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2015高考化学大一轮复习配套讲义:弱电解质的电离平衡(研考点认知层层递进 析考题能力步步提高


第一节

第八章 水溶液中的离子平衡 弱电解质的电离平衡

高 考 导 航

了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。 了解电解质在水溶液中的电离。 了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.强电解质与弱电解质

2.电离方程式的书写 (1)强电解质:如 H2SO4 电离方程式为:H2SO4===2H +SO2 4 。
+ -

(2)弱电解质: ①多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如 H2CO3 电离方程式: H2CO3 H +HCO3 ,HCO3
+ - -

H +CO2 3 。
+ -

②多元弱碱电离方程式一步写成,如 Fe(OH)3 电离方程式:Fe(OH)3 (3)酸式盐: ①强酸的酸式盐完全电离,如:NaHSO4===Na +H +SO2 4 。
+ + -

Fe3 +3OH 。
+ -

②弱酸的酸式盐中酸式根不能完全电离,如: NaHCO3===Na +HCO3 ,HCO3 3.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、 浓度等)下, 当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等 时,电离过程就达到平衡。平衡建立过程如图所示。
+ - -

H +CO2 3 。
+ -

(2)电离平衡的特征 可逆过程 v?电离?=v?结合?≠0 条件一定,平衡体系中分子与离子的浓度一定

条件改变,平衡发生移动 4.影响电离平衡的外部条件 (1)温度:温度升高,电离平衡向右移动,电离程度增大。 (2)浓度:稀释溶液,电离平衡向右移动,电离程度增大。 (3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡向左移动,电离程度减小。 (4)加入能反应的物质:电离平衡向右移动,电离程度增大。 5.实例分析 弱电解质的电离平衡移动规律遵循平衡移动原理。 以 CH3COOH CH3COO +H
- +

ΔH>0 为例:

改变条件 加水稀释 加入少量冰醋 酸 通入 HCl(g) 加入 NaOH(s) 加入 CH3COONa(s) 升高温度

平衡移 动方向 向右 向右 向左 向右 向左 向右

n(H ) 增大 增大 增大 减小 减小 增大



c(H ) 减小 增大 增大 减小 减小 增大



c(CH3COO ) 减小 增大 减小 增大 增大 增大



c(CH3COOH) 减小 增大 增大 减小 增大 减小

电离 程度 (α) 增大 减小 减小 增大 减小 增大

Ka 不变 不变 不变 不变 不变 增大

1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)BaSO4 难溶于水,其属于弱电解质。(
- +

) ) )
- +

(2)强电解质的导电能力一定比弱电解质的导电能力强。(

(3)氨气溶于水,当 c(OH )=c(NH4 )时,表明氨水电离处于平衡状态。(

(4)由 0.1 mol/L 一元碱 BOH 的 pH=10,可知溶液存在 BOH===B +OH 。(

)

解析:(1)BaSO4 虽难溶于水,但溶解的部分完全电离,所以 BaSO4 是强电解质;(2)强电解质溶液中的离子 浓度不一定大于弱电解质中的离子浓度;(3)NH3+H2O


NH3· H2O


NH4 +OH ,氨水电离出的 c(OH )







与 c(NH4 )永远相等,不能表明氨水电离处于平衡状态;(4)由于 OH 的浓度小于 0.1 mol/L,所以 BOH 应属于弱 碱,电离方程式应为 BOH 答案:(1)× (2)× (3)× B +OH 。 (4)×
+ - + - + -

2.稀醋酸加水稀释时溶液中的所有离子浓度一定减小吗? 提示:不一定。因温度不变,c(H )· c(OH )是定值,稀醋酸加水稀释时,溶液中的 c(H )减小,但 c(OH ) 增大。 3.电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小吗?离子的浓度一定增大吗?电离程度一定增大吗? 提示:都不一定。如对于 CH3COOH CH3COO +H ,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平
- +

衡右移,根据勒夏特列原理,只能“减弱”而不能消除,再次平衡时,c(CH3COOH)比原平衡时大;加水稀释或 加少量 NaOH 固体,都会引起平衡右移,但 c(CH3COOH)、c(H )都比原平衡时要小。加水稀释或增大弱电解质 的浓度,都使电离平衡向电离方向移动,但加水稀释时弱电解质的电离程度增大,而增大弱电解质的浓度时弱 电解质的电离程度减小。


命题角度一

弱电解质的电离平衡特点 )

1.下列有关电离平衡的叙述正确的是(

A.电离平衡是相对的、暂时的、外界条件改变时,平衡就会发生移动 B.电离平衡时,由于分子和离子的浓度不断发生变化,所以说电离平衡是动态平衡 C.电解质在溶液里达到电离平衡时,分子的浓度和离子的浓度相等 D.电解质达到电离平衡后,各种离子的浓度相等 解析:选 A 电离平衡是化学平衡的一种,达到平衡时,反应仍在进行,分子电离成离子的速率和离子结 合成分子的速率相等,各分子和离子的浓度不再变化,与分子和离子浓度是否相等没有关系,所以只有 A 正确。 2.下列溶液中所含微粒种类由大到小的顺序是________。 A.氨水 C.硫酸氢钠溶液


