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高考化学精品【一轮复习】讲义练习第九章 第41讲 电离平衡
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这是一份高考化学精品【一轮复习】讲义练习第九章 第41讲 电离平衡,共21页。试卷主要包含了电离平衡的建立和特征,外界条件对电离平衡的影响,分析表中数据,下列叙述错误的是,常温下,有体积相同的四种溶液,下列关于电解质的说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡,能用化学用语正确表示弱电解质的电离平衡。2.理解电离常数的含义,掌握电离常数的应用并能进行相关计算。
考点一 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡的概念
在一定条件下(如温度、浓度等),当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,达到电离平衡状态。
2.电离平衡的建立和特征
3.外界条件对电离平衡的影响
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)弱电解质溶液中至少存在两种共价化合物分子。( √ )
(2)在氨水中,当c(NH eq \\al(+,4))=c(OH-)时,表示一水合氨已达到电离平衡。( × )
(3)弱电解质加水稀释,导电粒子的数目减小。( × )
(4)电离平衡向右移动,弱电解质分子的浓度一定减小。( × )
(5)CH3COOH溶液加水稀释,电离平衡向右移动,c(H+)增大。( × )
题组一 弱电解质电离平衡及影响因素
1.在0.1 ml/L CH3COOH溶液中存在如下平衡:CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+。对于该平衡体系,下列叙述正确的是( C )
A.加水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入0.5 ml/L HCl溶液导电性减弱
C.加入NaOH固体平衡向右移动
D.加入少量CH3COONa固体溶液pH减小
解析:加水可以促进CH3COOH的电离,A错误;加入0.5 ml·L-1 HCl溶液使溶液中离子浓度增大,导电性增强,B错误;加入氢氧化钠消耗H+平衡向右移动,C正确;加入醋酸钠使醋酸根的浓度增大,抑制CH3COOH的电离,H+浓度减小pH增大,D错误。
2.已知次磷酸(H3PO2)为一元酸,欲证明它是弱电解质,下列操作方法不正确的是( A )
A.用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度
B.用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液,比较消耗碱液的体积
C.加热滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液,溶液颜色变深
D.常温下,稀释0.1 ml·L-1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍,测得pH在4~5
解析:NaCl和NaH2PO2都属于强电解质,所以用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH2PO2溶液进行导电性实验,比较灯泡的亮度,不能证明H3PO2是弱电解质,A错误;因HCl为强酸,若滴定时次磷酸溶液消耗NaOH溶液的体积大于等体积、等pH的盐酸消耗的NaOH溶液的体积,则说明次磷酸为弱电解质,B正确;若次磷酸为弱电解质,则NaH2PO2溶液呈碱性,加热促进其水解,滴有酚酞溶液的NaH2PO2溶液颜色变深,C正确;常温下,若次磷酸为一元强酸,则把0.1 ml·L-1次磷酸溶液稀释至原溶液体积的100倍,pH应为3,而现测得pH在4~5,说明次磷酸没有完全电离,为弱电解质,D正确。
判断弱电解质的两种常用方法
(1)弱电解质溶液中存在电离平衡,条件改变,平衡移动,如pH=1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后,1<pH<2。
(2)弱电解质形成的盐能水解,如用玻璃棒蘸取一定浓度的CH3COONa溶液滴在pH试纸上,pH>7,说明CH3COONa为弱酸盐,即CH3COOH为弱酸。
题组二 弱电解质溶液导电图像分析
3.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法正确的是( C )
A.a、b、c三点溶液的pH:c<a<b
B.a、b、c三点CH3COOH的电离程度:c<a<b
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1 ml·L-1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
解析:用湿润的pH试纸测量,相当于加水稀释,从图像来看,导电能力加强,c(H+)增大,pH减小。
4.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( D )
eq \(\s\up7(),\s\d5(A)) eq \(\s\up7(),\s\d5(B))
eq \(\s\up7(),\s\d5(C)) eq \(\s\up7(),\s\d5(D))
解析:HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·H2O,先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降。当HCl被中和完后,继续与弱电解质CH3COOH反应,生成CH3COONH4(强电解质),所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质NH3·H2O,电导率变化不大,但因为溶液被稀释,有下降趋势。
