第1讲　电离平衡_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考化学一轮复习讲义+课件（全国版）_2023年高考化学一轮复习讲义（全国版）_赠补充习题

水溶液中的离子反应与平衡 第1讲 电离平衡 课 程 标 准 知 识 建 构 1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶 液的组成、性质和反应。 2．认识弱电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离 常数的含义。 3．能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平 衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，能举例 说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。 一、弱电解质的电离平衡 1．弱电解质的电离平衡 在一定条件下(如温度、浓度等)，当弱电解质分子电离产生离子的速率和离子结 合成分子的速率相等时，电离过程达到了平衡状态。 2．电离平衡的建立与特征 (1)开始时，v(电离)最大，而v(结合)为0。 (2)平衡的建立过程中，v(电离)＞v(结合)。 (3)当v(电离)＝v(结合)时，电离过程达到平衡状态。 3．影响因素 (1)内因：弱电解质本身的性质。 (2)外因 ①温度：温度越高，电离程度越大。 ②浓度：在一定温度下同一弱电解质溶液中，溶液浓度越小，越易电离。③相同离子：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成 弱电解质分子的方向移动。 ④化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电 离方向移动。 4．实例 以0.1 mol·L－1 CH COOH溶液为例，填写外界条件对CH COOHCH COO－＋ 3 3 3 H＋ ΔH＞0的影响。 平衡移 改变条件 n(H＋) c(H＋) 导电能力 K a 动方向 加水稀释 向右 增大 减小 减弱 不变 加入少量冰醋酸 向右 增大 增大 增强 不变 通入HCl(g) 向左 增大 增大 增强 不变 加入NaOH(s) 向右 减小 减小 增强 不变 加入CH COONa(s) 向左 减小 减小 增强 不变 3 加入镁粉 向右 减小 减小 增强 不变 升高温度 向右 增大 增大 增强 增大 5.电离方程式的书写 (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H CO 的电离方程 2 3 式：H CO  H ＋ ＋ HCO ， HCO  H ＋ ＋ CO 。 2 3 (2)多元弱碱电离方程式一步写成，如Fe(OH) 的电离方程式：Fe(OH)  Fe 3 ＋ ＋ 3 3 3OH － 。 (3)强酸的酸式盐完全电离，如NaHSO 的电离方程式：NaHSO == =Na ＋ ＋ H ＋ ＋ 4 4 SO。 (4)弱酸的酸式盐中酸式酸根不能完全电离，如 NaHCO 的电离方程式： 3 NaHCO == =Na ＋ ＋ HCO ， HCO  H ＋ ＋ CO 。 3 【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。 (1)强电解质稀溶液中不存在溶质分子，弱电解质稀溶液中存在溶质分子( ) (2)氨气溶于水，当NH ·H O电离出的c(OH－)＝c(NH)时，表明NH ·H O电离处于 3 2 3 2 平衡状态( ) (3)向0.1 mol·L－1的CH COOH溶液中加入冰醋酸或水，CH COOH电离平衡均右 3 3 移，均使CH COOH的电离程度增大( ) 3 (4)室温下，由0.1 mol·L－1一元碱BOH的pH＝10，可知溶液中存在BOH===B＋＋OH－( ) (5)0.1 mol·L－1的氨水加水稀释n(OH－)、c(OH－)均减小( ) (6)25 ℃时，0.1 mol·L－1 CH COOH加水稀释，各离子浓度均减小( ) 3 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× 二、电离度和电离常数 1．电离度 (1)概念 在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解质 分子总数的百分比。 (2)表示方法 α＝×100% 也可表示为α＝×100% (3)影响因素 升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大； 温度 降低温度，电离平衡向左移动，电离度减小 当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小； 浓度 当弱电解质溶液浓度减小时，电离度增大 2.电离常数 (1)表达式 ①一元弱酸HA的电离常数：根据HAH＋＋A－，可表示为K ＝。 a ②一元弱碱BOH的电离常数：根据BOHB＋＋OH－，可表示为K ＝。 b (2)特点 ①电离常数与温度有关，与浓度无关。升高温度，K值增大。 ②电离常数反映弱电解质电离程度的相对强弱，K越大，表示弱电解质越易电离， 酸性或碱性越强。 ③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是 K ≫ K ≫ K ……，故其酸性取决于第 1 2 3 一步电离。 (3)影响因素 (4)电离常数的四大应用 ①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。 ②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，酸性(或碱性)越弱。 ③判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。 ④计算弱酸、弱碱溶液中的c(H＋)、c(OH－)。稀溶液中、弱酸溶液中，c(H＋)＝，弱 碱溶液中c(OH－)＝。 (5)电离度和电离常数的关系α≈或K≈cα2。 【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。 (1)电离平衡右移，电离常数一定增大( ) (2)H CO 的电离常数表达式：K ＝( ) 2 3 a (3)在相同的温度下，电离常数可以表示弱电解质的相对强弱( ) (4)在相同的温度下，不同浓度的同一弱电解质，其电离常数(K)不同( ) (5)对于0.1 mol·L－1的氨水，加水稀释后，溶液中c(NH)·c(OH－)变小( ) (6)室温下，向10 mL pH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中不变( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ 三、强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH COOH)的比较 3 (1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较 项目 中和碱 与活泼金属反 开始与金属 c(H＋) pH 酸 的能力 应产生H 的量 反应的速率 2 盐酸 大 小 大 相同 相同 醋酸溶液 小 大 小 (2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较 项 中和碱 与足量活泼金属 开始与金属 目 c(H＋) c(酸) 的能力 反应产生H 的量 反应的速率 2 酸 盐酸 小 小 少 相同 相同 醋酸溶液 大 大 多 2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH COOH)稀释图像比较 3 (1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释的图像： 加水稀释相同的倍数 加水稀释到相同的pH 醋酸的pH大 盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸加水稀释的图像： 加水稀释相同的倍数 加水稀释到相同的pH 盐酸的pH大 醋酸加入的水多 3.判断HA为一元弱酸的两种常用方法 (1)常温下，测量NaA溶液的pH，若pH＞7，则证明HA为一元弱酸。 (2)配制0.01 mol·L－1的HA的溶液，测量溶液的pH，若pH＞2，则证明HA为一元 弱酸。 【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。 (1)等浓度的醋酸和盐酸与Zn反应时生成H 的速率：醋酸＞盐酸( ) 2 (2)中和等体积、等pH的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：醋酸＞盐酸( ) (3)中和等浓度、等体积的盐酸和醋酸所用NaOH的物质的量：盐酸＞醋酸( ) (4)加水稀释两种相同pH的酸，pH变化大的一定是强酸( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× 4)× 考点一 弱电解质的电离平衡分析 【典例1】 下列说法中正确的是( ) A．加水稀释0.01 mol·L－1的CH COOH溶液，溶液中c(OH－)减小 3 B．室温时，0.1 mol·L－1的某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，则该溶液的pH ＝4 C．氨水加水稀释后，溶液中c(NH ·H O)/c(NH)的值增大 3 2 D．常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同 答案 B 解析 A项，加水稀释醋酸促进醋酸电离，但溶液中氢离子浓度减小，溶液中c(H ＋)·c(OH－)不变，所以c(OH－)增大，错误；B项，溶液中的c(H＋)＝0.1 mol·L－ 1×0.1%＝1.0×10－4 mol·L－1，则pH＝4，正确；C项，加水稀释弱碱溶液，其电离 平衡正向移动，的值减小，错误；D项，盐酸抑制了水的电离，铵根离子水解促进 了水的电离，错误。 【对点练1】 (弱电解质电离平衡的移动)H S水溶液中存在电离平衡H SH＋＋ 2 2HS－和HS－H＋＋S2－。若向H S溶液中 ( ) 2 A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大 B．通入过量SO 气体，平衡向左移动，溶液pH增大 2 C．滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH减小 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 答案 C 解析 加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量SO 气体发生反应 2 2H S＋SO ===3S↓＋2H O，当SO 过量时溶液显酸性，而且酸性比H S强，pH减 2 2 2 2 2 小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应Cl ＋H S===2HCl＋S↓，平衡向左移动， 2 2 溶液pH减小，C项正确；加入少量硫酸铜固体，发生反应H S＋Cu2＋===CuS↓＋ 2 2H＋，H＋浓度增大，D项错误。 【对点练2】 (弱电解质的判断)(2020·福建福州市高三期末)下列操作能证明HF 是弱电解质的是( ) A．用氢氟酸在玻璃上刻字 B．用氢氟酸做导电性试验，灯泡很暗 C．在0.1 mol/L的HF溶液中加水，测得c(OH－)增大 D．在10 mL pH＝2的HF溶液中加入10 mL 0.01 mol/L NaOH溶液，混合溶液呈 酸性 答案 D 解析 用氢氟酸在玻璃上刻字，是因为HF与玻璃中的二氧化反应，不能证明HF 是弱电解质，故A错误；用氢氟酸做导电性试验，灯泡很暗，没有指明浓度，没有 与强酸对比，不能说明它是否全部电离，故B错误；不论是强酸还是弱酸，在0.1 mol/L的酸溶液中加水，c(OH－)均增大，故C错误；在10 mL pH＝2的HF溶液中 加入10 mL 0.01 mol/L NaOH溶液，混合溶液呈酸性，说明酸因浓度大而过量，没 有完全电离，故D正确。 【对点练3】 (弱电解质电离与溶液导电图像分析)一定温度下，将一定质量的冰醋 酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是( )A．