第1 讲 弱电解质的电离平衡
考点一 弱
解
的
离平衡及影响因素
电
质
电
1.电离平衡含义
在一定条件下(如浓度、温度等),当弱电解质电离产生离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,
达到电离平衡状态。
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。
小
点
题对
过
(1)能证明蚁酸(HCOOH)是弱酸的实验事实是 。
①HCOOH 溶液与Zn 反应放出H2
②0.1 mol·L-1 HCOOH 溶液可使紫色石蕊溶液变红
③HCOOH 溶液与Na2CO3反应生成CO2
④常温时0.1 mol·L-1 HCOOH 溶液的pH=2.3
(2)判断正误,错误的说明理由。
①弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子
。
②氨气溶于水,当NH3·H2O 电离出的c(OH-)=c(NH 4
+)时,表明NH3·H2O 电离处于平衡状态
。
③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-
。
④稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小 。
答案 (1)④
(2)①正确
②
。
错误NH3·H2O
离出的
电
c(OH-)与c(NH 4
+)始
相等
终
,不能判断NH3·H2O
离
于平衡状
电
处
态
③
。若
错误
BOH
碱
为强
,0.1 mol·L-1 BOH 溶液的pH=13。pH=10
明
说
BOH
弱碱
为
,其
离方程式
电
为
BOH
B++OH-
④
。以醋酸溶液
例
错误
为
,稀释时c(H+)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH)减小,c(OH-)增大
3.外因对电离平衡的影响
(1)浓度:在一定温度下,同一弱电解质溶液,浓度越小,越易电离。
(2)温度:温度越高,电离程度越大。
(3)同离子效应: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。
小
点
题对
过
(1)以0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液为例,分析只改变一种条件对CH3COOH(aq)
CH3COO-(aq)+H+
(aq) ΔH>0 的影响,完成下表:
改
条件
变
平衡移
方向
动
n(H+)
c(H+)
能力
导电
加水稀释
加入少量冰醋酸
通入HCl(g)
加NaOH(s)
加CH3COONa(s)
升高温度
(2)分别画出冰醋酸加水稀释过程中溶液的电导率和pH 随加水体积变化的曲线。
答案 (1)向右 增大 减小 减弱 向右 增大 增大 增强 向左 增大 增大 增强 向右
减小 减小 增强 向左 减小 减小 增强 向右 增大 增大 增强
(2)
1.把1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液用蒸馏水稀释到10 L,下列叙述正确的是( )
A.c(CH3COOH)变为原来的1
10
B.c(H+)变为原来的1
10
C. c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )的值增大
D.溶液的导电能力增大
答案 C
解析 由于加水稀释,CH3COOH 的
离程度增大
电
,故c(CH3COOH)
小于原来的
应
1
10,c(H+)
大于原来
应
的1
10, c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH ) = n(C H 3COO
−)
n(C H 3COOH ),而n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,故c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )的
增大
值
;加水稀
后离子
度减小
释
浓
,
能力减弱。
导电
2.常温下,①100 mL 0.01 mol·L-1的CH3COOH 溶液,②10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液。用“>”
“=”或“<”回答下列问题。
(1)c(CH3COO-):① ②。
(2)电离程度:① ②。
(3)在上述两种溶液中加入足量锌片。开始时的反应速率:① ②,反应结束生成相同状况下
H2的体积:① ②。
(4)与同浓度的NaOH 溶液完全反应消耗NaOH 溶液的体积:① ②。
答案 (1)< (2)> (3)< = (4)=
判断弱电解质的两种方法
(1)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CH3COOH 溶液加水稀释10 倍后,
1<pH<2。
(2)弱电解质形成的盐能水解,如用玻璃棒蘸取一定浓度的CH3COONa 溶液滴在pH 试纸上,pH>7,说
明CH3COONa 为强碱弱酸盐,即CH3COOH 为弱酸。
3.已知硫化氢的水溶液为氢硫酸,它是一种二元弱酸。
(1)H2S 溶于水的电离方程式为 。
(2)向H2S 溶液中加入少量CuSO4溶液时,电离平衡向 移动,c(H+) ,c(S2-) 。
(3)向H2S 溶液中加入NaOH 固体时,电离平衡向 移动,c(H+) ,c(S2-) 。
(4)若要增大H2S 溶液中c(S2-),最好加入 (答案合理即可)。
答案 (1)H2S
H++HS-,HS-
H++S2-
(2)右 增大 减小 (3)右 减小 增大
(4)NaOH 固体
解析 (2)当加入CuSO4溶液时,因
生反
发
应:Cu2++S2-===CuS↓,平衡右移,
致
导
c(H+)增大,但c(S2-)减小。
(3)当加入NaOH 固体时,因
生反
发
应:H++OH-===H2O,平衡右移,
致
导
