1、培优点十六 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(CH3COO )0.01mol，下列叙述错误的是（ ）A与 NaOH 完全中和时，醋酸所消耗的 NaOH 多B分别与足量 CaCO3反应时，放出的 CO2一样多C两种溶液的 pH 相等D分别用水稀释相同倍数时， n(Cl ) n(CH3COO )【解析】体积相同的盐酸和醋酸两种溶液， n(Cl ) n(CH3COO )0.01mol，根据二者的电离方程式可知，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(CH3COOH) n(
2、HCl)，故与 NaOH 完全中和，醋酸消耗的 NaOH 多，分别与足量 CaCO3反应时，醋酸放出的 CO2多，A 项正确，B 项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋酸的电离程度增大， n(CH3COO )增大，而 n(Cl )不变，D 项正确。【答案】B2电离平衡常数的应用典例 2已知 H2SO3、H 2CO3分别属于中强酸和弱酸，H 2SO3 H HSO ，HSO+ 3 3H SO ；H 2CO3 H HCO ，HCO H CO ；电离平衡常数分别+ 23 + 3 3 + 23为 K1、 K 、 K2、 K ，已知 K1 K K2 K 则溶液中不可以大量共存的离子组是（ 1 2 1 2）AS
3、O 、HCO BHSO 、CO CSO 、CO 23 3 3 23 23 23DHSO 、HCO 3 3【解析】因、 K K ，故酸性 HSO HCO ，所以 HSO 能与 CO 反应生成 HCO 1 2 3 3 3 23与 SO 。 3 23【答案】B3强弱电解质的比较典例 325时，CH 3COOH 的电离平衡常数 Ka1.810 5 ，体积均为 10mL pH3 的醋酸溶液与一元酸 HX 溶液分别加水稀释至 1000 mL，稀释过程中 pH 的变化如图所示。下列有关叙述不正确的是（ ）一弱电解质电离平衡及电离平衡常数的应用AHX 的酸性比 CH3COOH 强且为弱酸B10mL pH3 的
4、醋酸溶液中 c(H ) c(CH3COOH) c(CH3COO ) c(OH )C10mL pH3 的醋酸溶液中 c(CH3COOH)约为 0.056molL1D中和等体积、等 pH 的 CH3COOH 和 HX 溶液消耗 NaOH 的物质的量前者小于后者【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 CH3COOH 强，选项 A正确；由电荷守恒可得： c(H ) c(OH ) c(CH3COO )，选项 B 正确； Ka+1.810 5 ， c(H ) c(CH3COO
5、 )，解得 c(CH3COOH)约为c(CH3COO )c(H )c(CH3COOH)0.056molL1，选项 C 正确；等体积、等 pH 的 CH3COOH 和 HX 溶液，前者溶质的物质的量浓度大，物质的量多，故消耗的 NaOH 前者大于后者，选项 D 错误。【答案】D4实验探究典例 4 （1）一定温度下，向 1L 0.1 molL1 CH3COOH 溶液中加入 0.1mol CH3COONa固体，则醋酸的电离平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动；溶液中的值_(填“增大” “减小”或“不变”)。c(CH3COO )c(H )c(CH3COOH)（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主
6、要溶质微粒是 NH3H2O。已知：a.常温下，醋酸和 NH3H2O 的电离平衡常数均为 1.8105 ；bCH 3COOHNaHCO 3=CH3COONaCO 2H 2O。则 CH3COONH4溶液呈_(填“酸” “碱”或“中” ，下同)性，NH 4HCO3溶液呈_性，NH 4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是_。（3）99时， Kw1.010 12 ，该温度下测得 0.1molL1Na2A 溶液的 pH6。H 2A 在水溶液中的电离方程式为_。该温度下，将 0.01molL1H2A 溶液稀释到 20 倍后，溶液的 pH_。将体积相等、pH1 的盐酸和 H2A 溶液分别与足量的 Zn 反应
7、，产生的氢气_。(填字母)A盐酸多 BH 2A 多 C一样多 D无法确定将 0.1molL1H2A 溶液与 0.2molL1氨水等体积混合，完全反应后溶液中各离子浓度从大到小的顺序为_。【解析】 （3）99时， Kw1.010 12 ，该温度下测得 0.1molL1 Na2A 溶液的pH6，说明溶液呈中性，即 A2 不水解，故 H2A 为强酸，在水溶液中完全电离。【答案】 （1）逆 不变 （2）中 碱 NH 4（3）H 2A=2H A 2 3 C c(NH )c(A2 )c(H )c(OH ) 41已知氢氟酸水溶液中存在如下电离平衡：HF H F 。只改变一个条件一定+可以使 减小的是（ ）c
8、(HF)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)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+c(HF)c(H )体，溶液中 c(F )增大，平衡逆向移动， c(H )减小， c(HF)增大， 增大，B 项错； +c(HF)c(H )加入少量 NaOH 固体，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 )减小的程度大， 增大，C 项错；通入少量 H
