;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HS>HC,则S、HC不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HC,则ClO-、HC不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HS>HC,则HS、C反应生成S和HC,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HC不能反应,可以大量共存,D不符合题意。
6.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是(  )
答案:B
解析:乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,浓度相同时,电离平衡常数越大,酸性越强,电离度越大,排除A项,故选B项。
7.常温下,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH随加入醋酸铵固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是(  )
A.a点:pH=2
B.b点:c(CH3COO-)>c(N)
C.c点:pH可能大于7
D.a点到c点,溶液pH增大是因为醋酸铵水解显碱性
答案:B
解析:醋酸是弱电解质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,则溶液的pH>2,A错误。b、c点为CH3COOH和CH3COONH4的混合溶液,而CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH电离使溶液显酸性,则混合溶液的pH<7,即b点溶液中c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒推知,c(CH3COO-)>c(N),B正确,C错误。a点到c点,溶液的pH增大,其原因是醋酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸铵固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,则溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,常温下,醋酸铵的水溶液pH=7,即醋酸铵溶液显中性,D错误。
8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是(  )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7
D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小
答案:B
解析:0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
9.常温时,改变饱和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列叙述不正确的是(  )
A.该温度下,HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=-7.54
B.氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能与KI发生反应
C.pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-)
D.已知常温下反应Cl2(aq)+Cl-(aq) C(aq)的K=0.191,当pH增大时,K减小
答案:D
解析:HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=lg=lg c(H+)+lg,根据题图,当溶液的pH=7.54时,HClO和ClO-的物质的量分数相等,即c(H+)=10-7.54mol·L-1时,c(HClO)=c(ClO-),代入得lg Ka=-7.54,A项正确;氯水中的Cl2、ClO-、HClO均有强氧化性,均能与KI发生反应,B项正确;根据题图,pH=1的氯水中,c(Cl-)>c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-),C项正确;平衡常数只与温度有关,当pH增大时,K不变,D项错误。
10.亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图,下列说法正确的是(  )
A.Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H3O+ H2As+H2O
B.H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=10-9.2
C.H3AsO3溶液的pH约为9.2
D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)
答案:B
解析:亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为H3AsO3 H++H2As、H2As H++HAs、HAs H++As,由此可知,随着pH的增大,含砷元素的微粒由H3AsO3向H2As、HAs转化,因此曲线a表示H3AsO3的分布分数,曲线b表示H2As的分布分数,曲线c表示HAs的分布分数。Na2HAsO3的水解方程式为HAs+H2O H2As+OH-,故A错误;由图可知,pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,曲线a和曲线b的交点存在c(H3AsO3)=c(H2As),则Ka1==c(H+)=1.0×10-9.2,故B正确;pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,c(H3AsO3)=c(H2As),不代表H3AsO3溶液的pH,H3AsO3是三元弱酸,其水溶液的pH小于7,故C错误;pH=12时,溶液呈碱性,此时c(OH-)>c(H+),故D错误。
11.(10分)食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知:
弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN
电离 常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10
请回答下列问题:
(1)CO2通入NaNO2溶液中,   (填“能”或“否”)生成HNO2,理由是       
       。
(2)少量CO2通入足量NaCN溶液中,反应的离子方程式为       。
