第二讲弱电解质的电离平衡一、选择题1．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )A．c(H＋)B．Ka(HF)C.D.解析 HF溶液加水稀释，平衡向右移动，所以增大。选项D正确。答案 D2．把0.05molNaOH固体分别加入到下列100mL溶液中，导电能力变化较大的是( )A．0.5mol·L－1MgSO4溶液B．0.5mol·L－1盐酸C．0.5mol·L－1的CH3COOH溶液D．0.5mol·L－1NH4Cl溶液解析 本题考查导电能力与离子浓度的关系及强弱电解质的电离特点。解题时应首先考虑物质间的反应。MgSO4与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和Na2SO4，离子所带电荷总浓度几乎没变化，仍是强电解质溶液；盐酸是强电解质，加入NaOH溶液，反应生成NaCl仍是强电解质；NH4Cl与NaOH反应生成NaCl和NH3·H2O，NH4Cl是强电解质，反应生成物中既有强电解质又有弱电解质；只有CH3COOH是弱电解质原来导电能力较弱，加入NaOH后反应生成了强电解质，导电能力改变较大。答案 C3．室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是( )A．溶液中导电粒子的数目减少B．溶液中不变C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大D．再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7解析 醋酸稀释过程中，醋酸的电离度增大，同时溶液的体积也增大，所以c(H＋)、c(CH3COO－)均减小，但自由移动的离子数目增大，所以A项、C项错误；B项Ka＝在一定温度下为一常数，把该温度下的KW＝c(H＋)·c(OH－)代入Ka得：＝，Ka、KW在一定温度下均为常数，所以为一常数；D项，7\n两溶液混合，醋酸过量，所以，混合后溶液呈酸性，pH<7。答案 B4．在以下各种情形下，下列电离方程式的书写正确的是( )A．熔融状态下的NaHSO4电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOB．H2CO3的电离：H2CO32H＋＋COC．Fe(OH)3的电离：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－D．水溶液中的NaHSO4电离：NaHSO4===Na＋＋HSO解析 本题对多元弱酸、多元弱碱的电离以及NaHSO4在熔融状态和水溶液两种情况下的电离进行考查。因为H2SO4是强酸，所以NaHSO4在水溶液中完全电离，其电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO；但HSO中各原子间靠共价键结合，因此熔融状态下HSO不能电离为H＋和SO，故熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO，所以A、D选项均错误；H2CO3作为二元弱酸，不能完全电离，必须使用“”，且多元弱酸的电离分步进行，以第一步为主，其电离方程式为H2CO3H＋＋HCO，HCOH＋＋CO，因此B选项错误；Fe(OH)3是多元弱碱，通常以一步电离表示，故C选项正确。答案 C5．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol·L－1)至pH＝7。消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy则( )A．x为弱酸，Vx<VyB．x为强酸，Vx>VyC．y为弱酸，Vx<VyD．y为强酸，Vx>Vy解析 pH相等的两种酸，反应过程中，强酸的pH变化大，弱酸的pH变化小，因为弱酸反应时逐渐电离出H＋。由于y为弱酸，不能全部电离，x为强酸，是全部电离的，所以y消耗OH－的量更多。答案 C6．已知0.1mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中的值增大，可以采取的措施是( )7\n①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸④加水A．①②B．①③C．②④D．③④解析 本题中提供的四种措施都会使醋酸的电离平衡正向移动，但①③项会使值减小。答案 C7．相同条件下，下列有关溶液的比较中，不正确的是( )①pH＝2的CH3COOH溶液 ②pH＝2的HCl溶液 ③pH＝12的氨水 ④pH＝12的NaOH溶液A．水电离出的c(H＋)：①＝②＝③＝④B．将②、③溶液混合后pH＝7，消耗溶液的体积：②＞③C．将等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应，生成H2的量①更多D．分别向等体积的四种溶液中加水稀释至100mL后，溶液的pH：③＞④＞①＞②解析 在室温下，pH相同或pH1＋pH2＝14，对水的电离抑制程度相同，故水电离出的c(H＋)相等，A项正确；氨水为弱碱，其浓度远远大于0.01mol·L－1，②、③溶液混合后pH＝7时，消耗溶液的体积：②＞③，B项正确；等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应，由于CH3COOH是弱电解质，pH相同其浓度更大，生成的H2更多，C项正确；加水稀释至100mL后，溶液的pH：③＞④＞②＞①，D项错误。