B.氯水 D.盐酸
+ - + + - - + + - - + - -

解析:氨水:NH3、H2O、NH3· H2O、NH4 、OH 、H 共 6 种;氯水:H2O、Cl2、HClO、H 、Cl 、ClO 、 OH 共 7 种;NaHSO4 溶液:H2O、Na 、H 、SO2 4 、OH 共 5 种;盐酸:H 、Cl 、OH 、H2O 共 4 种。 答案:BACD 命题角度二 条件改变时电离平衡移动结果的判断 ) 3. (2014· 福建泉州模拟)将 0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀释或加入少量 CH3COONa 晶体时都会引起( A.CH3COOH 电离程度变大 B.溶液 pH 减小 C.溶液的导电能力减弱 D.溶液中 c(H )减小 解析:选 D CH3COOH CH3COO +H ,当加水稀释时,c(CH3COOH)、c(CH3COO )、c(H )都减小,
- - + - + +

平衡右移,pH 增大,导电能力减弱,电离程度增大;当加入少量 CH3COONa 晶体时,使 c(CH3COO )增大,平 衡左移,电离程度减小,c(H )减小,pH 增大,导电能力增强。 4.已知人体体液中存在如下平衡:H +HCO3 下列说法中不合理的是( )
+ - +

H2CO3

CO2+H2O,以维持体液 pH 的相对稳定。

A.当强酸性物质进入体液后,上述平衡向右移动,以维持体液 pH 的相对稳定 B.当强碱性物质进入体液后,上述平衡向左移动,以维持体液 pH 的相对稳定 C.若静脉滴注大量生理盐水,则体液的 pH 减小 D.进行呼吸活动时,如果 CO2 进入血液,会使体液的 pH 减小 解析:选 C 若静脉滴注大量生理盐水,则血液被稀释,平衡虽然逆向移动,但根据勒夏特列原理,c(H )


减小,体液的 pH 增大。 5.稀氨水中存在着下列平衡:NH3· H2 O 增大,可采取的措施是( MgSO4 固体 ) ②加入少量硫酸 ③加入少量 NaOH 固体 ④加水稀释 ⑤加热 ⑥加入少量 NH4 +OH ,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使 c(OH )
+ - -

①加入少量 NH4Cl 固体

A.①②③⑤ 解析:选 C
+ - -

B.③⑥


C.③

D.③⑤
+ -

若在氨水中加入 NH4Cl 固体,c(NH4 )增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH )减小,①错误;

硫酸中的 H 与 OH 反应,使 c(OH )减小,平衡向正反应方向移动,②错误;当在氨水中加入 NaOH 固体后, c(OH )增大,平衡向逆反应方向移动,符合题意,③正确;若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向 移动,但 c(OH )减小,④错误;电离属吸热过程,加热平衡向正反应方向移动, c(OH )增大,⑤错误;加入 MgSO4 固体发生反应 Mg2 +2OH ===Mg(OH)2↓,溶液中 c(OH )减小,⑥错误。
+ - - - -

1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1)(2013· 广东高考)1 L 0.1 mol/L 的氨水中有 nA 个 NH4 (nA 为阿伏加德罗常数的数值)。( (2)(2013· 江苏高考)CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中 c?CH3COOH? - 的值减小。( c?CH3COO ? ) CH3COO )


)

(3)(2012· 山东高考)HClO 是弱酸,所以 NaClO 是弱电解质。(

(4)(2010· 北京高考)0.1 mol/L CH3COOH 溶液的 pH>1, 可知 CH3COOH 溶液中存在 CH3COOH


+H 。(



)


解析:(1)一水合氨为弱电解质,部分电离,所以 1 L 0.1 mol/L 的氨水中 NH4 的数目会小于 0.1nA 个,错误; (2)醋酸加水稀释过程中, c(H )减小, 但电离常数不变, 由 K 电离=


c? H ? · c?CH3COO ? c?CH3COOH? 得 - 将减小, c?CH3COOH? c?CH3COO ?
+ -

正确;(3)HClO 是弱酸,但钠盐均为强电解质,错误;(4)0.1 mol/L CH3COOH 溶液的 pH>1,说明 CH3COOH 是 弱酸,即其水溶液中存在电离平衡:CH3 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ H +HS 和 HS
+ - -

3COO



+H ,正确。



2.(2013· 上海高考)H2S 水溶液中存在电离平衡 H2S ( ) 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,溶液 pH 减小

H +S2 。若向 H2S 溶液中
+ -

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:选 C 向 H2S 溶液中加水,平衡向右移动,但溶液体积增大,溶液中 H 浓度减小,A 错误;通入


