2019屆高考化學(xué)專題十六弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用精準(zhǔn)培優(yōu)專練

PAGEPAGE10培優(yōu)點(diǎn)十六弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用一．一．弱電解質(zhì)電離平衡及電離平衡常數(shù)的應(yīng)用1．影響電離平衡的因素典例1．體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，下列敘述錯誤的是（）A．與NaOH完全中和時，醋酸所消耗的NaOH多B．分別與足量CaCO3反應(yīng)時，放出的CO2一樣多C．兩種溶液的pH相等D．分別用水稀釋相同倍數(shù)時，n(Cl－)＜n(CH3COO－)【解析】體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0.01mol，根據(jù)二者的電離方程式可知，二者電離出的c(H＋)相同，故pH相等，C項正確；由于醋酸不能完全電離，因此n(CH3COOH)＞n(HCl)，故與NaOH完全中和，醋酸消耗的NaOH多，分別與足量CaCO3反應(yīng)時，醋酸放出的CO2多，A項正確，B項錯誤；分別用水稀釋相同倍數(shù)時，醋酸的電離程度增大，n(CH3COO－)增大，而n(Cl－)不變，D項正確?！敬鸢浮緽2．電離平衡常數(shù)的應(yīng)用典例2．已知H2SO3、H2CO3分別屬于中強(qiáng)酸和弱酸，H2SO3Heq\o\al(+,)＋HSOeq\o\al(－,3)，HSOeq\o\al(－,3)Heq\o\al(+,)＋SOeq\o\al(2－,3)；H2CO3Heq\o\al(+,)＋HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)Heq\o\al(+,)＋COeq\o\al(2－,3)；電離平衡常數(shù)分別為K1、Keq\o\al(′,1)、K2、Keq\o\al(′,2)，已知K1＞Keq\o\al(′,1)≈K2＞Keq\o\al(′,2)則溶液中不可以大量共存的離子組是（）A．SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)B．HSOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)C．SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3) D．HSOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)【解析】因、Keq\o\al(′,1)＞Keq\o\al(′,2)，故酸性HSOeq\o\al(－,3)＞HCOeq\o\al(－,3)，所以HSOeq\o\al(－,3)能與COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)與SOeq\o\al(2－,3)?！敬鸢浮緽3．強(qiáng)弱電解質(zhì)的比較典例3．25℃時，CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka＝1.8×10－5，體積均為10mLpH＝3的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1000mL，稀釋過程中pH的變化如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是A．HX的酸性比CH3COOH強(qiáng)且為弱酸B．10mLpH＝3的醋酸溶液中c(H＋)＋c(CH3COOH)＞c(CH3COO－)＋c(OH－)C．10mLpH＝3的醋酸溶液中c(CH3COOH)約為0.056mol·L?1D．中和等體積、等pH的CH3COOH和HX溶液消耗NaOH的物質(zhì)的量前者小于后者【解析】對于強(qiáng)酸稀溶液，體積稀釋至100倍，pH增大2，而題述兩種酸溶液pH增大均小于2，故二者均為弱酸，且HX溶液pH增大的多，故HX的酸性比CH3COOH強(qiáng)，選項A正確；由電荷守恒可得：c(Heq\o\al(+,))＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，選項B正確；Ka＝eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))＝1.8×10－5，c(H＋)＝c(CH3COO－)，解得c(CH3COOH)約為0.056mol·L?1，選項C正確；等體積、等pH的CH3COOH和HX溶液，前者溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度大，物質(zhì)的量多，故消耗的NaOH前者大于后者，選項D錯誤?！敬鸢浮緿4．實驗探究典例4．（1）一定溫度下，向1L0.1mol·L?1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固體，則醋酸的電離平衡向________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動；溶液中eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH))的值______(填“增大”“減小”或“不變”)。（2）氨氣的水溶液稱為氨水，其中存在的主要溶質(zhì)微粒是NH3·H2O。已知：a.常溫下，醋酸和NH3·H2O的電離平衡常數(shù)均為1.8×10－5；b．CH3COOH＋NaHCO3=CH3COONa＋CO2↑＋H2O。