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2019-2020年高考化學一輪復習 第八章 第1講 弱電解質的電離平衡
[考綱要求] 1.了解弱電解質在水溶液中的電離平衡。2.了解電離平衡常數(shù)。
考點一 弱電解質的電離平衡
1.弱電解質
(1)概念
(2)與化合物類型的關系
強電解質主要是大部分離子化合物及某些共價化合物,弱電解質主要是某些共價化合物。
2.弱電解質的電離平衡
(1)電離平衡的建立
在一定條件下(如溫度、壓強等),當弱電解質電離產生離子的速率和離子結合成分子的速率相等時,電離過程達到了平衡。
(2)電離平衡的特征
(3)外界條件對電離平衡的影響
①內因:弱電解質本身的性質。
②外因:濃度、溫度、加入試劑等。
(4)電離過程是可逆過程,可直接用化學平衡移動原理分析電離平衡。以0.1 molL-1CH3COOH溶液為例:CH3COOHCH3COO-+H+(正向吸熱)。
實例
(稀溶液)
CH3COOHH++CH3COO- ΔH>0
改變條件
平衡移動方向
n(H+)
c(H+)
導電能力
Ka
加水稀釋
→
增大
減小
減弱
不變
加入少量
冰醋酸
→
增大
增大
增強
不變
通入HCl(g)
←
增大
增大
增強
不變
加NaOH(s)
→
減小
減小
增強
不變
加入鎂粉
→
減小
減小
增強
不變
升高溫度
→
增大
增大
增強
增大
加
CH3COONa(s)
←
減小
減小
增強
不變
深度思考
1.電離平衡右移,電解質分子的濃度一定減小嗎?離子的濃度一定增大嗎?
答案 都不一定。如對于CH3COOHCH3COO-+H+平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根據勒夏特列原理,只能“減弱”而不能“消除”,再次平衡時,c(CH3COOH)比原平衡時大;加水稀釋或加少量NaOH固體,都會引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡時要小。
2.稀釋一弱電解質溶液時,所有粒子濃度都會減小嗎?
答案 不是所有粒子濃度都會減小。對于弱酸或弱堿溶液,只要對其稀釋,電離平衡均會發(fā)生右移,例如HA溶液稀釋時,c(HA)、c(H+)、c(A-)均減小(參與平衡建立的微粒);平衡右移的目的是為了減弱c(H+)、c(A-)的減小,但c(OH-)會增大。
3.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)強電解質溶液中不存在溶質分子,弱電解質溶液中存在溶質分子( )
(2)氨氣溶于水,當c(OH-)=c(NH)時,表明NH3H2O電離處于平衡狀態(tài)( )
(3)弱電解質一定是共價化合物( )
(4)由0.1 molL-1一元堿BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-( )
答案 (1)√ (2) (3) (4)
解析 (2)NH3+H2ONH3H2ONH+OH-,NH3H2O電離出的c(OH-)與c(NH)永遠相等,不能表明NH3H2O電離處于平衡狀態(tài);(3)某些離子化合物是弱電解質,如(CH3COO)2Pb等;(4)由于OH-的濃度小于0.1 molL-1,所以BOH應屬于弱堿,其電離應為BOHB++OH-。
4.分別畫出冰醋酸和0.1 molL-1的醋酸加水稀釋時導電能力的變化圖。
答案
.
題組一 改變條件,平衡移動,判結果變化
1.將濃度為0.1 molL-1 HF溶液加水不斷稀釋,下列各量始終保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C. D.
答案 D
解析 HF為弱酸,存在電離平衡:HFH++F-。根據勒夏特列原理:當改變影響平衡的一個條件,平衡會向著能夠減弱這種改變的方向移動,但平衡的移動不能完全消除這種改變,故加水稀釋,平衡正向移動,但c(H+)減小,A錯誤;電離平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,電離平衡常數(shù)Ka不變,B錯誤;當溶液無限稀釋時,c(F-)不斷減小,但c(H+)接近10-7 molL-1,所以減小,C錯誤;=,由于加水稀釋,平衡正向移動,所以溶液中n(H+)增大,n(HF)減小,所以增大,D正確。
2.25 ℃時,把0.2 molL-1的醋酸加水稀釋,則圖中的縱軸y表示的是( )
A.溶液中OH-的物質的量濃度
B.溶液的導電能力
C.溶液中的
D.CH3COOH的電離程度
答案 B
解析 25 ℃時,0.2 molL-1的醋酸稀釋過程中,隨著水的加入溶液中OH-的濃度增大(但不會超過10-7 molL-1),CH3COOH的電離程度增大,CH3COO-數(shù)目增多,CH3COOH數(shù)目減少,但溶液中CH3COO-的濃度減小,溶液的導電能力減弱。
題組二 平衡移動,結果變化,判采取措施
3.稀氨水中存在著下列平衡:NH3H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反應方向移動,同時使c(OH-)增大,應加入的物質或采取的措施是( )
①NH4Cl固體?、诹蛩帷、跱aOH固體?、芩、菁訜?
