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弱电解质电离平衡考点归纳
弱电解质电离平衡是电解质理论基本,也是中学化学基本理论中重要构成某些,近几年高考命题中反复考察。在学生已经学过化学平衡理论并理解电解质在水溶液中发生电离和离子间发生反映等知识基本上,进一步学习弱电解质电离平衡。高考命题热点重要有影响弱电解质电离平衡因素,通过图象分析弱电解质和强电解质,电离常数和电离度等,为了更好学习这一某些内容,本文做了具体总结和归纳,但愿对同窗们学习有所启发,达到触类旁通效果。
一、弱电解质电离平衡
1.电离平衡概念
一定条件(温度、浓度)下,分子电离成离子速率和离子结合成分子速率相等,溶液中各分子和离子浓度都保持不变状态叫电离平衡状态,简称电离平衡。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质在该条件下电离限度最大。
2.电离平衡特性
电解质电离平衡属于化学平衡中一种形式,具有如下某些特性:
“逆”——弱电解质电离是可逆,存在电离平衡
“动”——电离平衡是动态平衡
“等”—— v(离子化)=v (分子化)≠0
“定”——达到电离平衡状态时,溶液中分子和离子浓度保持不变,是一种定值
“变”——电离平衡是相对,外界条件变化时,平衡被破坏,发生移动形成新平衡。
二、影响弱电解质电离平衡因素(符合勒•夏特列原理)
1.内因:弱电解质自身性质,是决定性因素。
2.外因
①温度:升高温度,由于电离过程吸热,平衡向电离方向移动,电离限度增大。
②浓度:加水稀释,使弱电解质浓度减小,电离平衡向电离方向移动,电离限度增大。
由于溶液浓度越小,离子互相碰撞结合成分子机会越小,弱电解质电离限度就越大;因此,稀释溶液会增进弱电解质电离。
例如:在醋酸电离平衡 CH3COOH CH3COO-+H+
A 加水稀释,平衡向正向移动,电离限度变大,但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小;
B 加入少量冰醋酸,平衡向正向移动,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)均增大但电离限度小;
③外加有关物质(同离子效应)
例如:0.1 mol/LCH3COOH溶液 CH3COOH CH3COO- + H+
向其中加入CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,CH3COOH电离平衡向左移动,电离限度减小,c(H+)减小,pH增大。
如下表所示:
电离限度
n(H+)
c(H+)
导电能力
加水
增大
增多
减小
削弱
升温
增大
增多
增大
增强
加CH3COONa
减小
减少
减小
增强
加HCl
减小
增多
增大
增强
加NaOH
增大
减少
减小
增强
三、强弱电解质判断措施
1.根据物质类别进行判断
一般状况下,强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]、大某些盐、活泼金属氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、MgO)为强电解质;而常用弱酸、弱碱和少某些盐为弱电解质,如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O、(CH3COO)2Pb、HgCl2、Hg(CN)2等。
2.根据强、弱电解质定义或弱电解质电离平衡移动进行判断(见下表)
浓度均为0.01 mol·L-1强酸HA与弱酸HB
pH均为2强酸HA与弱酸HB
pH或物质量浓度
2=pHHA<pHHB
浓度:0.01 mol·L-1=c(HA)<c(HB)
开始与金属反映速率
HA>HB
HA=HB
体积相似时与过量碱反映时消耗碱量
HA=HB
HA<HB
体积相似时与过量活泼金属反映产生H2量
HA=HB
HA<HB
c(A-)与c(B-)大小
c(A-)>c(B-)
c(A-)=c(B-)
分别加入固体NaA、NaB后pH变化
HA:不变 HB:变大
HA:不变 HB:变大
加水稀释10倍后
3=pHHA<pHHB
3=pHHA>pHHB>2
溶液导电性
HA>HB
HA=HB
水电离限度
HA<HB
HA=HB
3.根据盐类水解进行判断
常用方案如下:
(1)配制某浓度醋酸溶液,向其中滴入几滴甲基橙试液,然后再加入少量醋酸钠晶体,振荡。现象:溶液由红色逐渐变为橙色。
(2)配制某浓度醋酸钠溶液,向其中加入几滴酚酞试液。现象:溶液变为浅红色。
(3)用玻璃棒蘸取一定浓度醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH。现象:pH>7。
①在相似浓度、相似温度下,与强电解质溶液进行导电性对比实验;
②在相似浓度、相似温度下,比较反映速率快慢,如将锌粒投入等浓度盐酸和醋酸中,前者大。
③浓度与pH关系;
