81弱电解质的电离 水的电离.docx
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81弱电解质的电离水的电离
一、选择题
1.下列物质溶于水时会破坏水的电离平衡,且属于电解质的是( )
A.氯气 B.二氧化碳
C.碘化钾D.醋酸钠
解析:
Cl2是单质,不属于电解质;CO2是一种非电解质;KI属于电解质,它不能影响H2O的电离;CH3COONa是电解质,CH3COO-发生水解:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,促进水的电离。
答案:
D
2.(2013·天津卷·5)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.在蒸馏水中滴加浓H2SO4,KW不变
B.CaCO3难溶于稀硫酸,也难溶于醋酸
C.在Na2S稀溶液中,c(H+)=c(OH-)-2c(H2S)-c(HS-)
D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
解析:
本题可从盐类水解的应用和KW的影响因素综合分析。
蒸馏水中加入浓H2SO4会放热,溶液温度升高,KW变大,A项错。
CaCO3难溶于稀硫酸的主要原因是两者反应生成的CaSO4覆盖在CaCO3表面阻止反应进行,CaCO3与CH3COOH反应不生成微溶物或难溶物,且符合强酸制弱酸的原理,B项错。
Na2S溶液中,电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)①,物料守恒:
c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)②,将①-②得:
c(H+)=c(OH-)-c(HS-)-2c(H2S),C项正确。
NaCl溶于水,电离出的离子不水解,对水的电离平衡无影响,CH3COONH4中两种离子都会水解,水解程度相等,溶液仍呈中性,但促进了水的电离,D错。
答案:
C
点拨:
知识:
KW、质子守恒和水的电离影响因素。
能力:
考查学生运用化学反应原理解决实际问题的能力。
试题难度:
中等。
3.下列微粒对一水合氨的电离平衡几乎不产生影响的是( )
解析:
四个选项分别为H+、Na+、Al3+、HCO
,H+、Al3+、HCO
均与NH3·H2ONH
+OH-中的OH-反应,只有B选项符合。
答案:
B
4.已知:
25℃时某些弱酸的电离平衡常数。
下面图像表示常温下稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,下列说法中正确的是( )
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度大小关系为:
c(Na+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通少量CO2的离子方程式为:
2ClO-+CO2+H2O===2HClO+CO
C.图像中a、c两点处的溶液中
相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.图像中a点酸的总浓度等于b点酸的总浓度
解析:
酸性强弱顺序为:
CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO
,A选项,ClO-的水解程度大,所以c(ClO-)小于c(CH3COO-),错误;B选项应该生成HCO
,错误;依据HRH++R-可知电离平衡常数=
=
=
,温度不变,KW是常数,所以温度相同时,
相等,C选项正确;D选项,曲线Ⅰ的酸性强于曲线Ⅱ,当pH相同时曲线Ⅱ的酸浓度大,稀释相同倍数时,还是b点浓度大,错误。
答案:
C
5.(2014·上海市杨浦区高三第一学期期中)25℃时纯水的电离度α1,pH=11的氨水中水的电离度为α2,pH=3的盐酸中水的电离度α3。
若将上述氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中水的电离度为α4下列关系式中正确的是( )
A.α1<α2<α3<α4B.α3=α2<α1<α4
C.α2<α3<α1<α4D.α2=α3<α4<α1
解析:
氨水和盐酸中水的电离受到抑制且相同;氨水与盐酸等体积混合后溶液为氨水和氯化铵溶液,以氨水的电离为主,溶液呈碱性,抑制水的电离,但溶液pH比pH=11的氨水小,故电离度大,所以有α2=α3<α4<α1。
答案:
D
6.(2012·浙江温州三模)下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是( )
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L-1)
0.12
0.2
0.9
1
1
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
Ki1
Ki2
Ki3
Ki4
Ki5
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:
弱电解质溶液,浓度降低,电离度越大,且Ki1>Ki2>Ki3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则
的比值变小,若加少量盐酸,则比值变大
C.等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:
c(X-)+c(Y-)-2c(Z-)=2c(HZ)-c(HX)-c(HY),且c(Z-)<c(Y-)<c(X-)
D.在相同温度下,Ki5>Ki4>Ki3
解析:
相同温度下电离度随溶液浓度的增大而减小,所以HX的浓度为1mol·L-1时,电离度小于0.1,三种酸的酸性强弱顺序为:
HZ>HY>HX,D选项正确;A选项,温度相同,Ki1=Ki2=Ki3,错误;B选项,依据Z-+H2OHZ+OH-可知
是水解平衡常数的倒数,只随温度的变化而变化,错误;C选项,依据“越弱越水解”可知NaX水解程度最大,c(X-)最小,错误。
答案:
D
7.(2013·山东枣庄期中)已知室温时,0.1mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述中错误的是( )
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为1×10-7mol·L-1
D.HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
解析:
依据HAH++A-,可知溶液中c(H+)=0.1mol·L-1×0.1%=0.0001mol·L-1;
K=
=
≈1×10-7mol·L-1,A、C正确;升高温度,电离程度增大,溶液的酸性增强,溶液的pH减小,B错误;溶液中c(H+)=1×10-4mol·L-1可知,溶液中c(OH-)为水电离出c(OH-)等于1×10-10mol·L-1,水电离出的c(H+)=1×10-10mol·L-1,D正确。
答案:
B
8.下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是( )
①常温下,NaNO2溶液的pH>7 ②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗 ③HNO2不能与NaCl反应 ④常温下0.1mol·L-1的HNO2溶液pH=2 ⑤1LpH=1的HNO2溶液加水稀释至100L后溶液的pH=2.2 ⑥1LpH=1的HNO2和1LpH=1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应,最终HNO2消耗的NaOH溶液多 ⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体,溶液中c(OH-)增大 ⑧HNO2溶液中加水稀释,溶液中c(OH-)增大
A.①②③⑦B.①③④⑤
C.①④⑤⑥⑦D.②④⑥⑧
解析:
②如果盐酸浓度很稀灯泡也很暗,错误;④如果是强酸,pH=1;⑤如果是强酸,加水稀释至100L后溶液的pH=3,实际pH=2.2,这说明HNO2溶液中存在HNO2H++NO
,加水平衡右移,使pH<3,正确;⑥依HNO2+NaOH===NaNO2+H2O、HCl+NaOH===NaCl+H2O可知c(HNO2)大于c(HCl),而溶液中c(H+)相同,所以HNO2没有全部电离,正确;⑦加入NaNO2溶液中c(OH-)增大,说明化学平衡移动,正确;⑧不论是强酸还是弱酸加水稀释,溶液中c(H+)均减小,而c(OH-)增大,错误。
答案:
C
9.电导率可用于衡量电解质溶液导电能力大小。
常温下,用0.100mol/LNH3·H2O滴定10.00mL浓度均为0.100mol/LHCl和CH3COOH的混合液,电导率曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.①溶液中c(H+)为0.200mol/L
B.溶液温度高低为①>③>②
C.③点后因离子数目减少使电导率略降低
D.③点溶液中有c(Cl-)>c(CH3COO-)
解析:
CH3COOH为弱酸,部分电离,①点溶液中c(H+)小于0.200mol/L,A项错误;酸碱中和放热,①点溶液温度一定比②点低,B项错误;③点溶液为两种酸均恰好被中和,为CH3COONH4和与NH4Cl的等物质的量浓度的混合溶液,因CH3COO-水解,故c(Cl-)>c(CH3COO-),D项正确;③点后为继续滴加弱电解质溶液氨水,体积增大,其电导率会略小,但不是因为溶液中离子数目减少,C项错误。
答案:
D
10.(2013·德州模拟)常温分别在pH=1的酸和pH=14的NaOH溶液中加入足量的铝,放出H2的量前者多,其原因可能是( )
①两溶液的体积相同,酸是多元强酸 ②两溶液的体积相同,酸是一元弱酸 ③酸溶液的体积大于NaOH溶液的体积 ④酸是强酸,浓度比NaOH溶液的大
A.①② B.② C.②③ D.④
解析:
产生H2的量相等时,需n(H+)>n(OH-),题中酸产生H2多,则一定是n(H+)>n(OH-),而pH=1的酸中c(H+)与pH=14的NaOH溶液中c(OH-)相比要小,所以有两种情况可产生题设结果:
一是等体积时,酸是弱酸,二是酸的体积大。
答案:
C
11.(2013·浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)其他条件不变,升高温度下列数据不一定增大的是( )
A.水的离子积常数KW
B.0.1mol/LCH3COONa溶液的pH
C.可逆反应的化学平衡常数K
D.弱电解质的电离度α
答案:
C
12.室温下,关于下列四种溶液的叙述中,正确的是( )
序号
①
②
③
④
溶液
氨水
NaOH
CH3COOH
HCl
浓度c/mol·L-1
0.01
0.01
0.01
0.01
A.由水电离出的c(H+):
①=②=③=④
B.②、③混合呈中性,所需溶液的体积:
③>②
C.溶液的pH:
②>①>④>③
D.①、④等体积混合,所得溶液中离子的浓度:
c(NH
)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
解析:
主要考查弱电解质的电离及盐的水解。
A项,NH3·H2O是弱碱,电离出的c(OH-)小于同浓度的NaOH,故水电离出的c(H+):
①>②,同理③>④。
B项,②、③恰好完全反应时生成CH3COONa,其水溶液因CH3COO-水解呈碱性,若要使混合后溶液呈中性,需CH3COOH过量,故所需溶液的体积:
③>②,正确。
C项,溶液的pH:
②>①>③>④。
D项,①、④等体积混合恰好完全反应生成NH4Cl,NH
水解使溶液呈酸性,溶液中离子浓度:
c(Cl-)>c(NH
)>c(H+)>c(OH-)。
答案:
B
13.(2013·全国大纲·12)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点均有pH=7
解析:
根据水的电离、水的离子积的影响因素以及pH的计算逐一分析各选项。
A.水电离出的c(H+)与c(OH-)的乘积为一常数。
B.由图看出M区域内c(H+)<c(OH-)。
C.T2时c(H+)·c(OH-)大于T1时c(H+)·c(OH-),因为水的电离过程是吸热的,温度越高,水的离子积越大,所以T2>T1。
D.pH=-lgc(H+),XZ线上任意点的c(H+)=c(OH-),但pH不一定为7。
答案:
D
点拨:
知识:
水的电离、水的离子积、pH的计算。
能力:
知识迁移能力、图像分析能力。
试题难度:
中等。
二、非选择题
14.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:
0.01mol·L-1氨水、0.1mol·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。
(1)甲用pH试纸测出常温下0.01mol·L-1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10mL0.01mol·L-1氨水,用pH试纸测出其pH=a,然后用蒸馏水将其稀释至1000mL,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10mL0.01mol·L-1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,0.01mol·L-1氨水中,c(OH-)=10-4mol·L-1,证明NH3·H2O部分电离,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(OH-)=10-(a-2)mol·L-1;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(OH-)>10-(a-2)mol·L-1;(3)0.01mol·L-1氨水(滴有酚酞)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:
一是氯化铵在水溶液中显酸性,加入氨水中使溶液的pH降低;二是NH
使NH3·H2O的电离平衡逆向移动,从而使溶液的pH降低。
所以用这种方法证明一水合氨是弱电解质不严密;(4)从题干中给出的试剂看,还可以选用pH试纸、0.1mol·L-1NH4Cl溶液进行实验来验证NH3·H2O是弱电解质。
因为由“NH
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 0.01mol·L-1氨水的pH=10,说明c(OH-)=10-4mol·L-1,NH3·H2O没有完全电离
(2)a-2
(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl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
15.
(1)某二元弱酸(用化学式H2A表示)在水中的电离方程式是:
H2AH++HA- HA-H++A2-
回答下列问题:
①Na2A溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
理由是____________________________________________(用离子方程式表示)。
②在0.1mol·L-1的Na2A溶液中,下列微粒浓度关系式正确的是________。
A.c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·L-1
B.c(OH-)=c(H+)+c(HA-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)
D.c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)
(2)若H2A===H++HA-,HA-H++A2-,且已知0.1mol·L-1NaHA溶液的pH=2,则0.1mol·L-1H2A溶液中氢离子的物质的量浓度c(H+)________0.11mol·L-1(填“>”、“=”或“<”),理由是____________________________________________。
0.1mol·L-1NaHA溶液中各离子浓度大小顺序为__________________________________________。
解析:
(1)①Na2A溶液中由于A2-水解而显碱性。
②A项符合物料守恒关系;B项,应是c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A);C项符合电荷守恒关系;D项应为c(Na+)=2[c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)]。
(2)由于第一步电离产生的H+对HA-继续电离出H+产生抑制作用,故c(H+)<0.11mol·L-1。
答案:
(1)①碱性 A2-+H2OHA-+OH-,HA-+H2OH2A+OH- ②AC
(2)< H2A第一步电离产生的H+对HA-的继续电离产生抑制 c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
16.
