2020届二轮复习 弱电解质的电离平衡 专题卷(全国通用)

弱电解质的电离平衡

考点1 弱电解质的电离平衡

1.[2020贵州贵阳摸底考试]室温下,能说明NH3·H2O为弱电解质的实验事实是()

A.铵盐受热都易分解

B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH<7

C.氨水中只有少量的OH-

D.0.1 mol·L-1的氨水能使无色酚酞试液变红

2.[2019四川成都摸底测试]已知25 ℃时,H2A的K a1=4.0×10-4、K a2=5.0×10-11,HB的

K a=2.0×10-5。下列说法正确的是() A.常温下,相同浓度溶液的pH:H2A

B.升高Na2A溶液的温度,减小

C.HB能与NaHA溶液反应生成H2A

D.常温下,相同浓度溶液的碱性:Na2A

考点2 电离常数及其应用

3.[2020福建福州八县一中联考]已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表所示。

H2CO3H2SO3HClO

K a1=4.4×10-7K a1=1.29×10-2K a=4.7×10-8

K a2=4.7×10-11K a2=6.24×10-8

下列说法正确的是()

A.常温下,相同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强

B.向Na2CO3溶液中通入少量SO2:2C+SO2+H2O2HC+S

C.向NaClO 溶液中通入少量CO2:2ClO-+CO2+H2O2HClO+C

D.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度

4.[2020江西南昌摸底测试]常温下,将NaOH溶液滴加到某一元酸(HA)溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示。[已知:p=-lg ]

下列叙述正确的是() A.K a(HA)的数量级为10-4

B.滴加NaOH溶液过程中,保持不变

C.m点所示溶液中:c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+)

D.n点所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)

5.[2019河南五校联考]常温下,浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水

稀释至体积为V,溶液pH随lg 的变化如图甲所示;当pH=b时,两曲线出现交叉点x,如图乙所示。下列叙述正确的是()

A.c0、V0均不能确定其数值大小

B.电离常数K b(MOH)≈1.1×10-4

C.x点处两种溶液中水的电离程度相等

D.lg 相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则增大

6.[2019山东济南质量评估]常温下,将一定浓度的HA和HB两种酸溶液分别与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,实验记录如下表:

混合液pH 加入的酸酸的浓度/(mol·L-1)

①8.6 HA 0.10

② 2.0 HB 0.12

下列说法正确的是()

A.HA为强酸,HB为弱酸

B.溶液①中存在:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

C.升高温度,溶液①中c(H+)增大,pH减小

D.溶液②中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-)

7.[2020吉林长春第一次质量监测节选,5分]酿酒和造醋是古代劳动人民的智慧结晶,白酒和醋也是日常生活中常见的有机物。

(1)下列以高粱为主要原料的酿醋工艺中,利用醋酸溶解性的是(填标号)。

A.蒸拌原料

B.淀粉发酵

C.用水浸淋

D.放置陈酿

(2)写出乙酸在水溶液中的电离平衡常数的表达式:。

(3)已知25 ℃下,CH3COOH的电离平衡常数K a=2×10-5,则25 ℃时CH3COONa的水解平衡常数K h=(填数值)。

8.[2019山西太原名校定时训练节选,3分]CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K a1=4.4×10-7、K a2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数为K b=1.75×10-5。常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显(填“酸性”“中性”或“碱性”);请计算反应N+HC+H2O NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=(保留2位有效数字)。

一、选择题

1.[一元弱酸滴定一元弱碱]已知10-3.4≈3.98×10-4,常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.010 0 mol/L的氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,在滴加过程中溶液的pH与所加CH3COOH溶液的体积关系如图所示。下列说法错误的是()

A.n=7

B.水的电离程度先增大再减小

C.常温下,0.010 0 mol/L的氨水中NH3·H2O的电离度为3.98%

D.Y点对应的溶液中c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(CH3COO-)+c(H+)

2.[结合图像考查电离常数、电离度、水的离子积常数的应用]常温下,一元弱碱甲胺(CH3NH2)的电离常数K b≈4.0×10-4,lg 5≈0.7。电解质溶液的电导率与离子浓度有关,电导率越大,溶液的导电能力越强。常温下,用0.02 mol·L-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.02 mol·L-1的NaOH 溶液和CH3NH2溶液,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。