(3)25 ℃时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液的pH=6,则混合液中=        。
(4)常温下,下列方法可以使0.1 mol·L-1CH3COOH的电离程度增大的是   (填字母)。
a.加入少量的稀盐酸  b.加热溶液
c.加水稀释  d.加入少量冰醋酸
答案:(1)否 H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱
(2)CO2+H2O+CN-HCN+HC
(3)18 (4)bc
12.(8分)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 NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐,回答下列问题:
(1)NaH2PO2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约为    
   。
(3)设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:             ;      
       。
答案:(1)正盐 (2)2 (3)测NaH2PO2溶液的pH,若pH>7,则证明次磷酸为弱酸 向等体积、等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)
解析: (1)计算可知NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出一个H+,因而NaH2PO2是正盐。(2)设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,列三段式如下:
H3PO2 H++H2P
起始/(mol·L-1)   0.02  0  0
转化/(mol·L-1) x x x
平衡/(mol·L-1) 0.02-x x x
Ka(H3PO2)==1×10-2,解得x≈0.01,故pH=-lg 0.01=2。(3)可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计实验。
13.(12分)H2A是一种二元酸。改变0.1 mol·L-1H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。[已知:δ(X)=]
(1)Ka1=    (填具体数值)。
(2)pH=1时,H2A溶液中存在的含A元素的微粒为    。
(3)已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为             。
(4)下列说法正确的是    (填字母)。
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
C.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
D.pH>6时,H2A溶液中只有A2-一种阴离子
(5)0.1 mol·L-1NaHA溶液呈    (填“酸”“中”或“碱”)性。
答案:(1)1×10-1.2 (2)H2A、HA-、A2-
(3)2C+H2AA2-+2HC (4)AB (5)酸
解析:(1)当溶液的pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),故Ka1==10-1.2;(2)由于H2A为二元弱酸,任何溶液中均存在的含A元素的微粒为H2A、HA-、A2-;(3)由(1)分析可知,H2A的Ka1=10-1.2,同理Ka2=10-4.2,结合已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.3×10-11可知,酸性:H2A>HA->H2CO3>HC,故向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为2C+H2AA2-+2HC;(4)当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A正确;pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),B正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol/L>c(H+)=10-4.2 mol/L,C错误;H2A为二元弱酸,故任何溶液中均存在H2A、HA-、A2-等三种含A的微粒,故pH>6时,H2A溶液中有HA-、OH-和A2-三种阴离子,D错误;(5)由题干图中数据可知,H2A的Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故HA-的水解平衡常数为Kh2===10-12.8<Ka2,说明HA-电离程度大于水解程度,故0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性。
学生用书 第256页(共93张PPT)
第45讲 弱电解质的电离平衡
第十章 水溶液中的离子反应与平衡
高三一轮复习讲义 人教版 (单选)
1.能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡,能通过实验证明水溶液中存在的
电离平衡,能举例说明电离平衡在生产、生活中的应用。
2.了解电离平衡常数的含义和应用;掌握电离平衡常数的相关计算。
复习目标
考点一 弱电解质的电离平衡及影响因素
考点二 电离平衡常数
重点强化
内容索引
考教衔接
课时测评
考点一
弱电解质的电离平衡及影响因素
1.电离平衡的含义
在一定条件(如温度、浓度)下,当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
2.电离平衡的建立及特征
(1)开始时,v(电离)______,而v(结合)为0。
(2)平衡的建立过程中,v(电离)>v(结合)。
(3)当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
必备知识 整合
最大
3.外因对电离平衡的影响
(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越___,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度______。
(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的电解质时,可使电离平衡向________________________的方向移动。
(4)化学反应:加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时,可使电离平衡向______方向移动。
越大
结合成弱电解质分子
电离