c(H+)减小,但c(S2-)增大。(4)增大
c(S2-)最好是加入只与H+反
的物
应
质,可
加入
碱如
见
强
NaOH 固体最适宜。
考点二
离平衡常数及其
用
电
应
1.概念
在一定条件下,弱电解质达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离
的分子浓度的比值是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用
Kb)表示。
2.表达式
一元弱酸HA
一元弱碱BOH
离方程式
电
HA
H++A-
BOH
B++OH-
离常数表达式
电
Ka=c( H
+)·c( A
−)
c( HA )
Kb=c(B
+)·c(O H
−)
c(BOH )
小
点
题对
过
(1)按要求写出①CH3COOH,②NH3·H2O,③H2CO3的电离方程式和的电离常数表达式。
①
Ka= ;
②
Kb=
。
③H2CO3
H++HCO3
−
K a1= ;
K a2= 。
(2)已知NH3·H2O 的电离常数Kb=1.8×10-5,则0.1 mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)= ,c(NH 4
+)=
。
答案 (1)①CH3COOH
CH3COO-+H+ c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )
②NH3·H2O
NH 4
++OH - c( N H 4
+)·c(O H
−)
c( N H 3· H 2O)
③
c( HC O3
−)·c( H
+)
c( H 2C O3)
HC O3
−H ++C O3
2−c( H
+)·c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
(2)1.3×10-3 mol·L-1 1.3×10-3 mol·L-1
解析 (2)氨水中存在平衡:NH3·H2O
NH 4
++OH-,Kb=c( N H 4
+)·c(O H
−)
c( N H 3· H 2O)
= c
2(O H
−)
0.1
=1.8×10-5,解得
c(OH-)=❑√1.8×10
−5×0.1≈1.3×10-3 mol·L-1,c(NH 4
+)=1.3×10-3 mol·L-1。
3.电离常数的影响因素
(1)内因:相同温度下,电解质越弱,其电离常数越小,反之,电离常数越大。
(2)外因:电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K 增大。
4.电离常数的意义
(1)反映弱电解质的相对强弱,电离平衡常数越大,弱电解质的电离能力越强。
(2)多元弱酸的各步电离常数的大小关系是K a1> K a2> K a3……,当K a1≫K a2时,计算多元弱酸中的c(H+)
或比较多元弱酸酸性的相对强弱时,通常只考虑第一步电离。
小
点
题对
过
(1)已知T ℃时,CH3COOH 的Ka=1.75×10-5。
①当向醋酸中加入一定量的盐酸时,CH3COOH 的电离常数 (填
变大
或
变小
或
不
“
”
“
”
“
变”),
理由是
。
②T ℃时,将该溶液加水稀释10 倍,则CH3COOH 的Ka= 。
(2)已知:25 ℃时,下列四种弱酸的电离常数:
CH3COOH
HNO2
HCN
H2CO3
离
电
常数
1.75×10-5
5.6×
10-4
6.2×
10-10
K a1=4.5×10-7
K a2=4.7×10-11
①试比较相同浓度的CH3COOH 、HNO2 、HCN 、H2CO3 溶液的酸性强弱
。
②
判
断
反
应
NaNO2+CH3COOH===CH3COONa+HNO2
是
否
正
确
,因为 。
向NaCN 溶液中通入少量CO2, 反应能否进行, 若能进行, 写出反应的化学方程式
。
答案 (1)①不变
离常数只与温度有关
电
②1.75×10-5
(2)①HNO2>CH3COOH>H2CO3>HCN。
②不正确 HNO2 的酸性
于
强
CH3COOH, 故反
不能
生
应
发
能
行
进
,
NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3
1.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸
HCN
CH3COOH
H3PO2
离常数
电
K
6.2×10-10
1.75×10-5
5.9×10-2
A.三种酸的强弱关系:HCN>CH3COOH>H3PO2
B.反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2PO2
−能够发生
C.由电离常数可以判断,H3PO2属于强酸,HCN 和CH3COOH 属于弱酸
D.相同温度下,1 mol·L-1 HCN 溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1HCN 溶液的电离常数
答案 B
解析 酸性越
离平衡常数越大
强电
,三种酸的
弱关系
强
:HCN<CH3COOH<H3PO2,故A 错误;根据“强
酸制弱酸”,反应H3PO2+CH3COO-===CH3COOH+H2PO2
−能
生
够发
,故B 正确;由
离常数可以判断
电
,
H3PO2、HCN、CH3COOH 都属于弱酸,故C 错误;
离平衡常数与
度无关
电
浓
,相同温度下,1 mol·L-1
HCN 溶液的
离常数等于
电
0.1 mol·L-1 HCN 溶液的
离常数
电
,故D
。
错误
2.已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的碱BOH 的溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH 的电离方程式: 。
(2)BOH 的电离平衡常数Kb= 。
(3)某温度T ℃时,BOH 的电离平衡常数为1×10-7,结合(2)的计算可知T 25。若该碱的起始浓
