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跟蹤檢測(二十一) 弱電解質(zhì)的電離平衡
1.下列電離方程式正確的是( )
A.NaHSO4溶于水:NaHSO4Na++H++SO
B.次氯酸電離:HClO===ClO-+H+
C.HF溶于水:HF+H2OH3O++F-
D.NH4Cl溶于水:NH+H2ONH3H2O+H+
解析:選C NaHSO4是強(qiáng)電解質(zhì),溶于水后能完全電離,電離方程式應(yīng)使用“===”,A錯誤;HClO是弱酸,電離方程式應(yīng)使用“”,B錯誤;NH4Cl溶于水的電離方程式是NH4Cl===NH+Cl-,D錯誤。
2.下列事實中一定不能證明CH3COOH是弱電解質(zhì)的是( )
A.等pH等體積的鹽酸、CH3COOH溶液和足量鋅反應(yīng),CH3COOH放出的氫氣較多
B.pH=1的CH3COOH溶液和pH=13的KOH溶液等體積混合,溶液呈酸性
C.CH3COONa和稀H3PO4反應(yīng),生成CH3COOH
D.10 mL 0.1 molL-1 CH3COOH恰好與10 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液完全反應(yīng)
解析:選D A項說明CH3COOH還可電離出H+,可以證明;B項說明CH3COOH有剩余,即CH3COOH沒有完全電離,可以證明;C項說明CH3COOH的酸性比H3PO4弱,而H3PO4為中強(qiáng)酸,則CH3COOH為弱酸,可以證明;D項只能說明一元酸堿恰好反應(yīng),不能說明CH3COOH是弱酸。
3.H2S水溶液中存在電離平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-,若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移動,溶液中H+濃度增大
B.通入過量SO2氣體,平衡向左移動,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移動,溶液pH減小
D.加入少量硫酸銅固體(忽略體積變化),溶液中所有離子濃度都減小
解析:選C 向H2S溶液中加水,平衡向右移動,但溶液體積增大,溶液中H+濃度減小,A錯誤;通入SO2,可發(fā)生反應(yīng):2H2S+SO2===3S↓+2H2O,SO2過量時,SO2與水反應(yīng)生成的H2SO3酸性比H2S強(qiáng),因此溶液pH減小,B錯誤;滴加新制氯水,發(fā)生反應(yīng):H2S+Cl2===2HCl+S↓,H2S濃度減小,平衡向左移動,反應(yīng)生成的HCl為強(qiáng)酸,溶液酸性增強(qiáng),pH減小,C正確;加入少量CuSO4,發(fā)生反應(yīng):CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4,溶液中S2-濃度減小,H+濃度增大,D錯誤。
4.濃度均為0.1 molL-1、體積均為V0的HX、HY溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨 lg的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.常溫下,由水電離出的c(H+)c(OH-):a<b
C.相同溫度下,電離常數(shù)K(HX):a>b
D.lg =3,若同時微熱兩種溶液(不考慮HX、HY和H2O的揮發(fā)),則減小
解析:選B A項,由圖像可知當(dāng)lg=0,即V=V0時,0.1 molL-1的HX溶液和HY溶液的pH分別為2到3之間和1,所以HX是弱酸、HY是強(qiáng)酸,錯誤;B項,酸抑制水的電離,所以酸性越弱、水的電離程度越大,即pH越大,水電離出的c(H+)c(OH-)越大,由已知圖像可知,由水電離出的c(H+)c(OH-):a<b,正確;C項,溫度相同,則電離常數(shù)相同,錯誤;D項,微熱促進(jìn)HX的電離,所以增大,錯誤。
5.25 ℃時,用蒸餾水稀釋1 molL-1醋酸,下列各項始終保持增大趨勢的是( )
