2018届一轮复习人教版弱电解质的电离学案(2)
第28讲 弱电解质的电离
考纲要求
1.理解强电解质和弱电解质的概念。
2.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
考点一 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质
(1)概念
(2)与物质类别的关系
①强电解质主要包括强酸、强碱和大多数盐。
②弱电解质主要包括弱酸、弱碱、少数盐和水。
2.弱电解质的电离平衡
(1)电离平衡的建立
在一定条件(如温度、浓度)下,当电离的速率和离子结合为分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态。
(2)电离平衡的特征
(3)外界条件对电离平衡的影响
①内因:弱电解质本身的性质。
②外因:浓度、温度、加入试剂等。
以0.1 mol/L的醋酸溶液为例填写下表:
平衡移动方向
平衡常数Ka
n(H+)
c(H+)
导电性
加水稀释
正向
不变
增大
减小
减弱
加冰醋酸
正向
不变
增大
增大
增强
升温
正向
增大
增大
增大
增强
加CH3COONa(s)
逆向
不变
减小
减小
增强
加NaOH(s)
正向
不变
减小
减小
增强
1.(RJ选修4·P44,3改编)判断下列说法正确的是( )
A.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
B.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,盐酸所需氢氧化钠多于醋酸
C.将NaOH和氨水溶液各稀释一倍,两者的OH-浓度均减小到原来的
D.等浓度等体积的磷酸钠溶液和磷酸溶液中所含PO的量不同
答案: D
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)强电解质的溶液一定比弱电解质的溶液导电性强( )
(2)易溶性强电解质的溶液中不存在溶质分子( )
(3)强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物( )
(4)由于硫酸钡难溶于水,所以是弱电解质( )
(5)稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小( )
(6)向0.1 mol·L-1 NH3·H2O中加入少量的NH4Cl晶体时溶液中的c(OH-)增大( )
(7)常温下,向pH=2的醋酸溶液中加入醋酸铵固体,可抑制醋酸的电离( )
(8)常温下由0.1 mol·L-1一元碱BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH===B++OH-( )
答案: (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)×
3.试用平衡移动原理、Qc分别解释弱电解质溶液加水稀释时平衡移动的方向(以CH3COOH电离平衡为例)。
答案: ①稀释弱电解质溶液时,溶液总浓度减小,电离平衡将向着增大溶液总浓度的正方向移动。
②稀释一倍时,Qc==Ka,此时Qc
c(CH3COO-),B错误;加水稀释后醋酸的电离程度增大,故加水稀释100倍后,溶液的pH<4,C错误;加入醋酸钠固体后,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,D正确。
答案: D
勒夏特列原理适用于电离平衡
应该深刻地理解勒夏特列原理——平衡向“削弱”这种改变的方向移动,移动结果不能“抵消”或“超越”这种改变。
考点二 电离平衡常数及相关计算
1.电离平衡常数表达式
(1)对于一元弱酸HA
HAH++A-,平衡常数Ka= 。
(2)对于一元弱碱BOH
BOHB++OH-,平衡常数Kb= 。
2.碳酸是二元弱酸
(1)电离方程式是
H2CO3H++HCO,
HCOH++CO。
(2)电离平衡常数表达式:
Ka1=,Ka2=。
(3)比较大小:Ka1≫Ka2。
3.电离平衡常数的意义[对弱酸(碱)而言]
―→―→
4.外因对电离平衡常数的影响
(1)电离平衡常数只与温度有关。
(2)升高温度,K值增大,原因是电离过程均为吸热过程。
(1)电离平衡常数除了可以比较弱电解质的电离能力外,还能定量判断电离平衡的移动方向。
(2)在运用电离平衡常数表达式进行计算时,浓度必须是平衡时的浓度。
1.(RJ选修4·P44,4改编)已知25 ℃下,醋酸溶液中存在下述关系:
=1.69×10-5
其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。
试回答下述问题:
(1)向上述溶液中加入一定量的NaOH溶液,上述数值将________(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)若醋酸的起始浓度为0.001 0 mol/L,平衡时氢离子浓度c(H+)是________[提示:醋酸的电离常数很小,平衡时的c(CH3COOH)可近似视为仍等于0.001 0 mol/L]。
答案: (1)不变 (2)1.3×10-4 mol/L
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)H2CO3的电离平衡常数表达式:Ka=( )
(2)电离平衡常数可以表示弱电解质电离能力的相对强弱( )
(3)弱电解质电离平衡右移,电离平衡常数一定增大( )
(4)对于0.1 mol/L的氨水,加水稀释后,溶液中c(NH)·c(OH-)变小( )
(5)向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,先增大再减小( )
(6)室温下,向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,溶液中不变( )
(7)CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值减小( )
答案: (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
(7)√
3.H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,它的Ka1、Ka2差别很大的原因(从电离平衡的角度解释):
________________________________________________________________________。
答案: 第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用
考向一 有关电离平衡常数的定性分析