SO2,可发生反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,SO2 过量时,SO2 与水反应生成的 H2SO3 酸性比氢硫酸强,因 此溶液 pH 减小,B 错误;滴加新制氯水,发生反应:H2S+Cl2===2HCl+S↓,H2S 浓度减小,平衡向左移动, 反应生成的盐酸为强酸,溶液酸性增强,pH 减小,C 正确;加入少量 CuSO4,发生反应:CuSO4+H2S===CuS↓ +H2SO4,溶液中 S2 浓度减小,H 浓度增大,D 错误。
- +

3.(2013· 福建高考)室温下,对于 0.10 mol/L 的氨水,下列判断正确的是( A.与 AlCl3 溶液发生反应的离子方程式为 Al +3OH ===Al(OH)3↓ B.加水稀释后,溶液中 c(NH4 )· c(OH )变大 C.用 HNO3 溶液完全中和后,溶液不显中性 D.其溶液的 pH=13 解析:选 C
+ -

)

3+



本题考查氨水的相关知识,意在考查考生对溶液中平衡知识的掌握程度和运用能力。NH3· H 2O
+ + + - + -

是弱碱,书写离子方程式时不能拆写,应为:Al3 +3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4 ,A 错误;加水稀释虽然能 促进 NH3· H2O 的电离,但 c(NH4 )和 c(OH )都减小,即 c(NH4 )· c(OH )减小,B 错误;用硝酸完全中和后,生成 硝酸铵,硝酸铵为强酸弱碱盐,其水解显酸性,C 正确;因为 NH3· H2O 为弱碱,部分电离,所以 0.1 溶液中 c(OH )远远小于 0.1 mol/L,D 错误。


mol/L 的

4.(2012· 上海高考)将 100 mL 1 mol/L 的 NaHCO3 溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加 入少许 Ba(OH)2 固体,忽略溶液体积变化。两份溶液中 c(CO2 3 )的变化分别是(


)

A.减小、减小 C.增大、增大 解析:选 B 固体时,反应掉
- +

B.减小、增大 D.增大、减小 c(H ),平衡左移,c(CO2 3 )减小;加少量 Ba(OH)2
+ -

- HCO3 +CO2 3 ,加少量冰醋酸时,增大 + - H ,平衡右移,c(CO2 3 )增大。

5.(2011· 山东高考)室温下向 10 mL pH=3 的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( A.溶液中导电粒子的数目减少 B.溶液中 c?CH3COO ? - 不变 c?CH3COOH?· c?OH ?
- +

)

C.醋酸的电离程度增大,c(H )亦增大 D.再加入 10 mL pH=11 的 NaOH 溶液,混合液 pH=7 解析:选 B


本题考查弱电解质的电离平衡,意在考查考生对电离平衡的理解和应用能力。醋酸溶液加水
+ - + - -

稀释后,CH3COOH 的电离程度增大,n(H )、n(CH3COO )增大,A 错误;根据 CH3COOH 的电离平衡常数 Ka = 此 c?CH3COO ?· c? H ? c?CH3COO ?· Kw c?CH3COO ? Ka = ,由于温度不变,Ka、Kw 均不变,因 - ,则 - = c?CH3COOH? c?CH3COOH?· c?OH ? c?CH3COOH?· c?OH ? Kw c?CH3COO ? + + - 不变, B 正确;醋酸加水稀释,电离程度增大, n(H )增大,但 c(H )减小,C 错误;再 c?CH3COOH?· c?OH ?


加入 10 mL pH=11 的 NaOH 溶液,反应后得到 CH3COOH 和 CH3COONa 的混合溶液,溶液显酸性,pH<7, D 错误。 6.(2011· 福建高考)常温下 0.1 mol/L 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 0.2 mol/L 盐酸 D.提高溶液的温度 解析:选 B pH 由 a 变成 a+1,表明溶液酸性减弱;将溶液稀释 10 倍,若电离平衡不移动,则溶液 pH 由 a 变成 a+1,但由于电离平衡会发生移动,A 错误;向弱酸溶液中加入浓度较大的强酸,溶液酸性增强,C 错误;提高溶液的温度会促进醋酸电离,酸性增强,D 错误;加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离,使溶液 pH 增大,B 正确。 考点二 电离平衡常数 )

1.表达式 (1)对于一元弱酸 HA: HA H +A ,电离常数 K=
+ -

c? H ? · c? A ? 。 c?HA?
+ -

(2)对于一元弱碱 BOH: BOH 2.特点 (1)电离常数只与温度有关,因电离是吸热过程,所以升温,K 值增大。 (2)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是 K1?K2?K3??,故其酸性取决于第一步。 3.意义 K越大 ― → 越易电离 ― → 酸?碱?性越强 B +OH ,电离常数 K=
+ -

c? B ? · c?OH ? 。 c?BOH?
+ -

[总结提升] (1)改变温度,电离平衡常数和化学平衡常数的变化不一定一致。升高温度,电离平衡常数一定增大,因为 弱电解质的电离都是吸热的;而升高温度,对于吸热的可逆反应来说,化学平衡常数增大,而对于放热的可逆 反应来说,则减小。 (2)电离平衡常数越小,酸(碱)性越弱,其相应离子水解程度越大,碱(酸)性越强。

