2021届一轮复习人教版弱电解质的电离作业
第1讲 弱电解质的电离
A组 基础题组
1.已知:25 ℃时,电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,CH3COOH的电离常数与其相等。现向1 L 0.1 mol·L-1氨水中加入等体积的0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,则下列说法正确的是( )
A.在滴加过程中,KW始终保持不变
B.25 ℃时,反应后溶液中c(NH4+)>c(CH3COO-)
C.若用NH3·H2O标准溶液滴定盐酸,则应选择酚酞作为指示剂
D.25 ℃时,反应NH4++H2ONH3·H2O+H+的平衡常数约为5.6×10-10
答案 D A项,在滴加过程中,溶液温度升高,KW增大,错误;B项,25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O电离常数相等,故反应后溶液中CH3COO-和NH4+水解程度相同,则溶液中c(NH4+)=c(CH3COO-),错误;C项,滴定终点为NH4Cl溶液,显酸性,应选择甲基橙作为指示剂,错误;D项,25 ℃时,反应NH4++H2ONH3·H2O+H+的平衡常数K=c(H+)·c(NH3·H2O)c(NH4+)=c(H+)·c(NH3·H2O)·c(OH-)c(NH4+)·c(OH-)=KWKb=1×10-141.8×10-5≈5.6×10-10,正确。
2.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+。要使溶液中c(H+)c(CH3COOH)增大,可以采取的措施是( )
A.加入少量烧碱溶液 B.降低温度
C.加入少量冰醋酸 D.加水
答案 D 加入少量的NaOH溶液,平衡向右移动,c(H+)和c(CH3COOH)都减小,但是前者减小的程度更大,A项不符合题意;醋酸的电离是吸热过程,降低温度,平衡向左移动,c(H+)减小,c(CH3COOH)增大,B项不符合题意;加入少量冰醋酸,醋酸浓度变大,电离程度减小,虽c(H+
)也增大,但c(H+)c(CH3COOH)减小,C项不符合题意;加水稀释,平衡向右移动,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,故n(H+)n(CH3COOH)增大,c(H+)c(CH3COOH)也增大,D项正确。
3.能证明乙酸是弱酸的实验事实是( )
A.CH3COOH溶液与Zn反应放出H2
B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7
C.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红
答案 B A、C、D均只能证明CH3COOH具有酸性,不能证明其酸性强弱;B项,0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7,说明CH3COONa为强碱弱酸盐,即说明CH3COOH为弱酸。
4.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5,下列说法正确的是( )
A.相同体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液,中和NaOH的能力相同
B.0.2 mol· L-1 HCOOH与0.1 mol· L-1 NaOH 等体积混合后:c(HCOO-)+c(OH-)< c(HCOOH)+c(H+)
C.浓度均为0.1 mol· L-1的 HCOONa和NH4Cl 溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
D.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)增大
答案 C pH相同的HCOOH和CH3COOH溶液,物质的量浓度:c(HCOOH)
c(HCOOH)+c(H+
),故B错误;电离平衡常数越大,其对应离子的水解程度越小,根据电离平衡常数可知,离子水解程度: NH4+>HCOO-,由电荷守恒得:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)=0.1 mol·L-1+c(H+)、c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)=0.1 mol·L-1+c(OH-),水解程度NH4+>HCOO-,所以HCOONa溶液中的c(H+)大于NH4Cl溶液中的c(OH-),则浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者,故C正确;CH3COO-发生水解反应的离子方程式为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,水解平衡常数Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-),升温水解平衡常数Kh=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-)增大,则c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)减小,故D错误。
5.浓度均为0.1 mol/L、体积为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.相同温度下,电离常数K(HX):a>b
C.常温下,由水电离出的c(H+)·c(OH-):ac(R-)>c(OH-)>c(H+)
C.pH=7时,所得溶液中:c(HR)>c(R-)=c(NH4+)
D.pH=10时,所得溶液中:c(R-)>c(HR),c(NH4+)>c(NH3·H2O)
答案 B 由图可知,pH=5时,lgc(R-)c(HR)=0,所以Ka=c(R-)×c(H+)c(HR)=c(H+)=1×10-5,所以,25 ℃,0.1 mol/L NaR溶液中,Kh=KWKa=10-1410-5=10-9,c(OH-)= Kh×c(R-)≈ 10-9×0.1 mol/L=1×10-5 mol/L,所以pH约为9,A不正确。当通入0.1 mol NH3时,所得溶液中的溶质为NH4R,NH4R的阴、阳离子可以相互促进水解,NH3·H2O电离平衡常数K=1.76×10-5,而HR的Ka=1×10-5,故R-的水解程度较大,溶液显碱性,所以c(NH4+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),B正确。pH=7时,由图可知,lgc(R-)c(HR)=2,则c(R-)c(HR)=102,所以c(R-)>c(HR);由电荷守恒可知c(R-)=c(NH4+),所以,所得溶液中c(R-)=c(NH4+)>c(HR),C不正确。pH=10时,c(OH-)=1×10-4 mol/L,由NH3·H2O电离平衡常数K=1.76×10-5,可以求出c(NH4+)c(NH3·H2O)=1.76×10-51×10-4<1,所以c(NH4+)c(HR),D不正确。