1.25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.7×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)同浓度的CH3COO-、HCO、CO、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(3)将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
(4)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种物质的溶液:a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3,pH由大到小的顺序是________(填字母)。
(5)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,
填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)
①____________;
②__________;
③__________;
④__________。
答案: (1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)CO>ClO->HCO>CH3COO-
(3)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
(4)a>b>d>c
(5)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
考向二 有关电离平衡常数的定量计算
2.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有1.0%电离,此酸的电离平衡常数为______________。
解析: HAH++A-
0.1-x x x
x=0.1×1.0%=10-3 (mol·L-1)
Ka===10-5。
答案: 10-5
3.在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。
解析: 氨水与盐酸等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液显中性。Kb=c(NH)·c(OH-)/c(NH3·H2O)=(0.005 mol·L-1×10-7 mol·L-1)/(a/2 mol·L-1-0.005 mol·L-1)=10-9/(a-0.01) mol·L-1。
答案: 中 mol·L-1
4.常温下,将a mol·L-1 CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的b mol·L-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka=____________。
答案:
5.在一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=__________(用含a和b的代数式表示)。
答案:
有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例)模板
(1)已知c(HX)和c(H+),求电离平衡常数:
HX H+ + X-
起始: c(HX) 0 0
平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则:K=
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX)。
则K=,代入数值求解即可。
(2)已知c(HX)和电离平衡常数,求c(H+):
HX H+ + X-
起始: c(HX) 0 0
平衡: c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则:K=
由于K值很小,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c(HX)-c(H+)≈c(HX)。
则:c(H+)=,代入数值求解即可。
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
等物质的量浓度的盐
酸(a)与醋酸溶液(b)
等pH的盐酸(a)
与醋酸溶液(b)
pH或物质的量浓度
pH:ab
a=b
水的电离程度
ab
a>b
等体积溶液中和NaOH的量
a=b
ab
相同
等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量
相同
aVY
C.Y为弱酸,VXVY
解析: 分析图象可知,X、Y两种酸的溶液稀释10倍,X的pH增大1,则X为强酸,Y的pH增大的范围小于1,则Y为弱酸,c(Y)>c(X),体积相同的pH=2的X、Y两种酸的溶液被NaOH溶液滴定至pH=7,则Y消耗的NaOH溶液多。
答案: C
2.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D.V1 L④与V2 L①混合,若混合后溶液pH=7,则V1c(OH-),该项正确;C项,加水后②溶液的pH=10,①溶液的pH介于10和11之间,④溶液的pH=4,③溶液的pH介于3和4之间,该项正确;D项,两溶液等体积混合反应后,溶液显酸性,若溶液呈中性,①溶液需要稍过量,故V1>V2,该项错误。
答案: D
3.在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是__________(用字母表示,下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是__________。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是__________。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为________,反应所需时间的长短关系是________。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是__________。
解析: 解答本题要注意以下三点:(1)HCl、H2SO4都是强酸,但H2SO4是二元酸。
(2)CH3COOH是弱酸,在水溶液中不能完全电离。(3)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+的电离平衡。