命题角度一

电离平衡常数的应用及影响因素 )

1.下列关于电离平衡常数(K)的说法正确的是( B.电离平衡常数(K)与温度无关

A.电离平衡常数(K)越小,表示弱电解质电离能力越弱 C.不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数(K)不同 D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为:K1<K2<K3 解析:选 A 电离平衡常数是表示弱电解质电离能力强弱的一个物理量,其值越小,表示弱电解质的电离 能力越弱,A 正确;电离平衡常数 K 只与温度有关,B、C 错误;多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为:K1 >K2>K3,D 错误。 2.(2014· 海口调研)已知下面三个数据:7.2×10 4、4.6×10 4、4.9×10
- - -10

分别是三种酸的电离平衡常数,

若已知这些酸可发生如下反应: ①NaCN+HNO2===HCN+NaNO2, ②NaCN+HF===HCN+NaF, ③NaNO2+HF===HNO2+NaF。 由此可判断下列叙述中,不正确的是( A.HF 的电离平衡常数为 7.2×10
-4 -10

)

B.HNO2 的电离平衡常数为 4.9×10

C.根据①③两个反应即可知三种酸的相对强弱 D.HNO2 的电离平衡常数比 HCN 大,比 HF 小 解析:选 B 相同温度下的弱电解质的电离平衡常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一。该题中涉及三 个反应,由题中三个化学反应方程式(强酸制弱酸)可以得出:HF、HNO2、HCN 的酸性依次减弱。酸性越强, 电离平衡常数越大,据此将三个 K 值与酸对应起来,故 A 正确,B 错误;反应①说明 HNO2>HCN,反应③说 明 HF>HNO2,C、D 正确。 命题角度二 的是( ) 有关电离平衡常数的基本计算 3.(2014· 辽宁营口高三联考)已知室温时,0.1 mol/L 某一元酸 HA 在水中有 0.1%发生电离,下列叙述错误 A.该溶液的 pH=4 B.升高温度,溶液的 pH 增大 C.此酸的电离平衡常数约为 1×10
+ -7 +

D.由 HA 电离出的 c(H )约为水电离出的 c(H )的 106 倍 解析:选 B 由于 HA 中 c(H )=0.1 mol/L×0.1%=1×10
+ -4

mol/L,因此 pH=4,A 正确;由于弱电解质的
+ + - - -4

电离过程为吸热过程,温度升高,电离平衡向正方向移动,从而使溶液中 c(H )增大,pH 减小,B 错误;室温 时 0.1 mol/L HA 溶液中 c(H )=c(A )=1×10 ≈1×10 7,C 正确;该溶液中 c(H )=1×10
- + -4 + - -4 + - -4

c? H ? · c?A ? 1×10 4×1×10 mol/L,电离平衡常数:Ka= = - c?HA? 0.1-1×10 4
- -10 + + -10

mol/L、c(OH )=1×10

mol/L,由 HA 电离出的 c(H )=1×10

mol/L,由水电离出的 c 水(H )=c 水(OH )=Kw/c(H )=1×10

mol/L,D 正确。

4.碳氢化合物完全燃烧生成 CO2 和 H2O。常温常压下,空气中的 CO2 溶于水,达到平衡时,溶液的 pH=

5.60,c(H2CO3)=1.5×10 5。若忽略水的电离及 H2CO3 的第二级电离,则 H2CO3




3 +H



的平衡常数 K1

=________。(已知:10 解析:H2CO3
+ -

-5.60

=2.5×10 )
- - -

-6



+HCO3

K1=

c? H ? · c?HCO3 ? 10 5.60×10 5.60 - = ≈4.2×10 7。 - c?H2CO3? 1.5×10 5
-7

答案:4.2×10 [总结提升]

电离常数的计算 以弱酸 HX 为例: (1)已知 c(HX)和 c(H ),求电离常数 HX 起始(mol/L):c(HX) 平衡(mol/L):c(HX)-c(H )
+ - + + +

H



+ 0

X




0 c(H )

c(H )


c? H ? · c? X ? c ?H ? 则:K= = + c?HX? c?HX?-c?H ? 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)和电离常数,求 c(H ) HX 起始(mol/L): 平衡(mol/L):
+ + + +

2

c2?H ? , c?HX?


