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2022版高考化学一轮复习 限时集训25 弱电解质的电离平衡

2022版高考化学一轮复习 限时集训25 弱电解质的电离平衡

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- 11 -

弱电解质的电离平衡
(建议用时：40分钟)

1．一元弱酸HA溶液中存在下列电离平衡：HAH＋＋A－。将1.0 mol HA分子加入1.0 L水中，如图，表示溶液中HA、H＋、A－的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是 (　　)

A　　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　　D
C　[将1.0 mol HA分子加入1.0 L水中，先形成的是浓度接近为1.0 mol·L－1的HA溶液，H＋和A－的浓度此时为0；然后酸分子开始电离，分子的浓度逐渐减小，而电离出的各个离子浓度逐渐增大，达到电离平衡时，电离出的各个离子浓度最大，但是一定小于1.0 mol·L－1，而且H＋、A－的物质的量浓度相同，显然只有C中图像符合。]
2．H2S水溶液中存在电离平衡H2SH＋＋HS－和HS－H＋＋S2－。若向H2S溶液中(　　)
A．加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大
B．通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液pH增大
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
C　[加水稀释，平衡向右移动，但c(H＋)减小，A项错误；SO2过量会产生较多的H2SO3，而H2SO3的酸性比H2S强，溶液pH减小，B项错误；滴加新制氯水，Cl2＋H2S===S↓＋2HCl，使H2S的电离平衡向左移动，HCl的浓度增大，使溶液pH减小，C项正确；加入少量CuSO4固体，CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4，使H2S的电离平衡向左移动，H2SO4的生成，使溶液中c(H＋)增大，D项错误。]
3．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
H2CO3
电离常数
K＝3×10－8
K1＝4×10－7　K2＝6×10－11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：CO＋2Cl2＋H2O===2Cl－＋2HClO＋CO2↑
B．向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO＋Cl2===Cl－＋ClO－＋2CO2↑＋H2O
C．向NaClO溶液中通入少量CO2：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO
D．向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O===Na2CO3＋2HClO
C　[根据表格数据可知酸性：H2CO3>HClO>HCO。A项，向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：2CO＋Cl2＋H2O===Cl－＋2HCO＋ClO－，错误；B项，向NaHCO3溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式是HCO＋Cl2===Cl－＋HClO＋CO2↑，错误；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CO2，化学方程式是CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO，错误。]
4．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
Ka1
Ka2
Ka3
Ka4
Ka5
A.在相同温度，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Ka1>Ka2>Ka3＝0.01
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，Ka5>Ka4>Ka3
D　[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，Ka1＝Ka2＝Ka3，A项错误；依据Z－＋H2OHZ＋OH－可知，是Z－水解平衡常数的倒数，其只随温度的变化而变化，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。]
5．已知常温时HClO的Ka＝3.0×10－8，HF的Ka＝3.5×10－4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释，pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是 (　　)

A．曲线Ⅰ为次氯酸稀释时pH变化曲线
B．取a点的两种酸溶液，中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗次氯酸的体积较小
C．a点时，若都加入相同大小的锌粒，此时与氢氟酸反应的速率大
D．b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
B　[常温下Ka(HClO)<Ka(HF)，酸性：HClO<HF，根据图像将pH和体积都相同的HClO和HF稀释同等倍数，Ⅰ的pH改变值大于Ⅱ的pH改变值，曲线Ⅰ代表稀释HF时pH变化曲线，曲线Ⅱ代表稀释HClO时pH变化曲线。A项，根据上述分析，曲线Ⅰ为HF稀释时pH变化曲线，A项错误；B项，a点HClO溶液和HF溶液的pH相同，a点c(HClO)大于c(HF)，取a点的两种酸溶液中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗HClO溶液的体积较小，B项正确；C项，a点HClO溶液和HF溶液的pH相同，即a点两溶液中c(H＋)相等，此时与相同大小的锌粒反应的反应速率相等，C项错误；D项，酸溶液中OH－全部来自水的电离，根据图像b点溶液的pH大于c点溶液的pH，b点溶液中c(H＋)小于c点溶液中c(H＋)，b点对水的电离的抑制小于c点，b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度大，D项错误。]
6.某温度下，pH＝11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍，溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断错误的是(　　)

A．a的数值一定大于9
B．Ⅱ为氨水稀释时溶液的pH变化曲线
C．稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大
D．完全中和相同体积的两溶液时，消耗相同浓度的稀硫酸的体积V(NaOH)<V(氨水)
C　[pH＝11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍，氨水稀释过程中电离程度增大，因此氨水的pH改变比NaOH溶液的pH改变小，故Ⅰ为NaOH溶液的pH变化曲线，Ⅱ为氨水的pH变化曲线，B正确；pH＝11的NaOH溶液稀释100倍后溶液的pH＝9，故a>9，A正确；稀释后氨水电离出的c(OH－)大于NaOH电离出的c(OH－)，因此氨水中水的电离程度小于NaOH溶液中水的电离程度，C错误；pH＝11的氨水和NaOH溶液，NH3·H2O的物质的量浓度大于NaOH的物质的量浓度，因此中和相同体积的两溶液时，消耗相同浓度的稀硫酸的体积V(NaOH)<V(氨水)，D正确。]
7．(2020·广州模拟)低浓度的氢氟酸是一元弱酸，存在下列两个平衡：HFH＋＋F－，HF＋F－HF(较稳定)。25 ℃时，不同酸性条件下的2.0a mol·L－1 HF溶液中，c(HF)、c(F－)与溶液pH(忽略体积变化)的变化关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)