④运用盐类水解知识,测定相应盐酸碱性;如CH3COONa 溶液呈碱性,则证明CH3COOH 是弱酸。
⑤采用同离子效应实验证明存在电离平衡;
⑥运用强酸制备弱酸措施来判断电解质强弱;
⑦稀释先后pH 与稀释倍数变化关系,如将pH=2 酸稀释1000 倍,若pH不不小于5,则证明为弱酸;
⑧运用元素周期律进行判断。
三、电解质强弱与导电性关系
强、弱电解质区别根据不是看该物质溶解度大小,也不是看其水溶液导电能力强弱,而是看溶于水某些与否完全电离。
CaCO3、Fe(OH)3溶解度都很小,CaCO3属于强电解质,而Fe(OH)3属于弱电解质;CH3COOH、HCl溶解度都很大,HCl属于强电解质,而CH3COOH 属于弱电解质。
电解质强弱在一定状况下影响着溶液导电性强弱。导电性强弱是由溶液中离子浓度大小决定。如果某强电解质溶液浓度很小,那么它导电性可以很弱(CaCO3、AgCl);而某弱电解质虽然电离限度小,但浓度较大时,该溶液导电能力也可以较强。因而,强电解质溶液导电能力不一定强,弱电解质溶液导电能力也不一定弱。
四、一元强酸、弱酸比较
相似体积、相似物质量浓度比较 一元强酸(HCl)和一元弱酸(CH3COOH)
酸浓度
C(H+)
pH
开始与金属反映速率
中和碱能力
与活泼金属反映产生H2量
一元强酸
相似
大
小
大
相似
相似
一元弱酸
小
大
小
相似体积、相似pH比较 一元强酸(HCl)和一元弱酸(CH3COOH)
酸浓度
C(H+)
pH
开始与金属反映速率
中和碱能力
与活泼金属反映产生H2量
一元强酸
小
相似
相似
相似
小
小
一元弱酸
大
大
大
五、电离平衡常数
1.电离平衡常数
弱电解质电离是一种可逆过程,在一定条件下达到电离平衡时,溶液中弱电解质电离生成多种离子平衡浓度乘积,与溶液中未电离分子平衡浓度比值是一种常数,叫做该弱电解质电离平衡常数,简称电离常数。弱酸在水中电离常数通常用Ka体现,弱碱电离常数用Kb体现。
如CH3COOH CH3COO-+H+,
阐明:
(1)电离平衡常数只用于弱电解质计算。
(2)电离平衡常数只与温度有关,与浓度无关。因电离过程是吸热过程,故它随温度升高而增大。
(3)电离平衡常数是表征了弱电解质电离能力大小,也是弱酸、弱碱与否达到平衡状态标志。
2.电离平衡常数应用
(1)外界条件变化(如温度,浓度)对弱电解质溶液中离子浓度大小影响
(2)根据电离常数判断电离平衡移动方向
(3)计算弱酸或弱碱溶液中H+、OH-浓度
(4)根据电离常数大小判断弱酸相对强弱
(5)联系水解常数、电荷守恒式等信息能计算电离平衡常数。
六、弱电解质电离度
当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已经电离电解质分子数占本来总分子数(波及已电离和未电离)百分数叫做电离度。常用α体现。
1.数学体现式:
α=×100%
α=×100%
α=×100%
2.意义:体现了弱电解质电离限度相对强弱。
3.一元弱酸、弱碱电离度计算。设c为一元弱酸、一元弱碱物质量浓度。
一元弱酸:HAH++A-,α=×100%,c(H+)=c·α
一元弱碱:BOHB++OH-,α=×100%,c(OH-)=c·α
4.影响因素
①内因—电解质本质。相似条件下,电解质越弱,电离度越小。常用弱酸有强到弱顺序如下:
亚硫磷酸氢氟酸 甲酸苯甲酸醋酸
碳酸氢硫次氯酸 氢氰背面石炭酸
②外因—溶液浓度、温度和加入试剂等。以0.1mol·L-1CH3COOH为例:
变化外因
加水
升温
加NaOH
加H2SO4
电离度(α)
增大
增大
增大
减小
H+数量
增多
增多
减少
增多
C(H+)/(mol·L-1)
减小
增大
减小
增大
导电能力
削弱
增强
增强
增强
③浓度大小对电离限度影响解释有两种措施:
a.从碰撞结合成分子机会解释。
b.从水合离子生成解释。
④对比分析强、弱酸稀释时c(H+)变化倍数。
强酸稀释到n倍,c(H+)变为倍;弱酸稀释到n倍,c(H+)变化不不小于倍
七、高考模仿真题预测及典型模仿题解析
1.强、弱电解质判断措施
【例1】(上海卷)能证明乙酸是弱酸实验事实是( )
A.CH3COOH溶液与Zn反映放出H2
B.0.1mol/L CH3COONa溶液pH不不不小于7
C.CH3COOH溶液与NaCO3反映生成CO2
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红
【解析】A.只能证明乙酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;CH3COONa溶液显碱性,由于NaOH是强碱,因此乙酸是弱酸,B对旳;反映生成CO2证明乙酸酸性比碳酸强,但是不能证明其酸性强弱,C错误;紫色石蕊变红,可以证明乙酸具有酸性,但是不能证明其酸性强弱,错误。
【答案】B
