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电1电2电离
专题3 溶液中的离子反应
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.CH3COOHB.Cl2C.NH4HCO3D.SO2
2.下列关于电解质电离的叙述中,正确的是( )
A.碳酸钙在水中溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质
B.碳酸钙在水中的溶解度很小,但被溶解的碳酸钙全部电离,所以碳酸钙是强电解质
C.氯气和氨气的水溶液导电性都很好,所以它们是强电解质
D.水难电离,纯水几乎不导电,所以水是非电解质
3.关于强、弱电解质的叙述正确的是( )
A.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
B.强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物
C.强电解质的水溶液中无溶质分子,弱电解质的水溶液中有溶质分子
D.强电解质的水溶液导电能力强,弱电解质的水溶液导电能力弱
4.下列电离方程式书写正确的是( )
A.Al2(SO4)3
2Al3++3SO
B.HF
H++F-
C.H2S
2H++S2-
D.Ca(OH)2
Ca2++2OH-
5.在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.醋酸中逐滴加入氨水(氨水为弱电解质,CH3COONH4为强电解质)
6.下列叙述中正确的是( )
A.固体氯化钠不导电,所以氯化钠是非电解质
B.铜丝能导电,所以铜是电解质
C.氯化氢水溶液能导电,所以氯化氢是电解质
D.三氧化硫溶于水能导电,所以三氧化硫是电解质
7.下列说法正确的是( )
A.电解质的电离是在通电的条件下进行的
B.在水溶液中和熔融状态下能够导电的化合物是电解质
C.电解质电离的条件是溶于水或受热熔化
D.强电解质能够电离,弱电解质不能电离
8.把0.05molNaOH固体,分别加入下列100mL溶液中,溶液的导电能力变化不大的是( )
①自来水 ②0.5mol·L-1盐酸 ③0.5mol·L-1醋酸 ④0.5mol·L-1NH4Cl溶液
A.①②B.②④C.③④D.②③
10.双氧水(H2O2)和水都是极弱电解质,但H2O2比H2O更显酸性。
(1)若把H2O2看成是二元弱酸,请写出在水中的电离方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成正盐,在一定条件下也可形成酸式盐。
请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成盐的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)水电离生成H3O+和OH-叫作水的自偶电离。
同水一样,H2O2也有极微弱的自偶电离,其自偶电离的方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.现有浓度均为0.1mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,回答下列问题:
(1)若三种溶液中c(H+)分别为a1mol·L-1、a2mol·L-1、a3mol·L-1,则它们的大小关系为________。
(2)等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1mol、b2mol、b3mol,则它们的大小关系为________。
(3)分别用以上三种酸中和一定量的NaOH溶液生成正盐,若需要酸的体积分别为V1、V2、V3,其大小关系为________。
(4)分别与Zn反应,开始时生成H2的速率为v1、v2、v3,其大小关系为________。
答案
(1)
a2=a1>a3(答a2>a1>a3也可)
(2)b1=b2=b3
(3)V1=V3=2V2 (4)v2>v1>v3
解析
(1)盐酸中
c(H+)=c(HCl)=0.1mol·L-1
硫酸中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.1mol·L-1=0.2mol·L-1
醋酸中由于存在电离平衡CH3COOH
CH3COO-+H+,CH3COOH部分电离,所以c(H+)<0.1mol·L-1
(2)由于三种酸中溶质的物质的量相同,所以与足量NaOH溶液反应生成盐的物质的量也相同。
(3)设所用NaOH溶液中n(NaOH)为1mol。
HCl+NaOH===NaCl+H2O
所以消耗盐酸的体积V1=
=10L
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
消耗硫酸的体积V2=
=5L
CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O
消耗醋酸的体积V3=
=10L
(4)由于开始时盐酸、硫酸、醋酸中c(H+)为0.1mol·L-1、0.2mol·L-1、小于0.1mol·L-1,所以有v2>v1>v3。
第2课时 弱电解质的电离平衡
知识点一 弱电解质的电离平衡
1.下列说法正确的是( )
A.根据溶液中有CH3COOH、CH3COO-和H+即可证明CH3COOH达到电离平衡状态
B.根据溶液中CH3COO-和H+的物质的量浓度相等可证明CH3COOH达到电离平衡状态
C.当NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中NH3·H2O、NH
和OH-的浓度相等
D.H2CO3是分步电离的,电离程度依次减弱