a、b、c三点溶液的pH：c＜a＜b B．a、b、c三点CH COOH的电离程度：a＜b＜c 3 C．用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH，测量结果偏大 D．a、b、c三点溶液用1 mol·L－1 NaOH溶液中和，消耗NaOH溶液体积：c＜a＜b 答案 B 解析 A项，由导电能力知c(H＋)：b＞a＞c，故pH：c＞a＞b；B项，加水体积越大， 越利于CH COOH电离，故电离程度：c＞b＞a；C项，用湿润的pH试纸测量a处 3 溶液的pH，相当于稀释a点溶液，c(H＋)增大，pH偏小；D项，a、b、c三点 n(CH COOH)相同，用NaOH溶液中和时消耗n(NaOH)相同，故消耗V(NaOH)：a 3 ＝b＝c。 (1)电离平衡向右移动，电离程度不一定增大。 (2)加水稀释电解质，电解质分子的浓度不一定减小。 (3)溶液的导电能力(电导率)与电解质的强弱无关，它取决于溶液中自由移动的离 子浓度大小以及离子所带电荷的多少。 考点二 电离常数的计算与应用 【典例2】 (2020·山东省济南二模)25 ℃时，下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( ) A．加水稀释0.1 mol·L－1氨水，溶液中c(H＋)·c(OH－)和均保持不变 B．向CH COONa溶液中加入少量CH COONa，溶液中的值增大 3 3 C．等体积、等物质的量浓度的Na CO 和NaHCO 溶液混合：＜ 2 3 3 D.将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数K (HF)保持 a 不变，始终增大 答案 B 解析 A项中，0.1 mol·L－1氨水稀释过程中c(H＋)增大，c(OH－)减小，因而比值变 大，错误；B项，向CH COONa溶液中加入少量CH COONa，溶液中＝，加入 3 3 CH COONa，溶液碱性增强，则c(H＋)减小，所以的值增大，正确；C项，等体积、等 3 物质的量浓度的Na CO 和NaHCO 溶液混合，根据电离常数有K ＝、K ＝，同 2 3 3 a1 a2 一溶液中c(H＋)相等，而K ＞K ，则＞，错误；D项，0.1 mol·L－1的HF加水稀释， a1 a2 c(F－)趋近于0，而c(H＋)趋于不变(10－7 mol·L－1)，故比值变小，错误。溶液中离子浓度比值变化的判断方法 (1)将浓度之比转化为物质的量之比； (2)“凑常数”：将某些离子的浓度比值乘以或除以某些离子的浓度，转化为一个 K 或K 或K 等常数与某种离子浓度乘积或相除的关系； a b W (3)“假设法”：假设无限稀释，则c(H＋)、c(OH－)趋于不变，其他离子浓度趋于0。 【对点练4】 (电离常数的计算)根据下列条件计算弱电解质的电离常数。 H AsO 水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之 3 4 和的分数)与pH的关系如图所示。 H AsO 第一步电离方程式 H AsO H AsO＋H＋的电离常数为 K ，则pK ＝ 3 4 3 4 2 a1 a1 ________(pK ＝－lg K )。 a1 a1 答案 2.2 解析 K ＝，K仅与温度有关，为方便计算，在图中取pH＝2.2时计算，此时 a1 c(H AsO)＝c(H AsO )，则K ＝c(H＋)＝10－2.2，pK ＝2.2。 2 3 4 a1 a1 【对点练5】 (利用电离常数判断微粒浓度比值的大小)下列说法正确的是( ) A．浓度为0.1 mol·L－1 CH COOH溶液，加水稀释，则减小 3 B．浓度为0.1 mol·L－1 CH COOH溶液，升高温度，K (CH COOH)不变，但醋酸的 3 a 3 电离程度增大 C．浓度为0.1 mol·L－1 HA溶液pH为4，则HA为弱电解质 D．CH COOH的浓度越大，CH COOH的电离程度越大 3 3 答案 C 解析 A项，＝，加水稀释，c(H＋)减小，K (CH COOH)不变，故增大；B项，升温， a 3 K 增大；D项，浓度越大，电离程度越小。 a 【对点练6】 (电离常数的应用)(2020·四川省南充市白塔中学月考)酸在溶剂中的 电离是酸中的H＋转移给溶剂分子，如HCl＋H O===H O＋＋Cl－。已知H SO 和 2 3 2 4 HNO 在冰醋酸中的电离常数为K (H SO )＝6×10－9，K (HNO )＝4×10－10。下列 3 a1 2 4 a 3 说法中正确的是( ) A．H SO 在冰醋酸中电离方程式为H SO ＋2CH COOH===SO＋2CH COOH 2 4 2 4 3 3B．浓度均为0.1 mol/L的H SO 和HNO 在冰醋酸中pH为：H SO >HNO 2 4 3 2 4 3 C．H SO 的冰醋酸溶液中有：c(CH COOH)＝c(HSO)＋2c(SO)＋c(CH COO－) 2 4 3 3 D．向HNO 的冰醋酸溶液中加冰醋酸，减小 3 答案 C 解析 根据电离常数知，冰醋酸中H SO 发生部分电离，分步电离以第一步电离 2 4 为主，则冰醋酸中H SO 的电离方程式：H SO ＋CH COOHHSO＋ 2 4 2 4 3 CH COOH，A说法错误；在冰醋酸中酸的电离常数越大，电离出的氢离子浓度越 3 大，pH越小，硫酸的电离常数大，所以H SO 中氢离子浓度大，则pH(H SO )＜ 2 4 2 4 pH(HNO )，B说法错误；H SO 在冰醋酸中发生电离，根据电荷守恒c(CH COOH) 3 2 4 3 ＝c(HSO)＋2c(SO)＋c(CH COO－)，C说法正确；向HNO 的冰醋酸溶液中加入冰 3 3 醋酸，溶液的体积增大，则c(NO)减小，电离常数为是常数，所以增大，D说法错误。 考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较 【典例3】 (2020·浙江温州适应性测试)25 ℃时，关于0.01 mol·L－1 HCl和0.1 mol·L－1 CH COOH两种溶液的比较，下列说法正确的是( ) 3 A．稀释10倍后浓度变化：c(CH COOH)＝10c(Cl－) 3 B．中和1 mol NaOH时消耗酸的体积：V(HCl)＝10V(CH COOH) 3 C．