【名师点睛】强酸与弱酸区别在于溶解于水时与否完全电离,弱酸只能某些发生电离、水溶液中存在电离平衡。以CH3COOH为例,一般采用措施是:①测定0.1mol/LCH3COOH溶液pH>1,阐明CH3COOH没有完全电离;②将pH=1CH3COOH溶液稀释100倍后测定3>pH>1,阐明溶液中存在电离平衡,且随着稀释平衡向电离方向移动;③测定0.1mol/L CH3COONa溶液pH>7,阐明CH3COONa是强碱弱酸盐,弱酸阴离子CH3COO-水解使溶液呈碱性。
2.弱电解质与pH结合考察
【例2】(新课标I)浓度均为0.10mol/L、体积均为V0MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随变化如图所示,下列论述错误是( )
A.MOH碱性强于ROH碱性
B.ROH电离限度:b点不不不小于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们c(OH-)相等
D.当=2时,若两溶液同步升高温度,则 增大
【解析】由图像可知0.10mol/L MOH溶液pH=13,因此MOH为强碱,而ROH溶液pH<13,因此ROH为弱碱,A对旳;弱电解质“越稀越电离”,B对旳;若两溶液无限稀释,则酸碱性接近中性,则它们c(OH-)相等,C对旳;ROH为弱碱,升温电离度增大,c(R+)增大,而MOH为强碱,升温c(M+)不变,因此两溶液同步升高温度,则减小,D错误。
【答案】D
【例2】(新课标II)一定温度下,下列溶液离子浓度关系式对旳是( )
A.pH=5H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2H2C2O4溶液与pH=12NaOH溶液任意比例混合:
c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(HC2)
D.pH相似①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液c(Na+):①>②>③
【解析】H2S是二元弱酸,在水溶液中分步电离:H2S H++HS-、HS- H++S2-,故pH=5H2S溶液中,c(HS-)<c(H+)=1×10-5 mol·L-1,A项错误;加水稀释,会使电离平衡向正方向移动,增进了NH3·H2O电离,因此PH=a氨水溶液,稀释10倍后,其PH=b,则a<b+1,B错误;C项,混合溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2),C项错误;D项,由于酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,根据“越弱越水解”原理知,水解限度:ClO->HC>CH3COO-,因此PH相似①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液c(Na+):①>②>③,D对旳。
【答案】D
2.强碱滴定同浓度强酸、弱酸图形考察
【例3】(海南)室温下,用0.100mol/L NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.100mol/L 盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法对旳是( )
A.Ⅱ体现是滴定盐酸曲线
B. PH=7时,滴定醋酸消耗V(NaOH)不不小于20ml
C. V(NaOH) =20ml时,C(Cl—) =C(CH3COO—)
D. V(NaOH) =10ml时,醋酸溶液中:C(Na+ )> C(CH3COO—)> C(H+ )> C(OH—)
【解析】滴定开始时0.1000mol/L盐酸pH=1,0.1000mol/L醋酸pH>1,因此滴定盐酸曲线是图Ⅱ,滴定醋酸曲线是图Ⅰ,故A错误;醋酸钠水解呈碱性,氯化钠不水解,pH=7时,醋酸所用NaOH溶液体积小,故B对旳;V(NaOH)=20.00 mL 时,两者反映生成氯化钠和醋酸钠,醋酸根发生水解,浓度不不小于氯离子,故C错误;加入10ml氢氧化钠时,溶液中正好为同浓度醋酸和醋酸钠,醋酸电离不不不小于醋酸根水解限度,因此C(CH3COO—) >C(Na+ ),D错误。
【答案】B
【例4】(浙江) 25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图0所示。下列说法对旳是( )
A.在相似温度下,同浓度三种酸溶液导电能力顺序:HZ<HY<HX
B.根据滴定曲线,可得Ka(HY)≈10-5
C.将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX正好完全反映时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D.HY与HZ混合,达到平衡时:c(H+)=+c(Z-)+c(OH-)
【解析】由图中起始时溶液pH可知,HZ为强酸,HY、HX为弱酸,且酸性HY>HX。由于电离度HZ>HY>HX,因此溶液导电性HZ>HY>HX,A项错误;0.1 mol/L HYpH=3,即c(H+)=10-3 mol/L,Ka==10-5,B项对旳;由于HX酸性比HY弱,越弱越水解,故X-水解限度比Y-大,C(X-) <(Y-),C项错误; HY与HZ混合达到平衡时,=c(H+),D项错误。
