课时小练14 电离平衡常数 水的电离平衡
夯实基础
1 [南京外国语学校期中]改变下列条件,能使CH3COOH溶液的电离平衡向右移动,且c(H+)增大的是( )
A. 加入CH3COONa固体
B. 加入蒸馏水
C. 通入HCl气体
D. 升高温度
2 [淮安期中]水是生命之源,下列关于水的说法正确的是( )
A. 水是非电解质
B. 水中含有离子键和共价键
C. 升高温度,水的离子积常数增大
D. 在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
3 在相同温度时,100 mL 0.01 mol/L的醋酸溶液与10 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液相比较,下列数值中,前者大于后者的是( )
A. 中和时所需NaOH的量
B. 醋酸的电离平衡常数
C. H+的物质的量
D. CH3COOH的物质的量
4 [扬州江都期中]现向10 mL 0.1 mol/L的氨水中加水稀释至1 000 mL,下列说法正确的是( )
A. 水的电离程度始终增大
B. 先增大再减小
C. c(NH)与c(NH3·H2O)之和始终保持不变
D. 溶液中始终存在c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
5 [镇江句容中学学情调研]下列说法正确的是( )
A. 常温下,0.1 mol/L的氨水加水稀释,各离子浓度均减小
B. 改变某条件使CH3COOH的电离平衡向右移动,则CH3COOH的电离度一定增大
C. 常温下,将0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释,则不变
D. 常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO4),可知碳酸的酸性比磷酸强
6 [苏州四中能力测试]常温下,在pH=12的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )
A. 1.0×10-7 mol/L B. 1.0×10-6 mol/L
C. 1.0×10-3 mol/L D. 1.0×10-12 mol/L
7 [苏州常熟期中]下列关于电解质溶液的说法正确的是( )
A. 0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
B. 室温下,稀释0.1 mol/L CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
C. 向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中所有离子浓度均减小
D. CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值增大
8 [南通期中]对于常温下0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L 醋酸,下列说法正确的是( )
A. 0.1 mol/L氨水的pH=13
B. 向0.1 mol/L氨水中加入少量水,溶液中增大
C. 0.1 mol/L醋酸溶液中:c(H+)=c(CH3COO-)
D. 向0.1 mol/L醋酸中加入少量水,醋酸电离平衡正向移动
9 [南京十三中月考]水是最常见的溶剂。下列说法正确的是( )
A. 0 ℃时,Kw=1×10-14
B. 向水中加入盐酸,Kw变小
C. 将纯水加热至80 ℃,Kw变大、pH变小
D. 常温下pH=5的NH4Cl中,由水电离出的c(H+)=10-9 mol/L
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10 [扬州期中]已知HCN的Ka=6.2×10-10。用H2O2溶液处理含NaCN废水的反应原理为NaCN+H2O+H2O2===NaHCO3+NH3,下列有关说法正确的是( )
A. NaCN溶液呈弱酸性
B. H2O和NH3都是非电解质
C. 处理前后溶液中c(Na+)不变
D. 消耗1 mol H2O2,转移2 mol电子
11 [南京外国语学校期中]已知HCOOH的电离常数Ka=2×10-4,则0.5 mol/L HCOOH溶液的pH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. 1 H+ B. 1 HCOOH
C. 2 H+ D. 2 HCOOH
12 [扬州邗江期中]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:HCO> HCN > H2CO3 > HCOOH
B. 少量CO2通入NaCN溶液中:2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
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
13 [淮安盱眙中学学情调研]数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是三种酸的电离平衡常数,若已知这些酸可发生如下反应:①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2;②NaCN+HF===HCN+NaF;③NaNO2+HF===HNO2+NaF。由此可判断下列叙述中,不正确的是( )
A. HF的电离平衡常数为7.2×10-4
B. HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10
C. 根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱
D. HNO2的电离平衡常数比HCN的大,比HF的小
14 [镇江三校、泰州部分学校期中]25 ℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式 CH3COOH HClO H3PO3
名称 醋酸 次氯酸 亚磷酸
电离平衡常数 1.8×10-5 3.0×10-8 Ka1=8.3×10-3 Ka2=5.6×10-6
(1) 浓度均为0.1 mol/L CH3COOH、HClO、H3PO3溶液中,c(H+)由大到小的排列是________________________________________________________________。
(2) 亚磷酸(H3PO3)为二元酸,具有较强的还原性,Na2HPO3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K=________________。
(3) 常温下,0.1 mol/L CH3COOH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. c(H+) B.