⑥加入少量MgSO4固體
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
答案 C
解析 若在氨水中加入NH4Cl固體,c(NH)增大,平衡向逆反應方向移動,c(OH-)減小,①不合題意;硫酸中的H+與OH-反應,使c(OH-)減小,平衡向正反應方向移動,②不合題意;當在氨水中加入NaOH固體后,c(OH-)增大,平衡向逆反應方向移動,③符合題意;若在氨水中加入水,稀釋溶液,平衡向正反應方向移動,但c(OH-)減小,④不合題意;電離屬吸熱過程,加熱平衡向正反應方向移動,c(OH-)增大,⑤不合題意;加入MgSO4固體發(fā)生反應Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)減小,⑥不合題意。
4.已知0.1 molL-1的醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值增大,可以采取的措施是(雙選)( )
A.加少量燒堿溶液 B.升高溫度
C.加少量冰醋酸 D.加水
答案 BD
解析 本題中提供的四種措施都會使醋酸的電離平衡正向移動,但A、C會使c(H+)/c(CH3COOH)的值減小。
考點二 電離平衡常數(shù)
1.(1)填寫下表
弱電解質
電離方程式
電離常數(shù)
NH3H2O
NH3H2ONH+OH-
Kb=1.710-5
CH3COOH
CH3COOHCH3COO-+H+
Ka=1.710-5
HClO
HClOH++ClO-
Ka=4.710-8
(2)CH3COOH酸性大于HClO酸性(填“大于”、“小于”或“等于”),判斷的依據:相同條件下,電離常數(shù)越大,電離程度越大,c(H+)越大,酸性越強。
(3)電離平衡常數(shù)的意義:弱酸、弱堿的電離平衡常數(shù)能夠反映酸堿性的相對強弱。電離平衡常數(shù)越大,電離程度越大。多元弱酸的電離以第一步電離為主,各級電離平衡常數(shù)的大小差距較大。
(4)外因對電離平衡常數(shù)的影響:電離平衡常數(shù)與其他化學平衡常數(shù)一樣只與溫度有關,與電解質的濃度無關,升高溫度,K值增大,原因是電離是吸熱過程。
2.碳酸是二元弱酸
(1)電離方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(2)電離平衡常數(shù)表達式:Ka1=,Ka2=。
(3)比較大小:Ka1>Ka2。
深度思考
1.H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4.310-7,Ka2=5.610-11,它的Ka1、Ka2差別很大的原因(從電離平衡的角度解釋):_______________________________________________________。
答案 第一步電離產生的H+對第二步的電離起抑制作用
2.在Na2CO3中加醋酸產生CO2氣體,試從電離平衡常數(shù)的角度解釋原因[已知:K(CH3COOH)=1.710-5;K(H2CO3)=4.310-7。]:__________________________________________。
答案 醋酸的電離平衡常數(shù)大,酸性強,較強的酸可制備較弱的酸
題組一 影響電離平衡常數(shù)的因素及其應用
1.25 ℃時,部分物質的電離平衡常數(shù)如表所示:
化學式
CH3COOH
H2CO3
HClO
電離平
衡常數(shù)
1.710-5
K1=4.310-7
K2=5.610-11
3.010-8
請回答下列問題:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強到弱的順序為
________________________________________________________________________。
(2)同濃度的CH3COO-、HCO、CO、ClO-結合H+的能力由強到弱的順序為_____________
___________________________________________________________。
(3)體積為10 mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1 000 mL,稀釋過程中pH變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù);理由是__________________________________________________________。
答案 (1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)CO>ClO->HCO>CH3COO-
(3)大于 稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,酸性強,電離平衡常數(shù)大
解析 電離平衡常數(shù)越大,酸性越強,電離平衡常數(shù)越小,其對應酸根離子結合H+能力越強。