上述两种溶液与足量的NaOH溶液反应，后者放热更多 D．分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化)：c(CH COO－) 3 ＝10c(Cl－) 答案 B 解析 两种溶液稀释 10 倍后，Cl－浓度减小到原 HCl 溶液浓度的，但由于 CH COOH为弱酸，稀释促进CH COOH的电离，故稀释后CH COOH的浓度小 3 3 3 于原CH COOH溶液浓度的，即c(CH COOH)＜10c(Cl－)，A项错误；中和1 mol 3 3 NaOH需要HCl和醋酸的物质的量均为1 mol，由于HCl和CH COOH溶液浓度 3 比为1∶10，则消耗二者的体积比为10∶1，B项正确；由于没有给出两种酸溶液 的体积，所以不能确定与足量的NaOH溶液反应后放出热量的多少，C项错误； 由于醋酸为弱酸，所以当用NaOH中和醋酸时，若是完全中和，所得溶液呈碱性， 如果得到中性溶液，则需要醋酸过量，即加入的NaOH固体的量要小于醋酸的量 则加入NaOH固体反应后呈中性的两溶液中分别有 c(CH COO－)＝c(Na＋)＜0.1 3 mol·L－1，c(Cl－)＝c(Na＋)＝0.01 mol·L－1，故c(CH COO－)＜10c(Cl－)，D项错误。 3 【对点练7】 (强酸与弱酸的比较)(2020·湖南怀化月考)室温下，有pH＝3的盐酸、 硫酸、醋酸(假设CH COOH的电离度为1%)三种相同体积的溶液。以下叙述错误 3的是( ) A．测定其导电性能相同 B．与足量的锌粉反应的起始速率相同 C．与足量的锌粉反应产生氢气的体积比为1∶1∶1 D．与同浓度氢氧化钠溶液反应，消耗氢氧化钠溶液的体积为1∶1∶100 答案 C 解析 pH＝3的盐酸、硫酸、醋酸导电性能相同，A正确；pH＝3的盐酸、硫酸、醋 酸，锌与氢离子反应，氢离子浓度相同，起始速率相同，B正确；CH COOH的电离 3 度为1%，pH＝3，c(H＋)＝10－3 mol/L，与足量的锌粉反应，CH COOH均被消耗， 3 c(CH COOH)＝ mol/L＝10 －1 mol/L，盐酸的浓度与氢离子浓度相等，c(H＋)＝10－ 3 3 mol/L，H SO 的浓度为 mol·L－1，pH＝3的盐酸、硫酸、醋酸与足量的锌粉反应 2 4 产生氢气的体积比为 1∶1∶100，C 错误；消耗氢氧化钠溶液的体积为 1∶1∶100，D正确。 【对点练8】 (弱碱的稀释比较)(2020·广东广州月考)常温下，浓度均为0.10 mol·L －1、体积均为V 的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如 0 图所示。下列叙述正确的是( ) A.MOH的电离程度：c点大于d点 B．ROH溶液由a点到b点时，变大 C．pH＝10时，MOH和ROH溶液中，c(M＋)＞c(R＋) D．lg＝2时，MOH和ROH两种溶液中，水电离的c(OH－)的比值是1∶10 答案 D 解析 由图示可以看出MOH为强碱，强电解质不存在电离平衡，所以 c点与d 点电离程度相同，A错误；ROH溶液由a点到b点时，可变式为＝，而这个数值仅 与温度有关，B错误；C.MOH和ROH溶液中，电荷守恒为c(OH－)＝c(H＋)＋c(M ＋)，c(OH－)＝c(H＋)＋c(R＋)，因为两溶液中氢离子浓度相同，所以c(R＋)＝c(M＋)， 故C错误；根据A知，碱性MOH>ROH，当lg＝2时，MOH和ROH两种溶液中对应的pH分别为11、10，而这里的氢离子浓度均是水电离产生的，故水电离的 c(OH－)的比值是1∶10，D正确。 【对点练9】 (2020·四川宜宾二诊)常温下，浓度均为0.1 mol·L－1，体积均为V 的 0 HA、HB溶液分别加水稀释至体积为V的溶液。稀释过程中，pH与lg的变化关系 如图所示。下列叙述正确的是( ) A．pH随lg的变化始终满足直线关系 B．溶液中水的电离程度：b＞a＞c C．该温度下，K (HB)≈10－5 a D．分别向稀释前的HA、HB溶液中滴加NaOH溶液至pH＝7时，c(A－)＝c(B－) 答案 B 解析 无限稀释后，溶液pH约为7，pH不再随lg变化，A不正确；酸溶液中pH 越小，水的电离程度越小，故溶液中水的电离程度：c＜a＜b，B正确；由图可知， 在a点c(H＋)＝c(B－)＝10－4 mol·L－1，c(HB)＝(0.01－10－4) mol·L－1，K (HB)＝＝ a ≈10－6，C不正确；HB是弱酸，0.1 mol·L－1 HA溶液的pH＝1，则HA是强酸，向 浓度均为0.1 mol·L－1，体积均为V 的HA、HB溶液中分别滴加NaOH溶液至pH 0 ＝7时，HB溶液中加入的NaOH溶液不能将HB完全中和，HA溶液中加入的 NaOH溶液将HA恰好完全中和，溶液中c(A－)＞c(B－)，D不正确。 1.(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，15)25 ℃时，按下表配制两份溶液。 一元弱酸溶液 加入的NaOH溶液 混合后所得溶液 HA 10.0 mL 5.0 mL 溶液Ⅰ pH＝5.0 0.20 mol·L－1 0.20 mol·L－1 HB 10.0 mL 5.0 mL 溶液Ⅱ pH＝4.0 0.20 mol·L－1 0.20 mol·L－1 下列说法错误的是( ) A.溶液Ⅰ中，c(A－)>c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－) B.Ⅰ和Ⅱ的pH相差1.0，说明＝10C.混合Ⅰ和Ⅱ：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－) D.混合Ⅰ和Ⅱ：c(HA)＞c(HB) 答案 B 解析 A.根据电荷守恒，Ⅰ中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于pH＝5.0，溶 液显酸性，c(H＋)＞c(OH－)，因此，c(A－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，正确；B.由于 溶液Ⅰ、Ⅱ的pH分别为5.0和4.0，所以K (HA)＜K (HB)，＜1，错误；C.由电荷守 a a 恒可知，Ⅰ和Ⅱ的混合溶液中，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(B－)＋c(OH－)，正确；D. 