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
搭建思维平台法比较酸(碱)的强弱
我们在做有关强酸与弱酸、强碱与弱碱比较的试题时,不妨用假设法给自己搭建一个平台,用这个平台进行分析。如第1题,分别加水稀释10倍,假设无平衡移动,则X、Y溶液的pH均为3,对照图象知X为强酸,然后再根据平衡移动可分析出Y为弱酸。
考向二 判断弱酸(碱)的方法
4.为了证明醋酸是弱电解质,甲、乙、丙、丁四人分别选用下列试剂进行实验:0.1 mol·L
-1醋酸溶液、0.1 mol·L-1盐酸、pH=3的盐酸、pH=3的醋酸、CH3COONa晶体、NaCl晶体、CH3COONH4晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、NaOH溶液等。
(1)甲取出10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液,用pH试纸测出其pH=a,确定醋酸是弱电解质,则a应该满足的关系是________,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙分别取pH=3的醋酸和盐酸各1 mL,分别用蒸馏水稀释到100 mL,然后用pH试纸分别测定两溶液的pH,则可认定醋酸是弱电解质,判断的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丙分别取pH=3的盐酸和醋酸各10 mL,然后加入质量相同的锌粒,醋酸放出H2的速率快,则认定醋酸是弱电解质,你认为这一方法正确吗?________,请说明理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丁用CH3COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验,也论证了醋酸是弱酸的事实,该同学的实验操作和现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)a>1 因醋酸是弱酸,不能完全电离
(2)盐酸的pH=5,醋酸的pH<5
(3)正确 由于醋酸是弱酸,随着反应的进行,醋酸不断电离,c(H+)变化小,产生H2的速率醋酸比盐酸快
(4)将CH3COONa晶体、NaCl晶体分别溶于适量水配成溶液,再分别滴入酚酞溶液,CH3COONa溶液变浅红色,NaCl溶液不变色
判断弱电解质的三个思维角度
角度一:弱电解质的定义,即弱电解质不能完全电离,如测0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
角度二:弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释10倍后,17。
[上海高考题]部分弱酸的电离常数如表所示:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25 ℃)
K=1.77×10-4
K=4.9×10-10
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
[高考还可以这样考]
(1)依据表格中三种酸的电离常数,判断三种酸酸性强弱的顺序为
________________________________________________________________________。
(2)向NaCN溶液中通入CO2气体能否制得HCN?若能请写出反应的化学方程式。
________________________________________________________________________。
(3)同浓度的HCOO-、HCO、CO、CN-结合H+的能力由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
(4)①升高0.1 mol/L的HCOOH溶液的温度,HCOOH的电离程度如何变化?
________________________________________________________________________。
②加水稀释,如何变化?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)pH=4的HCOOH和NH4Cl溶液中,水的电离程度相同吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)试用两种最常用的方法判断常温下HCOOH是一种弱酸?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)HCOOH>H2CO3>HCN
(2)能;NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3
(3)CO>CN->HCO>HCOO-
(4)①升高温度,能促进HCOOH的电离
②加水稀释,增大。[==,加水稀释,Ka不变,c(HCOO-)减小,故增大]
(5)不相同
(6)方法Ⅰ:配制0.01 mol/L的HCOOH溶液,测其pH,若pH>2,
则证明HCOOH为弱酸;
方法Ⅱ:配制少量HCOONa溶液,测其pH,若pH>7,则证明HCOOH为弱酸
[课堂随笔]
课时训练 弱电解质的电离
1.(2016·辽宁沈阳检测)将下列物质按电解质、非电解质、弱电解质的顺序排列正确的是( )
A.硫酸、烧碱、醋酸 B.硫酸、铜、醋酸
C.高锰酸钾、乙醇、醋酸 D.磷酸、二氧化碳、硫酸钡
解析: 烧碱是NaOH,属于强碱,是强电解质,故A错误;铜是单质,既不是电解质也不是非电解质,故B错误;高锰酸钾是盐,属于电解质,乙醇不能导电,属于非电解质,醋酸溶于水部分电离,属于弱电解质,故C正确;硫酸钡是盐,属于强电解质,故D错误。
答案: C
2.(2016·山东曲阜期中)下列关于强、弱电解质的叙述中,错误的是( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡
B.溶液导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不同
D.纯的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
解析: 强电解质在水中完全电离,不存在电离平衡,A正确;电解质的强弱与导电能力无关,B错误;同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,电离程度不同,所以导电能力也不同,C正确;离子化合物是强电解质,液态时能导电,如NaCl,共价化合物有的是强电解质,液态时不导电,如AlCl3、HCl等,D正确。
答案: B
3.下列事实不能证明氨水是弱碱的是 ( )