考点二 电离平衡常数及其应用
1.电离平衡常数及其相关概念
(1)概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对一元弱酸或一元弱碱来说,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
(2)表达式
(3)特点
①电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K值增大。
②多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1≫Ka2≫Ka3……故其酸性取决于第一步电离。
2.电离度
(1)概念:在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质分子总数的百分比。
(2)表示方法
α= eq \f(已电离的弱电解质分子数,溶液中原有弱电解质的总分子数)×100%
也可表示为α= eq \f(弱电解质的某离子浓度,弱电解质的初始浓度)×100%
(3)影响因素
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)同一弱电解质,浓度不同其电离常数一定不同。( × )
(2)电离平衡正向移动时,电离度、电离常数均增大。( × )
(3)相同温度时电离常数越大,表示电解质的电离能力越强。( √ )
(4)常温下,依据Ka1(H2CO3)>Ka2(H3PO3),可知碳酸的酸性比磷酸强。( × )
(5)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大。( × )
题组一 电离常数的理解与应用
1.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
按要求回答下列问题:
(1)HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为HCOOH>H2CO3>H2S>HClO。
(2)相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HCO eq \\al(-,3)、CO eq \\al(2-,3)、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为S2->CO eq \\al(2-,3)>ClO->HS->HCO eq \\al(-,3)>HCOO-。
(3)运用上述电离常数及物质的特性判断下列化学方程式不正确的是①②④(填序号)。
①次氯酸与NaHCO3溶液的反应:HClO+HCO eq \\al(-,3)===ClO-+H2O+CO2↑
②少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+2ClO-===CO eq \\al(2-,3)+2HClO
③少量CO2通入NaClO溶液中:CO2+H2O+ClO-===HCO eq \\al(-,3)+HClO
④硫化氢通入NaClO溶液中:H2S+ClO-===HS-+HClO
⑤碳酸钠滴入足量甲酸溶液中:2HCOOH+CO eq \\al(2-,3)===2HCOO-+CO2↑+H2O
2.常温下,将0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,请填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
(1) eq \f(c(CH3COOH),c(H+))变小;
(2) eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH))变大;
(3) eq \f(c(CH3COO-),c(H+))变小;
(4) eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))不变;
(5) eq \f(c(CH3COO-),c(CH3COOH)·c(OH-))不变。
解析:(1)将该式变为 eq \f(c(CH3COOH)·c(CH3COO-),c(H+)·c(CH3COO-))= eq \f(c(CH3COO-),Ka)或稀释时CH3COOH的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(H+)增大因而其比值变小。(2)将该式变为 eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH)·c(H+))= eq \f(Ka,c(H+))或稀释时CH3COOH的电离平衡正向移动,n(CH3COOH)减小,n(CH3COO-)增大因而其比值变大。(3)假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,极稀溶液要考虑水的电离,c(H+)趋近于10-7 ml·L-1,因此比值变小。(4)该式为CH3COOH的电离常数表达式,温度不变,Ka不变。(5)将该式变为 eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH)·c(OH-)·c(H+))= eq \f(Ka,Kw),故比值不变。
判断溶液中粒子浓度比值的三种方法
(1)将浓度之比转化为物质的量之比进行比较,这样分析起来可以忽略溶液体积的变化,只需分析粒子数目的变化即可。
(2)“假设法”,如上述问题(3),假设无限稀释,c(CH3COO-)趋近于0,c(H+)趋于10-7 ml·L-1,故比值变小。
(3)“凑常数”,解题时将某些粒子的浓度比值乘以或除以某种粒子的浓度,转化为一个常数与某种粒子浓度的乘积或相除的关系。
题组二 电离常数的有关计算