由B的分析可知，K (HA)＜K (HB)，则Ⅰ、Ⅱ混合后必有c(HA)＞c(HB)，正确。 a a 2．(2019·课标全国Ⅰ，11)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H A的K 2 a1 ＝1.1×10－3，K ＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示， a2 其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( ) A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关 B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的 C．b点的混合溶液pH＝7 D．c点的混合溶液中，c(Na＋)＞c(K＋)＞c(OH－) 答案 C 解析 滴定至终点时发生反应：2NaOH＋2KHA===K A＋Na A＋2H O。溶液导 2 2 2 电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关，离子浓度越大、所带电荷越多，其导电 能力越强，A项正确；图像中纵轴表示“相对导电能力”，随着NaOH溶液的滴加， 溶液中c(K＋)、c(HA－)逐渐减小，而Na＋、A2－的物质的量逐渐增大，由题图可知， 溶液的相对导电能力逐渐增强，说明Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的，B 项正确；本实验默认在常温下进行，滴定终点时，溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠 和邻苯二甲酸钾，由于邻苯二甲酸是弱酸，所以溶液呈碱性，pH>7，C项错误；滴 定终点时，c(K＋)＝c(Na＋)，a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的， 故c点时c(K＋)>c(OH－)，所以c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)，D项正确。 3．(2019·天津理综，5)某温度下，HNO 和CH COOH的电离常数分别为5.0×10－4 2 3 和1.7×10－5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( ) A．曲线Ⅰ代表HNO 溶液 2 B．溶液中水的电离程度：b点＞c点 C．从c点到d点，溶液中保持不变(其中HA、A－分别代表相应的酸和酸根离子) D．相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)相同 答案 C 解析 根据HNO 和CH COOH的电离常数，可知酸性：HNO ＞CH COOH。相同 2 3 2 3 pH 的两种酸溶液，稀释相同倍数时，弱酸的 pH 变化较小，故曲线Ⅰ代表 CH COOH溶液，A项错误；两种酸溶液中水的电离受到抑制，b点溶液pH小于c 3 点溶液pH，则b点对应酸电离出的c(H＋)大，对水的电离抑制程度大，故水的电 离程度：b点＜c点，B项错误；溶液中＝＝，从c点到d点，HA的电离平衡正向移 动，但K 、K (HA)的值不变，故不变，C项正确；相同体积a点的两溶液中，由于 W a c(CH COOH)＞c(HNO )，故n(CH COOH)＞n(HNO )，因此与NaOH恰好中和后， 3 2 3 2 溶液中n(Na＋)不同，D项错误。 4．(2020·课标全国Ⅱ)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系 中各成分的组成分数δ[δ(X)＝，X为HClO或ClO－]与pH的关系如图所示。HClO 的电离常数K 值为________。 a 答案 10－7.5 解析 HClO溶液中存在电离平衡HClOH＋＋ClO－，HClO的电离常数K ＝， a 由题图可知，当pH＝7.5时，溶液中c(ClO－)＝c(HClO)，即K ＝c(H＋)＝10－7.5。 a 5．(1)(2018·天津卷)CO 是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO 可 2 2 以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，CO 主要转化为________(写离子符 2 号)；若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，溶液pH＝________。(室温下，H CO 的 2 3 K ＝4×10－7；K ＝5×10－11) 1 2(2)(2020·天津卷)调节溶液pH可实现工业废气CO 的捕获和释放。已知25 ℃碳 2 酸电离常数为 K 、K ，当溶液 pH＝12 时，c(H CO )∶c(HCO)∶c(CO)＝ a1 a2 2 3 1∶________∶________。 答案 (1)CO 10 (2)1012·K 1024·K ·K a1 a1 a2 解析 (1)若所得溶液的pH＝13，溶液呈强碱性，则CO 主要转化为CO。若所得 2 溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，根据K ＝，则c(H＋)＝K ×＝5×10－11×2 mol·L－1＝ 2 2 10－10 mol·L－1，pH＝－lg 10－10＝10。(2)K ＝[c(HCO)×c(H＋)]/c(H CO )，K ＝ a1 2 3 a2 [c(CO)×c(H＋)]/c(HCO)，pH＝12 时，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，则 c(CO)＝ 1012K c(HCO) ， c(HCO) ＝ 1012K c(H CO ) ， 进 而 可 得 c(CO) ＝ a2 a1 2 3 1012K ×1012K c(H CO ) ， 故 有 c(H CO )∶c(HCO)∶c(CO) ＝ a2 a1 2 3 2 3 c(H CO )∶1012K c(H CO )∶[1012K ×1012K c(H CO )]＝1∶1012K ∶1024K ·K 。 