下列推断正确的是()

A.曲线Ⅰ代表NaOH的滴定曲线,H点对应的溶液中不存在电离平衡

B.G点对应的溶液中:c(Cl-)>c(H+)>c(CH3N)>c(OH-)

C.常温下,E、F点对应的溶液中水电离的c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14

D.常温下,F点对应的溶液的pH≈6.3

3.[2020河北唐山摸底考试]常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1某酸(HA)溶液,溶液中HA、A-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。下列说法正确的是[已知δ(X)=] ()

A.K a(HA)的数量级为10-5

B.溶液中由水电离出的c(H+):a点>b点

C.当pH=4.7时,c(A-)+c(OH-)=c(HA)+c(H+)

D.当pH=7时,消耗NaOH溶液的体积为20.00 mL

二、非选择题(共16分)

4.[考查电离平衡常数的应用][6分]已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如表所示。

弱酸的化

学式

HSCN CH3COOH HCN H2CO3

电离平衡

常数

1.3×10-

1

1.8×10-5

6.2×10-

10

K a1=4.4×10-7

K a2=4.7×10-1

1

(1)25 ℃时,将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化关系如图所示。反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是。

(2)若保持温度不变,在CH3COOH溶液中通入一定量的氨气,下列量会变小的是(填字母)。

a.c(CH3COO-)

b. c(H+)

c. K w

d. CH3COOH的电离平衡常数

(3)某温度时,测得0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=2的H2SO4溶液V1 L 与pH=12的NaOH溶液V2 L混合,若所得混合液呈中性,则V1∶V2=。

5.[新素材、新情境][10分]近年研究发现As2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。砷有两种常见的酸:砷酸(H3AsO4)、偏亚砷酸(HAsO2)。已知H3AsO4的p K a1、p K a2、p K a3依次为2.25、

6.77、11.40(p K a=-lg K a)。

回答下列问题:

(1)写出砷酸第二步的电离方程

式:。

(2)下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是(填标号)。

A.常温下,测定0.01 mol·L-1 HAsO2溶液和0.01 mol·L-1 H3AsO4溶液的pH

B.常温下,测定0.1 mol·L-1 NaAsO2溶液和0.1 mol·L-1 Na3AsO4溶液的pH

C.常温下,分别用蒸馏水稀释pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液100倍,测定稀释后溶液的pH

D.常温下,比较体积均为10 mL,浓度均为0.01 mol·L-1 HAsO2溶液、H3AsO4溶液分别与质量相等且形状相同的锌粒反应

(3)常温下,加水稀释H3AsO4溶液,下列量会增大的是(填标号)。

A.K w

B.pH

C. D.c(H+)·c(H2As)

(4)向10.00 mL 0.1 mol·L-1 H3AsO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积为V时,c(H3AsO4)=c(H2As)。

①V(填“>”“<”或“=”)10.00 mL。

②此时,混合溶液的pH=。

参考答案

1.B铵盐的不稳定性与NH3·H2O是弱电解质无关,A项错误;NH4Cl水解显酸性,说明是强酸弱碱盐,能说明NH3·H2O是弱电解质,B项正确;氨水浓度极小时,其中OH-含量很少,与NH3·H2O是弱电解质无关,C项错误;0.1 mol·L-1的氨水能使无色酚酞试液变红,只能说明氨水显碱性,与NH3·H2O是弱电解质无关,D项错误。

2.A H2A的K a1大于HB的K a,说明H2A的电离程度比HB的电离程度大,故常温下,相同浓度溶液的pH:H2A

而c(Na+)不变,故增大,B项错误。根据电离平衡常数可知,酸性H2A>HB>HA-,又知酸和盐反应遵循“强酸制弱酸”原理,故HB不能与NaHA溶液反应生成H2A,C项错误。酸性HB>HA-,根据“越弱越水解”知,A2-的水解程度大于B-的水解程度,故常温下,相同浓度溶液的碱性:Na2A>NaB,D项错误。