度也为0.1 mol·L-1,则溶液中c(B+)= mol·L-1。
答案 (1)BOH
B++OH- (2)1×10-5
(3)< 1×10-4
解析 (1)因c 初始(BOH)=0.1 mol·L-1,c
离
电(BOH)=c(B+)≈c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则BOH 不完全
离
电
,故
离方程式
电
为BOH
B++OH-。(2)
离平衡
电
时,c 平衡(BOH)=0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则
离常数
电
Kb=c(B
+)·c(O H
−)
c(BOH )
≈1×10
−3×1×10
−3
0.1
=1×10-5。(3)
离
程是吸
的
电
过
热
,温度越高
离常数
电
越大,T ℃时BOH 的
离平衡常数
电
为1×10-7<1×10-5,则T<25。
离常数
电
Kb=c(B
+)·c(O H
−)
c(BOH )
≈c
2(B
+)
0.1
=1×10-7,则c(B+)=1×10-4 mol·L-1。
3.常温下,将0.1 mol·L-1的CH3COOH 溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填
变
“
大
变小
或
不变
”“
”
“
”)。
(1)
c(C H 3COOH )
c( H
+)
;
(2) c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH ) ;
(3)c(C H 3COO
−)
c( H
+)
;
(4)c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )
;
(5)
c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )·c(O H
−) 。
答案 (1)变小 (2)变大 (3)变小 (4)不变 (5)不变
解析 (1)将
式
该
变为
c(C H 3COOH )·c(C H 3COO
−)
c( H
+)·c(C H 3COO
−)
= c(C H 3COO
−)
K a
或稀
醋酸的
离平衡正向移
释时
电
动,n(CH3COOH)减
小,n(H+)增大因而其比
小。
值变
(2)将
式
该
变为c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )·c( H
+)
=
K a
c( H
+)
或稀
醋酸的
离平
释时
电
衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大因而其比
大。
值变
(3)假
无限稀
设
释,c(CH3COO-)
近
趋
于0,极稀溶液要考
水的
离
虑
电
,c(H+)
近于
趋
10-7 mol·L-1,因此比
减小。
值
(4)
式
醋酸的
离常数表
该
为
电
达式,温度不变,Ka不
。
变(5)将
式
该
变为
c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )·c(O H
−)·c( H
+)
= K a
K w
,故比
不
。
值
变
加水稀释粒子浓度比值变化分析
(1)同一溶液、浓度比等于物质的量比。如HF 溶液: c( H
+)
c( HF ) = n( H
+)
n( HF )。(由浓度比较变成物质的量比
较)
(2)将浓度比换算成含有某一常数的式子,然后分析。如HF 溶液: c( H
+)
c( HF ) = c( H
+)·c( F
−)
c( HF )·c( F
−)
=
K a
c( F
−)。
(由两变量转变为一变量)
考点三
离度与
离常数的关系及
算
电
电
计
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总分子数的百分比。
(2)表达式
α=
已电离的弱电解质分子数
溶液中原有弱电解质的总分子数×100%或
α=
弱电解质的某离子浓度
溶液中原有弱电解质的浓度×100%
(3)影响因素
温度
的影响
升高温度,
离平衡向右移
电
动,
离度
电
增大;
降低温度,
离平衡向左移
电
动,
离度
电
减小
度
浓
的影响
当弱
解
溶液
度增大
电
质
浓
时,
离度
电
减小;
当弱
解
溶液
度减小
电
质
浓
时,
离度
电
增大
小
点
题对
过
(1)常温下,向氨水中加水稀释的过程中,NH3·H2O 的电离平衡常数、电离度、溶液导电性的变化分
别为: 。
(2)思考下列问题,并分析总结。
①改变条件,电离度增大,电离常数一定增大吗?为什么?
。
②向醋酸溶液中加入少量冰醋酸, 电离平衡右移, 电离度增大吗? 为什么?
。
答案 (1)不
、
大、减小
变变
(2)①不一定,升温引起
离度增大
电
,
离常数一定增大
电
,否
不
则
变
②不增大,根据勒夏特列原理可知,
离程度
小
电
变
,
离度
小
电
变
2.电离度与电离常数的关系——Ka=c·α2
小
点
题对
过
已知25 ℃时,某浓度为c 的一元弱酸HA 的电离度为α,求该温度下HA 的电离常数(Ka)。
答案
Ka= (c·α )
2
c·(1−α ) = c·α
2
1−α ,α 很小,可认为1-α≈1,则Ka=c·α2。
1.25 ℃时,0.01 mol·L-1的HA 溶液中HA 的电离度为0.1%,则25 ℃时,c(H+)和Ka(HA)分别为多少?写
出解题步骤 。
答案 c(H+)=0.01 mol·L-1×0.1%=1×10-5 mol·L-1,Ka(HA)=1×10
−5×1×10
−5
0.01
=10-8。
2.电离度可表示电解质的相对强弱,电离度α=已电离的弱电解质的浓度
弱电解质的起始浓度
×100%。已知25 ℃时几种
物质(微粒)的电离度(溶液浓度均为0.1 mol·L-1)如表所示:
号
编
物质(微粒)
离度
电
α
A
硫酸(第一步完全
离
电
):第二步HSO4
−SO4
2−+H+
10%
B
硫酸
溶液
氢钠
:HSO4
−SO4
