2019届高考化学专题十六弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用精准培优专练

培优点十六弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用一．弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用

1．影响电离平衡的因素

典例1．体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH COO－)＝0.01mol，下列叙述错

3

误的是（）

A．与NaOH完全中和时，醋酸所消耗的NaOH多

B．分别与足量CaCO 反应时，放出的CO 一样多

3 2

C．两种溶液的pH相等

D．分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)＜n(CH COO－)

3

【解析】体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH COO－)＝0.01mol，根据二者

3

的电离方程式可知，二者电离出的c(H＋)相同，故 pH 相等，C 项正确；由于醋酸不能完全

电离，因此n(CH COOH)＞n(HCl)，故与 NaOH 完全中和，醋酸消耗的 NaOH 多，分别与3

足量CaCO 反应时，醋酸放出的CO 多，A 项正确，B项错误；分别用水稀释相同倍数时，

3 2

醋酸的电离程度增大，n(CH COO－)增大，而n(Cl－)不变，D项正确。

3

【答案】B

2．电离平衡常数的应用

典例2．已知H SO 、H CO 分别属于中强酸和弱酸，H SO

2 3 2 3 23H+＋HSO－，HSO－

3 3

H+＋SO2－；H CO

3 23H+＋HCO－，HCO－

3 3

H+＋CO2－；电离平衡常数分别为K、

3 1

K′、K、K′，已知K＞K′≈K＞K′则溶液中不可以大量共存的离子组是（）

1 2 2 1 122

A．SO2－、HCO－

3 3B．HSO－、CO2－

3 3

C．SO2－、CO2－

3 3

D．HSO－、HCO－

3 3

【解析】因、K′＞K′，故酸性HSO－＞HCO－，所以HSO－能与CO2－反应生成HCO－

1 2 3 3 3 3 3与SO2－。

3

【答案】B

3．强弱电解质的比较

典例3．25℃时，CH COOH的电离平衡常数K＝1.8×10－5，体积均为10mL pH＝3的

3 a

醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程中pH的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是（）

A ．HX 的酸性比 CH COOH 强且为弱酸

3

B ．10mL pH ＝3 的醋酸溶液中 c (H ＋)＋c (CH COOH)＞c (CH COO －)＋c (OH －)

3

3

C ．10mL pH ＝3 的醋酸溶液中 c (CH COOH)约为 0.056mol ·L ?1

3

D ．中和等体积、等 pH 的 CH COOH 和 HX 溶液消耗 NaOH 的物质的量前者小于后者

3

【解析】对于强酸稀溶液，体积稀释至100 倍，pH 增大 2，而题述两种酸溶液 pH 增大

均小于 2，故二者均为弱酸，且 HX 溶液 pH 增大的多，故 HX 的酸性比 CH COOH 强，选

3

项 A 正确；由电荷守恒可得： c (H + ) ＝ c (OH － ) ＋ c (CH COO － ) ，选项 B 正确； K ＝

3

a

c (CH COO －)·c (H ＋)

＝1.8×10－5，c (H ＋)＝c (CH COO －)，解得 c (CH COOH)约为 0.056mol ·L

c (CH COOH) 3 3

3

?1

，选项 C 正确；等体积、等 pH 的 CH COOH 和 HX 溶液，前者溶质的物质的量浓度大，

3

物质的量多，故消耗的 NaOH 前者大于后者，选项 D 错误。

【答案】D 4．实验探究

典例 4．（1）一定温度下，向 1L 0.1 mol ·L ?1 CH COOH 溶液中加入 0.1mol CH COONa

3

3

固 体 ， 则 醋 酸 的 电 离 平 衡 向 ________( 填 “ 正 ” 或 “ 逆 ” ) 反 应 方 向 移 动 ； 溶 液 中

c (CH COO －)·c (H ＋) 的值______(填“增大”“减小”或“不变”)。

c (CH COOH)

3

（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是 NH ·H O 。

3

2

已知：a.常温下，醋酸和 NH ·H O 的电离平衡常数均为 1.8×10－5；

3

2

b ．CH COOH ＋NaHCO ===CH COONa ＋CO ↑＋H O 。

3

3

3

2

2

则 CH COONH 溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”，下同)性，NH HCO 溶液呈