(1)以0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液为例,只改变一种条件对CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H+(aq) ΔH>0的影响,完成下表:
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
加水稀释 ______ ______ ______ ______
加入少量冰醋酸 ______ ______ ______ ______
向右
增大
减小
减弱
向右
增大
增大
增强
改变条件 平衡移动方向 n(H+) c(H+) 导电能力
通入HCl(g) ______ ______ ______ ______
加NaOH(s) ______ ______ ______ ______
加CH3- COONa(s) ______ ______ ______ ______
升高温度 ______ ______ ______ ______
向左
增大
增大
增强
向右
减小
减小
增强
向左
减小
减小
增强
向右
增大
增大
增强
(2)分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH随加水体积变化的曲线。
提示:
考向1 电离平衡的移动
1.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS- H++S2-。若对H2S溶液进行以下操作,说法正确的是
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
关键能力 提升

加水促进H2S的电离,由于溶液体积增大,氢离子浓度减小,A项错误;通入SO2和H2S发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,pH增大;当SO2过量,溶液显酸性,因H2SO3酸性比H2S强,故pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S2HCl+S↓,平衡向左移动,但生成了强酸,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应H2S+Cu2+CuS↓+2H+,H+浓度增大,D项错误。
考向2 多角度证明弱电解质
2.下列事实,可以说明次氯酸是弱酸的是
A.次氯酸不稳定难保存
B.次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成
C.能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠
D.0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1
次氯酸不稳定难保存,不能说明次氯酸是弱酸,A不选;次氯酸钠与硫酸反应有次氯酸生成,说明硫酸酸性大于次氯酸,不能说明次氯酸是弱酸,B不选;次氯酸能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,是酸的通性,不能说明次氯酸是弱酸,C不选;0.1 mol·L-1次氯酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,说明HClO在水溶液中不能完全电离,说明次氯酸是弱酸,D选。

判断弱电解质的三个思维角度
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动。
角度三:弱电解质形成的盐类能水解。
练后归纳
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考点二
电离平衡常数
1.电离常数的表达式
(1)一元弱酸或弱碱
必备知识 整合
一元弱酸HA 一元弱碱BOH
电离 方程式 HA H++A- BOH B++OH-
电离常数 表达式 Ka=_________________ Kb=
(2)多元弱酸(以H2CO3为例)
第一步电离 第二步电离
电离 方程式 H2CO3 H++HC HC H++C
电离常数 表达式 Ka1=________________
Ka2=________________
电离常 数关系 Ka1 Ka2(填“>”或“<”)
2.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3……,当Ka1 Ka2时,计算多元弱酸中的c(H+)或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑____________。
3.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数______;反之,电离常数______。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K______。
第一步电离
越大
越小
增大
4.电离度
(1)概念
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总分子数的百分比。
(2)表示方法
α=×100%
(3)影响因素
①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越____。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越____。


(1)25 ℃时,0.01 mol·L-1的HA溶液中HA的电离度为0.1%,则25 ℃时,c(H+)和Ka(HA)分别为多少?写出解题步骤。                                             
c(H+)=0.01 mol·L-1×0.1%=1×10-5 mol·L-1,c(HA)=0.01-1×10-5 mol·L-1≈0.01 mol·L-1,Ka(HA)=
=10-8

2
(2)思考下列问题,并分析总结
①改变条件,电离度增大,电离常数一定增大吗?为什么?
                          
②向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,电离平衡右移,电离度增大吗?为什么?                       
不一定,升温引起电离度增大,电离常数一定增大,否则不变(如改变C,电离常数不变)
不增大,根据勒夏特列原理可知,电离程度变小,电离度变小


考向1 弱电解质相对强弱的比较
1.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2+NH3N+N2H4,N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是
A.N2>N2H4>N
B.N2>CH3COOH>N
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2>N
关键能力 提升

根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOHN2+CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2,反应N2+NH3N+N2H4中,酸性:N2>N,故酸性:CH3COOH>N2>N。
2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为        。
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为               。
弱酸 HCOOH H2S H2CO3 HClO
电离平衡 常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.3×10-13 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 Ka=4.0×10-8
HCOOH>H2CO3>H2S>HClO
S2->C>ClO->HS->HC>HCOO-
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是______    
(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应:HClO+HCClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-C+2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-HC+HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-HS-+HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+C2HCOO-+CO2↑+H2O
①②④
考向2 分析微粒浓度比值的变化
3.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
(1)    ;
变小
将该式变为=或稀释时醋酸的电离平衡正向移动,c(CH3COOH)减小,Ka不变,因此其比值变小。
(2)  ;
变大
稀释时醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大,因此其比值变大。
(3)    ;
(4)    ;
(5)    。
将该式变为=,故其比值不变。
变小
不变
不变
分析微粒浓度比值变化的三种方法
1.将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析微粒数目的变化即可。
2.“假设法”,如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7 mol·L-1,故比值变小。
3.“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
练后归纳
1.(2020·北京卷)室温下,对于1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液。下列判断正确
的是
A.该溶液中CH3COO-的粒子数为6.02×1022
B.加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.滴加NaOH溶液过程中,n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和始终为0.1 mol
D.与Na2CO3溶液反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑
高考真题 感悟