2−+H+
29%
C
醋酸:CH3COOH
CH3COO-+H+
1.33%
(1)25 ℃时,0.1 mol·L-1硫酸中HSO4
−的电离度小于相同温度下0.1 mol·L-1
H S
硫酸氢钠溶液中O4
−的
电离度,其原因是 。
(2)醋酸的电离平衡常数Ka的表达式是 ,则物质的量浓度为c mol·L-1的醋酸的电离平衡常
数Ka与电离度α 的关系为Ka= (用含c、α 的代数式表示)。
答案 (1)硫酸的第一步电离产生的氢离子抑制了硫酸氢根离子的电离
(2)Ka=c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )
c α
2
1−α
解析 (1)硫酸中,硫酸第一步、第二步均
离出
离子
电
氢
,第一步
离出的
离子抑制了第二步的
离
电
氢
电
,
而硫酸
溶液中硫酸
根离子的
离不受抑制。
氢钠
氢
电
(2)CH3COOH 在溶液中存在
离平衡
电
:CH3COOH
CH3COO-+H+, 则Ka=c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )
; 醋酸溶液中c(H+)=c(CH3COO-)=cα mol·L-1, 则Ka=
c(C H 3COO
−)·c( H
+)
c(C H 3COOH )
= cα·cα
c−cα = c α
2
1−α 。
3.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=4
B.升高温度,溶液的pH 增大
C.此酸的电离平衡常数为1×10-7
D.HA 电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
答案 B
解析 HA
离出的
电
c(H+)为0.1 mol·L-1×0.1%=10-4 mol·L-1,则pH=4,故A 正确;温度升高促
弱酸的
进
离
电
,
离子
度
大
氢
浓
变
,则pH
小
变
,故B 错误;由HA
H++A-,c(H+)=c(A-)=0.1 mol·L-1×0.1%=10-4
mol·L-1,
离平衡常数
则电
为10
−4×10
−4
0.1−10
−4 ≈10-7,故C 正确;HA
离出的
电
c(H+)为10-4 mol·L-1,水
离
生
电
产
的
离子
度
氢
浓
为10
−14
10
−4 mol·L-1=10-10 mol·L-1,
由
则
HA
离出的
电
c(H+)
水
离出的
约为
电
c(H+)的106倍,
故D 正确。
1.(2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH 和CHCl2COOH 的两种溶液中,分布系数δ 与pH 的变化关系
如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)=
c(C H 2ClCOO
−)
c(C H 2ClCOOH )+c(C H 2ClCOO
−)]
下列叙述正确的是( )
A.曲线M 表示δ(CHCl2COO-)-pH 的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 mol·L-1,则a 点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH 的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08 时,
α
电离度(C H 2ClCOOH )
α
电离度(CHC l2COOH ) = 0.15
0.85
答案 D
解析 — Cl
吸
子基
为
电
, 则
CH2ClCOOH
的酸性弱于
CHCl2COOH, 故
Ka(CH2ClCOOH)<Ka(CHCl2COOH)。调pH 时,CHCl2COOH 溶液中CHCl2COOH 分布系数减小的趋势
快,CHCl2COO-分布系数增大的
快
趋势
,CH2ClCOOH 溶液中CH2ClCOOH 分布系数减小的
慢
趋势缓
,
CH2ClCOO-分布系数增大的
慢
趋势缓
,故曲线M 表示δ(CH2ClCOO-)-pH 的
化关系
变
,A 错误;根据
Ka(CHCl2COOH)=c(CHC l2COO
−)·c( H
+)
c(CHC l2COOH )
, 初始c0(CHCl2COOH)=0.1 mol·L-1, 若溶液中溶
只有
质
CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈❑√K a(CHC l2COOH )c0(CHC l2COOH )=10-1.15 mol·L-1,但a 点对
的
应
c(H+)=0.1 mol·L-1,
明此
溶液中加入了酸性更
的酸
说
时
强
,根据
荷守恒
电
,c(H+)>c(CHCl2COO-)
+c(OH-),B 错误;Ka(CH2ClCOOH)=c(C H 2ClCOO
−)·c( H
+)
c(C H 2ClCOOH )
, 当c(CH2ClCOOH)=c(CH2ClCOO-) 时,
Ka(CH2ClCOOH)=c(H+)≈10-2.8,
同
理
,Ka(CHCl2COOH)=10-1.3,C
错
误
;
α
电离度(C H 2ClCOOH )
α
电离度(CHC l2COOH ) = δ(C H 2ClCOO
−)
δ(CHC l2COO
−),pH=2.08 时,δ(CH2ClCOO-)=0.15,δ(CHCl2COO-)=0.85, 故
α(C H 2ClCOOH )
α(CHC l2COOH ) = 0.15
0.85,D 正确。
2.(2023·浙江1 月选考)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换
树脂(含固体活性成分R3N,R 为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物
质的量分数)与废水初始pH 关系如图(已知甲酸Ka=1.8×10-4),下列说法不正确的是( )