H




+ 0

X




c(HX) c(HX)-c(H )
- +

0 c(H )

c(H )


c? H ? · c? X ? c ?H ? 则:K= = + c?HX? c?HX?-c?H ? 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 )= K· c?HX?,代入数 值求解即可。
+ + +

2

1.(双选)(2013· 上海高考)部分弱酸的电离平衡常数如表所示:

弱酸 电离 平衡 常数 (25 ℃) Ki2=5.6×10
下列选项错误的是(
- -

HCOOH

HCN

H2CO3

Ki=1.77×10
-11

-4

Ki=4.9×10

-10

Ki1=4.3×10

-7

)
- -

A.2CN +H2O+CO2===2HCN+CO2 3

B.2HCOOH+CO2 3 ===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小于后者 解析:选 A、D


根据电离平衡常数,HCN 的电离程度介于 H2CO3 的一级电离和二级电离之间,A 反应应


为 CN +H2O+CO2===HCN+HCO3 ;HCOOH 的电离程度大于 H2CO3 的一级电离,B 正确;等 pH 的 HCOOH 和 HCN,HCN 溶液的浓度大,中和等体积、等 pH 的 HCOOH 和 HCN,后者消耗 NaOH 的量大,C 正确;在 HCOONa 和 NaCN 中存在电荷守恒:c(Na )+c(H )=c(HCOO )+c(OH ),c(Na )+c(H )=c(CN )+c(OH ),
+ + - - + + - -

等浓度的 HCOONa 和 NaCN 溶液,NaCN 水解程度大,溶液中 OH 浓度大,H 浓度小;根据电荷守恒,两溶 液中离子总浓度为 2[c(Na )+c(H )],而 Na 浓度相同,H 浓度后者小,因此等体积、等浓度的两溶液中离子总 数前者大于后者,D 错误。 2.(2011· 新课标全国卷)将浓度为 0.1 mol/L HF 溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( A.c(H ) 解析: 选D
+ + + + +





)

B.Ka(HF)

C.

c? F ? + c? H ?
- +

D.

c?H ? c?HF?
+ +

本题考查电离平衡, 意在考查考生对电离平衡常数、 电离的影响因素的掌握情况。 在 0.1 mol/L +F ,加水稀释,平衡向右移动,但 c(H )减小;B 项,电离平衡常数
- + -

HF 溶液中存在如下电离平衡:

与浓度无关,其数值在稀释过程中不变;C 项,加水后,平衡右移,n(F )、n(H )都增大,但由于水电离产生的 n(H )也增大,C 项比值减小;D 项,变形后得


Ka?HF? - - ,稀释过程中 c(F )逐渐减小,故其比值始终保持增大。 c? F ?

3.(2011· 海南高考)氯气在 295 K、100 kPa 时,在 1 L 水中可溶解 0.09 mol,实验测得溶于水的 Cl2 约有三 分之一与水反应。请回答下列问题: (1)该反应的离子方程式为_____________________________________________ 。 (2)估算该反应的平衡常数________________(列式计算)。 (3)在上述平衡体系中加入少量 NaOH 固体,平衡将向________移动。 (4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将________(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向 __________________________________________________ 移动。 解析:(1)Cl2 和水反应生成 HCl 和 HClO,HClO 是弱酸。 2 1 - + (2)在该氯水中,c(Cl2)= ×0.09 mol/L=0.06 mol/L,c(Cl )=c(H )=c(HClO)= ×0.09 mol/L=0.03 mol/L, 3 3 忽略 HClO 的电离,所以 K= c? H ? · c?Cl ?· c?HClO? ?0.03?3 - = =4.5×10 4。 0.06 c?Cl2?
+ - + +

(3)加入少量 NaOH 固体,NaOH 可以和 H 及 HClO 反应,使平衡 Cl2(g)+H2 动。 (4)增大氯气的压强,上述平衡正向移动,氯气在水中的溶解度增大。 答案:(1)Cl2+H2
+ - +

+Cl +HClO 正向移



+Cl +HClO



c? H ? · c?Cl ?· c?HClO? ?0.03?3 - (2)K= = =4.5×10 4 0.06 c?Cl2? (3)正反应方向 (4)增大 =0.13; ②25 ℃时,2.0×10
-3

正反应方向


4. (2010· 浙江高考节选)已知: ①25 ℃时,弱电解质的电离平衡常数:Ka(CH3COOH)=1.8×10 5, Ka(HSCN) mol/L 氢氟酸水溶液中,调节溶液 pH(忽略体积变化),得到 c(HF)、c(F )与溶液 pH


的变化关系,如图所示:

请根据以上信息回答下列问题: (1)25 ℃时,将 20 mL 0.10 mol/L CH3COOH 溶液和 20 mL 0.10 mol/L HSCN 溶液分别与 20 mL 0.10 mol/L NaHCO3 溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图所示:

反 应 初 始 阶 段 , 两 种 溶 液 产 生


CO2 气 体 的 速 率 存 在 明 显 差 异 的 原 因 是


________________________________________________________________________, 反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO )__________c(SCN )(填“>”、“<”或“=”)。 (2)25 ℃ 时 , HF 电 离 平 衡 常 数 的 数 值 Ka≈________ , 列 式 并 说 明 得 出 该 平 衡 常 数 的 理 由 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)因 HSCN 比 CH3COOH 的电离平衡常数大,则同浓度下,HSCN 的电离程度大,开始时 c(H )大, 因此反应速度快, 反应后生成 CH3COONa 和 NaSCN 的浓度相同, 但由于 CH3COO 的水解程度大, 则其浓度小。 c? H ? · c? F ? - + + - - (2)Ka= ,当 c(F )=c(HF)时,Ka=c(H ),此时 pH=3.45,c(H )=10 3.45,即 Ka=10 3.45。 c?HF?
+ - - +

答案:(1)HSCN 的酸性比 CH3COOH 强,其溶液中 c(H )较大,故其溶液与 NaHCO3 溶液的反应速率较快 < (2)10 Ka=
-3.45



(或 3.5×10 4)
- -

c? H ? · c? F ? - + ,查图中的交点处即为 c(F )=c(HF)时,Ka=c(H ),故所对应的 pH 即为 Ka 的负对数 c?HF?


考点三

强酸与弱酸的比较与判断

1.强、弱电解质的比较 以一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较为例。 (1) 相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较:

(2)相同 pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较:

2.强、弱电解质的判断方法(以 HA 为例) 角度一:从是否完全电离的角度判断:

方法 1 方法 2 方法 3

测定一定浓度的 HA 溶液的 pH 跟同浓度的盐酸比较导电性 跟同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢

若测得 0.1 mol/L 的 HA 溶液的 pH=1, 则 HA 为强酸;若 pH>1,则 HA 为弱酸 若导电性和盐酸相同,则为强酸;若比 盐酸弱,则为弱酸 若反应速率相同,则为强酸;若比盐酸 慢,则为弱酸

角度二:从是否存在电离平衡的角度判断: (1)从一定 pH 的 HA 溶液稀释前后 pH 的变化判断: 如将 pH=3 的 HA 溶液稀释 100 倍后,再测其 pH,若 pH=5,则为强酸,若 pH<5,则为弱酸。 (2)从升高温度后 pH 的变化判断: 若升高温度,溶液的 pH 明显减小,则是弱酸。因为弱酸存在电离平衡,升高温度时,电离度增大,c(H ) 增大。而强酸不存在电离平衡,升高温度时,只有水的电离程度增大,pH 变化幅度小。 角度三:从酸根离子是否能发生水解的角度判断: 可直接测定 NaA 溶液的 pH:若 pH=7,则 HA 是强酸;若 pH>7,则 HA 是弱酸。


命题角度一

强酸与弱酸的比较 )

1.(2014· 潍坊模拟)常温下,若 HA 溶液和 NaOH 溶液混合后 pH=7,则下列说法不合理的是( A.反应后 HA 溶液可能有剩余 B.生成物 NaA 的水溶液的 pH 可能小于 7 C.HA 溶液和 NaOH 溶液的体积可能不相等 D.HA 溶液中的 c(H )和 NaOH 溶液中的 c(OH )可能不相等 解析:选 B
+ -

HA 可能是强酸也可能是弱酸,当 HA 为强酸时,HA 与 NaOH 二者恰好反应;当 HA 为弱酸 )

时,HA 过量,故 A、C、D 合理;B 项,NaOH 为强碱,NaA 溶液的 pH 不可能小于 7,只能大于 7 或等于 7。 2.今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是(

序号 pH 溶液

① 11 氨水

② 11 氢氧化钠溶液
+ -

③ 3 醋酸

④ 3 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溶液混合后,若混合后溶液 pH=7,则 V1<V2 解析:选 D


醋酸钠溶液显碱性,A 正确,也可以从平衡移动角度分析,CH3COONa 电离出的 CH3COO :
3COO




a.与盐酸中的 H 结合生成 CH3COOH;b.使醋酸中平衡 CH3
+ -

+H 左移,两溶液中 H 浓度均





减小,所以 pH 均增大;假设均是强酸强碱,且物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但 ③醋酸是弱 酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性 c(H )>c(OH ),B 正确;分别加水稀释 10 倍,假设平 衡不移动,那么①②溶液的 pH 均为 10,但稀释氨水使平衡 NH3· H2 ④盐酸,所以需要的①氨水少,即 V1>V2,D 错误。 3.在一定温度下,有 a.盐酸 b.硫酸
+ +

4 +OH



右移,使①pH>10,同理醋

酸稀释后 pH<4,C 正确;假设均是强酸强碱,混合后溶液呈中性,V1=V2,但①氨水是弱碱,其浓度远远大于 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____________________。 (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:HCl===H +Cl ,H2SO4===2H + SO4 ,CH3
+ + - + + + + +