3

4

4

3

________性，NH HCO 溶液中物质的量浓度最大的离子是________。

4

3

（3）99℃时，K ＝1.0×10－12，该温度下测得 0.1mol ·L ?1Na A 溶液的 pH ＝6。

w

2

①H A 在水溶液中的电离方程式为_______________________________________ 。

2

3

3

②该温度下，将0.01mol·L?1H A 溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝________。

2

③将体积相等、pH＝1的盐酸和H A 溶液分别与足量的Zn反应，产生的氢气____。(填

2

字母)

A．盐酸多B．H A多C．一样多D．无法确定

2

④将 0.1mol·L?1H A 溶液与 0.2mol·L?1 氨水等体积混合，完全反应后溶液中各离子浓

2

度从大到小的顺序为_________________。

【解析】（3）99℃时，K＝1.0×10－12，该温度下测得0.1mol·L?1Na A 溶液的pH＝6，

w 2

说明溶液呈中性，即A2－不水解，故H A 为强酸，在水溶液中完全电离。

2

【答案】（1）逆不变

（2）中碱NH＋

4

c(H＋)>c(OH－)（3）①H A===2H＋＋A2－②3 ③C ④c(NH＋)>c(A2－)>

2 4

二．对点增分集训

H+＋F－。只改变一个条件一定可1．已知氢氟酸水溶液中存在如下电离平衡：HF

c(HF)

以使减小的是（）

c(H＋)

A．通入少量氯化氢气体

B．加入少量氟化钾固体

C．加入少量氢氧化钠固体

D．通入少量氟化氢气体

【解析】通入少量HCl气体，溶液中c(H+)增大，电离平衡逆向移动，c(HF)增大，但c(HF)

c(HF)

增大的程度没有c(H+)增大的程度大，减小，A项正确；加入少量KF固体，溶液中c(F－)

c(H＋)

c(HF)

增大，平衡逆向移动，c(H+)减小，c(HF)增大，增大，B项错；加入少量NaOH固体，

c(H＋)

溶液中c(H+)减小，电离平衡正向移动，c(HF)减小，但c(HF)减小的程度没有c(H+)减小的程

c(HF)

度大，增大，C项错；通入少量HF气体，c(HF)增大，平衡正向移动，导致c(H+)增大，c(H＋)

c (HF)

但最终结果是 c (HF)增大的程度比 c (H +)增大的程度大， 增大，D 错。

c (H ＋)

【答案】A

2．25℃时加水稀释 10mL pH ＝11 的氨水，下列判断正确的是（ ）

A ．原氨水的浓度为 10?3 mol ·L ?1

c (NH ＋)

B ．溶液中 减小

c (NH ·H O)

3

2

C ．氨水的电离程度增大，溶液中所有离子的浓度均减小

D ．再加入 10 mL pH ＝3 的盐酸充分反应后混合液的 pH 值肯定大于 7

【解析】 A 项，原氨水的浓度应大于 10?3 mol ·L ?1，错误；B 项，由于 n (NH ＋)增多，

4

c (NH ＋)

而 n (NH ·H O)减小，因处于同一溶液中，所以

3 2 c (NH ·H O)

3

2

增大，错误；C 项，由于 c (OH

－

)减小，所以 c (H +)应增大，错误；D 项，氨水过量，所以 pH ＞7，正确。

【答案】D

3．现有体积相等且等 pH 或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁粉， 产生 H 的体积(同温同压下测定)随时间的变化示意图如下：

2

其中正确的是（

）

A ．①③

B ．②④

C ．①②③④

D ．都不对

【解析】①随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，故①错误；②等pH 时，醋酸浓

度较大，加入足量镁，不仅产生的氢气的体积更大，反应更快，而且反应时间更长，不可能

4

4

比盐酸更早结束，故②错误；③随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，不可能逐渐减小，

故③错误；④等物质的量浓度时，醋酸溶液中氢离子浓度较小，反应速率较小，不可能比盐酸反应的快，故④错误。故选D

【答案】D

4．硼酸(H BO )溶液中存在：H BO (aq)＋H O(l)