A.活性成分R3N 在水中存在平衡:R3N+H2O
R3NH++OH-
B.pH=5 的废水中c(HCOO-)∶c(HCOOH)=18
C.废水初始pH<2.4,随pH 下降,甲酸的电离被抑制,与R3NH+作用的HCOO-数目减少
D.废水初始pH>5,离子交换树脂活性成分主要以R3NH+形态存在
答案 D
解析 A 项,由
可知
图
,R3N 溶液呈碱性,溶液中存在平衡R3N+H2O
R3NH++OH-,故A 正确;B 项,由
离常数公式可知
电
, c( HCOO
−)
c( HCOOH ) =
K a
c( H
+)
。当溶液pH 为5 时,
水中
废
c( HCOO
−)
c( HCOOH ) = 1.8×10
−4
1.0×10
−5=18,故B
正确;C 项,由
可知
图
,溶液pH 为2.4 时,
水中的甲酸及其
回收率最高。当溶液中
废
盐
pH 小于2.4 时,随
溶液pH 下降,溶液中
离子
度增大
氢
浓
,甲酸的
离被抑制
电
,溶液中甲酸根离子
度减小
浓
,与R3NH+作用
的数目减小,故C 正确;D 项,
水中存在平衡
废
R3N+H2O
R3NH++OH-,当
水初始
废
pH 大于5 时,平
衡向左移动,离子交
脂活性成分主要以
换树
R3N 形
存在
态
,故D
。
错误
3.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:
N2H 5
++ NH 3=== N H 4
++N2H4,N2H4+CH3COOH===N2H 5
++CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是( )
A.N2H 5
+> N 2H 4> N H 4
+
B.N2H 5
+>CH 3COOH > N H 4
+
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2H 5
+> N H 4
+
答案 D
解析 根据复分解反
的
律
应
规
,
酸能制得弱酸
强
,根据酸碱
子理
质
论,
出
子
给
质
(H+)的物
是酸
质
,
反
则
应
N2H4+CH3COOH===N2H 5
++CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2H 5
+,反应N2H 5
++ N H3=== N H 4
++N2H4 中,
酸性:N2H 5
+> N H 4
+,故酸性:CH3COOH>N2H 5
+> N H 4
+。
4.(2022·浙江1 月选考)已知25 ℃时二元酸H2A 的K a1=1.3×10-7,K a2=7.1×10-15。下列说法正确的是(
)
A.在等浓度的Na2A、NaHA 溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1 的H2A 溶液中通入HCl 气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A 的电离度为
0.013%
C.向H2A 溶液中加入NaOH 溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a 的H2A 溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
答案 B
解析
的水解促
水的
离
盐类
进
电
,Na2A 比NaHA 易水解,等
度的溶液前者水的
离程度更大
浓
电
,A 项
错误;设0.1 mol·L-1 H2A 溶液在pH=3 时H2A 的
离度是
电
α,则K a1= c( H A
−)·c( H
+)
c( H 2 A )
= 0.1α ×10
−3
0.1−0.1α
=1.3×10-7,解得α=1.3×10-4,B
正确
项
;溶液pH=11 时,c(H+)=10-11 mol·L-1,由K a2= c( A
2−)·c( H
+)
c( H A
−)
=7.1×10-
15,可得c( A
2−)
c( H A
−)
=7.1×10-4<1,c(A2-)<c(HA-),C 项错误;因
加水稀
促
为
释
进H2A 的
离
电
,所以稀释10 倍后
溶液pH
化
变
<1,D
。
项错误
5.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA 的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电离
的HA 可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c 总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA 的电离度[ c( A
−)
c总( HA )]为1
101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c 总(HA)之比为10-4
答案 B
解析 常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,
溶液
则
Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A 错误;
常温下溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,Ka(HA)=c( H
+)·c( A
−)
c( HA )
=1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)
+c(A-),则
0.1c( A
−)
c总( HA )−c( A
−)=1.0×10-3,解得c( A
−)
c总( HA ) = 1
101,B 正确;根据
意
题
,未
离的
电
HA 可自由穿过
隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C 错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,溶液Ⅰ中c(H+)=1×10-7