3.B弱电解质电离平衡常数越大,电离程度越大,H2SO3的K a1=1.29×10-2,而H2CO3的K a1=

4.4×10-7,所以常温下,相同浓度的H2SO3溶液的酸性强于H2CO3溶液的酸性,A项错误。由于H2SO3的K a2小于H2CO3的K a1,但大于其K a2,所以向Na2CO3溶液中通入少量SO2,反应的离子方程式为2C+SO2+H2O2HC+S,当SO2足量时,生成CO2和HS,B项正确。由题给信息知K a1(H2CO3)>K a(HClO)>K a2(H2CO3),所以向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O HClO+HC,C项错误。HClO不能与NaHCO3溶液反应,但HCl是强酸,能与NaHCO3溶液反应,使c(HCl)减小,促进平衡Cl2+H2O HCl+HClO正向移动,从而可提高HClO的浓度;HClO具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者能够发生氧化还原反应,所以加入NaHSO3溶液不能提高HClO的浓度, D项错误。

4.C根据题图知,m点时p=0,即=1,m点溶液pH=4.76,即c(H+)=10-4.76 mol·L-1,故K a(HA)==c(H+)=10-4.76=100.24×10-5≈1.74×10-5,即K a(HA)的数量级为10-5,A项错误;随着NaOH溶液的不断滴加,逐渐增大,=×

=K a(HA)×,K a(HA)不变,故将变大,B项错误;m点所示溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)

+c(A-),则c(H+)=c(OH-)+c(A-)-c(Na+),又m点所示溶液中c(A-)=c(HA),故

c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+),C项正确;n点所示溶液呈酸性,根据电荷守恒

c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),得c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)<0,即c(Na+)

c(Na+)

5.C选项A,通过图甲中两种碱溶液的曲线变化可知,ROH为强碱,MOH为弱碱,常温下,浓度为c0的ROH溶液的pH=13,故其初始浓度为0.1 mol·L-1,即c0=0.1 mol·L-1,错误。选项

B,K b(MOH)=≈≈1.1×10-3,错误。选项C,x点处两种溶液的pH相等,均为b,故水电离出的c(H+)均为10-b mol·L-1,正确。选项D,升温可促进弱电解质的电离,故lg

相同时,升温,c(R+)不变,c(M+)增大,则减小,错误。

6.D溶液①中HA与NaOH恰好完全反应,得到NaA溶液,pH=8.6,说明NaA为强碱弱酸盐,

则HA为弱酸,溶液②中HB与NaOH反应,HB过量,剩余HB的浓度为mol·L-1=0.01 mol·L-1,pH=2.0,说明HB为强酸,A项错误;溶液①中的溶质为NaA,NaA为强碱弱酸盐,离子浓度关系:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;升高温度,促进溶液①中NaA水解,c(OH-)增大,c(H+)减小,pH增大,C项错误;根据电荷守恒,溶液②中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-),D项正确。

7.(1)C(1分)(2)K a=(2分)(3)5×10-10(2分)

【解析】(1)醋酸易溶于水,用水浸淋淀粉发酵产物可将产物中的醋酸提取出来,C项正确。

(2)乙酸的电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,K a=。(3)根据

CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,则水解平衡常数K h====5×10-10。

8.碱性(1分) 1.3×10-3(2分)

【解析】由K a1(H2CO3)

K===≈1.3×10-3。

1.D X点,氨水和醋酸恰好完全反应生成醋酸铵和水,由常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,可推知铵根离子和醋酸根离子的水解程度相同,所以溶液显中性,即n=7,A正确;氨水显碱性,NH3·H2O抑制水的电离,随着CH3COOH溶液的加入,生成醋酸铵,醋酸铵水解,促进水的电离,当CH3COOH溶液过量,溶液显酸性时,CH3COOH抑制水的电离,所以水的电离程度先增大再减小,B正确;常温下,0.010 0 mol/L的氨水的pH= 10.6,则c(OH-)=10-3.4

mol/L,NH3·H2O N+OH-,NH3·H2O电离出的c(N)和c(OH-)相等,则氨水中NH3·H2O的电离

度≈×100%≈3.98%,C正确;Y点对应溶液的溶质为等浓度的醋酸铵和NH3·H2O,溶液中物料守恒关系式为c(NH3·H2O)+c(N)=2c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),电荷守恒关系式为c(N)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),联立两个式子消去c(N)可得

c(NH3·H2O)+c(OH-)=2c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(H+),D错误。