3 3 3 3 2

正确的是（）[B(OH) ]－(aq)＋H＋(aq)。下列说法4

化学式硼酸

碳酸

醋酸电离常数(298 K) K＝5.7×10－10 K＝4.4×10－7

1

K＝4.7×10－11

2

K＝1.75×10－5

A．等物质的量浓度的碳酸钠溶液和醋酸钠溶液比较，pH：前者>后者

B．等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者>后者

C．将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生

D．将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生

【解析】酸的电离常数越大，其酸性越强，根据电离常数知，酸性强弱顺序是：醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氢根离子。醋酸的酸性强于碳酸，碳酸根离子的水解程度大于醋酸根离子，所以等物质的量浓度的碳酸钠溶液的 pH 大于醋酸钠溶液的 pH，A 正确；碳酸的酸性强于硼酸，则等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者＜后者，B 错误；碳酸钠

和硼酸反应生成碳酸氢钠而不是二氧化碳，所以观察不到有气泡产生，C错误；醋酸和碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和醋酸反应生成二氧化碳，由于只有一滴醋

酸溶液，所以不一定能观察到有气泡产生，D 错误。

【答案】A

5．由已知电离平衡常数判断，下列关于SO 与 Na CO (aq)反应的离子方程式的书写中，

2 2 3

不合理的是（）

酸H CO

2 3

H SO

2 3

电离平衡常数K＝

4×10－7 K＝5.6×10－11

1 2

K＝1.54×10－2 K＝1.02×10－7

1 2

A．SO ＋H O＋2CO2－===2HCO－＋SO2－

2 2

3 3 3 B．SO ＋2HCO－===2CO＋SO2－＋H O

2 32

3 2 C．2SO ＋H O＋CO2－===CO＋2HSO－

2 2

3 2 3

D．SO ＋H O＋CO2－===HCO－＋HSO－

2 2

3 3 3

【解析】分析表中的电离平衡常数判断电离程度大小，碳酸存在电离平衡：

H CO

23

HCO－＋H＋

3

K＝4×10－7，HCO－

1 3

H＋＋CO2－

3

K＝5.6×10－11；亚硫酸存

2

在电离平衡：H SO

23

HSO－＋H＋

3

K＝1.54×10－2，HSO－

1 3

H＋＋SO2－

3

K＝1.02×

2

10－7，碳酸与亚硫酸都是弱酸，电离平衡常数越大，酸性越强，则酸性强弱顺序为H SO

23＞H CO ＞HSO－＞HCO－，发生化学反应应遵循强酸制弱酸的原理，以此分析B项不合理。

2 3 3 3

【答案】B

6．25℃时，向盛有50mL pH＝2的HA溶液的绝热容器中加入pH＝13的 NaOH溶液，加入NaOH 溶液体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如下图所示。下列叙述正确的是（）

A．HA溶液的物质的量浓度为0.01mol·L?1

B．b→c的过程中，温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应

C．a→b的过程中，混合溶液中可能存在：c(A－)＝c(Na＋)

D．25℃时，HA的电离平衡常数K约为1.43×10－2

【解析】恰好中和时混合溶液温度最高，即b点，此时消耗氢氧化钠为0.04L×0.1mol·L ?1＝0.004mol

0.004mol

，得出50 mL HA 的浓度为＝0.08mol·L－1，A 错误；b→c

0.05L

的过程中，HA已完全

反应，继续滴加氢氧化钠溶液不再发生反应，溶液温度降低，B 错误；NaA 水解呈碱性，HA电离呈酸性，a→b的过程中，

混合溶液可能呈中性，存在：

c H ＋·c A －0.01mol·L－1×0.01mol·L－1

c(A－)＝c(Na＋)，C 正确；电离平衡常数K＝＝＝

c HA0.08mol·L－1－0.01mol·L－1

1.43×10－3，D 错误。

【答案】C

7．pH＝1的HA、HB两溶液各10mL，分别加水稀释至1000mL，其pH变化关系如图所示，下列说法正确的是（）

A．HA一定是强酸，HB一定是弱酸

B．稀释后，HA溶液的酸性比HB 溶液的酸性弱

C．向上述10mL HA溶液中加入10mL pH＝13的NaOH溶液，溶液中有c(Na＋)＞c(A－)＞c(OH －)＞c(H＋)