A.pH=11的氨水加入水稀释到原溶液体积100倍时,pH大于9
B.氯化铵溶液呈酸性
C.常温下0.01 mol/L氨水的pH=10.6
D.体积相同的0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L NaOH溶液中和盐酸的量相同
解析: A项,若氨水为强碱,必完全电离,加水稀释时,pH=11的氨水加入水稀释到原溶液体积100倍时,pH应等于9;B项,氯化铵溶液呈酸性,说明NH发生水解反应生成了弱电解质NH3·H2O,“有弱才水解”;C项,常温下0.01 mol/L氨水的pH=10.6,说明氨水不能完全电离,若完全电离,pH应等于12;D项,无论氨水碱性强弱,等体积、等浓度的氨水和NaOH溶液电离出n(OH-)的量相同,它们的中和能力相同。
答案: D
4.(2016·江西宜春期中)室温下,往0.1 mol·L-1的氨水中滴入酚酞试液时,溶液呈现粉红色。现采取下列措施,滴有酚酞的氨水溶液颜色不会变浅的是( )
A.往溶液中滴入稀硫酸 B.往溶液中加入NH4Cl晶体
C.把溶液加热至沸腾 D.往溶液中加入NaOH固体
解析: 氨水溶液中存在微弱电离:NH3·H2ONH+OH-,滴入酚酞溶液呈现粉红色,说明氨水的pH在8~10之间。A项,加入稀硫酸,碱性减弱,红色变浅直至消失;B项,加入NH4Cl晶体,c(NH)增大,抑制了氨水的电离,碱性变弱,颜色变浅;C项溶液加热至沸腾时,一水合氨分子大量分解,NH3逸出,氨水浓度变小,碱性变弱,红色变浅;D项,氨水中加入NaOH固体,对氨水的电离平衡产生抑制作用,但c(OH-)变大,粉红色不会变浅。
答案: D
5.常温下,0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=a+1的措施是( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积的0.2 mol·L-1盐酸
D.提高溶液的温度
解析: 醋酸是弱酸,电离方程式是CH3COOHH++CH3COO-,故稀释10倍,pH增加不到一个单位,A项错误;加入适量的醋酸钠固体,抑制醋酸的电离,使其pH增大,可以使其pH由a变成a+1,B项正确;加入等体积的0.2 mol·L-1盐酸,虽然抑制了醋酸的电离,但增大了c(H+),溶液的pH减小,C项错误;提高溶液的温度,促进了醋酸的电离,c(H+)增大,溶液的pH减小,D项错误。
答案: B
6.(2016·河南郑州检测)在下列条件下,能大量共存的微粒组是( )
化学式
HClO
H2CO3
电离常数(25 ℃)
K1=3.0×10-8
Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
A.c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液:K+、Na+、AlO、S2O
B.上表提供的数据下:HClO、HCO、ClO-、CO
C.能与Al反应生成H2的溶液:NH、Ca2+、NO、I-
D.中性溶液中:CO、Na+、SO、AlO
解析: A项,由c(H+)=1×10-14 mol·L-1可知溶液呈碱性,四种离子可以在碱性条件下大量共存;B项,由表中数据可知,酸性强弱顺序是H2CO3>HClO>HCO,因此HClO+CO===ClO-+HCO,所以HClO与CO不能大量共存;C项,能与Al反应生成H2的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,当溶液为酸性溶液时,NO具有氧化性,能与I-发生氧化还原反应,不能大量存在,且Al与HNO3反应不生成H2,而当溶液为碱性溶液时,NH与OH-形成弱电解质NH3·H2O,不能大量存在;D项,CO、AlO
只能大量存在于碱性溶液中,所以离子不共存。
答案: A
7.将浓度为0.1 mol·L-1 HF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。
答案: D
8.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析: 乙酸和一氯乙酸均显弱酸性。弱酸的浓度越大,在水中的电离度越小,排除C项、D项。电离平衡常数:CH3COOHV2,下列说法正确的是 ( )
A.HX一定是弱酸
B.NaX水溶液的碱性弱于NaY水溶液的碱性
C.HX一定是强酸
D.反应过程中二者生成H2的速率相同
解析: pH=2的两种一元酸HX和HY的溶液各50 mL,加入过量的镁粉,充分反应后,收集H2的体积在相同状况下分别为V1和V2,若V1>V2,可以判断出酸性:HY>HX,HY可能是强酸也可能是弱酸,HX一定是弱酸,故A正确,C错误;因为酸性:HY>HX,根据越弱越水解的原理,相同浓度的NaX、NaY溶液,NaX碱性强,B错误;开始时pH相等,开始一瞬间反应速率相等,之后一直是HX反应较快,因为其酸性更弱,反应之后电离出的氢离子多,D错误。
答案: A
12.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)
K=1.77×10-4
K=4.9×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
下列选项错误的是( )
A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
B.2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑
C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
D.等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者大于后者
解析: 因为HCN的K大于H2CO3的Ka2,所以HCN与CO反应生成HCO,A项错误;因为HCOOH的K大于H2CO3的Ka2、Ka1,所以,B项正确;HCOOH的酸性大于HCN的酸性,所以C选项中HCOOH的浓度远远小于HCN的浓度,正确;D选项,在两种溶液中均存在c(H+)HCOONa+c(Na+)=c(OH-)HCOONa+c(HCOO-)和c(H+)NaCN+c(Na+)=c(OH-)NaCN+c(CN-),故各溶液中的离子总数等于阳离子总数的两倍,又因为等浓度的CN-的水解程度比HCOO-强,所以有c(H+)HCOONa>c(H+)NaCN,而c(Na+)两溶液中相等,故D项正确。
答案: A
13.(2016·湖南浏阳期末节选)请回答下列问题:
已知:25 ℃时,0.1 mol·L-1的HA溶液中=1.0×1010。
(1)HA是________(填“强电解质”或“弱电解质”);