(3)根據圖像分析知道,起始時兩種溶液中c(H+)相同,故c(較弱酸)>c(較強酸),稀釋過程中較弱酸的電離程度增大的多,故在整個稀釋過程中較弱酸的c(H+)一直大于較強酸的c(H+),稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,故HX酸性強,電離平衡常數(shù)大。
題組二 有關電離平衡常數(shù)的定量計算
2.碳氫化合物完全燃燒生成CO2和H2O。常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達到平衡時,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.510-5。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離,則H2CO3HCO+H+的平衡常數(shù)K1=________。(已知:10-5.60=2.510-6)
答案 4.210-7
解析 H2CO3H++HCO
K1==≈4.210-7。
3.在25 ℃下,將a molL-1的氨水與0.01 molL-1的鹽酸等體積混合,反應平衡時溶液中c(NH)=c(Cl-),則溶液顯__________性(填“酸”、“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3H2O的電離常數(shù)Kb=_____________________________________________________。
答案 中
解析 氨水與HCl等體積混合后的溶液中的電荷守恒關系式為c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液顯中性。
NH3H2O NH ?。 H-
(-) molL-1 molL-1 10-7 molL-1
Kb==。
4.常溫下,將a molL-1 CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等體積的b molL-1的鹽酸使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā)),用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)Ka=________。
答案
解析 由電荷守恒和物料守恒可得
所以c(CH3COOH)=c(Cl-)
CH3COOH CH3COO- ?。 +
molL-1 (-) molL-1 10-7 molL-1
Ka==。
考點三 強酸與弱酸的比較
濃度均為0.01 molL-1的強酸HA與弱酸HB
pH均為2的強酸HA與弱酸HB
pH或物質的量濃度
2=pHHA
HB
HA=HB
體積相同時與過量的堿反應時消耗堿的量
HA=HB
HAc(B-)
c(A-)=c(B-)
分別加入固體NaA、NaB后pH的變化
HA:不變
HB:變大
HA:不變
HB:變大
加水稀釋10倍后
3=pHHApHHB>2
溶液的導電性
HA>HB
HA=HB
水的電離程度
HAa>c (2)b>a=c (3)c>a>b
(4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
(7)c>a=b
解析 解答本題要注意以下三點:①HCl、H2SO4都是強酸,但H2SO4是二元酸;②CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全電離;③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的電離平衡。
2.現(xiàn)有室溫下四種溶液,有關敘述不正確的是( )
序號
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氫氧化鈉溶液
醋酸
鹽酸
A.③④中分別加入適量的醋酸鈉晶體后,兩溶液的pH均增大
B.②③兩溶液等體積混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分別加水稀釋10倍,四種溶液的pH ①>②>④>③
D.V1 L ④與V2 L ①混合,若混合后溶液pH=7,則V1< V2
答案 D
解析 醋酸鈉溶液顯堿性,所以A正確,也可以從平衡移動角度分析,CH3COONa電離出的CH3COO-:a.與鹽酸中的H+結合生成CH3COOH;b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,兩溶液中H+濃度均減小,所以pH均增大;假設均是強酸強堿,且物質的量濃度相同,等體積混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其濃度遠遠大于②,即混合后醋酸過量,溶液顯酸性,c(H+)>c(OH-),B正確;分別加水稀釋10倍,假設平衡不移動,那么①②溶液的pH均為10,但稀釋氨水使平衡NH3H2ONH+OH-右移,使①pH>10,同理醋酸稀釋后pH<4,所以C正確;假設均是強酸強堿,混合后溶液呈中性,V1=V2,但①氨水是弱堿,其濃度遠遠大于④鹽酸,所以需要的①氨水少,即V1>V2,D錯誤。