D．当a＝3时，HA、HB两溶液起始浓度相等

【解析】当a＝3，HA 一定是强酸，HB 一定是弱酸，若a＜3，HA、HB 都是弱酸，A

错误；由图像可知，稀释后HA溶液的pH比HB溶液的大，故稀释后HA溶液的酸性比HB 溶液的酸性弱，B 正确；若a＝3，HA 是强酸，与 NaOH 溶液反应后，溶液中生成的溶质

NaA不水解，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)，C 错误；当a＝3时，HA是强酸，HA、HB两溶液起始pH相等，但溶液浓度不相等，D错误。

【答案】B

8．为比较盐酸与醋酸的酸性强弱，下列方案不可行的是(均在常温下测定)（）

A．比较等体积、等pH的两种溶液的导电性

B．比较等物质的量浓度的氯化钠与醋酸钠溶液的pH

C．比较等体积、等pH的两种溶液与过量锌粉反应产生氢气的量

D．比较等体积、等物质的量浓度的两种溶液稀释相同倍数后的pH变化

【解析】A 项，由于盐酸、醋酸的 pH 相同，c(H＋)相同，所以导电性也相同，故不可行。

【答案】A

9．向0.1mol·L－1的CH COOH溶液中加水或加入少量CH COONa晶体时，下列有关

3 3

叙述不正确的是（）

A．都能使溶液的pH增大

B．都能使溶液中c(H＋)·c(CH COO－)减小

3

c (CH COO －)

C ．都能使溶液中 比值增大

c (CH COOH)

3

c (H ＋)·c (CH COO －)

D ．溶液中 不变

c (CH COOH)

3

【解析】醋酸中存在 CH COOH

CH COO －＋H +，温度不变，醋酸的 K 不变，即

3

3

a

c (H ＋)·c (CH COO －) 3 c (CH COOH)

3

不变， D 正确；加水稀释，虽促进醋酸的电离，但溶液中

c (H ＋ ) 、

c (CH COO －)减小，pH 增大；加入少量 CH COONa 晶体时引入 c(CH COO －)，c (CH COO －)

3

3

3

3

增大，醋酸的电离平衡向逆反应方向移动，c (H ＋)减小，pH 增大，A 正确；加入少量 CH COONa

3

c (H ＋)·c (CH COO －)

晶体后 K ＝ 不变，而 c (CH COOH)变大，则 c (H +)·c (CH COO －)变大，

a c (CH COOH) 3 3

3

c (CH COO －) c (CH COO －)·c (H ＋) B 错误； ＝

c (CH COOH) c (CH COOH)·c (H ＋) 3

3

K

＝ ，c (H +)变小，则比值增大，C 正确。 c (H ＋)

【答案】A

10．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 (NH ·H O)/(mol ·L

3

2 ?1)

16.56 15.16 13.63

电离常数

1.37×10－5 1.57×10－5 1.71×10－5 电离度/%

9.098 10.18 11.2

c (OH －)/(mol ·L ?1)

1.507×10－2 1.543×10－2 1.527×10－2

已电离的弱电解质物质的量

提示：电离度＝ ×100%

起始时的弱电解质物质的量

（1）温度升高，NH ·H O 的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动，能支持该

3

2

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 (NH ·H O)

3

2

（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，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 ＋)减小

4 （4）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，下列做法能使 c (NH ＋)与 c (Cl －)比值变大的是