醋酸属于弱电解质,则含0.1 mol醋酸的溶液中CH3COO-的粒子数小于6.02×1022,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,故B错误;根据元素守恒,n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.1 mol,故C正确;醋酸的酸性强于碳酸,则根据强酸制取弱酸,醋酸与Na2CO3溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱电解质,离子反应中不能拆写,故D错误。
2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图
所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4

常温下,溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下,溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;
常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),
=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(1041)∶1.01≈104,D
错误。
3.(2020·天津卷节选)已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶     ∶      。
H2CO3是二元弱酸,发生分步电离:H2CO3 HC+H+、HC C+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得c(H2CO3)∶c(HC)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶c(C)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得c(H2CO3)∶c(HC)∶c(C)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。
1012·Ka1 
1024·Ka1·Ka2
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重点强化19
电离常数的相关计算
1.依据电离平衡常数计算c(H+)或c(OH-)
当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时,可用如下两个公式计算c(H+)或c(OH-)。
(1)一元弱酸(以CH3COOH为例):c(H+)=。
(2)一元弱碱(以NH3·H2O为例):c(OH-)=。
重点精讲
  已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L-1,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7、Ka2=1.0×10-19。计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。
答案:由于硫化氢Ka1 Ka2,且电离常数很小,因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。c(H+)=≈ mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1。
典例
1
2.电离常数(K)与电离度(α)的定量关系
一定温度下,当电离常数很小时,电离度与电离常数有如下关系:K=c·α2或α= 。
计算25 ℃时,2 mol·L-1氨水的电离度(已知25 ℃时,Kb=1.8×10-5)。
答案:α= = =3×10-3=0.3%。
典例
2
3.计算电离常数的思维方法(以弱酸HX为例)
HX     H+ + X-
起始/
(mol·L-1) c(HX) 0 0
平衡/
(mol·L-1) c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则K=,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K=或c(H+)=。
 常温下,向20 mL 0.010 mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中lg c(OH-)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。
(1)判断HA为   酸(填“强”或“弱”)。
典例
3
弱 
纵坐标为lg c(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10mol·L-1,常温时c(H+)=10-4mol·L-1<0.010 mol·L-1,HA为弱酸。
(2)若HA为弱酸,请计算P点的电离平衡常数。
在相同温度下,M、P点的电离常数相同,用M点计算电离常数。HAH++A-,c(H+)≈c(A-),常温下,Ka(HA)=≈=1.0×10-6。
答案:1.0×10-6
1.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=       。
强化训练
BOH B++OH-
1%
1×10-5
因c初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c电离(BOH)=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%;BOH不完全电离,故电离方程式为BOH B++OH-;电离达平衡时,c平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。
2.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3 HC+H+的电离常数K1≈    (已知:10-5.60=2.5×10-6)。
4.2×10-7
由H2CO3 H++HC得K1==≈4.2×10-7。
3.(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则醋酸的电离常数Ka=   
____________(用含a和b的代数式表示)。
 