解析 该题考查了电离平衡的判断及其特点。
溶液中除电解质电离出的离子外,还存在电解质分子,能证明该电解质是弱电解质,但不能说明达到平衡状态,A错误;根据CH3COOH
CH3COO-+H+知即使CH3COOH电离未达到平衡状态,CH3COO-和H+的浓度也相等,B错误;NH3·H2O达到电离平衡时,溶液中各粒子的浓度不变,而不是相等,何况NH3·H2O电离程度是很小的,绝大多数以NH3·H2O的形式存在,C错误;H2CO3是二元弱酸,分步电离且电离程度依次减小
2.下列对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2O
NH
+OH-叙述正确的是( )
A.加水后,溶液中n(OH-)增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动
D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH
)减少
解析 A项,加水使NH3·H2O电离平衡右移,n(OH-)增大;B项,加入少量浓盐酸使c(OH-)减小;C项,加入浓NaOH溶液,电离平衡向左移动;D项,加NH4Cl固体,c(NH
)增大。
知识点二 电离度
3.在100mL0.1mol·L-1的醋酸溶液中,欲使醋酸的电离程度增大,H+浓度减小,可采用的方法是( )
A.加热
B.加入100mL0.1mol·L-1的醋酸溶液
C.加入少量的0.5mol·L-1的硫酸
D.加入少量的1mol·L-1的NaOH溶液
解析 A项,加热促进电离,H+浓度增大;B项,H+浓度不变;C项,加H2SO4抑制电离,但H+浓度增大;D项,加入NaOH,OH-与H+反应,平衡向右移动,H+浓度减小。
4.20℃时在0.5L、0.2mol·L-1的HA溶液中,有0.01mol·L-1的HA电离成离子,求该温度下的电离度。
解析 根据α=
×100%进行计算。
知识点三 电离常数
5.在25℃时,0.1mol·L-1的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液中,它们的电离平衡常数分别为4.6×10-4mol·L-1、1.8×10-4mol·L-1、4.9×10-10mol·L-1、K1=4.3×10-7mol·L-1和K2=5.6×10-11mol·L-1,其中氢离子浓度最小的是( )
A.HNO2B.HCOOHC.HCND.H2CO3
解析 相同温度时,电离平衡常数越小,其电离程度越小,浓度相同时,电离产生的离子浓度越小。
6.已知下面三个数据:
7.2×10-4mol·L-1、4.6×10-4mol·L-1、4.9×10-10mol·L-1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7.2×10-4mol·L-1
B.HNO2的电离平衡常数为4.9×10-10mol·L-1
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 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。
由这三个化学反应方程式可以得出:
HF、HNO2、HCN的酸性依次减弱。
酸性越强,电离常数越大,据此可以将三个K值与酸对应起来。
以上三个反应中,第①个反应说明HNO2>HCN,第③个反应说明HF>HNO2,只根据这两个反应即可作出比较。
练基础落实
1.在相同温度时,100mL0.01mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1的醋酸溶液相比较,下列数据中,前者大于后者的是( )
①H+的物质的量 ②电离程度 ③中和时所需氢氧化钠溶液的量 ④醋酸的物质的量
A.①②B.②③C.①④D.②④
2.下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数受溶液浓度的影响
B.电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱
C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中大
D.H2CO3的电离常数表达式:
K=
解析 电离平衡常数是温度的函数,与溶液浓度无关,所以A项错误;电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱,故B项正确;酸中c(H+)既跟酸的电离常数有关,还跟酸的浓度有关,所以C项叙述错误;D项中碳酸是分步电离的,第一步电离常数表达式为K1=
,第二步电离常数为K2=
,故D项错误。
3.25℃时,将一定量的冰醋酸(即无水乙酸)加水稀释,稀释过程中溶液的导电性变化如图所示。
则下列说法错误的是( )
A.醋酸的电离度:
a<b<c
B.溶液中c(H+):
b>a>c
C.a、b、c三点的溶液都有c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.从b点到c点,溶液中
的比值减小
4.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH(固体) ②H2O ③HCl ④CH3COONa(固体)
A.①②B.②③C.③④D.②④
5.从植物花中可提取一种简写为HIn的有机物,在水溶液中因存在以下电离平衡,故可用作酸碱指示剂。
HIn(aq,红色)
H++In-(aq,黄色),在浓度为0.02mol·L-1的下列各溶液
(1)HCl、
(2)Na2O2、(3)NaCl(aq)、(4)NaHSO4(aq)、(5)NaHCO3(aq)、(6)氨水中加入该指示剂,其中能使指示剂显黄色的是( )
A.
(1)(4)(5)B.
(2)(6)C.