2 3 a1 2 3 a2 a1 2 3 a1 a1 a2 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．能证明乙酸是弱酸的实验事实是( ) A．CH COOH溶液与Zn反应放出H 3 2 B．0.1 mol·L－1 CH COONa溶液的pH大于7 3 C．CH COOH溶液与Na CO 反应生成CO 3 2 3 2 D．0.1 mol·L－1 CH COOH溶液可使紫色石蕊溶液变红 3 答案 B 2．在相同温度下，100 mL 0.01 mol·L－1的醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L－1的醋酸溶 液相比较，下列数值前者大于后者的是( ) A．中和时所需NaOH的量 B．电离的程度 C．H＋的物质的量浓度 D．CH COOH的物质的量 3 答案 B 解析 100 mL 0.01 mol·L－1的醋酸溶液与10 mL 0.1 mol·L－1的醋酸溶液中所含 醋酸的物质的量相等，所以中和时所需NaOH的量相等；H＋的物质的量浓度后者 大；电离程度前者大，弱电解质浓度越小，电离程度越大。 3．(2020·北京西城区模拟)已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1% 发生电离，下列叙述错误的是( ) A．该溶液的pH＝4B．升高温度，溶液的pH增大 C．此酸的电离常数约为1×10－7 D．由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍 答案 B 解析 c(H＋)＝0.1%×0.1 mol·L－1＝10－4 mol·L－1，pH＝4；因HA在水溶液中有电 离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，c(H＋)将增大，pH会减小；可由电 离常数表达式算出K ＝≈1×10－7；c(H＋)＝10－4 mol·L－1，所以由水电离出的c(H a ＋)＝10－10 mol·L－1，前者是后者的106倍。 4．(2020·辽宁省黑山中学月考)常温下，在pH＝5的CH COOH溶液中存在如下 3 电离平衡：CH COOHCH COO－＋H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是( ) 3 3 A．加入水时，平衡向右移动，CH COOH电离常数增大 3 B．加入少量CH COONa固体，平衡向右移动 3 C．加入少量NaOH固体，平衡向右移动，c(H＋)减小 D．加入少量pH＝5的硫酸，溶液中c(H＋)增大 答案 C 解析 加水促进弱电解质的电离，则电离平衡正向移动，由于温度不变，则醋酸 的电离常数不会变化，故A错误；加入少量CH COONa固体，c(CH COO－)增大， 3 3 该电离平衡向左移动，故B错误；加入少量NaOH固体，氢氧化钠电离的氢氧根 离子与CH COOH电离生成的H＋反应生成水，促进平衡向右移动，导致溶液中氢 3 离子浓度减小，故C正确；pH＝5的CH COOH溶液中，氢离子浓度为1×10－5 3 mol·L－1，pH＝5的硫酸溶液中氢离子浓度为1×10－5 mol·L－1，两溶液中氢离子 浓度相等，平衡不移动，则混合液中c(H＋)不变，故D错误。 5．已知：在25 ℃时，次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表： 弱电解质 电离常数(K ) a HClO K ＝4.7×10－8 a H CO K ＝4.2×10－7 K ＝5.6×10－11 2 3 a1 a2 H SO K ＝1.54×10－2 K ＝1.02×10－7 2 3 a1 a2 下列微粒在溶液中不能大量共存的是( ) A．SO、HCO B．ClO－、HCO C．HSO、CO D．HClO、HCO 答案 C 解析 根据表中电离常数可知，酸性：H SO ＞H CO ＞HSO＞HClO＞HCO；根据 2 3 2 3“较强酸制取较弱酸”的复分解反应规律，判断溶液中微粒能否大量共存。由于 酸性：HSO＞HCO，则SO、HCO不能反应，可以大量共存，A不符合题意；酸性： HClO＞HCO，则ClO－、HCO不能反应，可以大量共存，B不符合题意；由于酸性： HSO＞HCO，则HSO、CO反应生成SO和HCO，不能大量共存，C符合题意；由 于酸性：H CO ＞HClO，HClO、HCO不能反应，可以大量共存，D不符合题意。 2 3 6.25 ℃时，相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释，溶液pH随溶 液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)小于c(B) B．a点溶液的导电性大于b点溶液 C．a点的c(HA)大于b点的c(HB) D．HA的酸性强于HB 答案 D 解析 根据“越弱越水解”的规律，可知A－的水解程度小于B－的水解程度，故 同浓度的NaA与NaB溶液中，c(A－)大于c(B－)，A项错误；在这两种酸溶液中， c(H＋)≈c(A－)，c(H＋)≈c(B－)，而a点的c(H＋)小于b点的c(H＋)，则a点的c(A－) 小于b点的c(B－)，即a点的离子浓度小于b点的离子浓度，故a点溶液的导电能 力小于b点溶液的导电能力，B项错误；在稀释前两种酸的pH相同，而两种酸的 酸性：HA＞HB，故在稀释前两种酸溶液的浓度：c(HA)＜c(HB)，故将溶液稀释相 同倍数时，酸的浓度仍有：c(HA)＜c(HB)，C项错误；pH相同的酸，稀释相同倍数 时，酸性强的pH变化大，酸性较弱的pH变化小，据此得出酸性：HA＞HB，D项 正确。 7．已知25 ℃时，H A的K ＝4.0×10－4、K ＝5.0×10－11，HB的K ＝2.0×10－5。 2 a1 a2 a 下列说法正确的是( ) A．相同浓度H A溶液的pH小于HB 2 B．升高Na A溶液的温度，减小 2 C．HB能与NaHA溶液反应生成H A 2 D．