假設法進行有關量的大小比較
在做有關強酸、弱酸、強堿、弱堿的題目時,可以先假設所給物質全部是強電解質,再在此基礎上結合電離平衡移動原理進行分析。如題 2中的C選項,分別加水稀釋10倍,假設平衡不移動,那么①②溶液的pH均為10,然后再根據平衡移動進行分析;再如D選項,假設均是強酸強堿,則V1=V2,然后再根據弱堿的電離平衡及濃度進行分析。
題組二 判斷弱電解質的方法
3.為了證明醋酸是弱電解質,甲、乙、丙、丁四人分別選用下列試劑進行實驗:0.1 molL-1醋酸溶液、0.1 molL-1鹽酸、pH=3的鹽酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶體、NaCl晶體、CH3COONH4晶體、蒸餾水、鋅粒、pH試紙、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 molL-1的醋酸溶液,用pH試紙測出其pH=a,確定醋酸是弱電解質,則a應該滿足的關系是________________________________________________________,
理由是________________________________________________________________________。
(2)乙分別取pH=3的醋酸和鹽酸各1 mL,分別用蒸餾水稀釋到100 mL,然后用pH試紙分別測定兩溶液的pH,則可認定醋酸是弱電解質,判斷的依據是________________________
________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)丙分別取pH=3的鹽酸和醋酸各10 mL,然后加入質量相同的鋅粒,醋酸放出H2的速率快,則認定醋酸是弱電解質,你認為這一方法正確嗎?________,請說明理由:____________
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶體、NaCl晶體、蒸餾水和酚酞做實驗,也論證了醋酸是弱酸的事實,該同學的實驗操作和現(xiàn)象是____________________________________________________。
答案 (1)a>1 因醋酸是弱酸,不能完全電離 (2)鹽酸的pH=5,醋酸的pH<5 (3)正確 由于醋酸是弱酸,隨著反應的進行,醋酸不斷電離,c(H+)變化小,產生H2的速率醋酸比鹽酸快 (4)將CH3COONa晶體、NaCl晶體分別溶于適量水配成溶液,再分別滴入酚酞溶液,CH3COONa溶液變淺紅色,NaCl溶液不變色
判斷弱電解質的三個思維角度
角度一:弱電解質的定義,即弱電解質不能完全電離,如測0.1 molL-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二:弱電解質溶液中存在電離平衡,條件改變,平衡移動,如pH=1的CH3COOH加水稀釋10倍后,17。
探究高考 明確方向
1.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“”
(1)25 ℃時,用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH( )
(xx重慶理綜,2B)
(2)稀醋酸加水稀釋,醋酸的電離程度增大,溶液的pH減小( )
(xx重慶理綜,10B)
(3)中和等體積、等物質的量濃度的鹽酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等( )
(xx福建理綜,10C)
(4)CH3COOH溶液加水稀釋后,溶液中的值減小( )
(xx江蘇,11C)
(5)室溫下,對于0.10 molL-1的氨水,加水稀釋后,溶液中c(NH)c(OH-)變大( )
(xx福建理綜,8B)
答案 (1) (2) (3)√ (4)√ (5)
2.(xx山東理綜,13)已知某溫度下CH3COOH和NH3H2O的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10 mL濃度為0.1 molL-1的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中( )
A.水的電離程度始終增大
B.先增大再減小
C.c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和始終保持不變
D.當加入氨水的體積為10 mL時,c(NH)=c(CH3COO-)
答案 D