3.(1)25 ℃,0.01 ml·L-1的HA溶液的电离常数为1×10-8,则溶液的c(H+)约为1×10-5 ml·L-1,电离度为0.1%。
(2)常温下,向a ml·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b ml·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),则CH3COOH的电离常数Ka= eq \f(10-7(a-b),b)(用含a和b的代数式表示)。
解析:(1) eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))≈ eq \f(c2(H+),0.01)=1×10-8,c(H+)=1×10-5 ml·L-1,α= eq \f(1×10-5 ml·L-1,0.01 ml·L-1)×100%=0.1%。(2)根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),根据元素守恒有c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= eq \f(a,2) ml·L-1,溶液呈中性,所以c(CH3COOH)=c(Cl-)= eq \f(b,2) ml·L-1。
CH3COOH ⥫⥬ CH3COO- + H+
eq \f(b,2) ml·L-1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,2)-\f(b,2)))ml·L-1 10-7 ml·L-1
Ka= eq \f(10-7×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,2)-\f(b,2))),\f(b,2))= eq \f(10-7(a-b),b)。
4.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4⥫⥬HC2O eq \\al(-,4)+H+ Ka1,HC2O eq \\al(-,4)⥫⥬C2O eq \\al(2-,4)+H+ Ka2,常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O eq \\al(-,4)、C2O eq \\al(2-,4)三种粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
则常温下:
(1)Ka1=10-1.2。
(2)Ka2=10-4.2。
(3)pH=2.7时,溶液中 eq \f(c2(HC2O eq \\al(-,4)),c(H2C2O4)·c(C2O eq \\al(2-,4)))=1 000。
解析:(1)由题中图像可知pH=1.2时,c(HC2O eq \\al(-,4))=c(H2C2O4),则Ka1=10-1.2。(2)pH=4.2时,c(HC2O eq \\al(-,4))=c(C2O eq \\al(2-,4)),则Ka2=10-4.2。(3)由电离常数表达式可知 eq \f(c2(HC2O eq \\al(-,4)),c(H2C2O4)·c(C2O eq \\al(2-,4)))= eq \f(Ka1,Ka2)= eq \f(10-1.2,10-4.2)=1 000。
计算电离平衡常数的思维方法
(1)根据电离方程式,写出电离平衡常数表达式。
(2)根据题干信息,结合电荷守恒、元素守恒,找出各粒子的浓度,代入表达式即可。
(3)若有图像信息,可选择曲线上的特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值),确定各粒子的浓度,最后代入平衡常数表达式计算。
考点三 强酸(或碱)与弱酸(或碱)的比较
1.一元强酸(如HCl)与一元弱酸(如CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较
2.一元强酸(如HCl)与一元弱酸(如CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
1.相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( A )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度、相同体积的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
解析:在pH相等的两种溶液中,氢离子的浓度相同,根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等,即c(CH3COO-)=c(Cl-),A正确;CH3COOH为弱酸,是弱电解质,只能部分电离,与pH相同的强酸溶液比起来,与其他物质反应时,可以持续电离出氢离子,平衡右移,所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些,B错误;反应刚开始时,CH3COOH是弱酸,部分电离,与同等浓度的强酸比较,反应速率会慢一些,C错误;相同浓度、相同体积的这两种酸的物质的量相等,醋酸钠溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,NaCl溶液呈中性,根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)、c(Na+)=c(Cl-),反应后的中性溶液中氯化钠浓度大于醋酸钠,所以c(CH3COO-)<c(Cl-),D错误。
2.在两个密闭的锥形瓶中,0.05 g形状相同的镁条(过量)分别与2 mL 2 ml·L-1的盐酸和醋酸反应,测得容器内压强随时间的变化曲线如图。下列说法正确的是( C )
A.①代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线