A. B.
C. D.c(H+)c(CH3COO-)
解析:選A 稀釋過程中,c(CH3COO-)和c(H+)減小,c(OH-)增大,故A項正確;加水稀釋,CH3COOH對水的抑制效果減弱,故c(H+)減小幅度小于c(CH3COO-),減小,故B項錯誤;=,稀釋過程中c(H+)減小,故C項錯誤;稀釋過程中,c(CH3COO-)和c(H+)均減小,c(CH3COO-)c(H+)減小,故D項錯誤。
6.已知下面三個數(shù)據(jù):7.210-4、4.610-4、4.910-10分別是下列有關(guān)的三種酸的電離常數(shù),若已知下列反應(yīng)可以發(fā)生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2;NaCN+HF===HCN+NaF;NaNO2+HF===HNO2+NaF,由此可判斷下列敘述不正確的是( )
A.K(HF)=7.210-4
B.K(HNO2)=4.910-10
C.根據(jù)其中兩個反應(yīng)即可得出結(jié)論
D.K(HCN)
HNO2>HCN,由此可判斷K(HF)>K(HNO2)>K(HCN),故其電離常數(shù)依次為K(HF)=7.210-4,K(HNO2)=4.610-4,K(HCN)=4.910-10。
7.在0.1 molL-1 NH3H2O溶液中存在如下平衡:NH3+H2ONH3H2ONH+
OH-。下列敘述中正確的是( )
A.加入少量濃鹽酸,鹽酸與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使NH3濃度減小,NH濃度增大,平衡逆向移動
B.加入少量NaOH固體,OH-與NH結(jié)合生成NH3H2O,使NH濃度減小,平衡正向移動
C.加入少量0.1 molL-1 NH4Cl溶液,電離平衡常數(shù)不變,溶液中c(OH-)減小
D.加入少量MgSO4固體,溶液pH增大
解析:選C A選項,加入少量濃鹽酸,首先發(fā)生H++OH-===H2O,使OH-濃度降低,平衡正向移動,錯誤;B選項,加入少量NaOH固體,使OH-濃度升高,平衡逆向移動,錯誤;C選項,加入少量NH4Cl溶液,使NH濃度升高,平衡逆向移動,溶液中c(OH-)減小,正確;D選項,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,溶液中c(OH-)減小,溶液pH減小,錯誤。
8.查閱資料表明,NaOH是一種強(qiáng)電解質(zhì),為證明醋酸是一種弱酸,鹽酸是一種強(qiáng)酸,下列實驗方案切實可行的是( )
①用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制濃度為0.01 molL-1的稀醋酸和稀鹽酸,用pH計分別測其pH
②用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制pH為5的稀醋酸和稀鹽酸,然后加水稀釋1 000倍,再用pH計比較其變化
③用醋酸鈉固體和氯化鈉固體配制濃度均為0.01 molL-1的醋酸鈉和氯化鈉溶液,用pH試紙測定溶液的pH
④用冰醋酸和已知濃度的濃鹽酸分別配制濃度為0.01 molL-1的稀醋酸和稀鹽酸,然后測定溶液的導(dǎo)電性
A.①②③④ B.僅①③
C.僅②④ D.僅①
解析:選B 方案①配制得到一定濃度(0.01 molL-1)的溶液后,用pH計測定溶液的pH,如果測定的pH=2證明是強(qiáng)酸,若pH>2是弱酸,該方案可行;方案②存在的問題:一是難配制指定pH的醋酸溶液,二是如果能配制得到pH為5的醋酸溶液,再稀釋1 000倍時,醋酸溶液的pH肯定是小于7而大于5,鹽酸溶液pH接近7,據(jù)此難確定鹽酸是強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,該方案不可行;方案③能測定鹽溶液的pH,在已知NaOH是一種強(qiáng)電解質(zhì)的前提下,通過測定醋酸鈉、氯化鈉溶液的pH能確定鹽酸是強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,該方案可行;方案④只能證明醋酸比鹽酸弱,不能證明鹽酸是一種強(qiáng)酸,該方案不可行。
9.下列說法正確的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸鈉能增大醋酸的電離程度