解析 A項,醋酸顯酸性,水的電離平衡受到抑制,在滴加NH3H2O的過程中,酸性減弱,水的電離程度受到抑制的程度減小,電離程度增大,當CH3COOH反應完后,加入的NH3H2O會抑制水的電離,電離程度減小,故該選項錯誤;B項,在向醋酸中滴加氨水的過程中,堿性增強酸性減弱,c(OH-)一直增大。由NH3H2ONH+OH-可知,K=,則=,而K是常數(shù),故一直減小,該選項錯誤;C項,n(CH3COOH)與n(CH3COO-)之和保持不變,但溶液的體積是增大的,故c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和逐漸減小,該選項錯誤;D項,當加入氨水10 mL時,兩者恰好完全反應生成CH3COONH4,由CH3COOH和NH3H2O的電離常數(shù)相等可知,CH3COO-和NH的水解程度也相等,故c(NH)=c(CH3COO-),該選項正確。
3.(xx上海,21)室溫下,甲、乙兩燒杯均盛有5 mL pH=3的某一元酸溶液,向乙燒杯中加水稀釋至pH=4。關于甲、乙兩燒杯中溶液的描述正確的是(雙選)( )
A.溶液的體積10V甲≤V乙
B.水電離出的OH-濃度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
C.若分別用等濃度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙
D.若分別與5 mL pH=11的NaOH溶液反應,所得溶液的pH :甲≤乙
答案 AD
解析 本題考查弱電解質的電離和鹽類水解。由題意原甲、乙兩燒杯均盛有5 mL的溶液,向乙燒杯中加水稀釋至pH=4,若該酸為強酸則10V甲=V乙,若為弱酸則10V甲乙,所以C錯誤;D中若分別與5 mL pH=11的NaOH溶液反應,若為強酸,則甲=乙,若為弱酸,所得溶液應為酸性,甲中濃度大,酸性強,pH小,所以甲≤乙。
4.(2011山東理綜,14)室溫下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀釋后,下列說法正確的是( )
A.溶液中導電粒子的數(shù)目減少
B.溶液中不變
C.醋酸的電離程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B
解析 醋酸加水稀釋,促進電離,導電粒子的數(shù)目增加,故A錯誤;由于溫度不變,電離平衡常數(shù)K==不變,由于Kw不變,則題給比值不變,故B正確;醋酸加水稀釋,電離程度增大,但c(H+)變小,故C錯誤;加入10 mL pH=11的NaOH溶液,醋酸過量,混合后溶液顯酸性,故D錯誤。
5.(2011福建理綜,10)常溫下0.1 molL-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A.將溶液稀釋到原體積的10倍
B.加入適量的醋酸鈉固體
C.加入等體積0.2 molL-1鹽酸
D.提高溶液的溫度
答案 B
解析 醋酸是弱酸,稀釋10倍同時也促進了其電離,溶液的pH<(a+1),A錯誤;醋酸根離子水解顯堿性,向酸溶液中加入適量堿性溶液可以使pH增大1,B正確;鹽酸完全電離,加入鹽酸后溶液的pHVy
C.y為弱酸,VxVy
答案 C
解析 由圖知:將一元酸x和y分別稀釋10倍,pH的變化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x為強酸,y為弱酸。pH=2時弱酸y的濃度大,滴加NaOH溶液至pH=7時需NaOH溶液的體積y要比x大。
8.(xx山東理綜,15)某溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示。據圖判斷正確的是( )
A.Ⅱ為鹽酸稀釋時的pH值變化曲線
B.b點溶液的導電性比c點溶液的導電性強
C.a點Kw的數(shù)值比c點Kw的數(shù)值大
D.b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度
答案 B
解析 醋酸在稀釋時會繼續(xù)電離,則在稀釋相同體積、相同pH的鹽酸與醋酸的過程中,醋酸中的H+濃度減小得慢、pH變化小,A項錯誤;隨著稀釋體積的增大,溶液中離子濃度在減小,B項正確;溫度一定,任何稀的水溶液的Kw都是一定值, C項錯誤;由于醋酸是弱酸,要使鹽酸和醋酸溶液pH值相同,醋酸的濃度比鹽酸大得多,D項錯誤。
9.[xx新課標全國卷I,27(2)③]NaH2PO2為________(填“正鹽”或“酸式鹽”),其溶液顯__________(填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”)。
答案 正鹽 弱堿性
解析 根據H3PO2是一元中強酸,可以判斷NaH2PO2是正鹽,屬于弱酸強堿鹽,因H2PO水解而使溶液呈弱堿性。
練出高分
一、單項選擇題
1.下列關于電解質的敘述正確的是( )
A.電解質溶液的濃度越大,其導電性能一定越強
B.強酸和強堿一定是強電解質,不管其水溶液濃度的大小,都能完全電離
C.強極性共價化合物不一定都是強電解質
D.多元酸、多元堿的導電性一定比一元酸、一元堿的導電性強
答案 C
解析 A、D項,導電性取決于離子濃度及所帶電荷數(shù)的多少,錯誤;B項,應指其稀溶液中,錯誤;C項,HF是強極性共價化合物,但是弱電解質。
2.向濃度為0.1 molL-1的氨水中不斷加水稀釋,下列各量始終保持增大的是( )
A.c(OH-) B.