9、F 气体， c(HF)增大，+c(HF)c(H )平衡正向移动，导致 c(H )增大，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(HF)c(H )【答案】A225时加水稀释 10mL pH11 的氨水，下列判断正确的是（ ）A原氨水的浓度为 103 molL1二对点增分集训B溶液中 减小c(NHoal( ,4)c(NH3H2O)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 pH3 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 103 molL1，错误；B 项，由于 n(NH )增多， 4而
10、 n(NH3H2O)减小，因处于同一溶液中，所以 增大，错误；C 项，由于c(NHoal( ,4)c(NH3H2O)c(OH )减小，所以 c(H )应增大，错误；D 项，氨水过量，所以 pH7，正确。+【答案】D3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 H2的体积(同温同压下测定)随时间的变化示意图如下：其中正确的是（ ）A B C D都不对【解析】随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增大，故错误；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，不可能比盐酸更早结束，故错误；随着反应的进行，氢气的体积应逐渐增
11、大，不可能逐渐减小，故错误；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，故错误。故选 D【答案】D4硼酸(H 3BO3)溶液中存在：H 3BO3(aq)H 2O(l) B(OH)4 (aq)H (aq)。下列说法正确的是（ ）化学式 电离常数(298 K)硼酸 K5.710 10碳酸 K14.4107K24.710 11醋酸 K1.7510 5A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
12、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】A5由已知电离平衡常数判断，下列关于 SO2与 Na2CO3(aq
13、)反应的离子方程式的书写中，不合理的是（ ）酸 电离平衡常数H2CO3 K1410 7 K25.610 11H2SO3 K11.5410 2 K21.0210 7ASO 2H 2O2CO =2HCO SO23 3 23BSO 22HCO =2CO2SO H 2O 3 23C2SO 2H 2OCO =CO22HSO23 3DSO 2H 2OCO =HCO HSO23 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：H2CO3 HCO H K1410 7 ，HCO H CO K25.610 11 ；亚硫酸存 3 3 23在电离平衡：H 2SO3 HSO H K11.5410
14、 2 ，HSO H SO 3 3 23K21.0210 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 H2SO3H 2CO3HSO HCO ，发生化学反应应遵循强酸制弱酸的原理，以此分析 B 3 3项不合理。【答案】B625时，向盛有 50mL pH2 的 HA 溶液的绝热容器中加入 pH13 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（ ）AHA 溶液的物质的量浓度为 0.01molL1B 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
15、 ) c(Na ) D25时，HA 的电离平衡常数 K 约为 1.43102【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0.04L0.1molL10.004mol，得出 50 mL HA 的浓度为 0.08 molL1 ，A0.004 mol0.05 L错误； b c 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(A ) c(Na )，C 正确；电离平衡常数 K cH cA cHA1.4310 3 ，D 错误。0.01 molL 10.01 mo
16、lL 10.08 molL 1 0.01 molL 1【答案】C 7pH1 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（ ）AHA 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 10 mL pH 13 的 NaOH 溶 液 ， 溶 液 中 有 c(Na ) c(A ) c(OH ) c(H )D当 a3 时，HA、HB 两溶液起始浓度相等【解析】当 a3，HA 一定是强酸，HB 一定是弱酸，若 a3，HA、HB 都是弱酸，A 错误；由图像可知，稀释
17、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 a3，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 a3 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】B8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 pHC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