【答案】B
【例5】(山东卷)室温下向10mL0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1一元酸HA溶液pH变化曲线如图所示。下列说法对旳是
A. a点所示溶液中c(Na+)>c(A—)>c(H+)>c(HA)
B. a、b两点所示溶液中水电离限度相似
C. pH=7时,c(Na+)= c(A—)+ c(HA)
D. b点所示溶液中c(A—)> c(HA)
【解析】a点HA与NaOH正好完全反映生成NaA溶液,此时pH为8.7,阐明HA为弱酸,NaA溶液发生水解反映,c(Na+) > c(A-) > c(HA) > c(H+),A错误;a点所示溶液为NaA溶液,NaA水解增进水电离,b点为NaA和HA等浓度混合液,显酸性,阐明HA电离限度不不不小于NaA水解限度,HA电离克制水电离,故水电离限度a>b,B错误;根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),pH=7时,c(Na+)=c(A-),C错误;b点显酸性,故HA溶液电离限度不不不小于NaA溶液水解限度,因此c(A-) > c(HA),D对旳。
【答案】D
【例6】(天津)室温下,用相似浓度NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误是( )
A.三种酸电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】根据图像,0.1mol·L-1三种酸(HA、HB和HD)溶液起始PH,HA最小,酸性最强,HDPH最大,酸性最弱,酸性越强,电离平衡常数越大,三种酸电离常数关系:KHA>KHB>KHD,A对旳;滴定至P点时溶质为等物质量浓度HB和NaB,溶液显酸性,HB电离不不不小于B-水解,但HB电离限度较小,因而c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-) ,B项对旳;PH=7时,根据电荷守恒,三种离子浓度分别等于钠离子浓度相等,但三种溶液中阴离子水解限度不同,加入NaOH体积不同,因而三种溶液中钠离子浓度不等,C错误;根据质子守恒关系式,c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D对旳。
3.与电离度结合考察
【例7】(海南)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)在水中电离度与浓度关系是( )
【解析】由Ka值可以看出,这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离限度CH3COOH<CH2ClCOOH,排除A、C;当浓度增大时,物质电离限度减小,排除D选项,对旳选项是B。
【答案】B
【例8】(新课标Ⅰ卷)298K时,在20.0mL 0.10mol/L氨水中滴入0.10 mol/L盐酸,溶液pH与所加盐酸体积关系如图所示。已知0.10 mol/L氨水电离度为1.32%,下列有关论述对旳是( )
A.该滴定过程应当选用酚酞作为批示剂
B.M点相应盐酸体积为20.0 mL
C.M点处溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处溶液中pH<12
【解析】把盐酸滴加到氨水中,开始时溶液显碱性,当滴定达到终点时,溶液由碱性变为酸性,根据人视觉有滞后性,观测溶液颜色由浅到深比较敏锐,所觉得减小滴定误差,在该滴定过程应当选用甲基橙作为批示剂更精确些,不应当选用酚酞作为批示剂,A错误;如果两者正好反映,则会生成氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,NH4+水解使溶液显酸性,因而M点pH=7,则M点相应盐酸体积应不不小于20.0 mL,B错误;根据电荷守恒可得:c(NH4+)+ c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。由于M点处溶液显中性,c(H+)=c(OH-),因此c(NH4+)=c(Cl-)。盐是强电解质,电离远远不不不小于弱电解质水电离限度,因此溶液中离子浓度关系是:c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),C错误;N点氨水溶液中已经电离一水合氨浓度等于溶液中氢氧根离子浓度,c(OH-)=0.1mol/L×1.32%=1.32×10-3mol/L,根据水离子积常数可知:N处溶液中氢离子浓度=mol=7.6×10-12mol/L,根据pH=-lgc(H+)可知此时溶液中pH<12,D对旳。
【答案】D