(1)(4)D.(5)(6)
练方法技巧
6.已知0.1mol·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)值增大,可以采取的措施是( )
①加少量烧碱溶液 ②升高温度 ③加少量冰醋酸 ④加水
A.①②B.②④C.③④D.①③
思路点拨 解答本题需注意以下两点:
(1)熟悉影响CH3COOH电离平衡移动的因素。
(2)利用c(H+)/c(CH3COOH)=n(H+)/n(CH3COOH)分析更易理解。
解析 加烧碱溶液消耗H+,平衡向右移动,n(H+)、n(CH3COOH)均减小,但n(H+)减小程度大,故
=
减小,①错误;升高温度,平衡向右移动,n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,比值增大,②正确;加少量冰醋酸,平衡向右移动,n(H+)增大,但n(H+)增大程度不如n(CH3COOH)增大的多,故比值减小,③错误;加水,平衡向右移动,c(H+)增大,c(CH3COOH)减小,比值增大,④正确。
答案 B
7.25℃时,50mL0.10mol·L-1醋酸中存在下述平衡:
CH3COOH
CH3COO-+H+,若分别作如下改变,对上述平衡有何影响?
(1)加入少量冰醋酸,平衡将________,溶液中c(H+)将________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)加入一定量蒸馏水,平衡将__________,溶液中c(H+)将________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)加入少量0.10mol·L-1盐酸,平衡将__________,溶液中c(H+)将________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)加入20mL0.10mol·L-1NaCl溶液,平衡将________,溶液中c(H+)将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析 对于弱电解质的水溶液(以CH3COOH
CH3COO-+H+为例),加水稀释,溶液的体积增大,相当于化学平衡的减压扩体,平衡向粒子数增大的一方(即向电离的方向)移动(化学平衡中气体分子数增大的方向)。
若加入冰醋酸,CH3COOH分子的浓度增大,平衡也向电离方向移动。
答案
(1)向电离方向移动 增大
(2)向电离方向移动 减小
(3)向离子结合成分子的方向移动 增大
(4)向电离方向移动 减小
练综合拓展
8.H2S溶于水的电离方程式为___________________________________________。
(1)向H2S溶液中加入CuSO4溶液时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2-)______;
(2)向H2S溶液中加入NaOH固体时,电离平衡向______移动,c(H+)______,c(S2-)______:
(3)若将H2S溶液加热至沸腾,c(H2S)________;
(4)若要增大H2S溶液中c(S2-),最好加入____________________________________。
解析 H2S是二元弱酸,在水溶液中是分两步电离的,其电离方程式应为H2SH++HS-,HS-
H++S2-。
对
(1),当加入CuSO4时,因发生反应Cu2++S2-===CuS↓,使平衡右移,导致c(H+)增大,但c(S2-)减小;对
(2),当加入NaOH时,因发生反应H++OH-===H2O,使平衡右移,导致c(H+)减小,但c(S2-)增大;对(3),当加热H2S溶液至沸腾时,因H2S挥发,使c(H2S)减小;对(4),增大c(S2-)最好是加入只与H+反应的物质,可见加入强碱如NaOH固体最适宜。
答案 H2SH++HS-,HS-H++S2-
(1)右 增大 减小
(2)右 减小 增大
(3)减小
(4)NaOH固体
9.
(1)体积相同,c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别与足量的颗粒大小相同的锌粒反应,开始时产生氢气的速率______________,充分反应后产生氢气的量________(填“相同”、“醋酸的多”或“盐酸的多”),原因是________________________________________。
(2)在一定量的盐酸中加入足量的锌粒,要使产生氢气的量保持不变,但反应速率加快,可加入____________晶体,理由是________________;要使产生氢气的量不变,但反应速率减慢,可加入________晶体,理由是____________。
可供选择的晶体有:
A.纯碱 B.烧碱 C.胆矾 D.醋酸钠 E.KHSO4
答案
(1)相等 醋酸的多 c(H+)相同,反应开始时的速率相同,c(H+)相同时,醋酸物质的量浓度大,含溶质的物质的量多,所以反应放出的氢气多
(2)C Zn置换出Cu附在Zn表面构成原电池,使反应速率加快,但由于溶液中H+的量不变,因此产生氢气的量不变 D CH3COO-与H+结合成弱电解质CH3COOH,致使溶液中c(H+)降低,使反应速率变慢,而溶液中可提供的H+的数量不变,所以放出的氢气的量不变
10.试用简单的实验证明在醋酸溶液中存在着CH3COOH
CH3COO-+H+的电离平衡(要求写出简要操作、实验现象及实验能说明的问题)。
解析 在弱电解质的水溶液中存在着电离平衡,改变外界条件可使电离平衡发生移动,使溶液中各微粒的浓度发生改变,使溶液的酸碱性发生改变。
因题目并未限定试剂和方法,故思考的空间比较大,可设计不同的实验方法,如加水稀释,使平衡移动,测pH分析判断;又如加入中性CH3COONH4,看溶液中c(H+)变化对指示剂颜色的改变。
答案 方法一:
在醋酸溶液中滴入紫色石蕊试液,溶液呈红色,加入醋酸铵固体,振荡溶液,溶液颜色明显变浅。