B.25 ℃時,0.1 molL-1的硫化氫溶液比等濃度的硫化鈉溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)
C.氯化銨、次氯酸都屬于強(qiáng)電解質(zhì)
D.CH3COOH溶液加水稀釋后,溶液中的值減小
解析:選D 醋酸屬于弱酸,加入少量CH3COONa,CH3COO-濃度增大,抑制了醋酸的電離,A錯誤;H2S屬于弱酸,部分電離,Na2S屬于強(qiáng)電解質(zhì),H2S溶液比等濃度的Na2S溶液中離子濃度小,導(dǎo)電能力弱,B錯誤;HClO是弱酸,屬于弱電解質(zhì),C錯誤;醋酸加水稀釋的過程中,c(H+)減小,但電離常數(shù)不變,由K電離=得=,故將減小,D正確。
10.(2019鹽城模擬)常溫下有以下體積相同的四種溶液:①pH=3的CH3COOH溶液、②pH=3的鹽酸、③pH=11的氨水、④pH=11的NaOH溶液。下列說法正確的是( )
A.②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
B.③和④分別用等濃度的H2SO4溶液中和,消耗H2SO4溶液的體積:③=④
C.①與②分別與足量鎂粉反應(yīng),生成H2的量:①<②
D.若將四種溶液稀釋100倍,溶液pH大小順序:③>④>①>②
解析:選A 鹽酸和CH3COOH溶液中的c(H+)與NaOH溶液和氨水中的c(OH-)相等,均為110-3 molL-1,但CH3COOH溶液和氨水的濃度均遠(yuǎn)大于NaOH溶液和鹽酸的濃度。鹽酸和氨水等體積混合時氨水過量,所得溶液呈堿性,A項正確;因氨水濃度大,故氨水消耗的H2SO4溶液多,B項錯誤;CH3COOH溶液的濃度比鹽酸的濃度大,CH3COOH溶液與足量鎂粉反應(yīng)生成的H2多,C項錯誤;若將四種溶液均稀釋100倍,則溶液pH由大到小的順序為③>④>②>①,D項錯誤。
11.某小組以醋酸為例探究弱酸的性質(zhì)。
(1)實驗一:探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響。
①設(shè)計實驗方案如下表,表中c=________molL-1。
編號
酸的種類
酸的濃度/(molL-1)
酸的體積/ mL
鎂條質(zhì)量/g
1
醋酸
1.0
10
2.0
2
鹽酸
c
10
2.0
②實驗步驟:
a.檢查裝置(如圖1)的氣密性后,添加藥品;
b.反應(yīng)開始后,_______________________________________________________;
c.將所記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為曲線圖(如圖2)。
③寫出0~5 min醋酸、鹽酸與鎂條反應(yīng)的反應(yīng)速率變化規(guī)律:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)實驗二:現(xiàn)有一瓶醋酸溶液,常溫下測定其中醋酸的電離程度(已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來總分子數(shù)的百分比)。設(shè)計實驗方案,將待測物理量和對應(yīng)的測定方法填寫在下表中。
待測物理量
測定方法
①________
量取25.00 mL醋酸溶液于錐形瓶中,滴加指示劑,將0.100 0 molL-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入________,滴定至終點(diǎn),記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次
②________
解析:(1)①要探究酸的強(qiáng)弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響,則兩種酸的濃度應(yīng)該是相等的,即表中c=1.0 molL-1。②b.根據(jù)圖像中數(shù)據(jù)可知,縱坐標(biāo)需要H2的體積,因此反應(yīng)開始后,每隔1 min記錄一次生成H2的體積。③根據(jù)圖像可知0~5 min醋酸反應(yīng)的曲線幾乎是直線,這說明醋酸與鎂條反應(yīng)的速率隨時間變化不明顯;而鹽酸與鎂條反應(yīng)開始階段曲線斜率較大,這說明反應(yīng)速率很快,但一段時間后反應(yīng)速率明顯減小。(2)要測定醋酸的電離程度(已電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來總分子數(shù)的百分比),則需要測定醋酸的濃度和溶液的pH值。