4.外界条件对弱电解质电离平衡影响,比较溶液中离子浓度大小
【例9】(安徽卷)25℃时,在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中,滴加0.1mol/L盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系对旳是:
A.未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)= c(NH3·H2O)
B.加入10mL盐酸时:c(NH4+) +c(H+) = c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-) = c(Na+)
D.加入20mL盐酸时:c(Cl-) =c(NH4+) +c(Na+)
【解析】一水合氨是弱电解质,因而会发生单薄电离,该选项中钠离子浓度应当不不不小于一水合氨浓度,A错误;当加入HCl体积为10ml时候,溶液中钠离子与氯离子浓度是相等,根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-),因此B对旳;加入盐酸至溶液pH=7时,溶液呈现中性,根据电荷守恒式c(NH4+)+c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-),而c(H+)=c(OH-),可得c(NH4+)+c(Na+)= +c(Cl-),因此c(Na+)<c(Cl-),C错误;c(NH4+)+c(Na+)= c(Cl-)是溶液呈现出中性条件下才会成立,加入盐酸20ml时溶液不显中性,因此D错误。
【答案】B
【例10】(浙江)40℃时,在氨-水体系中不断通入CO2,多种离子变化趋势如下图所示。下列说法不对旳是
A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO)>c(NH2COOˉ)>c(CO32-)
B.不同pH溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COOˉ)+c(OHˉ)
C.随着CO2通入,不断增大
D.在溶液中pH不断减少过程中,有含NH2COOˉ中间产物生成
【解析】在pH=9.0时,作直线垂直于横坐标,从图上可直接看得出:c(NH4+)>c(HCO)>c(NH2COOˉ)>c(CO32-),A对旳;根据电荷守恒可得:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COOˉ)+c(OHˉ),B对旳;=,Kb不变,c(NH4+)不断增大,则比值不断减小,C不对旳;从图上看,pH减少过程中,有含NH2COOˉ中间产物生成,D对旳。
【答案】 C
【例11】(江苏卷)室温下,向下列溶液中通入相应气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积影响可忽视),溶液中某些微粒物质量浓度关系对旳是( )
A.向0.10mol·L-1NH4HCO3溶液中通入CO2:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)
B.向0.10mol·L-1NaHSO3溶液中通入NH3:c(Na+)>c(NH4+)>c(SO32-)
C.0.10mol·L-1Na2SO3溶液通入SO2:c(Na+)=2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]
D.0.10mol·L-1CH3COONa溶液中通入HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
【解析】根据电荷守恒,当PH=7时,c(NH4+)= c(HCO3-)+2c(CO32-),因此A项错误;根据物料守恒:c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3) 与电荷守恒:c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-) 两式相减即可得到:c(NH4+)+c(H2SO3)=c( SO32-),因此c(NH4+)<c( SO32-),B项错误;C项中档式是通入SO2前物料守恒,当通入SO2时,硫元素物质量增长,该物料守恒就不成立了,C错误;CH3COO-+H+===CH3COOH,只有构成CH3COONa与CH3COOH混合溶液才也许呈中性,考虑CH3COONa水解能力弱于CH3COOH电离能力,CH3COONa要比CH3COOH多,D项对旳。
5.电离平衡常数考察
【例12】(山东卷)已知某温度下CH3COOH和NH3•H2O电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol•L‾1CH3COOH溶液中滴加相似浓度氨水,在滴加过程中( )
A.水电离限度始终增大