相同浓度溶液的碱性：Na A＜NaB 2 答案 A解析 H A的K 大于HB的K ，说明H A的电离程度比HB的电离程度大，故相 2 a1 a 2 同浓度H A溶液的pH小于HB，A项正确；升高Na A溶液的温度，A2－水解程度 2 2 增大，溶液中c(A2－)减小，而c(Na＋)不变，故增大，B项错误；根据电离平衡常数， 可知酸性：H A＞HB＞HA－，又知酸和盐反应遵循“强酸制弱酸”原理，故HB 2 不能与NaHA溶液反应生成H A，C项错误；酸性HB＞HA－，根据“越弱越水 2 解”，知A2－的水解程度大于B－的水解程度，故相同浓度溶液的碱性：Na A＞ 2 NaB，D项错误。 8．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 K K K K K a1 a2 a3 a4 a5 A.在相同温度下，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K ＞K ＞K ＝0.01 a1 a2 a3 B．室温时，若在NaZ溶液中加水，则变小，若加少量盐酸，则变大 C．含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液：c(Z－)＜c(Y－)＜c(X－) D．在相同温度下，K ＞K ＞K a5 a4 a3 答案 D 解析 相同温度下电离度随溶液浓度的增大而减小，结合表中数据判断，当HX 的浓度为1 mol·L－1时，HX的电离度小于0.1，故三种酸的酸性强弱顺序为：HZ＞ HY＞HX，D项正确；电离常数只与温度有关，温度相同，K ＝K ＝K ，A项错误； a1 a2 a3 依据Z－＋H OHZ＋OH－可知，是Z－水解平衡常数的倒数，其只随温度的变化 2 而变化，B项错误；依据“越弱越水解”可知，NaX的水解程度最大，c(X－)最小， C项错误。 9．某二元酸(H A)在水中的电离方程式为H A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－ 2 2 (25 ℃时，K ＝1.0×10－2)，下列有关说法中正确的是( ) a A．H A是弱酸 2 B．稀释0.1 mol·L－1 H A溶液，电离平衡向右移动，c(H＋)增大 2 C．在0.1 mol·L－1的H A溶液中，c(H＋)＝0.12 mol·L－1 2 D．若0.1 mol·L－1 NaHA溶液中c(H＋)＝0.02 mol·L－1，则0.1 mol·L－1的H A中 2 c(H＋)<0.12 mol·L－1 答案 D解析 A项，二元酸(H A)在水中第一步电离为完全电离，则H A酸性较强，不是 2 2 弱酸，错误；B项，加水稀释电离平衡右移，但是c(H＋)减小，错误；C项，二元酸 (H A)在水中的电离方程式为H A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－(25 ℃时，K 2 2 a ＝1.0×10－2)，第一步完全电离，第二步部分电离，设电离的 HA－为x，则有＝ 1.0×10－2，解得x≈0.008 4，所以在0.1 mol·L－1的H A溶液中，c(H＋)＝0.1 mol·L 2 －1＋0.008 4 mol·L－1＝0.108 4 mol·L－1，错误；D项，若0.1 mol·L－1的 NaHA溶液 中c(H＋)＝0.02 mol·L－1,0.1 mol·L－1的H A溶液中存在H A===H＋＋HA－，HA－ 2 2 H＋＋A2－，第一步电离出的氢离子，抑制了第二步电离，所以 c(H＋)<0.12 mol·L－1，正确。 10．根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式书写正确的是( ) 化学式 HClO H CO 2 3 电离常数 K＝3×10－8 K ＝4×10－7 K ＝6×10－11 1 2 A.向Na CO 溶液中滴加少量氯水：CO＋2Cl ＋H O===2Cl－＋2HClO＋CO ↑ 2 3 2 2 2 B．向NaHCO 溶液中滴加少量氯水：2HCO＋Cl ===Cl－＋ClO－＋2CO ↑＋H O 3 2 2 2 C．向NaClO溶液中通入少量CO ：CO ＋NaClO＋H O===NaHCO ＋HClO 2 2 2 3 D．向NaClO溶液中通入过量CO ：CO ＋2NaClO＋H O===Na CO ＋2HClO 2 2 2 2 3 答案 C 解析 根据表格数据可知酸性：H CO >HClO>HCO。A项，向Na CO 溶液中滴加 2 3 2 3 少量氯水：2CO＋Cl ＋H O===Cl－＋2HCO＋ClO－，错误；B项，向NaHCO 溶液 2 2 3 中滴加少量氯水，反应的离子方程式是HCO＋Cl ===Cl－＋HClO＋CO ↑，错误； 2 2 C项，符合物质的酸性强弱比较，正确；D项，向NaClO溶液中通入过量CO ，化 2 学方程式是CO ＋NaClO＋H O===NaHCO ＋HClO，错误。 2 2 3 11．(2020·山东烟台诊断测试)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。 常温下，将相同体积的盐酸和氨水分别加水稀释，溶液的电导率随加入水的体积 V(H O)变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是( ) 2 A．曲线Ⅰ表示盐酸加水稀释过程中溶液电导率的变化 B．a、b、c三点溶液的pH：a=c>bC．将a、b两点溶液混合，所得溶液中：c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH ·H O) 3 2 D．氨水稀释过程中，不断增大 答案 D 解析 从图像看，曲线Ⅰ的电导率变化幅度比曲线Ⅱ小，即离子浓度在稀释时变 化慢，则曲线Ⅰ为氨水对应的曲线，曲线Ⅱ是盐酸所对应的曲线，A项错误；a点 溶液呈碱性，b点电导率较小，则酸性较弱，c点到b点加水稀释，pH增大，故溶液 的 pH：a>b>c，B 项错误；a、b 两点溶液混合后的溶质为 NH Cl 和过量的 4 NH ·H O，C项错误；稀释过程中，NH ·H O电离平衡正向移动，增大，D项正确。 3 2 3 2 12．常温下，pH均为2、体积均为V 的HA、HB、HC溶液，分别加水稀释至体积为 0 V，溶液pH随lg 的变化关系如图所示，下列叙述错误的是( ) A．常温下：K (HB)＞K (HC) a a B．