A．c(HF)＋c(F－)＝2.0a mol·L－1
B．c(F－)>c(HF)时，溶液一定呈碱性
C．随着溶液pH增大，不断增大
D．25 ℃时，HF的电离常数Ka＝10－3.45
D　[溶液存在：HF＋F－HF，故c(HF)＋c(F－)＋2c(HF)＝2.0a mol/L，A错误；由图像看出c(F－)>c(HF)时，溶液可能呈酸性，B错误；＝，当pH增大，c(F－)增大，减小，C错误；pH＝3.45，c(H＋)＝10－3.45时，c(F－)＝c(HF)，故Ka＝c(H＋)＝10－3.45，D正确。]
8．常温下，向10 mL b mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加等体积的0.01 mol·L－1的NaOH溶液，充分反应后，溶液中c(CH3COO－)＝c(Na＋)，下列说法不正确的是(　　)
A．b>0.01
B．混合后溶液呈中性
C．CH3COOH的电离常数Ka＝
D．向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的过程中，水的电离程度逐渐减小
D　[反应后溶液中c(CH3COO－)＝c(Na＋)，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)得：c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，说明醋酸过量，b>0.01，A、B正确；pH＝7，c(H＋)＝10－7 mol·L－1，Ka＝＝＝，C正确；在向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的过程中，水的电离程度先变大后逐渐减小，因为酸、碱抑制水的电离，D错误。]
9．室温时，1 mol·L－1的HA溶液和1 mol·L－1的HB溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，所得曲线如图所示。下列说法中错误的是 (　　)

A．M点溶液中c(A－)等于N点溶液中c(B－)
B．HA的电离常数约为10－4
C．浓度均为0.1 mol·L－1的NaA和HA混合溶液的pH<7
D．M、P两点的溶液分别用等浓度的NaOH溶液中和，消耗的NaOH溶液体积：P>M
D　[根据题意知，HB为强酸，HA为弱酸，稀释相同倍数，HA、HB的浓度仍相同，消耗的NaOH溶液体积相同，D项错误。]
10．常温下，为了证明一水合氨是弱电解质，甲、乙、丙、丁四位同学利用下面的试剂进行实验：0.10 mol·L－1氨水、NH4Cl晶体、醋酸铵晶体、酚酞试剂、pH试纸、蒸馏水。
(1)甲用pH试纸测出0.10 mol·L－1氨水的pH为10，据此他认定一水合氨是弱电解质，你认为这一结论
(填“正确”“不正确”或“无法确定”)，并说明理由
。
(2)乙取出10 mL 0.10 mol·L－1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，再用pH试纸测出其pH为b，他认为只要a、b满足如下关系 (用等式或不等式表示)就可以确认一水合氨是弱电解质。
(3)丙取出10 mL 0.10 mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞试剂，显粉红色，再加入CH3COONH4晶体少量，颜色变浅；你认为这一方法能否证明一水合氨是弱电解质？ (填“能”或“否”)。
(4)丁同学的方案最可能是(答出实验操作方法、现象与结论)
。
[解析]　(1)0.10 mol·L－1的一元强碱溶液的pH＝13，而弱碱溶液的pH因其不能完全电离而小于13，故甲的判断是正确的。(2)0.10 mol·L－1的强碱溶液稀释到原来体积的100倍，其pH会减小2，弱碱溶液则因稀释会促进原来没有电离的碱又电离出一部分OH－而导致pH减小值小于2。(3)因少量晶体的加入对溶液体积的影响可以忽略不计，故溶液颜色变浅只能是由于平衡移动使溶液中OH－浓度减小导致的，故以此现象可以判断一水合氨是弱电解质。(4)由于所给试剂中还有NH4Cl晶体没有用到，故丁同学的方案最可能是测量NH4Cl溶液的pH。
[答案]　(1)正确　常温下pH＝10的溶液中c(OH－)＝10－4 mol·L－1，则0.10 mol·L－1氨水中的一水合氨没有完全电离　(2)a－b<2　(3)能　(4)测量NH4Cl溶液的pH，其pH<7，证明一水合氨是弱电解质

