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水溶液中的離子平衡
李仕才
考點(diǎn)三 強(qiáng)酸(堿)與弱酸(堿)的比較
1.一元強(qiáng)酸與一元弱酸的比較
注:一元弱堿和一元強(qiáng)堿的比較與此類(lèi)似。
2.一元強(qiáng)酸(堿)和一元弱酸(堿)稀釋時(shí)的pH變化圖象
圖中,a、b為pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d為pH相等的鹽酸和醋酸。對(duì)于該圖象,要深刻理解以下4點(diǎn):
(1)對(duì)于pH=y(tǒng)的強(qiáng)酸溶液稀釋時(shí),體積每增大10n倍,pH就增大n個(gè)單位,即pH=y(tǒng)+n;對(duì)于pH=y(tǒng)的弱酸溶液來(lái)說(shuō),體積每增大10n倍,pH增大不足n個(gè)單位,即pH
x-n;無(wú)論怎樣稀釋?zhuān)瑝A溶液的pH不能等于或小7,只能趨近于7。
(3)加水稀釋相同倍數(shù)后的pH大?。喊彼?NaOH溶液,鹽酸>醋酸。
(4)若稀釋后的pH仍然相等,則加水量的多少:氨水>NaOH溶液,醋酸>鹽酸。
判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)
1.25 ℃時(shí),用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液至pH=7,V醋酸7,則H2A是弱酸;若pH<7,則H2A是強(qiáng)酸。( )
1.酸堿的強(qiáng)弱和溶液酸堿性的強(qiáng)弱不是等同關(guān)系:前者看電離程度,后者看溶液中c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小。強(qiáng)酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性強(qiáng)。
2.弱酸、弱堿是弱電解質(zhì),但它們對(duì)應(yīng)的鹽一般為強(qiáng)電解質(zhì),如醋酸銨:CH3COONH4===NH+CH3COO-。
3.要明確產(chǎn)生H2的速率、物質(zhì)的量與H+的關(guān)系:產(chǎn)生H2的速率取決于c(H+),與n(H+)無(wú)必然聯(lián)系,產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量取決于酸溶液中最終電離出的n(H+),與c(H+)無(wú)必然聯(lián)系。
一、強(qiáng)酸(堿)與弱酸(堿)的比較
1.體積相同、pH相同的NaOH溶液和氨水,與鹽酸中和時(shí)兩者消耗HCl的物質(zhì)的量( )
A.相同 B.中和NaOH的多
C.中和氨水的多 D.無(wú)法比較
解析:NaOH和NH3H2O都是一元堿,pH相同的NaOH溶液和氨水,NH3H2O是弱電解質(zhì),NaOH是強(qiáng)電解質(zhì),所以c(NaOH)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溶液混合后,若混合后溶液pH=7,則V1c(OH-),B正確。分別加水稀釋10倍,①的pH>10,②的pH=10,③的pH<4,④的pH=4,則溶液的pH為①>②>④>③,C正確;若V1=V2時(shí),①和④混合顯堿性,若pH=7,則V1>V2,D錯(cuò)誤。
答案:D
4.相同體積的pH=3的強(qiáng)酸HA溶液和弱酸HB溶液分別跟等質(zhì)量的鎂充分反應(yīng),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.剛開(kāi)始時(shí)兩種溶液中產(chǎn)生H2的速率相同
B.若有一種溶液中鎂有剩余,則有剩余的是強(qiáng)酸溶液
C.若兩種溶液中鎂均無(wú)剩余,則兩者產(chǎn)生等量的氫氣
D.若兩種溶液中鎂均有剩余,則兩者產(chǎn)生等量的氫氣
解析:pH相同,HB的濃度大于HA的濃度,Mg+2H+===Mg2++H2↑。A.開(kāi)始時(shí)c(H+)相同,產(chǎn)生氫氣的速率相同,故說(shuō)法正確;B.因?yàn)镠B的濃度大于HA,體積相同,HB的物質(zhì)的量大于HA的物質(zhì)的量,有剩余的應(yīng)是HA溶液,故說(shuō)法正確;C.加入等質(zhì)量的鎂,鎂無(wú)剩余,生成的氫氣的量相同,故說(shuō)法正確;D.鎂有剩余,說(shuō)明酸全部反應(yīng),HB的物質(zhì)的量大于HA的,HB產(chǎn)生的氫氣的量多,故說(shuō)法錯(cuò)誤。
答案:D
5.對(duì)室溫下2 mL pH=2的醋酸和鹽酸兩種溶液分別采取下列措施,有關(guān)敘述正確的是( )
A.加水稀釋至溶液體積為200 mL,醋酸溶液的pH變?yōu)?