因溶液呈中性,溶质为NaCl、CH3COOH、CH3COONa,由电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈中性,所以c(CH3COO-)=c(Na+)-c(Cl-)=(-) mol/L,由元素守恒,c(CH3COOH)=-(-)= mol/L。
    CH3COOH CH3COO-+H+
           -  10-7
Ka==。
(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸
的电离常数Ka=      (用含a和b的代数式表示)。
根据电荷守恒2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
   CH3COOH CH3COO-+H+
 -b   b 10-7
Ka==。
4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2+H+ Ka1,HC2 C2+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的分布系数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
(1)常温下草酸的电离常数Ka1=    ,Ka2=    。
10-1.2 
10-4.2
由图像可知:
pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),Ka1(H2C2O4)==10-1.2。
pH=4.2时,c(HC2)=c(C2),
Ka2( H2C2O4)==10-4.2。
(2)pH=2.7时,溶液中=    。
由电离常数表达式可知===1 000。
1 000
5.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸电离的方程式:______________________、____________
_________________。
H3PO3 H2P+H+
H2P
HP+H+
(2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是   (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1=    。
10-1.4
由于Ka1=,Ka2=,且Ka1>Ka2,由图像可知,在和的值相同时,“曲线Ⅱ”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线Ⅰ”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算Ka1,Ka1==10×10-2.4=10-1.4。
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考教衔接6
由教材导向看命题趋向
教材导向——教材这样写 [教材] (人教版选择性必修1 “思考与讨论”)
  向两个锥形瓶中各加入0.05 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入2 mL 2 mol·L-1盐酸、 2 mL 2 mol·L-1醋酸,测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。
(1)两个反应的反应速率及其变化有什么特点?
(2)反应结束时,两个锥形瓶内气体的压强基本相等,由此你能得出什么结论?
教材导向——教材这样写 教材相关知识
曲线①代表镁条与盐酸的反应,曲线②代表镁条与醋酸的反应。
(1)镁条与盐酸反应比与醋酸反应快,说明盐酸中c(H+)大于醋酸中c(H+),进一步说明醋酸部分电离,存在电离平衡。
(2)由于盐酸、醋酸相对镁条均过量,最终生成氢气的量由镁条决定,两个反应产生氢气的量相同。
发掘训练—— 可能这样考 [练习] 向两个锥形瓶内各加入0.24 g镁条,塞紧橡胶塞,然后用注射器分别注入10 mL 2 mol·L-1的盐酸、10 mL 2 mol·L-1的醋酸,测得锥形瓶内压强和pH变化如图所示。下列说法正确的是
A.a、b表示溶液pH随时间的变化,c、d表示气体压强随时间的变化
B.a、d曲线表示盐酸,b、c曲线表示醋酸
C.反应开始时醋酸的反应速率大于盐酸的速率
D.反应全部结束时,醋酸放出的气体物质的量多

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发掘训练—— 可能这样考 逻辑推理与论证
镁的物质的量为0.01 mol,盐酸和醋酸的物质的量均为0.02 mol,则反应中镁和盐酸、醋酸均恰好反应分别生成氯化镁和醋酸镁,氯化镁中由于镁离子水解生成氢离子导致溶液显酸性,醋酸镁中醋酸根离子、镁离子均水解,使得醋酸镁溶液pH大于氯化镁,c、d分别为醋酸、盐酸反应的pH曲线;盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,a、b分别为盐酸、醋酸反应的压强曲线,A错误,B正确。盐酸为强酸,反应速率更快,开始压强变化更大,反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸的速率,C错误。反应全部结束时,醋酸、盐酸放出的气体物质的量相同,D错误。
课 时 测 评
1.等物质的量的下列物质溶于水配成等体积的溶液,导电能力最弱的是
A.NaOH       B.H3PO4
C.NH3 D.CH3CH2OH
NaOH是强电解质,在水溶液中完全电离,故其中自由移动的离子浓度最大,导电能力最强,A错误;H3PO4是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,B错误;NH3溶于水,与水反应生成的NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离,故其中自由移动的离子浓度较小,导电能力较弱,C错误;CH3CH2OH是非电解质,其水溶液几乎不导电,导电能力最弱,D正确。

2.已知人体体液中存在如下平衡:CO2+H2O H2CO3 H++HC,以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是
A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液pH的相对稳定
B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液pH的相对稳定
C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的pH减小
D.进行呼吸活动时,如果CO2进入血液,会使体液的pH减小
若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然正向移动,但根据勒夏特列原理,c(H+)减小,体液的pH增大。

3.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是
A.NaNO2溶液呈碱性
B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液呈红色
C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液完全反应

NaNO2溶液呈碱性说明N发生水解反应,说明HNO2是弱酸,为弱电解质,A正确;紫色石蕊溶液呈红色说明HNO2为酸,不能说明HNO2部分电离,则不能说明HNO2为弱电解质,B错误;用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗,说明溶液中离子浓度很小,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,C错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,说明HNO2为一元酸,不能说明HNO2部分电离,所以不能证明HNO2为弱电解质,D错误。
4.液态化合物AB会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB A++B-,在不同温度下其平衡常数K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是
A.c(A+)随温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C.AB的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.AB的电离是吸热过程