mol·L-1,Ka(HA)=c( H
+)·c( A
−)
c( HA )
=1.0×10-3,c 总(HA)=c(HA)+c(A-),10
−7[c总( HA )−c( HA )]
c( HA )
=1.0×10-3, 溶液
Ⅰ中c 总(HA)=(104+1)c(HA);溶液Ⅱ中,由B
解析
项
c 总(HA)=1.01 c(HA),未
离的
电
HA 可自由穿
隔
过
膜, 故溶液Ⅰ和Ⅱ中的
c(HA) 相等, 溶液Ⅰ和Ⅱ中
c
总(HA) 之比为
[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D
。
错误
基
落
础
实
只有
选择题
1 个
符合
意
选项
题
1.液态化合物AB 会发生微弱的自身电离,电离方程式为AB
A++B-,在不同温度下其平衡常数
K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )
A.c(A+)随温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(A+)>c(B-)
C.AB 的电离程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.AB 的电离是吸热过程
答案 D
解析 升高温度,K 增大,
明
说
AB 的
离程度增大
电
,所以c(A+)随着温度的升高而增大,A 项错误;根据
信息
题给
,无法推出35 ℃时,c(A+)>c(B-),B 项错误;升高温度,K 增大,AB 的
离程度增大
电
,所以AB 的
离程度
电
:α(25 ℃)<α(35 ℃),C 项错误;升高温度,平衡向吸
反
方向移
热
应
动,AB 的
离程度增大
电
,则
AB 的
离是吸
程
电
热过
,D
正确。
项
2.已知:在25 ℃时,次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表:
弱
解
电
质
离平衡常数
电
(Ka)
HClO
Ka=4.7×10-8
H2CO3
K a1=4.2×10-7
K a2=5.6×10-11
H2SO3
K a1=1.54×10-2
K a2=1.02×10-7
下列微粒在溶液中不能大量共存的是( )
A.SO3
2−、HC O3
−B.ClO−、HC O3
−
C.HSO3
−、C O3
2−D . HClO、HC O3
−
答案 C
解析 根据表中
离平衡常数可知
电
,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3
−> HClO> HC O3
−;根据“
酸制取
较强
较
弱酸”的复分解反
律
应规
,判断溶液中微粒能否大量共存。由于酸性:HSO3
−> HC O3
−,则SO3
2−、HC O3
−
不能反应,可以大量共存,A 不符合
意
题
;酸性:HClO>HCO3
−,则ClO-、HCO3
−不能反应,可以大量共存,B
不符合
意
题
;由于酸性:HSO3
−> HC O3
−,则HSO3
−、C O3
2−反应生成SO3
2−和HC O3
−,不能大量共存,C 符
合
意
题
;由于酸性:H2CO3>HClO,HClO、HCO3
−不能反应,可以大量共存,D 不符合
意。
题
3.下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系
的是( )
答案 B
解析 乙酸和一
乙酸均
弱酸性。弱酸的
度越大
氯
显
浓
,在水中的
离度越小
电
,排除C
、
项D
。
离平
项电
衡常数:CH3COOH<CH2ClCOOH,而
离平衡常数越大
电
,表明酸性越强,
离度越大
电
,排除A 项,故选B
。
项
4. 已知0.1 mol·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(C H 3COOH )值增大,可以采取的措施是( )
A.加少量烧碱固体
B.升高温度
C.加少量冰醋酸
D.加CH3COONa 固体
答案 B
解
析
加
入
碱
固
体
烧
,
反
生
成
应
CH3COO-
度
大
浓
变
,
c( H
+)
c(C H 3COOH ) =
c( H
+)·c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )·c(C H 3COO
−)
=
K a
c(C H 3COO
−),
减小
则值
,A 不符合
意
题
;弱
解
电
的
离
吸
程
质
电
为
热过
,加
促
离
热
进电
,则
c( H
+)
c(C H 3COOH )增大,B 符合
意
题
;加少量冰醋酸,醋酸
度增
浓
大,弱
解
的
度越大
电
质
浓
,
离程度越小
电
,则
c( H
+)
c(C H 3COOH )
减小
值
,C 不符合
意
题
;加CH3COONa,由于
CH3COO-对CH3COOH 的
离起到抑制作用
电
,则
c( H
+)
c(C H 3COOH )
减小
值
,D 不符合
意。
题
5.下列事实一定能说明亚硝酸(HNO2)是弱电解质的是( )
A.NaNO2溶液呈碱性
B.向HNO2溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液呈红色
C.用HNO2溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液完全反应
答案 A
解析 紫色石蕊溶液呈
色
明
红
说
HNO2
酸
为
,不能
明
说
HNO2部分
离
电
,
不能
明
则
说
HNO2
弱
解
为
电
质,B 错误;用HNO2溶液做
性
导电
实验,灯泡很暗,
明溶液中离子
度很小
说
浓
,不能
明
说
HNO2部分
离
电
,
所以不能
明
证
HNO2
弱
解
为
电
质,C 错误;10 mL 0.1 mol·L-1 HNO2 溶液恰好与10 mL 0.1 mol·L-1
NaOH 溶液完全反应,
明
说