B.先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO‾)之和始终保持不变
D.当加入氨水体积为10mL时,c (NH4+)= c (CH3COO‾)
【解析】醋酸电离:CH3COOH CH3COO‾+H+,一水合氨电离:NH3•H2O NH4++OH‾,H2O电离:H2O H++ OH‾,因此开始滴加氨水时,水电离限度增大(中和了醋酸电离出H+),当两者正好完全反映后,再滴加氨水,会克制水电离,使其电离限度减小,A错误;NH3•H2O电离平衡常数Kb=,因此。温度不变,Kb不变,但随着氨水不断滴加,c(OH‾ )逐渐增大,因此始终减小,B错误;随着氨水不断滴加,溶液体积增大,c(CH3COOH)与c(CH3COO‾)之和逐渐减小,未滴加氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,滴加10 mL氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,C项错误;由于CH3COOH和NH3·H2O电离常数相等,故当加入NH3·H2O体积为10 mL时,CH3COOH和NH3•H2O正好完全反映,溶液呈中性,c(H+)=c(OH‾ ),根据电荷守恒可知c (NH4+)= c (CH3COO‾),D对旳。
【答案】D
【例13】(·浙江)氯在饮用水解决中常用作杀菌剂,且HClO杀菌能力比ClO-强。25℃时氯气-氯水体系中存在如下平衡关系:
Cl2(g) Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+ H2O HClO + H+ +Cl- K2=10-3.4
HClO H+ + ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化关系如图所示。下列表述对旳是( )
A.Cl2(g)+ H2O 2H+ + ClO- + Cl- K=10-10.9
B.在氯解决水体系中,c(HClO) + c(ClO-) =c(H+)-c(OH-)
C.用氯解决饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差
D.氯解决饮用水时,在夏季杀菌效果比在冬季好
【解析】将两个方程式相加,得到Cl2(g)+ H2O 2H+ + ClO- + Cl-, K=K1K2=10-4.6,A错误;在氯解决水体系中,根据电荷守恒可得:c(OH-)+c(ClO-) =c(H+),B错误;根据图可以看出,次氯酸浓度在pH=7.5时比pH=6.5时少,杀菌效果差,C对旳;夏季温度高,次氯酸受热易分解,在夏季杀菌效果比在冬季差,D错误。
【答案】C
6.结合水解常数、电荷守恒式等信息能计算电离平衡常数。
【例15】(浙江卷)苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料防腐剂。研究表白苯甲酸(HA)抑菌能力明显高于A–。已知250C时,HAKa=6.25×10−5,H2CO3Ka1=4.17×10−7,Ka2=4.90×10−11。在生产碳酸饮料过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法对旳是(温度为250C,不考虑饮料中其她成分)
A.相比于未充CO2饮料,碳酸饮料抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A–)不变
C.当pH为5.0时,饮料中=0.16
D.碳酸饮料中多种粒子浓度关系为:c(H+)=c(HCO- 3)+c(CO2-3)+c(OH-)–c(HA)
【解析】根据题意,苯甲酸(HA)抑菌能力明显高于A–,相比于未充CO2饮料,碳酸饮料抑菌能力较高,A项错误;提高CO2充气压力,根据强酸制弱酸原理,CO2+H2O+A-=HA+HCO3-,饮料中c(A–)减小,B项错误;当pH为5.0时,饮料中===0.16,C项对旳;碳酸饮料中加入各成分含量未知,无法比较多种粒子浓度关系,D项错误。
【答案】C
7.比较溶液pH、导电性强弱等综合考察
【例16】(重庆卷)下列论述对旳是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸电离限度
B.25℃时,等体积等浓度硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25℃时,0.1mol·L-1硫化氢溶液比等浓度硫化钠溶液导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1mol AgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