升高温度,K增大,说明AB的电离程度增大,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A项错误;根据题给信息,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B项错误;升高温度,K增大,AB的电离程度增大,所以AB的电离程度:α(25 ℃)<α(35 ℃),C项错误;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,AB的电离程度增大,则AB的电离是吸热过程,D项正确。
5.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:
下列微粒在溶液中不能大量共存的是
A.S、HC
B.ClO、HC
C.HS、C
D.HClO、HC

弱电解质 电离平衡常数(Ka)
HClO Ka=4.7×10-8
H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
根据表中电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HClO>HC;根据“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HS>HC,则S、HC不能反应,可以大量共存,A不符合题意;酸性:HClO>HC,则ClO-、HC不能反应,可以大量共存,B不符合题意;由于酸性:HS>HC,则HS、C反应生成S和HC,不能大量共存,C符合题意;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HC不能反应,可以大量共存,D不符合题意。
弱电解质 电离平衡常数(Ka)
HClO Ka=4.7×10-8
H2CO3 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
H2SO3 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
6.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是
乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,浓度相同时,电离平衡常数越大,酸性越强,电离度越大,排除A项,故选B项。

7.常温下,向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH随加入醋酸铵固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是
A.a点:pH=2
B.b点:c(CH3COO-)>c(N)
C.c点:pH可能大于7
D.a点到c点,溶液pH增大是因为醋酸铵水解显碱性

醋酸是弱电解质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,则溶液的pH>2,A错误。b、c点为CH3COOH和CH3COONH4的
混合溶液,而CH3COONH4溶液显中性,CH3COOH电离使溶液
显酸性,则混合溶液的pH<7,即b点溶液中c(H+)>c(OH-),结
合电荷守恒推知,c(CH3COO-)>c(N),B正确,C错误。
a点到c点,溶液的pH增大,其原因是醋酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸铵固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,则溶液中的c(H+)减小,溶液的pH增大,常温下,醋酸铵的水溶液pH=7,即醋酸铵溶液显中性,D错误。
8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.室温时,此酸的电离常数约为1×10-7
D.稀释HA溶液时,不是所有粒子的浓度都一定会减小

0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,说明溶液中c(H+)约为0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4mol·L-1,溶液的pH=4,A项正确;电离属于吸热过程,升温促进HA电离,溶液中的c(H+)增大,pH减小,B项错误;室温时,此酸的电离常数约为=1×10-7,C项正确;稀释HA溶液可促进HA电离,溶液中c(H+)、c(A-)、c(HA)都减小,而c(OH-)增大,D项正确。
9.常温时,改变饱和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.该温度下,HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=-7.54
B.氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能与KI发生反应
C.pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-)
D.已知常温下反应Cl2(aq)+Cl-(aq) C(aq)的K=0.191,当pH增大时,K减小

HClO H++ClO-的电离常数Ka的对数值lg Ka=lg=lg c(H+)+lg,根据题图,当溶液的pH=7.54时,HClO和
ClO-的物质的量分数相等,即c(H+)=10-7.54mol·L-1时,
c(HClO)=c(ClO-),代入得lg Ka=-7.54,A项正确;
氯水中的Cl2、ClO-、HClO均有强氧化性,均能与KI发生反应,B项正确;根据题图,pH=1的氯水中,c(Cl-)>c(Cl2)>c(C)>c(HClO)>c(ClO-),C项正确;平衡常数只与温度有关,当pH增大时,K不变,D项错误。
10.亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,可以用于治疗白血病,H3AsO3水溶液中含砷物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图,下列说法正确的是
A.Na2HAsO3的水解方程式为HAs+
H3O+ H2As+H2O
B.H3AsO3第一步的电离常数为Ka1,则Ka1=10-9.2
C.H3AsO3溶液的pH约为9.2
D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)