c(H+)变小,是由于加入的CH3COO-使平衡向左移动,由此说明醋酸溶液中存在着醋酸的电离平衡。
方法二:
取一定体积的溶液,用pH试纸测其溶液的pH,然后再用蒸馏水将溶液稀释100倍,再测定溶液的pH,若稀释前后溶液的pH改变小于2,说明存在上述电离平衡。
第3课时 常见的弱电解质
知识点一 水的电离
1.在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则c(OH-)为( )
A.2.0×10-7mol·L-1
B.0.1×10-7mol·L-1
C.1.0×10-14/2.0×10-7mol·L-1
D.无法确定
解析 根据水的电离方程式H2O
H++OH-可知,无论在何种条件下的纯水中,水电离出的c(H+)=c(OH-)。
而该温度下的纯水中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1>1.0×10-7mol·L-1,则所处温度高于25℃,但水电离的c(H+)=c(OH-)=2.0×10-7mol·L-1,故答案为A。
2.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A.向纯水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入SO2
D.向水中加入NaCl
解析 A项,水与Na反应,使溶液中的c(H+)
C
3.下列粒子能影响水的电离平衡,且能使水的电离平衡向右移动的是( )
A.CH3COOHB.[
H]-
C.NH
D.
解析 A项,CH3COOH电离出H+,使水的电离平衡左移;B项,OH-能使水的电离平衡左移;C项,NH
会水解,使水的电离平衡右移;D项,Cl-不影响水的电离平衡。
知识点二 水的离子积常数
4.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A.水的离子积变大,pH变小,呈酸性
B.水的离子积不变,pH不变,呈中性
C.水的离子积变小,pH变大,呈碱性
D.水的离子积变大,pH变小,呈中性
解析 水的电离过程为吸热过程,升高温度使电离平衡向正反应方向移动,c(H+)和c(OH-)均增大,KW增大,pH减小,纯水中c(H+)=c(OH-),呈中性。
5.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化
B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是同一物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随温度的变化而变化
D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量
解析 水的离子积常数KW=K·c(H2O),一定温度下K和c(H2O)都是不变的常数,所以KW仅仅是温度的函数,水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,KW就是不变的常数,溶液中c(H+)变大,c(OH-)则变小,反之亦然。
6.某温度下,纯水的c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)为____________,KW=________,温度不变,向水中滴入稀盐酸,使c(H+)=5.0×10-5mol·L-1,则c(OH-)为__________。
解析 纯水中水电离的c(H+)=c(OH-),所以c(OH-)=2.0×10-7mol·L-1,KW=c(H+)·c(OH-)=(2.0×10-7)2mol2·L-2=4.0×10-14mol2·L-2;若向水中加入盐酸,则c(OH-)=
=
mol·L-1=8.0×10-10mol·L-1。
练基础落实
1.关于水的离子积常数,下列说法不正确的是( )
A.100℃水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14mol2·L-2
B.纯水中,25℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14mol2·L-2
C.25℃时,任何以水为溶剂的稀溶液中c(H+)·c(OH-)=1×10-14mol2·L-2
D.KW值随温度升高而增大
解析 KW只与温度有关,升高温度,KW增大,25℃时,纯水和任何物质的水溶液中KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14mol2·L-2。
2.在氢硫酸中,c(H+)和c(S2-)的比值是( )
A.4B.2
C.大于2D.在1~2之间
解析 弱电解质的电离为部分电离,电离程度一般很小,氢硫酸是二元弱酸;分两步电离:
H2S
H++HS-,HS-
H++S2-;二级电离更弱,以第一级电离为主。
虽然由HS-电离产生的H+与S2-浓度相同,但一级电离产生H+却没有产生S2-,故c(H+)/c(S2-)>2。
3.常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1,该溶液可能是( )
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A.①④B.①②C.②③D.③④
解析 由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,即该溶液中的溶质抑制了水的电离,因此要么加碱抑制,要么加酸抑制,故①④正确。
答案 A
4.在相同温度下,0.01mol·L-1NaOH溶液和0.01mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是
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- 电离