【解析】醋酸属于弱酸,加入少量醋酸钠,c(CH3COO-)浓度增大,克制了醋酸电离,A错误;25℃时,等体积等浓度硝酸与氨水混合后,正好反映生成硝酸铵,属于强酸弱碱盐,NH4+ 水解导致溶液呈酸性,PH<7,B错误;硫化氢属于弱酸,某些电离,硫化钠属于强电解质,所有电离,等浓度硫化氢溶液比等浓度硫化钠溶液中离子浓度小,导电能力弱,C对旳;AgCl和AgIKsp不相等,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(AgI)=c(Ag+)·c(I-),0.1mol AgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Ag+)浓度相等,则c(Cl-)不等于c(I-),D错误。
【答案】C
8.同浓度(或PH)强弱电解质比较,稀释后PH变化、氢离子浓度大小,起始反映速率,中和碱能力等。
【例17】(上海卷)室温下,甲、乙两烧杯均盛有5ml pH=3某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4,有关甲、乙两烧杯中溶液描述对旳是( )
A.溶液体积:10V甲≤V乙
B.水电离出OH-浓度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
C.若分别用等浓度NaOH溶液完全中和,所得溶液pH:甲≤乙
D.若分别与5mlpH=11NaOH溶液反映,所得溶液pH:甲≤乙
【答案】AD
【解析】如果酸是强酸,当PH=3升高到PH=4,需要溶液稀释10倍。如果酸是弱酸,当PH=3升高到PH=4,需要溶液稀释不不不小于10倍,则溶液体积是10V甲≤V乙,A对旳;酸性溶液中,酸电离出H+会克制水电离,则甲烧杯中H+浓度是乙烧杯中H+浓度10倍,因而水电离出OH—浓度:10c(OH―)甲=c(OH―)乙,B错误;如果生成盐不水解,则溶液PH相等。如若盐水解,则甲烧杯中溶液碱性强于乙烧杯中溶液碱性,因而所得溶液PH:乙≤甲,C错误;若分别用等浓度NaOH溶液完全中和,则乙烧杯中所得盐溶液浓度小。如果盐不水解,则所得溶液pH相等。如果生成盐水解,则甲烧杯中溶液碱性强于乙烧杯中溶液碱性,即所得溶液pH:乙≤甲,C错误;若分别于5 mL pH=11NaOH溶液反映,如果是强酸,则均是正好反映,溶液显中性。如果是弱酸,则酸过量,但甲烧杯中酸浓度大,pH小,因而,所得溶液pH:甲≤乙,D对旳。
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1.(安徽卷)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在如下平衡:
HSO+H2OH2SO3+OH- ①
HSOH++SO ②
向0.1 mol·L-1NaHSO3溶液中分别加入如下物质,下列有关说法对旳是( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)===c(HSO)+c(OH-)+c(SO)
C.加入少量NaOH溶液,、值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO)>c(H+)=c(OH-)
2.(福建卷)常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)措施是( )
A.将溶液稀释到原体积10倍
B.加入适量醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.提高溶液温度
答案 B
3.(广东)常温下,0.2 mol·L-1一元酸HA与等浓度NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中某些微粒组分及浓度如图所示,下列说法对旳是( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X体现HA,Y体现OH-,Z体现H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
【答案】D
4.(四川卷)向1L含0.01molNaAlO2和0.02molNaOH溶液中缓慢通入二氧化碳,随n(CO2)增大,先后发生三个不同反映,当0.01mol<n(CO2)≤ 0.015时发生反映是:2 NaAlO2+ CO2+2H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3。下列相应关系对旳是
选项
n(CO2)/mol
溶液中离子物质量浓度
A
0
c(Na+)>c(AlO-2)+c(OH-)
B
0.01
c(Na+)>c(AlO-2)> c(OH-)>c(CO2-3)
C
0.015
c(Na+)> c(HCO-3)>c(CO2-3)> c(OH-)
D
0.03
c(Na+)> c(HCO-3)> c(OH-)>c(H+)
【答案】D
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