18、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】A9向 0.1molL1 的 CH3COOH 溶液中加水或加入少量 CH3COONa 晶体时，下列有关叙述不正确的是（ ）A都能使溶液的 pH 增大B都能使溶液中 c(H )c(CH3COO )减小C都能使溶液中 比值增大c(CH3COO )c(CH3COOH)D溶液中 不变c(H )c(CH3COO )c(CH3COOH)【解析】醋酸中存在 CH3COOH CH3COO H +，温度不变，醋酸的 Ka不变，即不变，D 正确；加水稀释，虽促进醋酸的电离，但溶液中 c(
19、H )、c(H )c(CH3COO )c(CH3COOH)c(CH3COO )减小，pH 增大；加入少量 CH3COONa 晶体时引入 c(CH3COO )， c(CH3COO )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 CH3COONa 晶体后 Ka 不变，而 c(CH3COOH)变大，则 c(H+)c(CH3COO )变大，Bc(H )c(CH3COO )c(CH3COOH)错误； ， c(H+)变小，则比值增大，C 正确。c(CH3COO )c(CH3COOH) c(CH3COO )c(H )c(CH3COOH)c(H ) Kac(H )【答
20、案】A10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/ c(NH3H2O)/(molL1) 电离常数 电离度/% c(OH )/(molL1)0 16.56 1.37105 9.098 1.50710210 15.16 1.57105 10.18 1.54310220 13.63 1.71105 11.2 1.527102提示：电离度 100%已 电 离 的 弱 电 解 质 物 质 的 量起 始 时 的 弱 电 解 质 物 质 的 量（1）温度升高，NH 3H2O 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(O
21、H ) D c(NH3H2O)（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 4是_。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 3H2O 的电离吸收热量，升高温度，NH 3H2O 的电离平衡向右移动。 （3）对于平衡 NH3H2O NH +OH ，加入 4
22、NH4Cl 固体，平衡左移，pH 减小，电离度减小， c(OH )减小， c(NH )增大，A、D 错误。 4（4）氨水与盐酸等浓度等体积混合，恰好生成 NH4Cl 溶液，NH +H2O NH3H2O+H ，加入固体 NH4Cl， c(NH )增大， 增大，A 正确；降温， 4 + 4cNH 4cCl NH 水解程度减小， 增大，C 正确；B 项，通入 HCl， c(Cl )增大的较 c(NH )多， 4cNH 4cCl 4减小； D 项，加入 NaOH 固体， c(NH )减小， 减小。cNH 4cCl 4cNH 4cCl 【答案】 （1）右 A（2）氨水浓度降低，使 c(OH )减小，而温
23、度升高，使 c(OH )增大，双重作用使c(OH )基本不变（3）AD （4）AC11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 KCH3COOH CH3COOH H+CH3COO 1.96105HClO HClO H+ClO 3.0108H2CO3 H2CO3 H+HCO 3HCO H+CO 3 23K14.410 7K25.610 11H2SO3 H2SO3 H+HSO 3HSO H+SO 3 23K11.5410 2K21.0210 7回答下列问题：（1）CH 3COOH、HClO、H 2CO3
24、、HCO 、H 2SO3、HSO 都可看作是酸，其中酸性最强的是 3 3_，最弱的是_。（2）向 Na2CO3溶液中通入足量的氯气，发生的离子方程式为_，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，1.2molL 1的 NaClO 溶液 pH_(已知：lg20.3)，0.10molL1的 CH3COOH 溶液中的 c(H+)_molL 1。【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 H2SO3CH 3COOHH 2CO3HSO HClOHCO ，所以酸性最强的是 H2SO3，最 3 3弱的是 HCO 。(2)
25、因为酸性：HClH 2CO3HClOHCO ，所以反应的离子方程式为 3 32Cl2+H2O+CO =CO2+2Cl +2HClO；因为酸性： H2SO3 HSO HClO，次氯酸具有强氧化23 3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SO2+H2O+3ClO =Cl +SO +2HClO。 （3）1.2molL 1的 NaClO 溶液中水解离子方程式为24ClO +H2O HClO+OH ， Kh cOH cHClOcClO cOH cHClOcClO cH cH KwKa， c2(OH ) c(ClO ) 1.2molL1， c(OH )c2OH cClO KwKa
26、 10 143.010 8210 3.5 molL1， c(H+) 510 11.5 ，pHlg(510 11.5 )10.8；10 14210 3.5该温度下，0.10molL 1的 CH3COOH 溶液中存在电离平衡，CH 3COOHCH3COO +H+，平衡常数 K 1.7610 5， c2(H+)0.101.7610 5， c(H+)cCH3COO cH cCH3COOH1.410 3molL1。【答案】 （1）H 2SO3 HCO 3（2）2Cl 2+H2O+CO =CO2+2Cl +2HClO23SO2+H2O+3ClO =Cl +SO +2HClO24（3）10.8 1.410 3