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1、第1课时弱电解质的电离平衡题号知识易中难弱电解质的电离平衡及影响因素12,3电离平衡常数及其应用4,910电离平衡常数的计算5,6弱电解质图像分析78一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.离子化合物MCl(s)在水中溶解并发生电离,该过程的微观示意图如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列相关说法正确的是(D)A.1 mol MCl中含有NA对共用电子对B.MCl为弱电解质,在水中仅部分电离C.M+和Cl-均与水分子中的氧原子结合形成水合离子D.MCl在水作用下的溶解和电离过程是物理变化解析:MCl为离子化合物,通过阴、阳离子之间的静电作用形成化学键,不存在共用电子对,故A错误;MCl为
2、离子化合物,故MCl为强电解质,在水中完全电离,故B错误;M+带正电荷,与水分子中的显负电性的氧原子结合形成水合离子,Cl-带负电荷,与水分子中显正电性的氢原子结合形成水合离子,故C错误;MCl在水作用下的溶解和电离过程中没有新物质生成,是物理变化,故D正确。2.(2021广东广州模拟)下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(D)A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C.0.10 molL-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸解析:根据较强酸制备较弱酸原理,氢硫酸不和NaHCO3反应,亚硫酸与NaHC
3、O3反应,说明亚硫酸、碳酸、氢硫酸的酸性依次减弱,A项正确;相同浓度,溶液的导电能力与离子总浓度有关,相同浓度下,氢硫酸溶液导电能力弱,说明氢硫酸的电离能力较弱,即电离出的氢离子数较少,B项正确;相同浓度下,亚硫酸的pH较小,故它的酸性较强,C项正确;酸性强弱与还原性无关,酸性强调酸电离出氢离子的难易,而还原性强调还原剂失电子的难易,D项错误。3.H2S在水溶液中存在电离平衡:H2SH+HS-和HS-H+S2-。若向H2S溶液中分别采取下列措施,有关叙述正确的是(C)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
4、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解析:加水促进电离,但氢离子浓度减小,A项错误;通入过量SO2气体发生反应2H2S+SO23S+2H2O,当SO2过量时溶液显酸性,而且酸性比H2S强,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,HCl的酸性大于H2S的,所以溶液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。4.(2021四川南充适应性考试)室温下H2SO4稀溶液中,第一步解离是完全的,第二步解离程度较低,HSO4-H+SO42-(K2=1.010-2)。设
5、NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(D)A.56 g单质铁与足量稀硫酸反应产生22.4 L H2B.1 L 0.1 mol/L的硫酸溶液中,含H+的数目为0.2NAC.室温下,NaHSO4溶液显碱性D.稀硫酸溶液中存在关系:c(HSO4-)+c(OH-)+2c(SO42-)=c(H+)解析:未指明温度和压强,无法确定气体的体积,A错误;1 L 0.1 mol/L的硫酸溶液中含有0.1 mol H2SO4,但由于硫酸的第二步解离程度较低,所以溶液中的H+的数目小于0.2NA,B错误;硫酸第一步解离完全,所以HSO4-不会水解,NaHSO4溶液显酸性,C错误;稀硫酸溶液中存在电荷守恒,c(
6、HSO4-)+c(OH-)+2c(SO42-)=c(H+),D正确。5.(2021吉林东北师范大学附属中学模拟)酒石酸是葡萄酒中主要的有机酸之一,它的结构简式为HOOCCH(OH)CH(OH)COOH(简写为H2R)。已知:25 时,H2R和H2CO3的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是(C)化学式H2RH2CO3电离平衡常数K1=9.110-4K2=4.310-5K1=4.210-7K2=5.610-11A.NaHR溶液呈酸性,且溶液中c(Na+)c(HR-)c(H2R)c(R2-)B.在Na2R溶液中通入足量CO2生成的盐是NaHR和NaHCO3C.1 mol H2R分别与足量的NaOH
7、、Na2CO3、Na反应消耗三者的物质的量之比为111D.25 时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,反应的离子方程式为R2-+HCO3-HR-+CO32-解析:对于H2R来说,K1(H2R)=9.110-4,则Kh(HR-)=110-149.110-4=1.110-11,由于K2(H2R)=4.310-5Kh(HR-),则NaHR在溶液中以电离为主,溶液呈酸性,所以溶液中c(Na+)c(HR-)c(R2-)c(H2R),A不正确;由于K2(H2R)K1(H2CO3),所以在Na2R溶液中通入足量CO2气体,不能发生反应,B不正确;1 mol H2R分别与足量的NaOH、
8、Na2CO3、Na反应,都生成Na2R,Na2CO3转化为NaHCO3,所以消耗NaOH、Na2CO3、Na都为2 mol,则消耗三者的物质的量之比为111,C正确;25 时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,由于K2(H2R)K2(H2CO3),所以不能发生反应,D不正确。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)6.25 时,在20 mL 0.1 molL-1一元弱酸HA溶液中滴加0.1 molL-1 NaOH溶液,溶液中lgc(A-)c(HA)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(AD)A.25 时,HA的电离常数为1.010-5.3B.A点对应溶液中:c(Na