C. c(CH3COO-) D. c(CH3COOH)
(4) c(H+)相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应,生成的H2在相同状况下的体积分别为V1和V2,则V1________(填“>”“<”或“=”,下同)V2;物质的量浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与足量的锌反应,生成的H2在相同状况下的体积分别为V3和V4,则V3________V4。
课时小练14 电离平衡常数 水的电离平衡
1. D 加入CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡向左移动,c(H+)减小,A不符合题意;加入蒸馏水,电离平衡向右移动,但溶液酸性减弱,c(H+)减小,B不符合题意;通入HCl气体,溶液中c(H+)增大,电离平衡向左移动,C不符合题意;CH3COOH的电离平衡吸热,升高温度向右移动,c(H+)增大,D符合题意。
2. C 水能电离出H+和OH-,属于电解质,A错误;水是共价化合物,没有离子键,B错误;水的电离过程是吸热过程,升高温度,促进水的电离,H+和OH-浓度增大,则水的离子积常数增大,C正确;100 ℃时水的电离程度大于常温时水的电离程度,c(H+)增大,纯水的pH减小,则100 ℃时,纯水的pH<7,但水仍然呈中性,D错误。
3. C
4. A 氨水是碱溶液,对水的电离起抑制作用,稀释过程中氨水的碱性逐渐减弱,因此对水电离的抑制作用一直在减弱,水的电离程度始终增大,A正确;一水合氨电离平衡常数Kb的表达式为Kb=,=,Kb只受温度影响,稀释过程中溶液中c(OH-)始终在减小,因此始终增大,B错误;稀释过程中NH和NH3·H2O的物质的量之和始终是0.001 mol,但溶液的体积增大,因此c(NH)与c(NH3·H2O)之和始终减小,C错误;根据电荷守恒得c(NH)+c(H+)=c(OH-),D错误。
5. C 加水稀释氨水,溶液中c(OH-)减小,温度不变,Kw=c(OH-)·c(H+)不变,则溶液中c(H+)增大,A错误;对于CH3COOH的电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,加入CH3COOH可使电离平衡向右移动,但CH3COOH的电离度减小,B错误;==,加水稀释时温度不变,则不变,C正确;比较碳酸和磷酸酸性强弱,应比较Ka1(H2CO3)和Ka1(H3PO4)的相对大小,D错误。
6. D 常温下,Kw=1×10-14,即c(H+)·c(OH-)=1×10-14,pH为12的NaOH溶液中,c(H+)=1×10-12 mol/L,因为溶液中的氢离子是由水电离出的氢离子,水电离出的H+和水电离出的OH-浓度相等,所以由水电离出来的c(OH-)为1×10-12 mol/L,D正确。
7. D 若醋酸为强酸,则0.1 L 0.5 mol/L CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA,但醋酸为弱酸,不完全电离,所以H+数小于0.05NA,A错误;0.1 mol/L CH3COOH溶液为醋酸的稀溶液,再加水稀释,溶液中的离子浓度减小,导电能力减弱,B错误;0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量水,溶液的酸性减弱,氢离子浓度减小,则氢氧根离子浓度增大,C错误;加水稀释,电离平衡正向移动,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,溶液中的值增大,D正确。
8. D NH3·H2O是弱电解质,0.1 mol/L氨水中,c(OH-)<0.1 mol/L,pH<13,A错误;向 0.1 mol/L 氨水中加入少量水,溶液的温度不变,则Kb=的值不变,B错误;0.1 mol/L醋酸溶液中存在电荷守恒:c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(H+)>c(CH3COO-),C错误;向0.1 mol/L醋酸中加入少量水,醋酸的浓度减小,电离程度增大,即醋酸电离平衡正向移动,D正确。