則CH3COONH4溶液呈________(填“酸”“堿”或“中”，下同)性，NH4HCO3溶液呈________性，NH4HCO3溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是________。（3）99℃時，Kw＝1.0×10－12，該溫度下測得0.1mol·L?1Na2①H2A②該溫度下，將0.01mol·L?1H2A③將體積相等、pH＝1的鹽酸和H2AA．鹽酸多B．H2A多C．一樣多 ④將0.1mol·L?1H2A溶液與0.2mol·L?1【解析】（3）99℃時，Kw＝1.0×10－12，該溫度下測得0.1mol·L?1Na2A溶液的pH＝6，說明溶液呈中性，即A2－不水解，故H【答案】（1）逆不變（2）中堿NHeq\o\al(＋,4)（3）①H2A=2H＋＋A2－②3③C④c(NHeq\o\al(＋,4))>c(A2－)>c(H＋)>c(OH－)二．二．對點(diǎn)增分集訓(xùn)1．已知?dú)浞崴芤褐写嬖谌缦码婋x平衡：HFHeq\o\al(+,)＋F－。只改變一個條件一定可以使eq\f(c(HF),c(H＋))減小的是（）A．通入少量氯化氫氣體B．加入少量氟化鉀固體C．加入少量氫氧化鈉固體D．通入少量氟化氫氣體【解析】通入少量HCl氣體，溶液中c(Heq\o\al(+,))增大，電離平衡逆向移動，c(HF)增大，但c(HF)增大的程度沒有c(Heq\o\al(+,))增大的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))減小，A項正確；加入少量KF固體，溶液中c(Feq\o\al(－,))增大，平衡逆向移動，c(Heq\o\al(+,))減小，c(HF)增大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，B項錯；加入少量NaOH固體，溶液中c(Heq\o\al(+,))減小，電離平衡正向移動，c(HF)減小，但c(HF)減小的程度沒有c(Heq\o\al(+,))減小的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，C項錯；通入少量HF氣體，c(HF)增大，平衡正向移動，導(dǎo)致c(Heq\o\al(+,))增大，但最終結(jié)果是c(HF)增大的程度比c(Heq\o\al(+,))增大的程度大，eq\f(c(HF),c(H＋))增大，D錯?！敬鸢浮緼2．25℃時加水稀釋10mLpH＝11的氨水，下列判斷正確的是A．原氨水的濃度為10?3mol·L?1B．溶液中eq\f(c(NH\o\al(＋,4)),c(NH3·H2O))減小C．氨水的電離程度增大，溶液中所有離子的濃度均減小D．再加入10mLpH＝3的鹽酸充分反應(yīng)后混合液的pH值肯定大于7【解析】A項，原氨水的濃度應(yīng)大于10?3mol·L?1，錯誤；B項，由于n(NHeq\o\al(＋,4))增多，而n(NH3·H2O)減小，因處于同一溶液中，所以eq\f(c(NH\o\al(＋,4)),c(NH3·H2O))增大，錯誤；C項，由于c(OH－)減小，所以c(Heq\o\al(+,))應(yīng)增大，錯誤；D項，氨水過量，所以pH＞7，正確?！敬鸢浮緿3．現(xiàn)有體積相等且等pH或等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液，分別加入足量鎂粉，產(chǎn)生H2的體積(同溫同壓下測定)隨時間的變化示意圖如下：其中正確的是（）A．①③B．②④C．①②③④ D．都不對【解析】①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氣的體積應(yīng)逐漸增大，故①錯誤；②等pH時，醋酸濃度較大，加入足量鎂，不僅產(chǎn)生的氫氣的體積更大，反應(yīng)更快，而且反應(yīng)時間更長，不可能比鹽酸更早結(jié)束，故②錯誤；③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氫氣的體積應(yīng)逐漸增大，不可能逐漸減小，故③錯誤；④等物質(zhì)的量濃度時，醋酸溶液中氫離子濃度較小，反應(yīng)速率較小，不可能比鹽酸反應(yīng)的快，故④錯誤。故選D【答案】D4．硼酸(H3BO3)溶液中存在：H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)。下列說法正確的是（）化學(xué)式電離常數(shù)(298K)硼酸K＝5.7×10－10碳酸K1＝4.4×10－7K2＝4.7×10－11醋酸K＝1.75×10－5A．等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉溶液和醋酸鈉溶液比較，pH：前者>后者B．等物質(zhì)的量濃度的碳酸溶液和硼酸溶液比較，pH：前者>后者C．將一滴碳酸鈉溶液滴入硼酸溶液中一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生D．將一滴醋酸溶液滴入碳酸鈉溶液中一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生【解析】酸的電離常數(shù)越大，其酸性越強(qiáng)，根據(jù)電離常數(shù)知，酸性強(qiáng)弱順序是：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氫根離子。醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸，碳酸根離子的水解程度大于醋酸根離子，所以等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉溶液的pH大于醋酸鈉溶液的pH，A正確；碳酸的酸性強(qiáng)于硼酸，則等物質(zhì)的量濃度的碳酸溶液和硼酸溶液比較，pH：前者＜后者，B錯誤；碳酸鈉和硼酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉而不是二氧化碳，所以觀察不到有氣泡產(chǎn)生，C錯誤；醋酸和碳酸鈉反應(yīng)先生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，由于只有一滴醋酸溶液，所以不一定能觀察到有氣泡產(chǎn)生，D錯誤?！