C. D.
答案 D
解析 加水稀釋,NH3H2ONH+OH-平衡右移,c(NH)、c(OH-)減小,但H2OH++OH-電離程度增大,c(OH-)減小的程度小,所以減小,C項不符合;D項,假設平衡NH3H2ONH+OH-不移動,不變,但平衡右移是c(OH-)在減小的基礎上增大,c(NH3H2O)在減小的基礎上又減小,符合;B項,是電離平衡常數(shù)的倒數(shù),不變,不符合。
3.25 ℃時加水稀釋10 mL pH=11的氨水,下列判斷正確的是( )
A.原氨水的濃度為10-3molL-1
B.溶液中減小
C.氨水的電離程度增大,溶液中所有離子的濃度均減小
D.再加入10 mL pH=3的鹽酸充分反應后混合液的pH值肯定大于7
答案 D
解析 A項,原氨水的濃度應大于10-3molL-1,錯誤;B項,由于n(NH)增多,而n(NH3H2O)減小,因處于同一溶液中,所以增大,錯誤;C項,由于c(OH-)減小,所以c(H+)應增大,錯誤;D項,氨水過量,所以pH>7,正確。
4.25 ℃時,有下列四種溶液:
①
②
③
④
0.1 molL-1
氨水
pH=11
氨水
0.1 molL-1
鹽酸
pH=3鹽酸
下列說法中正確的是( )
A.①稀釋到原來的100倍后,pH與②相同
B.等體積①③混合、等體積②④混合所得的溶液都呈酸性
C.①②中分別加入少量CH3COONa固體,的值都變小
D.③④稀釋到原來的100倍后,稀釋后④溶液中的pH大
答案 D
解析 A選項,稀釋后c(NH3H2O)=0.001 molL-1,氨水是弱電解質,c(OH-)<0.001 molL-1,pH<11,錯誤;等體積②④混合,因為氨水的濃度遠遠大于鹽酸的濃度,所以溶液顯堿性,B選項錯誤;C選項,CH3COONa水解顯堿性,加入CH3COONa固體,使NH3H2ONH+OH-平衡左移,的值都增大,錯誤;稀釋后③④溶液中pH分別為3、5,D選項正確。
二、雙項選擇題
5.常溫下pH均為3的鹽酸和HA溶液分別稀釋時,pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。根據圖示判斷下列說法正確的是( )
A.HA為弱酸,且稀釋時的pH變化曲線為Ⅱ
B.b點酸的總濃度小于a點酸的總濃度
C.c點溶液的導電性比b點溶液的導電性強
D.室溫下,將20 mL pH為11的氫氧化鈉溶液與20 mL pH為3的HA溶液混合,所得溶液的pH一定大于7
答案 AB
解析 選項A,相同pH的酸在稀釋時,弱酸pH變化較小,故HA為弱酸,其pH變化曲線為Ⅱ;選項B,相同pH的鹽酸和弱酸HA,后者的濃度大,稀釋相同的倍數(shù),還是弱酸的總濃度大于鹽酸的總濃度;選項C,溶液導電性取決于溶液中的離子濃度,b點溶液中H+、Cl-的濃度都比c點大,故b點溶液的導電性較強;選項D,室溫下,pH為3的HA溶液的濃度遠大于pH為11的氫氧化鈉溶液的濃度,兩者等體積混合后溶液呈酸性。
三、非選擇題
6.(1)在25 ℃時,HSCN、HClO、H2CO3的電離常數(shù)如下表:
HClO
HSCN
H2CO3
K=3.210-8
K=0.13
K1=4.310-7
K2=5.610-11
①1 molL-1的KSCN溶液中,所有離子的濃度由大到小的順序為_____________________
___________________________________________________。
②向Na2CO3溶液中加入過量HClO溶液,反應的化學方程式為____________________。
③25 ℃時,為證明HClO為弱酸,某學習小組的同學設計了以下三種實驗方案。下列三種方案中,你認為能夠達到實驗目的的是______(填字母)。
a.用pH計測量0.1 mol L-1 NaClO溶液的pH,若測得pH>7,可證明HClO為弱酸
b.用pH試紙測量0.01 molL-1HClO溶液的pH,若測得pH>2,可證明HClO為弱酸
c.用儀器測量濃度均為0.1 molL-1的HClO溶液和鹽酸的導電性,若測得HClO溶液的導電性弱于鹽酸,可證明HClO為弱酸
(2)①肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料。聯(lián)氨溶于水可以發(fā)生與氨水類似的電離,試寫出聯(lián)氨在水溶液中的電離方程式:______________________________
(寫一步即可)。
②NH在溶液中能發(fā)生水解反應。在25 ℃時,0.1 molL-1的氯化銨溶液由水電離出的氫離子濃度為110-5molL-1,則在該溫度下此溶液中氨水的電離平衡常數(shù)Kb(NH3H2O)=______。