7.25 ℃时,将浓度均为0.1 mol· L-1,体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100 mL,Va、Vb与混合液pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.Ka(HA)=1×10-6
B.b点c(B+)=c(A-)=c(OH-)=c(H+)
C.a→c过程中水的电离程度始终增大
D.c点时,c(A-)c(OH-)·c(HA)随温度升高而减小
答案 D 由图可知0.1 mol· L-1HA 溶液pH=3,由 HA H++A-可知Ka=10-3×10-30.1=10-5,选项A错误;b点是两者等体积混合后所得溶液,呈中性,所以离子浓度的大小为c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),选项B错误;a→b是酸过量、b→c 是碱过量,两过程中水的电离程度受抑制,b点是弱酸弱碱盐溶液,其水解对水的电离起促进作用,所以a→c 过程中水的电离程度先增大后减小,选项C错误;c 点时,c(A-)c(OH-)·c(HA)=1Kh=KaKW,而Ka=10-3×10-30.1=10-5 mol· L-1,温度越高Kh越大,所以1Kh越小,选项D正确。
8.18 ℃时,H2A(酸):K1=4.3×10-7,K2=2.1×10-12;H2B(酸):K1=1.0×10-7,K2=6.3×10-13。在浓度相同的两种溶液中,用“>”“<”或“=”填空。
(1)H+的浓度:H2A H2B。
(2)酸根离子的浓度:c(A2-) c(B2-)。
(3)酸分子的浓度:c(H2A) c(H2B)。
(4)溶液的导电能力:H2A H2B。
答案 (1)> (2)> (3)< (4)>
解析 (1)相同温度、相同浓度的不同二元酸溶液中,c(H+)与电离平衡常数成正比,多元弱酸的电离以第一步为主,H2A(酸)的K1大于H2B(酸)的K1,所以H2A电离程度大,溶液中c(H+)大。(2)相同温度、相同浓度下,电离平衡常数越大,其电离程度越大,H2A(酸)的K2大于H2B(酸)的K2,所以酸根离子的浓度:c(A2-)>c(B2-)。(3)相同温度、相同浓度下,电离平衡常数越大,其电离程度越大,H2A(酸)的K1大于H2B(酸)的K1,所以H2A电离程度大,酸分子的浓度:c(H2A)H2B,溶液的导电能力:H2A>H2B。
9.在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如下图所示。
(1)“O”点导电能力为0的原因是 。
(2)A、B、C三点溶液中c(H+)由小到大的顺序是 。
(3)A、B、C三点溶液中醋酸的电离程度最大的是 。
(4)若使C点溶液中c(CH3COO-)增大,而c(H+)减小,可采取的措施主要有:① ;② ;③ 。
答案 (1)在“O”点处CH3COOH未电离,无离子存在
(2)CH2CO3>HCN
(2)能;NaCN+H2O+CO2 HCN+NaHCO3
(3)CO32->CN->HCO3->HCOO-
(4)①增大 ②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。
B组 提升题组
11.常温下,将NaOH溶液分别加到HF溶液、CH3COOH溶液中,两混合溶液中离子浓度与pH的变化关系如图所示,已知pKa=-lgKa,下列有关叙述错误的是( )
A.常温下,Ka(CH3COOH)=10-5
B.a点时,c(F-)=c(HF)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.常温下,0.1 mol/L NaF溶液的pH小于0.1mol/LCH3COONa溶液的pH
D.向CH3COOH溶液中加入NaOH溶液后所得的混合溶液中,c(CH3COO-)c(CH3COOH)=10(pKa-pH)
答案 D 常温下,pH=5的CH3COOH溶液中lgc(CH3COO-)c(CH3COOH)=0,则c(CH3COO-)=c(CH3COOH),Ka(CH3COOH)=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)=10-5,A正确;a点时,lgc(F-)c(HF)=0,则c(F-)=c(HF),溶液的pH=4,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(F-)>c(Na+),水解程度较小,所以溶液中存在c(F-)=c(HF)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B正确;由A可知Ka(CH3COOH)=10-5,pH=4时,c(HF)=c(F-),Ka(HF)=c(H+)·c(F-)c(HF)=10-4,说明HF酸性大于醋酸,相同温度下相同浓度的钠盐中,水解程度F-7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为 。提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
解析 (1)碱性溶液易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应CO2+2OH- CO32-+H2O,故吸附剂X中含有CO32-。
(2)①观察图1知,在pH为8~10之间,H3AsO3的分布分数逐渐减小,H2AsO3-的分布分数逐渐增大,故该过程中,NaOH与H3AsO3反应生成NaH2AsO3和水,离子方程式为OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O。
②由H3AsO4的第一步电离方程式知,Ka1=c(H+)·c(H2AsO4-)c(H3AsO4),观察图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2mol/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO4-的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lg Ka1=-lg 10-2.2=2.2。
