第八章水溶液中的离子平衡第一讲弱电解质的电离平衡一、选择题1．将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是( )A．c(H＋)B．Ka(HF)C.D.解析 HF溶液加水稀释，平衡向右移动，所以增大。选项D正确。答案 D2．把0.05molNaOH固体分别加入到下列100mL溶液中，导电能力变化较大的是( )A．0.5mol·L－1MgSO4溶液B．0.5mol·L－1盐酸C．0.5mol·L－1的CH3COOH溶液D．0.5mol·L－1NH4Cl溶液解析 本题考查导电能力与离子浓度的关系及强弱电解质的电离特点。解题时应首先考虑物质间的反应。MgSO4与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和Na2SO4，离子所带电荷总浓度几乎没变化，仍是强电解质溶液；盐酸是强电解质，加入NaOH溶液，反应生成NaCl仍是强电解质；NH4Cl与NaOH反应生成NaCl和NH3·H2O，NH4Cl是强电解质，反应生成物中既有强电解质又有弱电解质；只有CH3COOH是弱电解质原来导电能力较弱，加入NaOH后反应生成了强电解质，导电能力改变较大。答案 C3．室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是( )A．溶液中导电粒子的数目减少B．溶液中不变C．醋酸的电离程度增大，c(H＋)亦增大D．再加入10mLpH＝11的NaOH溶液，混合液pH＝7解析 醋酸稀释过程中，醋酸的电离度增大，同时溶液的体积也增大，所以c(H＋)、c(CH3COO－)均减小，但自由移动的离子数目增大，所以A项、C项错误；B项Ka＝8\n在一定温度下为一常数，把该温度下的KW＝c(H＋)·c(OH－)代入Ka得：＝，Ka、KW在一定温度下均为常数，所以为一常数；D项，两溶液混合，醋酸过量，所以，混合后溶液呈酸性，pH<7。答案 B4．常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＝a，下列能使溶液pH＝(a＋1)的措施是( )A．将溶液稀释到原体积的10倍B．加入适量的醋酸钠固体C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸D．提高溶液的温度解析 pH由a变成a＋1，表明溶液酸性减弱；将溶液稀释10倍，若电离平衡不移动，则溶液pH由a变成a＋1，但由于电离平衡会发生移动，故A项错误；向弱酸溶液中加入浓度较大的强酸，溶液酸性增强，C项错误；提高溶液的温度会促进醋酸电离，酸性增强，D项错误；加入醋酸钠固体，可抑制醋酸的电离，使溶液pH增大，B项正确。答案 B5．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol·L－1)至pH＝7。消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy则( )A．x为弱酸，Vx<VyB．x为强酸，Vx>VyC．y为弱酸，Vx<VyD．y为强酸，Vx>Vy解析 pH相等的两种酸，反应过程中，强酸的pH变化大，弱酸的pH变化小，因为弱酸反应时逐渐电离出H＋。由于y为弱酸，不能全部电离，x为强酸，是全部电离的，所8\n以y消耗OH－的量更多。答案 C6．相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )解析 pH相同的一元中强酸的物质的量浓度大于一元强酸的物质的量浓度，所以加入足量锌粉最终产生氢气的量，一元中强酸多，反应过程中，未电离的中强酸分子继续电离，使得溶液中H＋浓度比强酸大，反应速率中强酸大于强酸。答案 C7．相同条件下，下列有关溶液的比较中，不正确的是( )①pH＝2的CH3COOH溶液 ②pH＝2的HCl溶液 ③pH＝12的氨水 ④pH＝12的NaOH溶液A．水电离出的c(H＋)：①＝②＝③＝④B．将②、③溶液混合后pH＝7，消耗溶液的体积：②＞③C．将等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应，生成H2的量①更多D．分别向等体积的四种溶液中加水稀释至100mL后，溶液的pH：③＞④＞①＞②解析 在室温下，pH相同或pH1＋pH2＝14，对水的电离抑制程度相同，故水电离出的c(H＋)相等，A项正确；氨水为弱碱，其浓度远远大于0.01mol·L－1，②、③溶液混合后pH＝7时，消耗溶液的体积：②＞③，B项正确；等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应，由于CH3COOH是弱电解质，pH相同其浓度更大，生成的H2更多，C项正确；加水稀释至100mL后，溶液的pH：③＞④＞②＞①，D项错误。答案 D8\n8.根据下表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中，各种离子浓度关系正确的是( )化学式电离常数HClOK＝3×10－8H2CO3K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－11A.c(HCO)>c(ClO－)>c(OH－)B．c(ClO－)>c(HCO)>c(H＋)C．c(HClO)＋c(ClO－)＝c(HCO)＋c(H2CO3)D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(ClO－)＋c(OH－)解析 由电离常数可知H2CO3的一级电离要大于HClO的电离，故ClO－的水解程度大于HCO的水解程度，故c(HCO)>c(ClO－)>c(OH－)，A正确，B错误；C中根据C、Cl元素守恒可知缺少CO，应为：c(HClO)＋c(ClO－)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)；D中的电荷守恒中关系式缺少CO，应为：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(ClO－)＋c(OH－)＋2c(CO)。答案 A二、非选择题9．一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示，请回答：(1)O点为什么不导电___________________________________________________________________________________。(2)a、b、c三点的pH由小到大的顺序是________。(3)H＋的物质的量最大的是________(填“a”、“b”或“c”)。(4)若使c点溶液中的c(CH3COO－)增大，可以采取下列措施中的________(填序号)。A．加热B．加很稀的NaOH溶液C．加NaOH固体D．加水E．加固体CH3COONaF．加入锌粒解析 (1)冰醋酸中无自由移动的离子，所以在O点时不导电。(2)pH的大小与c(H＋)有关，pH大则c(H＋)小。导电能力与离子浓度有关，在醋酸溶液中离子主要来源于醋酸的8\n电离，醋酸溶液的导电能力越强，说明c(H＋)越大。(3)溶液稀释过程中，电离平衡向电离方向移动，氢离子的物质的量增大。(4)若使c(CH3COO－)增大，即促进CH3COOH的电离平衡向电离方向移动，A、B、C、D、F选项均可以达到使电离平衡向电离方向移动的目的。