HC的电离度：a点HC，酸性：HB>HC，常温下，K (HB)>K (HC)，正确；B项，对于HC，b点稀释 a a 的倍数大于a点，加水稀释促进弱酸的电离，HC的电离度：a点K ，由图像可知，在相同或时， a1 a2 a1 a2 “曲线Ⅱ”对应的c(H＋)较大，为一级电离(K )，“曲线Ⅰ”对应的c(H＋)较小， a1 为二级电离(K )，显然选用“曲线Ⅱ”中的特殊点B计算K ，K ＝＝101×10－2.4 a2 a1 a1 ＝10－1.4。 微专题28 判断强弱电解质的方法 判断室温下HA是一元弱酸的实验方法 实验方法 结论 pH＝2，HA为强酸 ①测0.01 mol·L－1 HA溶液的pH pH>2，HA为弱酸 pH＝7，HA为强酸 ②测NaA溶液的pH pH>7，HA为弱酸 ③相同条件下，测相同浓度的 HA和 若HA溶液的导电能力比HCl(强酸)溶HCl(强酸)溶液的导电能力 液的弱，则HA为弱酸 ④测相同 pH 的 HA 溶液与盐酸稀释 若HA溶液的pH变化较小，则HA为 相同倍数前后的pH变化 弱酸 ⑤测等体积、等pH的HA溶液、盐酸 若HA溶液反应过程中产生H 较快且 2 分别与足量锌反应产生 H 的快慢及 2 最终产生H 的量较多，则HA为弱酸 2 H 的量 2 ⑥测等体积、等pH的HA溶液和盐酸 若HA溶液耗碱量大，则HA为弱酸 中和等浓度碱溶液所需消耗的碱的量 【典例】 为了证明醋酸是弱电解质，甲、乙、丙、丁四人分别选用下列实验用品进 行实验： 0．1 mol/L 醋酸溶液、0.1 mol/L 盐酸、pH＝3 的盐酸、pH＝3 的醋酸溶液、 CH COONa晶体、NaCl晶体、CH COONH 晶体、蒸馏水、锌粒、pH试纸、酚酞、 3 3 4 NaOH溶液等。 (1)甲取出10 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液，用pH试纸测出其pH＝a，确定醋酸是弱 电解质，则a应该满足的关系中________，理由是________________________。 (2)乙分别取pH＝3的醋酸和盐酸各1 mL，分别用蒸馏水稀释到100 mL，然后用 pH试纸分别测定两溶液的pH，则可认定醋酸是弱电解质，判断的依据是______ ___________________________________________________________________。 (3)丙分别取pH＝3的盐酸和醋酸各10 mL，然后加入质量相同的锌粒，醋酸放出 H 的速率快，则认定醋酸是弱电解质，你认为这一方法正确吗？说明理由： 2 ___________________________________________________________________。 (4)丁用CH COONa晶体、NaCl晶体、蒸馏水和酚酞做实验，也论证了醋酸是弱酸 3 的事实，该同学的实验操作和现象是__________________________________ ___________________________________________________________________。 答案 (1)a＞1 醋酸是弱酸，不能完全电离 (2)盐酸的pH＝5，醋酸的pH＜5 (3)正确，由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离，醋酸中c(H＋)变化小 产生H 的速率比盐酸快 2 (4)将CH COONa晶体、NaCl晶体溶于适量水配成溶液，分别滴入酚酞试液， 3 CH COONa溶液变浅红色，NaCl溶液不变色 3 解析 (2)盐酸在稀释100倍时，氢离子浓度直接变成原来的百分之一，pH增大2 个单位，即变成5；而醋酸在稀释过程中，原来溶液中未电离的部分还要继续电离，所以pH增大不到2个单位。(3)由于醋酸是弱酸，随着反应的进行，醋酸不断电离 c(H＋)变化小，产生H 的速率比盐酸快。(4)只要测定CH COONa溶液显碱性，即 2 3 可证明醋酸是弱酸。 判断弱电解质的三个思维角度 角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离，如 0.1 mol·L－1的 CH COOH溶液的pH＞1。 3 角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动，如 pH＝1的 CH COOH溶液加水稀释10倍后，1＜pH＜2。 3 角度三：弱电解质形成的盐类能水解，如判断CH COOH为弱酸可利用下面两个 3 实验： ①配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液，溶液变为浅红色。 ②用玻璃棒醮取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH，pH＞7。 1．室温下，下列事实不能说明NH ·H O为弱电解质的是( ) 3 2 A．0.1 mol·L－1 NH ·H O的pH小于13 3 2 B．0.1 mol·L－1 NH Cl溶液的pH小于7 4 C．相同条件下，浓度均为0.1 mol·L－1 NaOH溶液和氨水，氨水的导电能力弱 D．0.1 mol·L－1 NH ·H O能使无色酚酞试液变红色 3 2 答案 D 解析 0.1 mol·L－1的NH ·H O中c(OH－)小于0.1 mol·L－1 ，说明部分电离，A项 3 2 正确；0.1 mol·L－1的NH Cl溶液呈酸性，说明NH 水解，B项正确；同浓度时，氨 4 水的导电能力弱于一元强碱，说明部分电离，C项正确；D项，只能说明NH ·H O 3 2 显碱性，不能说明其是弱碱，错误。 2．下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是( ) A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C．0.10 mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1 D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸 答案 D 解析 H SO 能和NaHCO 反应放出CO ，说明酸性：H SO >H CO ，而H S不能 2 3 3 2 2 3 2 3 2 和NaHCO 反应，说明酸性：H S