答案 D8.某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，两种酸溶液的pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C．a点KW的数值比c点KW的数值大D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度解析 醋酸在稀释时会继续电离，则在稀释相同体积的盐酸与醋酸的过程中醋酸中的H＋浓度减小得慢、pH小，A项错误；随着稀释体积的增大，溶液中离子浓度在减小，B项正确；温度一定，任何稀的水溶液中的Kw都是一定值，C项错误；Ⅱ线为醋酸稀释时pH变化曲线，开始醋酸浓度大于盐酸，稀释到同体积溶液时，醋酸仍大于盐酸，故D错。答案B7\n二、非选择题9．一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示，请回答：(1)O点为什么不导电___________________________________________________________________________________。(2)a、b、c三点的pH由小到大的顺序是________。(3)H＋的物质的量最大的是________(填“a”、“b”或“c”)。(4)若使c点溶液中的c(CH3COO－)增大，可以采取下列措施中的________(填序号)。A．加热B．加很稀的NaOH溶液C．加NaOH固体D．加水E．加固体CH3COONaF．加入锌粒解析 (1)冰醋酸中无自由移动的离子，所以在O点时不导电。(2)pH的大小与c(H＋)有关，pH大则c(H＋)小。导电能力与离子浓度有关，在醋酸溶液中离子主要来源于醋酸的电离，醋酸溶液的导电能力越强，说明c(H＋)越大。(3)溶液稀释过程中，电离平衡向电离方向移动，氢离子的物质的量增大。(4)若使c(CH3COO－)增大，即促进CH3COOH的电离平衡向电离方向移动，A、B、C、D、F选项均可以达到使电离平衡向电离方向移动的目的。B、D项虽然能使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动，但是稀释占据了主导作用，导致c(CH3COO－)减小。E项中虽然CH3COOH的电离受到抑制，但加入的CH3COO－能使c(CH3COO－)增大。答案 (1)无自由移动的离子 (2)b<a<c (3)c (4)ACEF10．为了证明一水合氨是弱电解质，甲、乙、丙、丁四位同学利用下面的试剂进行实验：0.10mol·L－1氨水、NH4Cl晶体、醋酸铵晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.10mol·L－1氨水的pH为10，据此他认定一水合氨是弱电解质，你认为这一结论________(填“正确”、“不正确”或“无法确定”)，并说明理由___________________________________________________________________________________。(2)乙取出10mL0.10mol·L－1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，再用pH试纸测出其pH为b，他认为只要a、b满足如下关系________(用等式或不等式表示)就可以确认一水合氨是弱电解质。7\n(3)丙取出10mL0.10mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入CH3COONH4晶体少量，颜色变浅；你认为这一方法能否证明一水合氨是弱电解质，________(填“能”或“否”)。(4)丁同学的方案最可能是(答出实验操作方法、现象与结论)___________________________________________________________________________________________________。解析 0.10mol·L－1的一元强碱溶液的pH＝13，而弱碱溶液的pH因其不能完全电离而小于13，故甲的判断是正确的。0.10mol·L－1的强碱溶液稀释到原体积100倍后，其pH会减小2，弱碱则因稀释会促进原来没有电离的碱分子又电离出一部分OH－而导致pH减小值小于2。(3)因少量晶体的加入对溶液体积的影响可以忽略不计，故溶液颜色变浅只能是由于平衡移动使溶液中OH－浓度减小导致的，故以此现象可以判断一水合氨是弱电解质。(4)由于所给试剂中还有NH4Cl晶体没有用到，故丁同学的方案最可能是测量NH4Cl溶液的pH。答案 (1)正确 常温下0.10mol·L－1NaOH溶液的pH为13，而0.10mol·L－1氨水的pH为10 (2)a－b<2 (3)能 (4)测量NH4Cl溶液的pH，其pH<7，证明一水合氨是弱电解质11．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。下表是几种常见弱酸的电离常数(25℃)：酸电离方程式电离常数KCH3COOHCH3COOHCH3COO－＋H＋1.76×10－5H2CO3K1＝4.31×10－7K2＝5.61×10－11H2SK1＝9.1×10－8K2＝1.1×10－12H3PO4K1＝7.52×10－3K2＝6.23×10－8K3＝2.20×10－13回答下列问题。