亚砷酸(H3AsO3)是三元弱酸,分三步电离,电离方程式为H3AsO3 H++H2As、H2As H++HAs、HAs H++As,由此可知,随着pH的增大,含砷元素的微粒由H3AsO3向H2As、HAs转化,因此曲线a表示H3AsO3的分布分数,曲线b表示
H2As的分布分数,曲线c表示HAs的分布分数。 Na2HAsO3的水
解方程式为HAs+H2O H2As+OH-,故A错误;由图可知,pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,曲线a和曲线b的交点存在c(H3AsO3)=c(H2As),则Ka1==c(H+)=1.0×10-9.2,故B正确;pH=9.2时,c(H+)=10-9.2 mol/L,c(H3AsO3)=c(H2As),不代表H3AsO3溶液的pH,H3AsO3是三元弱酸,其水溶液的pH小于7,故C错误;pH=12时,溶液呈碱性,此时c(OH-)>c(H+),故D错误。
11.(10分)食醋(主要成分CH3COOH)、纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)均为家庭厨房中常用的物质。已知:
请回答下列问题:
(1)CO2通入NaNO2溶液中,   (填“能”或“否”)生成HNO2,理由是                。
(2)少量CO2通入足量NaCN溶液中,反应的离子方程式为_______________
________ ____ _____。
弱酸 CH3COOH H2CO3 HNO2 HCN
电离 常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=5.0×10-4 Ka=6.2×10-10

H2CO3的Ka1小于HNO2的Ka,H2CO3比HNO2的酸性弱
CO2+H2O+CN-HCN+HC
(3)25 ℃时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得溶液的pH=6,则混合液中=  。
(4)常温下,下列方法可以使0.1 mol·L-1CH3COOH的电离程度增大的是   
(填字母)。
a.加入少量的稀盐酸  
b.加热溶液
c.加水稀释  
d.加入少量冰醋酸
18
bc
12.(8分)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 NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐,回答下列问题:
(1)NaH2PO2属于     (填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。
计算可知NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸只能电离出一个H+,因而NaH2PO2是正盐。
正盐 
(2)若25 ℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02 mol·L-1的H3PO2溶液的pH约为  。
2
设溶液中的H+浓度为x mol·L-1,列三段式如下:
H3PO2 H++H2P
起始/(mol·L-1)   0.02   0  0
转化/(mol·L-1) x x x
平衡/(mol·L-1) 0.02-x x x
Ka(H3PO2)==1×10-2,解得x≈0.01,故pH=-lg 0.01=2。
(3)设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:__________________________
_________________________;_____________________________________
__________________________________________________________________________________________。
测NaH2PO2溶液的pH,若pH
>7,则证明次磷酸为弱酸
向等体积、等物质的量浓度的盐酸、次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)
可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计
实验。
13.(12分)H2A是一种二元酸。改变0.1 mol·L-1H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数随pH的变化如图所示。[已知:δ(X)=]
(1)Ka1=     (填具体数值)。
1×10-1.2 
当溶液的pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),故Ka1==10-1.2;
(2)pH=1时,H2A溶液中存在的含A元素的微粒为      。
H2A、HA-、A2-
由于H2A为二元弱酸,任何溶液中均存在的含A元素的微粒为H2A、HA-、A2-;
(3)已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为____________________
______________。
2C+H2A
A2-+2HC 
由(1)分析可知,H2A的Ka1=10-1.2,同理Ka2=10-4.2,结合已知碳酸的电离平衡常数为Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.3×10-11可知,酸性:H2A>HA->H2CO3>HC,故向足量Na2CO3溶液中加入少量H2A,反应的离子方程式为2C+H2AA2-+2HC;
(4)下列说法正确的是    (填字母)。
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
C.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
D.pH>6时,H2A溶液中只有A2-一种阴离子
AB
当pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),A正确;pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),B正确;pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)≈0.05 mol/L>c(H+)=10-4.2 mol/L,C错误;H2A为二元弱酸,故任何溶液中均存在H2A、HA-、A2-等三种含A的微粒,故pH>6时,H2A溶液中有HA-、OH-和A2-三种阴离子,D错误;
(5)0.1 mol·L-1NaHA溶液呈    (填“酸”“中”或“碱”)性。

由题干图中数据可知,H2A的Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,故HA-的水解平衡常数为Kh2===10-12.8<Ka2,说明HA-电离程度大于水解程度,故0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性。
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弱电解质的电离平衡
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