4

3

3

3 3 3 a ．．

________。

A ．加入固体氯化铵

B ．通入少量氯化氢

C ．降低溶液温度

D ．加入少量固体氢氧化钠

【解析】（1）根据表中电离常数随温度的变化可以判断，NH ·H O 的电离吸收热量， 3

2

升高温度，NH ·H O 的电离平衡向右移动。（3）对于平衡 NH ·H O

3

2

3

2

NH ＋+OH －，

4

加入 NH Cl 固体，平衡左移，pH 减小，电

4

离度减小，c (OH －)减小，c (NH ＋)增大，A 、D 错误。（4）氨水与盐酸等浓度等体积混合，恰

4

好生成 NH Cl 溶液，NH ＋+H O

4

4

2

c NH ＋

NH ·H O+H +，加入固体 NH Cl ，c (NH ＋)增大，

c Cl －

c NH ＋

增大，A 正确；降温，NH ＋水解程度减小， 增大，C 正确；B 项，通入 HCl ，c (Cl －)

c Cl －

c NH ＋

增大的较 c (NH ＋

)多，

c Cl －

c NH ＋

减小；D 项，加入 NaOH 固体，c (NH ＋)减小， 减小。

c Cl －

【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）AC

11．与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫做电离常数(用 K 表示)。下表是 25℃下 几种常见弱酸的电离平衡常数：

酸

电离方程式

电离平衡常数 K

CH COOH

3

HClO

H CO

2

3

H SO

2

3

CH COOH

3

HClO H CO

2 3 HCO － 3

H SO 2 3 HSO －

3 H ++CH COO － 3

H ++ClO － H ++HCO －

3

H ++CO 2－ 3 H ++HSO －

3

H ++SO 2－

3 1.96×10－5 3.0×10－8 K ＝4.4×10－7

1

K ＝5.6×10－11 2

K ＝1.54×10－2 1

K ＝1.02×10－7

2

回答下列问题：

（1）C H COOH 、HClO 、H CO 、H CO －、H SO 、H SO －都可看作是酸，其中酸性最

3

2

3

3

2

3

3

强的是________，最弱的是________。

4

3 2

4 4 4

4 4

4

4

4

向NaClO溶液中通入少量的二氧化硫，发生的离子方程式为_________________________。

（3）求25℃时，1.2mol·L?1 的NaClO溶液pH＝________(已知：lg2＝0.3)，0.10mol·L

?1的CH COOH溶液中的c(H+)＝________mol·L?1。

3

【解析】（1）同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的电离常数知，酸性

强弱顺序是H SO ＞CH COOH＞H CO ＞HSO－＞HClO＞HCO－，所以酸性最强的是

2 3 32333

H SO ，最弱的是HCO－。(2)因为酸性：HCl＞H CO ＞HClO＞HCO－，所以反应的离子方

2 3 3 233

程式为2Cl +H O+CO2－===CO+2Cl－+2HClO；因为酸性：H SO ＞HSO－＞HClO，次氯

2 232 2

3 3

酸具有强氧化性，能够将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，所以反应的离子方程式为

SO +H O+3ClO－===Cl－+SO2－+2HClO。（3）1.2mol·L?1 的 NaClO 溶液中水解离子方程式

2 2 4

为ClO－

+H O

2HClO+OH－，K＝

h

c OH －

·c HClO

c ClO －

＝

c OH －

·c HClO

c ClO －

c H ＋K×

＝＝

c H ＋K

a

c 2OH －K 10－14

，c2(OH－)＝×c(ClO－)＝×1.2mol·L?1，c(OH－)＝2×10－3.5mol·L?1，c(H+) c ClO －K 3.0×10－8

a

10－14

＝＝5×10－11.5，pH＝－lg(5×10－11.5)＝10.8；该温度下，0.10mol·L?1 的 CH COOH 2×10－3.53

c CHCOO －

·c H

溶液中存在电离平衡，CH C OOH CH COO－+H+，平衡常数K＝

3 3 c CHCOOH

3＋

＝1.76

×10?5，c2(H+)＝0.10×1.76×10?5，c(H+)≈1.4×10?3mol·L?1。

【答案】（1）H SO

2 3HCO－

3

（2）2Cl +H O+CO2－===CO+2Cl－+2HClO

2 232

SO +H O+3ClO－===Cl－+SO2－+2HClO

2 2 4

（3）10.8 1.4×10－3w

w

3