HNO2
一元酸
为
,不能
明
说
HNO2部分
离
电
,所以不能
明
证
HNO2
弱
解
为
电
质,D
。
错误
6.常温下。向0.01 mol·L-1的醋酸溶液中加入醋酸铵固体(其水溶液pH=7),溶液的pH 随加入醋酸铵
固体质量的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )
A.a 点:pH=2
B.b 点:c(CH3COO-)>c(NH 4
+)
C.c 点:pH 可能大于7
D.a 点到c 点,溶液pH 增大是因为醋酸铵水解显碱性
答案 B
解析 醋酸是弱
解
电
质,0.01 mol·L-1的醋酸溶液中c(H+)<0.01 mol·L-1,
溶液的
则
pH>2,A
。
错误b、c 点
为CH3COOH 和CH3COONH4的混合溶液,而CH3COONH4溶液
中性
显
,CH3COOH
离使溶液
酸
电
显
性,
混合溶液的
则
pH<7,即b 点溶液中c(H+)>c(OH-),
合
荷守恒推知
结
电
,c(CH3COO-)>c(NH 4
+),B 正确,C
。
错误a 点到c 点,溶液的pH 增大,其原因是醋酸是弱
解
电
质,溶液中存在
离平衡
电
:CH3COOH
CH3COO-+H+,向醋酸溶液中加入醋酸
固体
铵
,c(CH3COO-)增大,醋酸的
离平衡逆向移
电
动,
溶液中的
则
c(H+)减小,溶液的pH 增大,常温下,醋酸
的水溶液
铵
pH=7,即醋酸
溶液
中性
铵
显
,D
。
错误
7.硼酸(H3BO3)的电离方程式为H3BO3+H2O
B(OH)4
−+H+。已知常温下,Ka(H3BO3)=5.4×10-10、
Ka(CH3COOH)=1.75×10-5。下列说法错误的是( )
A.H3BO3为一元酸
B.0.01 mol·L-1 H3BO3溶液的pH≈6
C.常温下,等浓度溶液的pH:CH3COONa>NaB(OH)4
D.NaOH 溶液溅到皮肤时,可用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
答案 C
解析 根据
意可知
题
H3BO3只存在一步
离
电
,所以
一元酸
为
,A 正确;设0.01 mol·L-1 H3BO3溶液中
c(H+)=x mol·L-1,则c[B(OH)4
−]也可近似
等于
认为
x mol·L-1,
有
则
Ka(H3BO3)= x× x
0.01−x =5.4×10-10,解得
x≈2.3×10-6,所以pH≈6,B 正确;Ka(H3BO3)<Ka(CH3COOH),所以B(OH)4
−的水解程度更大,
度相同
硼
浓
时
酸
碱性更
钠
强,
等
度溶液的
则
浓
pH:CH3COONa<NaB(OH)4,C
。
错误
8.常温下,次氯酸电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=
c( X )
c( HClO)+c(ClO
−),X 为HClO 或ClO-]
与pH 的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.次氯酸的电离方程式为HClO===H++ClO-
B.曲线a、b 依次表示δ(ClO-)、δ(HClO)的变化
C.次氯酸电离常数Ka的数量级为10-7
D.向次氯酸溶液中加NaOH 溶液,
δ( HClO)
δ(ClO
−) 将减小
答案 D
解析 次
酸是弱
解
氯
电
质,
离方程式
电
为HClO
H++ClO-,故A 错误;次
酸是弱酸
氯
,随着pH 的增
大,HClO 逐
减少
渐
,ClO-逐
增多
渐
,故曲线a、b 依次表示δ(HClO)、δ(ClO-)的
化
变
,故B 错误;次
酸的
氯
Ka=c( H
+)·c(ClO
−)
c( HClO)
,在a、b 的交点处,c(ClO-)=c(HClO),Ka=10-7.5,所以Ka的数量级为10-8,故C 错误;向
次
酸溶液中加
氯
NaOH 溶液,随着碱性增强,HClO 逐
减少
渐
,ClO-逐
增多
渐
,故δ( HClO)
δ(ClO
−) 将减小,故D
正确。
9.已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,常温下,向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的
KOH 溶液,混合溶液的pH 与离子浓度的关系如图所示。
(1)写出亚磷酸的电离方程式: 、
。
(2)图中表示pH 与lg
c( HPO3
2−)
c( H 2 PO3
−)的变化关系的是 (填“Ⅰ
或
”
“Ⅱ”)。
(3)根据图像计算亚磷酸的K a1= 。
答案 (1)H3PO3
H2PO3
−+ H + H 2 PO3
−HPO3
2−+H+ (2)Ⅰ (3)10-1.4
解析 K a1= c( H 2 PO3
−)·c( H
+)
c( H 3 PO3)
,K a2= c( HPO3
2−)·c( H
+)
c( H 2 PO3
−)
, 且K a1> K a2, 由
像可知
图
, 在相同
c( H 2 PO3
−)
c( H 3 PO3) 或c( HPO3
2−)
c( H 2 PO3
−)时,Ⅱ
的
对应
c(H+)
大
较
,
第一步
离
为
电
,Ⅰ
的
对应
c(H+)
小
较
,
第二步
离
为
电
,
用
选
Ⅱ中的特殊点B
算
计
K a1,K a1= c( H 2 PO3
−)·c( H
+)
c( H 3 PO3)
=10×10-2.4=10-1.4。
能力提升
10.下列关于电解质的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中加入少量水,溶液中
c( H
+)
c(C H 3COOH )减小
B.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释后,溶液中c(O H
−)·c( N H 4
+)
c( N H 3· H 2O)
不变
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合:
c( HC O3
−)
c( H 2C O3) < c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
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Ka(HF)保持不变,c( F
−)
c( H
+)始终增
大
答案 B
解析 B 项,NH3·H2O 的
离常数
电
Kb=c(O H
−)·c( N H 4
+)
c( N H 3· H 2O)
,温度不变,Kb不变,正确;C 项,H2CO3
离常数
电
K a1= c( H
+)·c( HC O3
−)
c( H 2C O3)
、K a2= c( H
+)·c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
, 同一溶液中
c(H+) 相等, 而K a1> K a2, 则
c( HC O3
−)
c( H 2C O3) > c(C O3
2−)
c( HC O3
−),错误;D 项,0.1 mol·L-1 的HF 溶液加水稀释,c(F-)
近于
趋
0,而c(H+)
于
趋
10-7
mol·L-1,故c( F
−)
c( H
+)
小
变
,
。
错误
11.25 ℃时,用0.1 mol·L-1 的CH3COOH 溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 的NaOH 溶液,当滴加V mL
CH3COOH 溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH 的电离常数为Ka,忽略混合时引起的溶液体
积的变化,下列关系式正确的是( )
A.Ka= 2×10
−7
0.1V −2
B.V = 2×10
−7
0.1 K a−2
C.Ka=2×10
−7
V +20
D . K a= 2×10
−8
V
答案 A
解析 混合溶液的pH=7,
明醋酸
量
说
过
,混合溶液中c(CH3COOH)≈0.1(V −20)
20+V
mol·L-1,根据
荷守
电
恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)及c(H+)=c(OH-)可得,c(Na+)=c(CH3COO-)=0.1×20
20+V mol·L-1,则Ka=
c( H
+)·c(C H 3COO
−)
c(C H 3COOH )
= 2×10
−7
0.1V −2,则V=2×10
−7+2 K a
0.1 K a
,A
正确。
项
12.常温下,pH 均为2、体积均为V0的HA、HB、HC 溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH 随lg
V
V 0
的变化关系如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.常温下:Ka(HB)>Ka(HC)
B.HC 的电离度:a 点<b 点
C.当lg V
V 0=4 时,三种溶液同时升高温度,c( A
−)
c(C
−)减小
D.当lg V
V 0=5 时,HA 溶液的pH 为7
答案 D
解析 由
可知
题图
,HA
解
为强电
质,HB、HC
弱
解
为
电
质;起始
三者均
时
为pH=2 的溶液,均稀释1×103
倍时,由a 点HC 溶液的pH 小于c 点HB 溶液的pH 可知,HB 的酸性
于
强
HC,则Ka(HB)>Ka(HC),A 正
确;由a 点→b 点
加水稀
为
释HC 溶液的
程
过
,HC
H++C-
离平衡向右移
电
动,故
离度
电
:a 点<b 点,B
正确;lg V
V 0
=4 时,由于HA
酸
为强
,在溶液中全部
离
电
,升高温度时c(A-)不变,HC
弱酸
为
,升高温度时
c(C-)增大,故c( A
−)
c(C
−)
减小,C 正确;因为HA
酸
为
,无限稀释时,其溶液的pH 仍小于7,故D
。
错误
13.常压下,取不同浓度、不同温度的氨水测定,得到下表实验数据。
温度/℃
0
10
20
c(NH3·H2O)/(mol·L-1)
16.56
15.16
13.63
离常数
电
1.37×10-5
1.57×10-5
1.71×10-5
离度
电
/%
9.098
10.18
11.2
c(OH-)/(mol·L-1)
1.507×10-2
1.543×10-2
1.527×10-2
(1)温度升高,NH3·H2O 的电离平衡向 (填
左
或
右
“
”
“
”)移动,能支持该结论的表中数据是
(填字母)。
a.电离常数
b.电离度
c.c(OH-)
d.c(NH3·H2O)
(2)表中c(OH-)基本不变的原因是
。
(3)常温下,在氨水中加入一定量的氯化铵晶体(溶液体积变化可忽略),下列说法错误的是 (填
字母,下同)。
A.溶液的pH 增大
B.氨水的电离度减小
C.c(OH-)减小
D.c(NH 4
+)减小
(4)下列做法能使氨水中的c(NH 4
+)与c(OH-)比值变大的是 。
A.加入固体氯化铵
B.通入少量氯化氢
C.加入少量固体氢氧化钠
答案 (1)右 a (2)氨水浓度降低,使c(OH-)减小,而温度升高,使c(OH-)增大,双重作用使c(OH-)基本
不变 (3)AD (4)AB
解析 (3)加入NH4Cl 晶体(溶液体
化可忽略
积变
),c(NH 4
+)增大,
离平衡左移
电
,c(OH-)将减小,pH 减小,
氨水的
离度将减小
电
,A、D
。
错误
(4)加入固体
化
氯
铵时c(NH 4
+)增大,
离平衡左移
电
,c(OH-)减小,
c( N H 4
+)
c(O H
−)
增大,A 正确;通入少量
化
氯
氢时c(OH-)减小,
离平衡右移
电
,c(NH 4
+)增大,c( N H 4
+)
c(O H
−)
增大,B 正确;
加入少量固体
氧化
氢
钠,溶液中c(OH-)增大,
离平衡左移
电
,c(NH 4
+)减小,c( N H 4
+)
c(O H
−)
减小,C
。
错误