(2)在加水稀释HA溶液的过程中,随着水量的增加而减小的是________(填序号)。
A. B.
C.c(H+)与c(OH-)的乘积 D.c(OH-)
(3)若M溶液是由上述HA溶液V1 mL与pH=12的NaOH溶液V2 mL混合充分反应而得,则下列说法中正确的是________(填序号)。
A.若溶液M呈中性,则溶液M中c(H+)+c(OH-)=2.0×10-7 mol·L-1
B.若V1=V2,则溶液M的pH一定等于7
C.若溶液M呈酸性,V1一定大于V2
D.若溶液M呈碱性,V1一定小于V2
解析: (1)25 ℃时,KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,又知0.1 mol·L-1的HA溶液中=1010,解得:c(H+)=0.01 mol·L-1<0.1 mol·L-1,说明HA为弱酸,即HA为弱电解质。
(2)加水稀释时促进酸的电离,氢离子浓度、酸浓度、酸根离子浓度都减小,=
eq f(c(H+)·c(A-),c(HA)·c(A-))=,即增大,故A错误;==×c(H+),由于温度不变,Ka不变,且c(H+)减小,故减小,故B正确;温度不变,水的离子积常数不变,故C错误;加水稀释促进酸的电离,氢离子浓度减小,但氢氧根离子浓度增大,故D错误。
(3)若混合溶液呈中性,则溶液M中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mol·L-1,故A正确;B项,若V1=V2,由于酸的浓度大,酸过量,则溶液M的pH可能小于7,故B错误;如果溶液呈酸性,则溶液是酸和盐溶液,酸是弱酸,酸浓度大于氢氧化钠浓度,所以V1不一定大于V2,故C错误;如果溶液呈碱性,则溶液可能是碱和盐溶液,也可能只是盐溶液,则V1一定小于V2,故D正确。
答案: (1)弱电解质 (2)B (3)AD
14.(2016·甘肃白银期末)现有室温下浓度均为1×10-3 mol·L-1的几种溶液:①盐酸、②硫酸、③醋酸、④NaOH溶液。回答下列问题:
(1)将③、④混合后,若溶液呈中性,则消耗两溶液的体积为③________④(填“>”“<”或“=”),溶液中的离子浓度由大到小的顺序为________。
(2)向相同体积的①、②、③溶液中分别加入相同的且足量的锌粒,反应的初始速率由快到慢的顺序为________(填序号,下同),最终产生H2总量的关系为________。
(3)向相同体积的①、③溶液中分别加入相同浓度、相同体积的CH3COONa溶液,充分混合后,混合液的pH大小关系为①________③(填“>”“<”或“=”)。
解析: (1)③醋酸、④NaOH溶液混合,溶液呈中性,醋酸是弱酸,等体积混合时溶液呈碱性,若溶液呈中性需要酸稍过量,即消耗两溶液的体积:③>④;溶液中存在电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),中性溶液中:c(OH-)=c(H+),所以溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)。
(2)向相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸溶液中分别加入相同的且足量的锌粒,三种酸的浓度均为1×10-3 mol·L-1,溶质的物质的量相同,盐酸和硫酸是强酸,醋酸是弱酸,溶液中氢离子浓度大小关系为②>①>③;产生氢气的总量大小关系为②>①=③。
(3)向相同体积的①盐酸、③醋酸溶液中分别加入相同浓度、相同体积的CH3COONa溶液,①中恰好完全反应生成醋酸和氯化钠,③中醋酸根离子对醋酸电离起到抑制作用,氢离子浓度减小;混合液的pH的大小关系为①<③。
答案: (1)> c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
(2)②①③ ②>①=③
(3)<
15.常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2,Ka2=6.3×10-8;H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3的酸性强于H2CO3:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,
则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于
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设计合理的实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。
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________________________________________________________________________(仪器自选)。
供选择的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
答案: 用于比较pH的两种酸溶液的物质的量浓度不一定相等
三种参考方案如下:
方案一:配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液,用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案二:将SO2气体依次通过饱和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案三:将CO2气体依次通过饱和NaHSO3溶液、品红溶液。品红溶液不褪色,证明H2SO3酸性强于H2CO3。