(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。
100℃时1mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=________mol·L-1,KW(25℃)________(填“>”、“<”或“=”)KW(100℃)。
25℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体,对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“仰制”或“不影响”)。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。
已知
化学式
电离常数(25℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为
______________________________________________________。
②25℃时,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,所得溶液显碱性,则c(Na+)________(填“>”、“<”或“=”)c(CH3COO-)。
③向NaCN溶液中通放少量CO2,所发生反应的化学方程式为__________________________________________________________。
解析:
本题考查水的电离及水溶液中离子平衡。
难度中等。
(1)酸、碱的电离抑制水的电离,盐类的水解促进水的电离。
(2)①K值越大,弱酸的电离程度越大,对应钠盐的水解程度越小;②溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),据电荷守恒可以得出c(Na+)>c(CH3COO-);③从表格中可以看出,酸性:
H2CO3>HCN>HCO
,所以产物应为HCO
。
答案:
(1)1×10-12 < 促进
(2)①Na2CO3溶液的pH>NaCN溶液的pH>CH3COONa溶液的pH
②>
③NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3
17.(2013·和田一中模拟)A、B、C、D、E五种溶液分别是NaOH、NH3·H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。
常温下进行下列实验:
①将1LpH=3的A溶液分别与0.001mol/LxLB溶液、0.001mol/LyLD溶液充分反应至中性,x、y大小关系为y<x;②浓度均为0.1mol/L的A和E溶液,pH:
A<E;③浓度均为0.1mol/L的C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。
回答下列问题:
(1)D是________溶液,判断理由是________________________________________________________________________。
(2)用水稀释0.1mol/LB时,溶液中随着水量的增加而减小的是________(填序号)。
①
②
③c(H+)和c(OH-)的乘积 ④OH-的物质的量
(3)OH-浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)。
①反应所需要的时间E>A
②开始反应时的速率A>E
③参加反应的锌粉物质的量A=E
④反应过程的平均速率E>A
⑤A溶液里有锌粉剩余
⑥E溶液里有锌粉剩余
(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度(溶质不会分解),溶液pH随温度变化如图中的________曲线(填写序号)。
(5)室温下,向0.01mol/LC溶液中滴加0.01mol/LD溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为________。
解析:
(1)题中,能中和酸性物质A的只有NaOH、NH3·H2O,一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH,B是NH3·H2O,由③可知C是NH4HSO4,由②知A是HCl,E是CH3COOH。
(2)稀释时,NH3·H2O的电离平衡右移,c(OH-)、c(NH3·H2O)均减小,但c(NH3·H2O)减小得更快,c(H+)增大,故①、②减小;水的离子积常数只与温度有关,③不变;OH-的物质的量增大。
(3)OH-浓度相同的盐酸(A)和醋酸溶液(E)中H+浓度相同,故开始反应时的速率A=E;反应过程中醋酸继续电离,H+浓度减小的慢,反应过程的平均速率E>A,放出等质量的氢气,所需要的时间E<A;由于生成的氢气量相等,所以反应的锌粉物质的量A=E;盐酸物质的量少,故锌在盐酸中剩余,在醋酸中不足。
综上,③④⑤正确。
(4)将等体积、等物质的量浓度的氨水和NH4HSO4溶液混合后,恰好反应生成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4水解溶液呈酸性,升高温度,促进水解,溶液酸性增强,故应选④。
(5)若溶液等体积混合,混合溶液因NH
水解而呈酸性,要使混合溶液呈中性,NaOH需稍过量,生成少量的NH3·H2O,所以混合溶液中c(SO
)>c(NH
)。
答案:
(1)NaOH 题中的,能中和酸性物质A的只有NaOH、NH3·H2O,一定物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D的碱性比B的碱性强,所以D是NaOH
(2)①② (3)③④⑤ (4)④
(5)c(Na+)>c(SO
)>c(NH
)>c(OH-)>=c(H+)
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- 81弱电解质的电离 水的电离 81 电解质 电离