B、D项虽然能使CH3COOH的电离平衡向电离方向移动，但是稀释占据了主导作用，导致c(CH3COO－)减小。E项中虽然CH3COOH的电离受到抑制，但加入的CH3COO－能使c(CH3COO－)增大。答案 (1)无自由移动的离子 (2)b<a<c (3)c (4)ACEF10．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：0.10mol·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0.10mol·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10mL0.10mol·L－1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，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10mL0.10mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞试液，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 0.10mol·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。0.10mol·L－1的强碱溶液稀释到原体积100倍后，其pH会减小2，弱碱则因稀释会促进原来没有电离的碱分子又电离出一部分OH－而导致pH8\n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0.10mol·L－1NaOH溶液的pH为13，而0.10mol·L－1氨水的pH为10 (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．某探究学习小组的甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案探究某酸HA是否为弱电解质。甲：①称取一定质量的HA配制0.1mol·L－1的溶液100mL；②25℃时，用pH试纸测出该溶液的pH为pH1，由此判断HA是弱电解质。乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100mL；②各取相同体积的上述pH＝1的溶液分别装入两支试管，同时加入纯度相同的过量锌粒，观察现象，即可得出结论。丙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100mL；②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释至100mL；③25℃时，用pH试纸分别测出稀释后的HA溶液、盐酸的pH分别为pH2、pH3，即可得出结论。(1)在甲方案的第①步中，必须用到的标有刻度的仪器是________。(2)甲方案中，判断HA是弱电解质的依据是________________________________________________________________________；乙方案中，能说明HA是弱电解质的选项是________(填字母选项)。A．开始时刻，装盐酸的试管放出H2的速率快B．开始时刻，两个试管中产生气体速率一样快C．反应过程中，装HA溶液的试管中放出H2的速率快D．反应结束后，装HCl溶液的试管中放出H2的质量少E．装HA溶液的试管中较装盐酸的试管中的反应先停止(3)丙方案中，能说明HA是弱电解质的依据是pH2________pH3(填“＞”“＜”或“＝”)。8\n(4)请你评价：甲、乙、丙三个方案中难以实现或不妥的是________(填“甲、乙、丙”)，其难以实现或不妥之处是________________________________________。(5)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取)，作简明扼要表述。________________________________________________________________________。答案 (1)100mL容量瓶，烧杯，托盘天平(2)pH1＞1 CD(3)＜(4)乙、丙 配制pH＝1的HA溶液难实现；锌粒难以做到表面积相同(5)配制NaA溶液，测pH＞7，证明HA为弱酸12．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：实验编号HA物质的量浓度/(mol·L－1)NaOH物质的量浓度/(mol·L－1)混合溶液的pH甲0.20.2pH＝a乙c10.2pH＝7丙0.10.1pH>7丁0.10.1pH＝9请回答下列问题。(1)不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_____________________________________________________________。(2)不考虑其他组的实验结果，单从乙组情况分析，c1是否一定等于0.2mol·L－1？________(填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A－)与c(Na＋)的大小关系是_________________________________________________________________________________。(3)从丙组实验结果分析，HA是________酸(填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________。(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(H＋)＝______mol·L－1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。c(Na＋)－c(A－)＝______mol·L－1。解析 (1)因为是一元酸和一元碱等物质的量浓度等体积混合，说明恰好完全反应，生成的产物是NaA，对NaA溶液分析，若a＝7，说明HA是强酸，若a>7，说明溶液是因8\nA－的水解而显碱性，则HA是弱酸。(2)不一定等于0.2。当HA是强酸时等于0.2；当HA是弱酸时，大于0.2。因为pH＝7，说明c(H＋)＝c(OH－)，那么根据电荷守恒可知，一定有c(Na＋)＝c(A－)。(3)由丙组实验数据可知，两溶液等体积等物质的量浓度混合后pH>7，说明A－水解，得到HA是弱酸，其他易推知。(4)丁组实验中所得溶液的pH＝9，说明溶液中c(H＋)＝10－9mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝＝10－5mol·L－1，由电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，则c(Na＋)－c(A－)＝c(OH－)－c(H＋)＝(10－5－10－9)mol·L－1。答案 (1)如a＝7时，HA是强酸，如a>7时，HA是弱酸(2)否 c(A－)＝c(Na＋)(3)弱 c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)(4)10－5 10－5－10－98