9. C 常温下,Kw≠1×10-14,A错误;平衡常数只受温度影响,向水中加入盐酸,Kw不变,B错误;将纯水加热至80 ℃,水的电离程度变大,Kw变大,c(H+)变大,pH变小,C正确;NH4Cl是强酸弱碱盐,NH水解促进水的电离,水电离程度增大,常温下pH=5的NH4Cl中,由水电离出的c(H+)=10-5 mol/L,D错误。
影响水电离平衡的因素
体系变化 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH-) c(H+)
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
可水解 的盐 Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小
NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大
温度 升温 正 增大 增大 增大 增大
降温 逆 减小 减小 减小 减小
其他:如加入Na 正 不变 增大 增大 减小
10. D HCN的Ka=6.2×10-10,则HCN为弱酸,NaCN为强碱弱酸盐,则NaCN水溶液呈碱性,A错误;H2O是弱电解质,NH3为非电解质,B错误;处理前后溶液中n(Na+)不变,但溶液体积增大,所以溶液中c(Na+)减小,C错误;该反应中H2O2中O元素化合价由-1变为-2,N元素化合价为-3,C元素化合价由+2变为+4,则消耗1 mol H2O2,转移电子物质的量=1 mol×2×[-1-(-2)]=2 mol,D正确。
11. D 从HCOOH的电离常数Ka=2×10-4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HCOOH分子。溶液中的c(H+)== mol/L=1×10-2 mol/L,则pH=2。
12. C 电离常数越大,酸性越强,所以,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,A错误;酸性:H2CO3>HCN>HCO,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HCO,离子方程式为CN-+H2O+CO2===HCN+HCO,B错误;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;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c(H+)越大,导电能力越强,则导电能力强的是HCOOH,D错误。
13. B 强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据反应可知酸性:HF>HNO2>HCN。HF的酸性最强,所以HF的电离平衡常数最大,为7.2×10-4,A正确。HNO2的酸性强于HCN而比HF的弱,所以HNO2的电离平衡常数为4.6×10-4,B错误。根据强酸制取弱酸,根据①知酸性:HNO2>HCN;根据③知酸性:HF>HNO2,通过这两个反应就可以得知三种酸的相对强弱,C正确。HNO2的酸性强于HCN但弱于HF,由于酸性越强,酸的电离平衡常数就越大,所以HNO2的电离平衡常数比HCN的大,比HF的小,D正确。
14. (1) H3PO3>CH3COOH>HClO (2) 正盐 (3) B (4) < =
解析:(1) 电离常数:H3PO3>CH3COOH>HClO,则浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、HClO、H3PO3溶液中,c(H+)由大到小的排列是H3PO3>CH3COOH>HClO。(2) 亚磷酸(H3PO3)为二元酸,最多可电离出2个H+,则Na2HPO3是正盐。亚磷酸的第二步电离为H2PO H++HPO,平衡常数表达式K=。(3) 加水稀释,CH3COOH溶液的pH增大,则c(H+)变小,A错误;=,温度不变,Ka不变,加水稀释,CH3COOH电离平衡向右移动,但溶液体积增大对离子浓度影响更大,c(CH3COO-)减小,变大,B正确,C错误;加水稀释,CH3COOH电离平衡向右移动,n(CH3COOH)减小,溶液体积增大,c(CH3COOH)减小,D错误。(4) c(H+)相同的盐酸和醋酸,c(HCl)