敬鸢浮緼5．由已知電離平衡常數(shù)判斷，下列關(guān)于SO2與Na2CO3(aq)反應(yīng)的離子方程式的書寫中，不合理的是（）酸電離平衡常數(shù)H2CO3K1＝4×10－7K2＝5.6×10－11H2SO3K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7A．SO2＋H2O＋2COeq\o\al(2－,3)=2HCOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)B．SO2＋2HCOeq\o\al(－,3)=2CO2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2OC．2SO2＋H2O＋COeq\o\al(2－,3)=CO2＋2HSOeq\o\al(－,3)D．SO2＋H2O＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)＋HSOeq\o\al(－,3)【解析】分析表中的電離平衡常數(shù)判斷電離程度大小，碳酸存在電離平衡：H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋K1＝4×10－7，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)K2＝5.6×10－11；亞硫酸存在電離平衡：H2SO3HSOeq\o\al(－,3)＋H＋K1＝1.54×10－2，HSOeq\o\al(－,3)H＋＋SOeq\o\al(2－,3)K2＝1.02×10－7，碳酸與亞硫酸都是弱酸，電離平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，則酸性強(qiáng)弱順序為H2SO3＞H2CO3＞HSOeq\o\al(－,3)＞HCOeq\o\al(－,3)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理，以此分析B項不合理。【答案】B6．25℃時，向盛有50mLpH＝2的HA溶液的絕熱容器中加入pH＝13的NaOH溶液，加入NaOH溶液體積(V)與所得混合溶液的溫度(T)的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是A．HA溶液的物質(zhì)的量濃度為0.01mol·L?1B．b→c的過程中，溫度降低的原因是溶液中發(fā)生了吸熱反應(yīng)C．a(chǎn)→b的過程中，混合溶液中可能存在：c(A－)＝c(Na＋)D．25℃時，HA的電離平衡常數(shù)K約為1.43×10【解析】恰好中和時混合溶液溫度最高，即b點(diǎn)，此時消耗氫氧化鈉為0.04L×0.1mol·L?1＝0.004mol，得出50mLHA的濃度為eq\f(0.004mol,0.05L)＝0.08mol·L－1，A錯誤；b→c的過程中，HA已完全反應(yīng)，繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液不再發(fā)生反應(yīng)，溶液溫度降低，B錯誤；NaA水解呈堿性，HA電離呈酸性，a→b的過程中，混合溶液可能呈中性，存在：c(A－)＝c(Na＋)，C正確；電離平衡常數(shù)K＝eq\f(cH＋·cA－,cHA)＝eq\f(0.01mol·L－1×0.01mol·L－1,0.08mol·L－1－0.01mol·L－1)＝1.43×10－3，D錯誤?！敬鸢浮緾7．pH＝1的HA、HB兩溶液各10mL，分別加水稀釋至1000mL，其pH變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）A．HA一定是強(qiáng)酸，HB一定是弱酸B．稀釋后，HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱C．D．當(dāng)a＝3時，HA、HB兩溶液起始濃度相等【解析】當(dāng)a＝3，HA一定是強(qiáng)酸，HB一定是弱酸，若a＜3，HA、HB都是弱酸，A錯誤；由圖像可知，稀釋后HA溶液的pH比HB溶液的大，故稀釋后HA溶液的酸性比HB溶液的酸性弱，B正確；若a＝3，HA是強(qiáng)酸，與NaOH溶液反應(yīng)后，溶液中生成的溶質(zhì)NaA不水解，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，C錯誤；當(dāng)a＝3時，HA是強(qiáng)酸，HA、HB兩溶液起始pH相等，但溶液濃度不相等，D錯誤?！敬鸢浮緽8．為比較鹽酸與醋酸的酸性強(qiáng)弱，下列方案不可行的是(均在常溫下測定)（）A．比較等體積、等pH的兩種溶液的導(dǎo)電性B．比較等物質(zhì)的量濃度的氯化鈉與醋酸鈉溶液的pHC．比較等體積、等pH的兩種溶液與過量鋅粉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量D．比較等體積、等物質(zhì)的量濃度的兩種溶液稀釋相同倍數(shù)后的pH變化【解析】A項，由于鹽酸、醋酸的pH相同，c(H＋)相同，所以導(dǎo)電性也相同，故不可行。【答案】A9．向0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中加水或加入少量CH3COONa晶體時，下列有關(guān)敘述不正確的是（）A．都能使溶液的pH增大B．都能使溶液中c(H＋)·c(CH3COO－)減小C．