2.D曲线Ⅰ在滴定前电导率较大,说明对应的电解质溶液中离子浓度较大,氢氧化钠溶液和甲胺溶液的起始浓度相等,故曲线Ⅰ代表氢氧化钠的滴定曲线,H点对应的溶液中含有Na+、H+、Cl-、OH-、H2O,存在水的电离平衡,A项错误。G点对应的溶液中溶质是CH3NH3Cl、HCl,酸碱中和滴定反应为CH3NH2+HCl CH3NH3Cl,则过量的HCl的物质的量是CH3NH3Cl

的,弱碱阳离子水解程度很小,所以G点对应的溶液中离子浓度大小为c(Cl-)>c(CH3N)>c(H+)>c(OH-),B项错误。E点对应的溶液为NaCl溶液,呈中性,F点对应的溶液为CH3NH3Cl溶液,呈酸性,CH3N水解促进水的电离,故F点对应溶液中水电离的c(H+)·c(OH-)大于水的离子积,C项错误。F点对应的溶液中酸碱恰好完全反应,溶液中溶质为CH3NH3Cl,浓度为0.01 mol·L-1,溶液中存在水解平衡

CH3N+H2O CH3NH2·H2O+H+,K h===×10-10。设0.01 mol·L-1

CH3NH3Cl溶液中c(H+)=x mol·L-1,有=×10-10,x≈5×10-7,得溶液的pH≈6.3,D项正确。

3.A由HA H++A-可知K a(HA)=,当pH=

4.7时,c(HA)=c(A-),所以K a(HA)=c(H+)=10-4.7=100.3×10-5≈2.00×10-5,数量级为10-5,A项正确;a点c(HA)>c(NaA),b点c(NaA)>c(HA),HA电离出的氢离子抑制水的电离,NaA水解促进水的电离,所以b点溶液中由水电离出的c(H+)大,B项错误;当pH=4.7时,c(HA)=c(A-)、c(OH-)7,D项错误。

4.(1)HSCN的酸性比CH3COOH的强,HSCN溶液中c(H+)较大,故HSCN溶液与NaHCO3溶液的反应较快(2分)(2)b(2分)(3)10∶1(2分)

【解析】(1)由K a(CH3COOH)=1.8×10-5和K a(HSCN)=1.3×10-1可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的酸性,即在相同浓度的情况下,HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,H+浓度越大反应越快。(2)通入氨气,促进CH3COOH的电离,则c(CH3COO-)增大,故a项不符合题意;通入氨气,c(OH-)增大,c(H+)减小,故b项符合题意;由于温度不变,则K w不变,故c 项不符合题意;由于温度不变,CH3COOH的电离平衡常数不变,故d项不符合题意。(3)某温度时,0.01 mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=11,则c(H+)=1×10-11 mol·L-1,K w=c(H+)·c(OH-)=0.01×1×10-11=1×10-13;此温度下pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,若所得混合溶液呈中性,则H2SO4与NaOH 恰好完全反应,即0.01m o l·L-1×V1L=0.1m o l·L-1×V2L,V1∶V2=10∶1。

5.(1)H2As H++HAs(2分)(2)B(2分)(3)BC(2分)(4)①<(2分)②2.25(2分)

【解析】(2)砷酸以第一步电离为主,比较相同浓度的NaAsO2、NaH2AsO4溶液的pH,利用越弱越水解原理判断H3AsO4和HAsO2的酸性强弱,B项错误。(3)温度不变,K w、电离常数不变,加水稀释,促进砷酸的电离,砷酸的电离程度增大,砷酸二氢根离子浓度、氢离子浓度减小,pH增大。(4)当V=10.00 mL时,溶液为NaH2AsO4溶液,c(H2As)>c(H3AsO4),当

c(H3AsO4)=c(H2As)时,V<10.00 mL。K a1==c(H+),pH=-lg c(H+)=-lg K a1=2.25。