(1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为______________________________________________________________________________________________。(2)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离常数，对于同一种多元弱酸的K1、7\nK2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是______________________________________，产生此规律的原因是_________________________________________________________。(3)酸碱的概念(质子定义)：凡是提供质子的分子或离子是酸，凡是能接受质子的分子或离子是碱。试判断：①H3PO4水溶液中具有两性的微粒有___________________________________________。②CH3COO－、HCO、CO、S2－、PO、H2PO的碱性由弱到强的顺序为__________________________________________________________________________________________。(4)电离常数是用实验的方法测定出来的。现已经测得25℃时cmol·L－1的醋酸溶液中c(H＋)＝amol·L－1，试用a、c表示该温度下醋酸的电离常数K(CH3COOH)＝________。解析 (1)弱酸的电离平衡常数越大，酸性越强。(2)多元弱酸前一步电离出的H＋会抑制后面的电离。(3)根据H3PO4的多步电离，可以找出既能结合质子又能电离质子的粒子：H2PO、HPO，另外H2O可以电离出H＋也可以结合H＋形成H3O＋。(4)电离平衡常数K＝。答案 (1)H3PO4>CH3COOH>H2CO3>H2S(2)K1∶K2∶K3＝1∶10－5∶10－10 上一级电离产生的H＋对下一级电离有抑制作用(3)①H2PO、HPO、H2O②H2PO<CH3COO－<HCO<CO<S2－<PO(4)12．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：实验编号HA物质的量浓度/(mol·L－1)NaOH物质的量浓度/(mol·L－1)混合溶液的pH甲0.20.2pH＝a乙c10.2pH＝7丙0.10.1pH>7丁0.10.1pH＝9请回答下列问题。(1)不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_____________________________________________________________。(2)不考虑其他组的实验结果，单从乙组情况分析，c1是否一定等于0.2mol·L－1？________(填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系是______7\n___________________________________________________________________________。(3)从丙组实验结果分析，HA是________酸(填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________。(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(H＋)＝______mol·L－1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。c(Na＋)－c(A－)＝______mol·L－1。解析 (1)因为是一元酸和一元碱等物质的量浓度等体积混合，说明恰好完全反应，生成的产物是NaA，对NaA溶液分析，若a＝7，说明HA是强酸，若a>7，说明溶液是因A－的水解而显碱性，则HA是弱酸。(2)不一定等于0.2。当HA是强酸时等于0.2；当HA是弱酸时，大于0.2。因为pH＝7，说明c(H＋)＝c(OH－)，那么根据电荷守恒可知，一定有c(Na＋)＝c(A－)。(3)由丙组实验数据可知，两溶液等体积等物质的量浓度混合后pH>7，说明A－水解，得到HA是弱酸，其他易推知。(4)丁组实验中所得溶液的pH＝9，说明溶液中c(H＋)＝10－9mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝＝10－5mol·L－1，由电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，则c(Na＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋)＝(10－5－10－9)mol·L－1。答案 (1)如a＝7时，HA是强酸，如a>7时，HA是弱酸(2)否 c(A－)＝c(Na＋)(3)弱 c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)(4)10－5 10－5－10－97