都能使溶液中eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))比值增大D．溶液中eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不變【解析】醋酸中存在CH3COOHCH3COO－＋H+，溫度不變，醋酸的Ka不變，即eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不變，D正確；加水稀釋，雖促進(jìn)醋酸的電離，但溶液中c(H＋)、c(CH3COOeq\o\al(－,))減小，pH增大；加入少量CH3COONa晶體時引入c(CH3COO－)，c(CH3COO－)增大，醋酸的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(H＋)減小，pH增大，A正確；加入少量CH3COONa晶體后Ka＝eq\f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))不變，而c(CH3COOH)變大，則c(H+)·c(CH3COO－)變大，B錯誤；eq\f(c(CH3COO－),c(CH3COOH))＝eq\f(c(CH3COO－)·c(H＋),c(CH3COOH)·c(H＋))＝eq\f(Ka,c(H＋))，c(H+)變小，則比值增大，C正確?！敬鸢浮緼10．常壓下，取不同濃度、不同溫度的氨水測定，得到下表實驗數(shù)據(jù)。溫度/℃c(NH3·H2O)/(mol·L?1)電離常數(shù)電離度/%c(OH－)/(mol·L?1)016.561.37×10－59.0981.507×10－21015.161.57×10－510.181.543×10－22013.631.71×10－511.21.527×10－2提示：電離度＝eq\f(已電離的弱電解質(zhì)物質(zhì)的量,起始時的弱電解質(zhì)物質(zhì)的量)×100%（1）溫度升高，NH3·H2O的電離平衡向________(填“左”或“右”)移動，能支持該結(jié)論的表中數(shù)據(jù)是________(填字母)。A．電離常數(shù)B．電離度C．c(OH－)D．c(NH3·H2O)（2）表中c(OH－)基本不變的原因是________________________________________。（3）常溫下，在氨水中加入一定量的氯化銨晶體，下列說法錯誤的是________(填字母，下同)。A．溶液的pH增大B．氨水的電離度減小C．c(OH－)減小D．c(NHeq\o\al(＋,4))減小（4）將氨水與鹽酸等濃度等體積混合，下列做法能使c(NHeq\o\al(＋,4))與c(Cl－)比值變大的是________。A．加入固體氯化銨B．通入少量氯化氫C．降低溶液溫度D．加入少量固體氫氧化鈉【解析】（1）根據(jù)表中電離常數(shù)隨溫度的變化可以判斷，NH3·H2O的電離吸收熱量，升高溫度，NH3·H2O的電離平衡向右移動。（3）對于平衡NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)+OH－，加入NH4Cl固體，平衡左移，pH減小，電離度減小，c(OH－)減小，c(NHeq\o\al(＋,4))增大，A、D錯誤。（4）氨水與鹽酸等濃度等體積混合，恰好生成NH4Cl溶液，NHeq\o\al(＋,4)+H2ONH3·H2O+Heq\o\al(+,)，加入固體NH4Cl，c(NHeq\o\al(＋,4))增大，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)增大，A正確；降溫，NHeq\o\al(＋,4)水解程度減小，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)增大，C正確；B項，通入HCl，c(Cl－)增大的較c(NHeq\o\al(＋,4))多，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)減??；D項，加入NaOH固體，c(NHeq\o\al(＋,4))減小，eq\f(cNH\o\al(＋,4),cCl－)減小。【答案】（1）右A（2）氨水濃度降低，使c(OH－)減小，而溫度升高，使c(OH－)增大，雙重作用使c(OHeq\o\al(－,))基本不變（3）AD（4）AC11．與化學(xué)平衡類似，電離平衡的平衡常數(shù)，叫做電離常數(shù)(用K表示)。下表是25℃酸電離方程式電離平衡常數(shù)KCH3COOHCH3COOHH++CH3COO－1.96×10－5HClOHClOH++ClO－3.0×10－8H2CO3H2CO3H++HCOeq\o\al(－,3)HCOeq\o\al(－,3)H++COeq\o\al(2－,3)K1＝4.4×10－7K2＝5.6×10－11H2SO3H2SO3H++HSOeq\o\al(－,3)HSOeq\o\al(－,3)H++SOeq\o\al(2－,3)K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7回答下列問題：（1）CH3COOH、HClO、H2CO3、HCOeq\o\al(－,3)、H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)都可看作是酸，其中酸性最強(qiáng)的是________，最弱的是________。（2）向Na2CO3溶液中通入足量的氯氣，發(fā)生的離子方程式為______________________，向NaClO溶液中通入少量的二氧化硫，發(fā)生的離子方程式為_________________________。（3）求25℃時，1.2mol·L?1的NaClO溶液pH＝________(已知：lg2＝0.3)，0.10mol·L?1的CH3COOH溶液中的c(H+)＝________mol·L?1【解析】（1）同一溫度下，酸的電離常數(shù)越大其酸性越強(qiáng)，根據(jù)酸的