答案:(1)①1.0 ②每隔1 min記錄一次生成H2的體積
③醋酸與鎂條反應(yīng)的反應(yīng)速率隨時間變化不明顯;鹽酸與鎂條反應(yīng)開始階段反應(yīng)速率很快,一段時間后反應(yīng)速率明顯減小
(2)
待測物理量
測定方法
①醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度
堿式滴定管
②H+的物質(zhì)的量濃度
取適量醋酸溶液于燒杯中,用pH計測定溶液pH
12.25 ℃時,電離常數(shù):
化學(xué)式
CH3COOH
H2CO3
HCN
電離常數(shù)
1.810-5
K1:4.310-7
K2:5.610-11
4.910-10
請回答下列問題:
(1)物質(zhì)的量濃度為0.1 molL-1的下列四種物質(zhì):
a.Na2CO3 b.NaCN c.CH3COONa d.NaHCO3
pH由大到小的順序是________(填標(biāo)號)。
(2)25 ℃時,在0.5 molL-1的醋酸溶液中由醋酸電離出的c(H+)約是由水電離出的c(H+)的________倍。
(3)寫出向氰化鈉溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式:________________________________________________________________________。
(4)25 ℃時,CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測得混合液pH=6,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=__________________(填準(zhǔn)確數(shù)值)。
(5)25 ℃時,將a molL-1的醋酸與b molL-1氫氧化鈉等體積混合,反應(yīng)后溶液恰好顯中性,用a、b表示醋酸的電離常數(shù)為__________________。
解析:(1)酸越弱,對應(yīng)酸根離子的水解程度越大,所以pH由大到小的順序是a>b>d>c。(2)Ka(CH3COOH)===1.810-5,c(CH3COOH)≈0.5 molL-1,則c(H+)≈310-3molL-1,由水電離出的c(H+)約為 molL-1,故由醋酸電離出的c(H+)約是由水電離出的c(H+)的 =9108倍。(3)酸性強(qiáng)弱順序為H2CO3>HCN>HCO,所以向氰化鈉溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為CN-+CO2+H2O===HCO+HCN。(4)25 ℃時,CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測得混合溶液pH=6,c(H+)=10-6 molL-1,c(OH-)=10-8 molL-1,則溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6molL-1-10-8 molL-1=9.910-7 molL-1。(5)25 ℃時,將 a mol
L-1的醋酸與b molL-1氫氧化鈉溶液等體積混合,反應(yīng)后溶液恰好顯中性,此時c(H+)=
c(OH-)=10-7 molL-1,c(CH3COO-)=c(Na+)= molL-1,剩余的c(CH3COOH)=molL-1,則Ka== 。
答案:(1)a>b>d>c (2)9108
(3)CN-+CO2+H2O===HCO+HCN
(4)9.910-7 molL-1 (5)
13.為了證明一水合氨是弱電解質(zhì),甲、乙、丙、丁四位同學(xué)利用下面的試劑進(jìn)行實驗:0.10 molL-1氨水、NH4Cl晶體、醋酸銨晶體、酚酞試劑、pH試紙、蒸餾水。
(1)甲用pH試紙測出0.10 molL-1氨水的pH為10,據(jù)此他認(rèn)定一水合氨是弱電解質(zhì),你認(rèn)為這一結(jié)論________(填“正確”“不正確”或“無法確定”),并說明理由:__________________________________________________________________________。