B.溫度都升高20 ℃后,兩溶液的pH不再相等
C.加水稀釋至溶液體積為200 mL后,兩種溶液中c(OH-)都減小
D.加足量的鋅充分反應(yīng)后,兩溶液中產(chǎn)生的氫氣體積可用下圖表示
解析:A選項(xiàng)中醋酸是弱酸,存在電離平衡,加水稀釋至200 mL時(shí),pH<4;C選項(xiàng)中加水稀釋時(shí),兩種溶液中c(OH-)都增大;D選項(xiàng)中pH相等的醋酸溶液和鹽酸,醋酸溶液的濃度大于鹽酸,二者與足量的鋅反應(yīng)得到的氫氣體積不相等。
答案:B
6.在一定溫度下,有a.鹽酸 b.硫酸 c.醋酸三種酸:
(1)當(dāng)三種酸物質(zhì)的量濃度相同時(shí),c(H+)由大到小的順序是____________(用字母表示,下同)。
(2)同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸,中和NaOH的能力由大到小的順序是____________。
(3)若三者c(H+)相同時(shí),物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是____________。
(4)當(dāng)三者c(H+)相同且體積也相同時(shí),分別放入足量的鋅,相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積由大到小的順序是____________。
(5)當(dāng)三者c(H+)相同且體積相同時(shí),同時(shí)加入形狀、密度、質(zhì)量完全相同的鋅,若產(chǎn)生相同體積的H2(相同狀況),則開(kāi)始時(shí)反應(yīng)速率的大小關(guān)系為_(kāi)___________,反應(yīng)所需時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系是____________。
(6)將c(H+)相同的三種酸均加水稀釋至原來(lái)的100倍后,c(H+)由大到小的順序是____________。
解析:HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++SO;CH3COOHH++CH3COO-。(1)當(dāng)三種酸物質(zhì)的量濃度相同時(shí),三種酸中c(H+)由大到小的順序?yàn)閎>a>c。(2)同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸,中和NaOH的能力鹽酸和醋酸相同,因隨著NaOH溶液的加入,CH3COOH電離平衡右移,提供的氫離子和鹽酸相同,而硫酸提供的H+是它們的2倍,故b>a=c。(3)c(H+)相同時(shí),醋酸溶液濃度最大,因醋酸為弱酸,電離程度小,硫酸濃度為鹽酸的一半,故c>a>b(或c>a=2b)。(4)當(dāng)三者c(H+)相同且體積也相同時(shí),因HCl、H2SO4為強(qiáng)電解質(zhì),在溶液中完全電離,所以H+總的物質(zhì)的量相同,故產(chǎn)生H2的體積相同。CH3COOH為弱電解質(zhì),最終能提供的H+最多,生成的H2最多,故c>a=b。(5)因開(kāi)始時(shí)c(H+)相同,故a=b=c;因CH3COOH為弱酸,繼續(xù)電離出H+,減弱了c(H+)的減小,故a=b>c。(6)因CH3COOH為弱酸,加水稀釋時(shí)電離平衡右移,減弱了c(H+)的減小,故c>a=b。
答案:(1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b(或c>a=2b) (4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
二、強(qiáng)弱電解質(zhì)的相關(guān)圖象分析
7.pH=1的兩種酸溶液A、B各1 mL,分別加水稀釋到1 000 mL,其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等
B.稀釋后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性弱
C.若a=4,則A是強(qiáng)酸,B是弱酸
D.若1c(H+),則A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度不相等,A不正確;由圖可知,稀釋后B的pH小,c(H+)大,則A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性弱,B正確;由圖可知,若a=4,完全電離,則A是強(qiáng)酸,B的pH變化小,則B為弱酸,C正確;pH=1的酸,加水稀釋到1 000倍,若pH=4,則為強(qiáng)酸,若1
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2019高考化學(xué)
第8章水溶液中的離子平衡第1節(jié)
弱電解質(zhì)的電離平衡
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