2-



+CH3COO 。(1)当三种酸物质的量浓度



相同时,三种酸中 c(H )由大到小的顺序为 b>a>c。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和 NaOH 的能力 盐酸和醋酸相同,因随着 NaOH 溶液的加入,CH3COOH 电离平衡右移,提供的氢离子和盐酸相同,而硫酸提 供的 H 是它们的 2 倍,故 b>a=c。 (3)c(H )相同时,醋酸溶液浓度最大,因醋酸为弱酸,电离程度小,硫酸浓度为盐酸的一半,故 c>a>b(或 c>a=2b)。(4)当三者 c(H )相同且体积也相同时,因 HCl、H2SO4 为强电解质,在溶液中完全电离,所以 H 总 的物质的量相同,故产生 H2 的体积相同。CH3COOH 为弱电解质,最终能提供的 H 最多,生成的 H2 最多,故 c>a=b。(5)因开始时 c(H )相同,故 a=b=c;因 CH3COOH 为弱酸,继续电离出 H ,减弱了 c(H )的减小, 故 a=b>c。(6)因 CH3COOH 为弱酸,加水稀释时电离平衡右移,减弱了 c(H )的减小,故 c>a=b。 答案:(1)b>a>c (4)c>a=b (2)b>a=c (3)c>a>b(或 c>a=2b) a=b>c (6)c>a=b (5)a=b=c
+ + + + + + + + +

[总结提升] 假设法进行有关量的大小比较 在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时,可以先假设所给物质全部是强电解质,再在此基础上结合电 离平衡移动原理进行分析。如题 2 中的 C 选项,分别加水稀释 10 倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的 pH 均 为 10,然后再根据平衡移动进行分析;再如 D 选项,假设均是强酸强碱,则 V1=V2,然后再根据弱碱的电离平 衡及浓度进行分析。 命题角度二 弱电解质的判断方法 ) 4.下列事实中一定不能证明 CH3COOH 是弱电解质的是( ①常温下某 CH3COONa 溶液的 pH=8 ②用 CH3COOH 溶液做导电实验,灯泡很暗 ③等 pH、等体积的盐酸、CH3COOH 溶液和足量锌反应,CH3COOH 放出的氢气较多 ④0.1 mol/L CH3COOH 溶液的 pH=2.1 ⑤CH3COONa 和 H3PO4 反应,生成 CH3COOH ⑥0.1 mol/L 的 CH3COOH 溶液稀释 100 倍,pH<3 A.② C.①③⑤ 解析:选 A D.③④⑤⑥ ①中证明 CH3COO 能水解,溶液呈碱性,证明 CH3COOH 为弱酸;②中未能指明浓度,也没
+ -

B.②⑤

有参照物,不能说明问题;③说明等 pH 的条件下,电离前 n(CH3COOH)>n(盐酸),故 CH3COOH 的电离程度比 盐酸小,属弱电解质;④中说明 c(H )<c(CH3COOH),说明 CH3COOH 部分电离,存在电离平衡,CH3COOH 是 弱电解质;已知⑤中的 H3PO4 为中强酸,而中强酸能制备的必定是比 H3PO4 还要弱的酸,说明 CH3COOH 为弱 电解质;⑥中 CH3COOH 溶液被稀释,c(H )的变化与溶液浓度的变化不一致,证明存在电离平衡的移动,即证 明 CH3COOH 为弱电解质。 5.(2014· 河北承德质检)为了证明一水合氨(NH3· H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行 实验(均在常温下进行):0.01 mol/L 氨水、0.1 mol/L NH4Cl 溶液、NH4Cl 晶体、酚酞试剂、pH 试纸、蒸馏水。 (1)甲用 pH 试纸测出 0.01 mol/L 氨水的 pH 为 10, 则认定一水合氨是弱电解质, 你认为这一方法是否正确?


(填“是”或“否”)__________,并说明理由:_______________。 (2)乙取出 10 mL 0.01 mol/L 氨水,用 pH 试纸测出其 pH=a,然后用蒸馏水将其稀释至 1 000 mL,再用 pH 试 纸 测 出 其 pH 为 b , 若 要 确 认 一 水 合 氨 是 弱 电 解 质 , 则 a 、 b 值 应 满 足 什 么 条 件 ? ___________________________________________( 用等式或不等式表示)。 (3)丙取出 10 mL 0.01 mol/L 氨水, 滴入 2 滴酚酞溶液, 显粉红色, 再加入 NH4Cl 晶体少量, 颜色变________(填 “深”或“浅”)。 (4) 请 你 根 据 所 提 供 的 试 剂 , 再 提 出 一 个 既 合 理 又 简 便 的 方 案 证 明 一 水 合 氨 是 弱 电 解 质 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 解析:(1)由于 NH3· H2O 为一元碱,0.01 mol/L 氨水中,c(OH )=1.0×10
- - - -4

mol/L,证明 NH3· H2O 部分电离,
+ -(a-2)

是弱电解质。(2)若 NH3· H2O 是强电解质,稀释过程中 OH 总数可看成不变,稀释后 c(H )=1.0×10


mol/L;

若 NH3· H2O 是弱电解质,稀释过程中电离平衡向生成 OH 方向移动,溶液中 OH 的总数增加,所以稀释 100 倍后 c(H )<10
+ -(a-2)

mol/L,则有 10 a<10 b<10
- - +

-(a-2)