9、+)c(A-)c(H+)c(OH-)C.B点对应的NaOH溶液体积为10 mLD.对C点溶液加热(不考虑挥发),则c(A-)c(HA)c(OH-)一定减小解析:由图可知,pH=5.3时,lgc(A-)c(HA)=0,即c(A-)=c(HA),HA的电离常数Ka=c(H+)c(A-)c(HA)=c(H+)=10-5.3,A正确;A点对应溶液显酸性,即c(H+)c(OH-),溶液中存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),所以c(A-)c(Na+),盐电离产生的离子浓度大于弱电解质电离产生的离子浓度,所以A点对应溶液中离子浓度关系为c(A-)c(Na+)c(H+)c(OH-
10、),B错误;加入10 mL NaOH溶液时,得到等浓度的HA和NaA混合溶液,由于Ka=10-5.310-1410-5.3=KwKa=Kh,所以混合溶液以电离为主,c(A-)c(HA),即lgc(A-)c(HA)0,故B点对应的加入NaOH溶液的体积小于10 mL,C错误;A-的水解常数Kh随温度升高而增大,所以c(A-)c(HA)c(OH-)=1Kh随温度升高而减小,D正确。7.常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg VV0的变化关系如图所示,下列叙述错误的是(D)A.常温下:Ka(HB)Ka(HC)B.HC的电离度:a点HC,酸性HB
11、HC,常温下,Ka(HB)Ka(HC),正确;B项,对于HC,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度a点b点,正确;C项,HA为强酸,对HA溶液升高温度,c(A-)不变,对HC溶液升高温度,促进HC电离,c(C-)增大,则c(A-)c(C-)减小,正确;D项,HA溶液为酸溶液,稀释后溶液pH水解程度(KwKb1),故B错误;少量的硫酸与B(OH)2反应的化学方程式为2B(OH)2+H2SO4B(OH)2SO4+2H2O,得到的盐为B(OH)2SO4,故C正确;根据质子守恒,在BCl2溶液中,c(H+)=c(B(OH)+)+2cB(OH)2+c(OH-),故D错误。三、非选
12、择题9.25 时,几种弱酸的电离常数如下表:弱酸HNO2CH3COOHHCNH2CO3电离常数5.110-41.9610-56.210-10K1=4.410-7K2=4.710-11(1)根据上表数据填空。物质的量浓度相同的四种酸,其pH由大到小的顺序是 (用化学式填写)。将0.2 molL-1HCN溶液与0.1 molL-1Na2CO3溶液等体积混合,发生反应的化学方程式为 。(2)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中溶液pH变化如图所示。稀释后,HX溶液中水电离的c(H+)(填“”“=”或“”,下同)醋酸溶液中水电离的c(H+);电
13、离常数Ka(HX)Ka(CH3COOH)。(3)CO32-、NO2-、CN-、CH3COO-结合H+的能力由强到弱的顺序为 (用离子符号表示)。(4)求该温度下,0.1 molL-1的CH3COOH溶液中的c(H+)=molL-1。解析:(1)电离平衡常数越大,酸性越强,酸性由弱到强的顺序为HCNH2CO3CH3COOHH2CO3CH3COOHHNO2。由电离常数可知,酸性H2CO3HCNHCO3-,则将0.2 molL-1HCN溶液与0.1 molL-1Na2CO3溶液等体积混合,发生反应的化学方程式为HCN+Na2CO3NaCN+NaHCO3。(2)由题图可知,稀释后,HX电离生成的c(H
14、+)小,对水的电离抑制能力小,所以HX溶液中水电离出来的c(H+)大;稀释相同倍数,较强的酸pH变化较大,所以HX酸性较强,电离常数大。(3)酸越弱,酸根离子越易水解,即结合质子的能力越强,则CO32-、NO2-、CN-、CH3COO-结合H+的能力由强到弱的顺序为CO32-CN-CH3COO-NO2-。(4)CH3COOHCH3COO-+H+c起始/(molL-1) 0.1 0 0c转化/(molL-1) x x xc平衡/(molL-1) 0.1-x x xK=x20.1-xx20.1=1.9610-5,x=1.410-3 molL-1。答案:(1)HCNH2CO3CH3COOHHNO2H
15、CN+Na2CO3NaCN+NaHCO3(2)(3)CO32-CN-CH3COO-NO2-(4)1.410-310.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)写出亚磷酸的电离方程式: 。(2)表示pH与lg c(HPO32-)c(H2PO3-)的变化关系的曲线是 (填“”或“”)。(3)根据图像计算亚磷酸的Ka1=。解析:(2)pKa1=-lg c(H+)c(H2PO3-)c(H3PO3)=-lg c(H+)-lgc(H2PO3-)c(H3PO3),显然A对应的pH较大,故表示pH与lg
16、 c(HPO32-)c(H2PO3-)的变化关系的曲线为。(3)由于Ka1=c(H2PO3-)c(H+)c(H3PO3),Ka2=c(HPO32-)c(H+)c(H2PO3-),且Ka1Ka2,由图像可知,在相同c(H2PO3-)c(H3PO3)或c(HPO32-)c(H2PO3-)时,“曲线”对应的c(H+)较大,为一级电离(Ka1),“曲线”对应的c(H+)较小,为二级电离(Ka2),显然选用“曲线”中的特殊点B计算Ka1,Ka1=c(H2PO3-)c(H+)c(H3PO3)=1010-2.4=10-1.4。答案:(1)H3PO3H2PO3-+H+、H2PO3-HPO32-+H+(2)(3)10-1.4