答案 (1)①c(K+)>c(SCN-)>c(OH-)>c(H+)
②Na2CO3+HClO===NaHCO3+NaClO ③ac
(2)①N2H4+H2ON2H+OH-
②110-5molL-1
解析 (1)①SCN-水解溶液顯堿性;②由電離常數(shù)大小可知酸性強弱HSCN>H2CO3>HClO>HCO,所以Na2CO3與過量HClO反應只能生成比HClO弱的HCO;③b選項,HClO具有漂白性,不能用pH試紙測其pH,錯誤。(2)①依據氨水電離方程式NH3H2ONH+OH-書寫;②首先寫出Kb(NH3H2O)=,然后分析NH4Cl溶液中的c(H+)=水電離出的c(H+)=110-5molL-1,溶液中c(OH-)=110-9molL-1;依據NH+H2ONH3H2O+H+可知c(NH3H2O)=c(H+)=110-5molL-1、c(NH)=0.1 molL-1-c(NH3H2O)=0.1 molL-1-110-5molL-1≈0.1 molL-1,代入可得Kb(NH3H2O)=110-5molL-1。
7.為了證明一水合氨(NH3H2O)是弱電解質,甲、乙、丙三人分別選用下列試劑進行實驗:0.010 molL-1氨水、0.1 molL-1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶體、酚酞溶液、pH試紙、蒸餾水。
(1)甲用pH試紙測出0.010 molL-1氨水的pH為10,則認定一水合氨是弱電解質,你認為這一方法是否正確?________(填“正確”或“不正確”),并說明理由:
________________________________________________________________________。
(2)乙取出10 mL 0.010 molL-1氨水,用pH試紙測其pH=a,然后用蒸餾水稀釋至1 000 mL,再用pH試紙測其pH=b,若要確認NH3H2O是弱電解質,則a、b值應滿足什么關系?__________(用等式或不等式表示)。
(3)丙取出10 mL 0.010 molL-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,顯粉紅色,再加入少量NH4Cl晶體,顏色變________(填“深”或“淺”)。你認為這一方法能否證明NH3H2O是弱電解質?______(填“能”或“否”),并說明原因:______________________________________。
(4)請你根據所提供的試劑,再提出一個合理又簡便的方案證明NH3H2O是弱電解質:________________________________________________________________________。
答案 (1)正確 若是強電解質,則0.010 molL-1氨水中c(OH-)應為0.01 molL-1,pH=12
(2)a-2<b<a
(3)淺 能 0.010 molL-1氨水(滴有酚酞溶液)中加入氯化銨晶體后顏色變淺,有兩種可能:一是氯化銨在水溶液中電離出的NH水解使溶液顯酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3H2O的電離平衡NH3H2ONH+OH-逆向移動,從而使溶液的pH降低。這兩種可能均證明NH3H2O是弱電解質
(4)取一張pH試紙,用玻璃棒蘸取0.1 molL-1NH4Cl溶液,滴在pH試紙上,顯色后跟標準比色卡比較測出pH,pH<7(方案合理即可)
解析 (1)若NH3H2O是強電解質,則0.010 molL-1氨水中c(OH-)應為0.010 molL-1,pH=12。用pH試紙測出0.010 molL-1氨水的pH為10,說明NH3H2O沒有完全電離,應為弱電解質。
(2)若NH3H2O是強電解質,用蒸餾水稀釋至1 000 mL,其pH=a-2。因為NH3H2O是弱電解質,不能完全電離,a、b應滿足a-2<b<a。
(3)向0.010 molL-1氨水中加入少量NH4Cl晶體,有兩種可能:一是氯化銨在水溶液中電離出的NH水解使溶液顯酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3H2O的電離平衡NH3H2ONH+OH-逆向移動,從而使溶液的pH降低,這兩種可能均會使溶液顏色變淺,可證明NH3H2O是弱電解質。
(4)NH4Cl為強酸弱堿鹽,只需檢驗NH4Cl溶液的酸堿性,即可證明NH3H2O是弱電解質還是強電解質。
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