,即 a-2<b<a。(3)0.01 mol/L 氨水(滴有酚酞)中加入氯化铵


晶体后颜色变浅,因为 NH4 使 NH3· H2O 的电离平衡逆向移动,从而使溶液的 pH 降低。(4)从题干中给出的试剂 看,还可以选用 pH 试纸、0.1 mol/L NH4Cl 溶液进行实验来验证 NH3· H2O 是弱电解质。因为由“NH4 水解显酸 性”可判断“NH3· H2O 是弱碱”,进而证明一水合氨是弱电解质。 答案:(1)是 0.01 mol/L 氨水的 pH=10,说明 c(OH )=1.0×10 (2)a-2<b<a (3)浅
- -4

mol/L,NH3· H2O 没有完全电离

(4)取一张 pH 试纸,再用玻璃棒蘸取 0.1 mol/L NH4Cl 溶液,点在 pH 试纸上,显色后跟标准比色卡对照, 读出其 pH,若 pH<7,则证明 NH3· H2O 是弱电解质

1.(2012· 浙江高考)下列说法正确的是(

)

A.常温下,将 pH=3 的醋酸溶液稀释到原体积的 10 倍后,溶液的 pH=4 B.为确定某酸 H2A 是强酸还是弱酸,可测 NaHA 溶液的 pH。若 pH>7,则 H2A 是弱酸;若 pH<7,则 H2A 是强酸 C.用 0.200 0 mol/L NaOH 标准溶液滴定 HCl 与 CH3COOH 的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均为 0.1 mol/L),至中性时,溶液中的酸未被完全中和 D.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol/L 盐酸、③0.1 mol/L 氯化镁 溶液、④0.1 mol/L 硝酸银溶液中,Ag 浓度:①>④=②>③ 解析:选 C
- +

醋酸为弱酸,稀释时会促进电离,稀释 10 倍后溶液的 pH 小于 4 而大于 3,A 错误;NaHA
- -

的水溶液呈碱性,说明 HA 在溶液中水解,即 H2A 是弱酸,但若 NaHA 的水溶液呈酸性,可能是 HA 的电离 程度比 HA 的水解程度大,而不能说明 H2A 能完全电离,也就不能说明 H2A 为强酸,B 错误;强酸与强碱溶液 正好完全中和时,所得溶液的 pH=7,而强碱与弱酸正好完全中和时,溶液的 pH>7,若所得溶液的 pH=7,说 明碱不足,C 正确;Ag 浓度最大的是④,其次是①,最小是③,D 错误。 2.(2010· 全国高考)相同体积、相同 pH 的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生 反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )


解析:选 C

本题考查弱电解质的电离平衡,意在考查考生分析图像的能力。pH 相同的一元中强酸的物质


的量浓度大于一元强酸的物质的量浓度,所以加入足量锌粉最终产生氢气的量,一元中强酸多,反应过程中, 未电离的中强酸分子继续电离,使得溶液中 H 浓度比强酸大,反应速率是中强酸大于强酸。 3.(2010· 重庆高考)pH=2 的两种一元酸 x 和 y,体积均为 100 mL,稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如图 所示。分别滴加 NaOH 溶液(c=0.1 mol/L)至 pH=7,消耗 NaOH 溶液的体积为 Vx、Vy,则( )

A.x 为弱酸,Vx<Vy C.y 为弱酸,Vx<Vy 解析:选 C

B.x 为强酸,Vx>Vy D.y 为强酸,Vx>Vy

由图像可知 x 稀释 10 倍,pH 变化 1 个单位(从 pH=2 变化为 pH=3),故 x 为强酸,而 y 稀

释 10 倍,pH 变化小于 1 个单位,故 y 为弱酸,A、D 错误;pH 都为 2 的 x、y,前者浓度为 0.01 mol/L,而后 者大于 0.01 mol/L,故中和至溶液为中性时,后者消耗碱的体积大,C 正确。 4.(2011· 山东高考节选)常温下,H2SO3 的电离常数 K1=1.2×10 2,K2=6.3×10 8,H2CO3 的电离常数 K1
- -

=4.5×10 ,K2=4.7×10 错误在于

-7

-11

。某同学设计实验验证 H2SO3 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, ________________________________________________________________________ 。 设 计 合 理 实 验 验 证 H2SO3 酸 性 强 于 H2CO3( 简 要 说 明 实 验 步 骤 、 现 象 和 结 论 , 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。 解析:要用测 pH 的方法比较酸性强弱,则应使酸的浓度相等。该实验中 SO2 和 CO2 均饱和,而 SO2 的溶 解度远大于 CO2,故 c(H2SO3)>c(H2CO3)一定成立,H2SO3 溶液的 pH 小,不能说明其酸性强。 答案:用于比较 pH 的两种酸的物质的量浓度不相等 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。


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