(2)乙取出10 mL 0.10 molL-1氨水,用pH試紙測出其pH為a,然后用蒸餾水稀釋至1 000 mL,再用pH試紙測出其pH為b,他認(rèn)為只要a、b滿足如下關(guān)系____________(用等式或不等式表示)就可以確認(rèn)一水合氨是弱電解質(zhì)。
(3)丙取出10 mL 0.10 molL-1氨水,滴入2滴酚酞試液,顯粉紅色,再加入CH3COONH4晶體少量,顏色變淺;你認(rèn)為這一方法能否證明一水合氨是弱電解質(zhì),________(填“能”或“否”)。
(4)丁同學(xué)的方案最可能是(答出實驗操作方法、現(xiàn)象與結(jié)論)________________________________________________________________________。
解析:(1)0.10 molL-1的一元強(qiáng)堿溶液的pH=13,而弱堿溶液的pH因其不能完全電離而小于13,故甲的判斷是正確的。(2)0.10 molL-1的強(qiáng)堿溶液稀釋到原體積100倍后,其pH會減小2,弱堿則因稀釋會促進(jìn)原來沒有電離的堿分子又電離出一部分OH-而導(dǎo)致pH減小值小于2。(3)因少量晶體的加入對溶液體積的影響可以忽略不計,故溶液顏色變淺只能是由于平衡移動使溶液中OH-濃度減小導(dǎo)致的,故以此現(xiàn)象可以判斷一水合氨是弱電解質(zhì)。(4)由于所給試劑中還有NH4Cl晶體沒有用到,故丁同學(xué)的方案最可能是測量NH4Cl溶液的pH。
答案:(1)正確 常溫下,0.10 molL-1 NaOH溶液的pH為13,而0.10 molL-1氨水的pH為10,NH3H2O 未完全電離 (2)a-b<2 (3)能 (4)測量NH4Cl溶液的pH,其 pH<7,證明一水合氨是弱電解質(zhì)
14.常溫下,有0.1 molL-1的以下幾種溶液:①H2SO4溶液,②NaHSO4溶液,③CH3COOH溶液,④HCl溶液,⑤HCN溶液,⑥NH3H2O,其中幾種溶液的電離度(即已經(jīng)電離的占原來總的百分?jǐn)?shù))如下表所示(已知H2SO4的第一步電離是完全的),回答下面問題:
①H2SO4溶液HSO
②NaHSO4溶液HSO
③CH3COOH
④HCl溶液
10%
29%
1.33%
100%
(1)常溫下,pH相同的表格中的幾種溶液,其物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是(填序號,下同)________________________________________________________________________。
(2)常溫下,將足量的鋅粉投入等體積pH=1的表格中的幾種溶液中,產(chǎn)生H2的體積(同溫同壓下)由大到小的順序是__________________。
(3)在25 ℃時,若用已知濃度的NaOH滴定未知濃度的CH3COOH,應(yīng)選用________作指示劑,若終點(diǎn)時溶液pH=a,則由水電離出的c(H+)為____________。
(4)在25 ℃時,將b molL-1的KCN溶液與0.01 molL-1 的鹽酸等體積混合,反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得溶液pH=7,則KCN溶液的物質(zhì)的量濃度________0.01 molL-1(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)電離度越大,pH相同時濃度越小,故濃度由大到小為③②④①。(2)pH=1的溶液中濃度大小為③>②>④>①,但①為二元酸,故產(chǎn)生H2的體積大小為③>②>①>④。(3)恰好中和時為CH3COONa溶液,溶液呈堿性,應(yīng)用酚酞作指示劑。終點(diǎn)時CH3COO-的水解促進(jìn)水的電離,c(H+)H2O=c(OH-)==10a-14 molL-1。(4)當(dāng)c(KCN)=0.01 molL-1時,溶液成分為HCN和KCl,呈酸性。所以當(dāng)呈中性時c(KCN)>0.01 molL-1。
答案:(1)③>②>④>① (2)③>②>①>④
(3)酚酞 10a-14 molL-1 (4)>
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