11．常温下，将V0 mL 1 mol·L－1 HClO2溶液和V0 mL 1 mol·L－1 HMnO4溶液分别加水稀释，稀释后溶液体积为V mL，稀释过程中溶液的pH与lg ＋1的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．HClO2和HMnO4均为弱酸
B．在0≤pH≤5时，HClO2溶液满足pH＝lg
C．稀释前，分别滴加1 mol·L－1 NaOH溶液至恰好完全反应，消耗NaOH溶液的体积相等
D．常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的NaClO2和NaMnO4溶液，溶液pH：NaMnO4＞NaClO2
C　[由题图可知，1 mol·L－1 HClO2溶液的pH>0,1 mol·L－1 HMnO4溶液的pH＝0，说明HClO2是弱酸，HMnO4为强酸，故A错误；因为HClO2为弱酸，稀释促进其电离，在0≤pH≤5时，HClO2溶液不满足pH＝lg ，故B错误；稀释前，等体积、等浓度的HClO2溶液和HMnO4溶液消耗NaOH的物质的量相同，故消耗的NaOH溶液的体积相等，故C正确；NaClO2为强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，常温下，pH>7，NaMnO4为强酸强碱盐，溶液显中性，故D错误。]
12．(2020·临沂模拟)常温下，分别取未知浓度的AOH和BOH两种碱的稀溶液，加水稀释至原体积的n倍。两溶液稀释倍数的对数值(lg n)与溶液的pH变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．水的电离程度：Z>X＝Y
B．常温下，Kb(BOH)<Kb(AOH)
C．中和等体积X、Y两点溶液，后者消耗HCl的物质的量多
D．物质的量浓度相同的ACl溶液和BCl溶液，前者阳离子浓度之和大于后者
C　[碱溶液中H＋全部来自水的电离，溶液的pH越大，水的电离程度越小，根据图像pH：Z>Y>X，则水的电离程度：Z<Y<X，故A错误；稀释相同倍数时，根据图像中横轴pH的改变值，BOH>AOH，则碱性BOH>AOH，所以常温下电离平衡常数：Kb(BOH)>Kb(AOH)，故B错误；由图中信息，X、Y两点溶液稀释的倍数相同，Y点的pH大于X点，故Y点对应的AOH物质的量浓度较大，所以中和等体积X、Y两点溶液，Y消耗HCl的物质的
量较多，故C正确；由A项分析，BOH的碱性大于AOH，根据越弱越水解，A＋的水解程度大于B＋，则ACl溶液中c(H＋)大于BCl溶液中c(H＋)，ACl溶液中c(OH－)小于BCl溶液中c(OH－)，结合两溶液中c(Cl－)相等以及两溶液中电荷守恒：c(A＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，c(B＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，可得ACl溶液中阳离子浓度之和小于BCl溶液中阳离子浓度之和，故D错误。]
13．常温下，0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液中存在H2C2O4、HC2O和C2O三种形态的含碳粒子，用NaOH或HCl调节该H2C2O4溶液的pH，三种含碳粒子的分布分数δ(X)随溶液pH的变化关系如图所示{已知δ(X)＝c(X)/[c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)]，X为H2C2O4、HC2O或C2O，a＝1.35，b＝4.17，忽略溶液体积变化}。下列说法错误的是(　　)

A．pH＝7的溶液中c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)
B．0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液中c(H＋)＝c(OH－)＋c(C2O)
C．已知pKa＝－lg Ka，则pKa2(H2C2O4)＝4.17
D．曲线③对应的含碳粒子是C2O
B　[根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)，pH＝7时，c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)，A正确；对于0.1 mol·L－1 NaHC2O4溶液，根据物料守恒得c(Na＋)＝c(C2O)＋c(HC2O)＋c(H2C2O4)，根据电荷守恒得2c(C2O)＋c(HC2O)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，将两式相加得c(OH－)＋c(C2O)＝c(H＋)＋c(H2C2O4)，B错误；分析题图可知，H2C2O4、HC2O和C2O三种含碳粒子的δ(X)随pH的变化曲线分别为曲线①、②、③，Ka2(H2C2O4)＝，题图中pH为b时δ(C2O)＝δ(HC2O)，即此时c(C2O)＝c(HC2O)，则Ka2(H2C2O4)＝c(H＋)，pKa2(H2C2O4)＝－lg c(H＋)＝pH＝4.17，C正确，D正确。]
14．(1)已知25 ℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。
①若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝
mol·L－1。
②将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1，时，溶液中的c(SO)/c(HSO)＝ 。
③将稀盐酸加入氨水中，当lg ＝0时，溶液中的c(OH－)＝
mol·L－1。
(2)2.0×10－3 mol·L－1的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略调节时体积变化)，测得平衡体系中c(F－)、c(HF)与溶液pH的关系如图。

则25 ℃时，HF电离常数Ka(HF)＝
(列式求值)。
[解析]　(1)①设氨水中c(OH－)＝x mol·L－1，根据NH3·H2O的Kb＝，则＝1.8×10－5，解得x＝6.0×10－3。
②根据H2SO3的Ka2＝，则＝，当c(OH－)降至1.0×10－7 mol·L－1时，c(H＋)为1.0×10－7 mol·L－1，则＝＝0.62。
③lg ＝0时，c(NH)＝c(NH3·H2O)
根据Kb表达式，c(OH－)＝Kb＝1.8×10－5 mol·L－1。
(2)Ka(HF)＝＝＝4×10－4。
[答案]　(1)①6.0×10－3　②0.62　③1.8×10－5
(2)＝＝4×10－4