B.任意相同时间段内,盐酸与Mg反应的化学反应速率均大于醋酸与Mg反应的化学反应速率
C.反应中CH3COOH的电离被促进,两种溶液最终产生的氢气总量基本相等
D.1 ml·L-1NaOH溶液完全中和上述两种酸溶液,盐酸消耗NaOH溶液的体积更大
解析:2 mL 2 ml·L-1的盐酸和醋酸,盐酸中c(H+)大,与镁条反应的速率快,相同时间内产生的氢气多,容器内压强大,反应先结束,故②代表的是盐酸与镁条反应时容器内压强随时间的变化曲线,A错误;从图像可以看出,100 s后,醋酸与镁的反应速率更大,此时盐酸与镁已接近反应结束,c(H+)较小,反应速率较小,B错误;由于盐酸和醋酸的浓度和体积均相同,则二者物质的量相同,故反应结束时,产生的氢气总量基本相等,C正确;用1 ml·L-1NaOH溶液完全中和题述两种酸溶液时,盐酸与醋酸消耗NaOH溶液的体积相等,D错误。
3.(2024·黑龙江哈尔滨期中)常温下,浓度均为1 ml·L-1的CH3NH2和NH2OH两种溶液各10 mL,分别加水稀释,所得曲线如图所示{V表示溶液的体积,pOH=-lg[c(OH-)]},下列说法正确的是( D )
A.用相同浓度的盐酸分别与a、b处溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积Va>Vb
B.等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl的混合溶液中c(NH3OH+)>c(CH3NH eq \\al(+,3))
C.当两溶液均稀释至lg eq \f(V,mL)=5时,溶液的导电性:NH2OH>CH3NH2
D.加水稀释过程中 eq \f(c(OH-),c(CH3NH2))不断增大
解析:由图可知,等浓度的CH3NH2的pOH小于NH2OH,说明CH3NH2的碱性强于NH2OH。体积相等、浓度相等的CH3NH2和NH2OH的中和能力相等,则用相同浓度的盐酸分别与a、b处溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积Va等于Vb,A错误;由盐类水解规律可知,NH3OH+在溶液中的水解程度大于CH3NH eq \\al(+,3),则等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl的混合溶液中NH3OH+的浓度小于CH3NH eq \\al(+,3),B错误;当两溶液均稀释至lg eq \f(V,mL)为5时,CH3NH2和NH2OH的稀释浓度相等,CH3NH2的电离程度大于NH2OH,溶液中离子浓度大于NH2OH,导电性强于NH2OH,C错误;由电离常数可知,溶液中 eq \f(c(OH-),c(CH3NH2))= eq \f(Kb,c(CH3NH eq \\al(+,3))),CH3NH2溶液加水稀释过程中,CH3NH eq \\al(+,3)的浓度减小,CH3NH2的电离常数不变,则溶液中 eq \f(Kb,c(CH3NH eq \\al(+,3)))即 eq \f(c(OH-),c(CH3NH2))的值增大,D正确。
1.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。已知:N2H eq \\al(+,5)+NH3===NH eq \\al(+,4)+N2H4,N2H4+CH3COOH===N2H eq \\al(+,5)+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是( D )
A.N2H eq \\al(+,5)>N2H4>NH eq \\al(+,4)
B.N2H eq \\al(+,5)>CH3COOH>NH eq \\al(+,4)
C.NH3>N2H4>CH3COO-
D.CH3COOH>N2H eq \\al(+,5)>NH eq \\al(+,4)
解析:根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOH===N2H eq \\al(+,5)+CH3COO-中,酸性:CH3COOH>N2H eq \\al(+,5),反应N2H eq \\al(+,5)+NH3===NH eq \\al(+,4)+N2H4中,酸性:N2H eq \\al(+,5)>NH eq \\al(+,4),故酸性:CH3COOH>N2H eq \\al(+,5)>NH eq \\al(+,4)。
2.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( B )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(c(A-),c总(HA))))为 eq \f(1,101)
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
解析:常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-),c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;常温下溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1 ml·L-1,Ka= eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))=1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则 eq \f(c(A-),c总(HA))= eq \f(c(A-),c(HA)+c(A-))= eq \f(1,\f(c(HA),c(A-))+1)= eq \f(1,\f(c(H+),Ka)+1)= eq \f(Ka,c(H+)+Ka)= eq \f(1×10-3,0.1+1×10-3)= eq \f(1,101),B正确;未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C错误;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0,c(H+)=1×10-7 ml·L-1,由题意可知,Ka= eq \f(10-7[c总(HA)-c(HA)],c(HA))=1.0×10-3,溶液Ⅰ中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的pH=1.0,溶液Ⅱ中c(H+)=0.1 ml·L-1,Ka= eq \f(0.1[c总(HA)-c(HA)],c(HA))=1.0×10-3,溶液Ⅱ中c总(HA)=1.01c(HA),溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误。
3.(2024·新课标卷)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:δ(CH2ClCOO-)= eq \f(c(CH2ClCOO-),c(CH2ClCOOH)+c(CH2ClCOO-))]
下列叙述正确的是( D )
A.曲线M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10 ml·L-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时, eq \f(电离度α(CH2ClCOOH),电离度α(CHCl2COOH))= eq \f(0.15,0.85)
解析:随着pH的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH浓度减小,CH2ClCOO-、CHCl2COO-浓度增大,—Cl为吸电子基团,CHCl2COOH的酸性强于CH2ClCOOH,即Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8,则曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A、C错误;根据Ka(CHCl2COOH)= eq \f(c(CHCl2COO-)×c(H+),c(CHCl2COOH)),初始c0(CHCl2COOH)=0.10 ml·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈ eq \r(Ka(CHCl2COOH)c0(CHCl2COOH))=10-1.15 ml·L-1,但a点对应的c(H+)=0.1 ml·L-1,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,c(H+)>c(CHCl2COO-)+c(OH-),B错误;电离度α= eq \f(n电离,n始),n始=n电离+n未电离,则α(CH2ClCOOH)=δ(CH2ClCOO-),α(CHCl2COOH)=δ(CHCl2COO-),pH=2.08时,δ(CH2ClCOO-)=0.15,δ(CHCl2COO-)=0.85,D正确。
4.(2024·广东卷节选)酸在多种反应中具有广泛应用,其性能通常与酸的强度密切相关。在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂HIn,Ka(HIn)=3.6×10-20;其钾盐为KIn。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In-+HX⥫⥬X-+HIn。KIn起始的物质的量为n0(KIn),加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得c平(In-)/c平(HIn)随n(HX)/n0(KIn)的变化曲线如图。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
(1)计算Ka(HA)=4.0×10-21。(结果保留两位有效数字)
(2)在该溶剂中,Ka(HB)>(填“>”“NaB(OH)4
D.NaOH溶液溅到皮肤时,可用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
解析:根据题意可知H3BO3只存在一步电离,所以为一元酸,A正确;设0.01 ml·L-1H3BO3溶液中c(H+)=x ml·L-1,则c[B(OH) eq \\al(-,4)]也可近似认为等于x ml·L-1,则有Ka(H3BO3)= eq \f(x·x,0.01-x)=5.4×10-10,解得x≈2.3×10-6,所以pH≈6,B正确;Ka(H3BO3)②=④=③
B.四种溶液中和氢氧化钠的能力:①=②=④>③
C.与镁条反应的起始速率的大小关系为①>②=④>③
D.与镁条反应生成相同体积的氢气所需的时间为① eq \f(c(CO eq \\al(2-,3)),c(HCO eq \\al(-,3))),C错误;0.1 ml·L-1的HF溶液加水不断稀释,c(F-)趋近于0,而c(H+)趋近于10-7 ml·L-1,故 eq \f(c(F-),c(H+))变小,D错误。
10.(2025·河南实验中学高三期中)常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg eq \f(V,V0)的变化关系如图所示,下列叙述错误的是( D )
A.常温下:Ka(HB)>Ka(HC)
B.HC的电离度:a点HC,则Ka(HB)>Ka(HC),A正确;HC是弱酸,存在电离平衡:HC⥫⥬H++C-,加水稀释电离平衡正向移动,电离程度增大,越稀电离度越大,稀释时,a点稀释倍数小,b点稀释倍数大,b点浓度更稀,可以判断电离度:a点10-2 ml·L-1,同样分析弱酸HC,c(HC)= eq \f(10-2,α)ml·L-1>10-2 ml·L-1,酸性:HB>HC,相同条件下HC电离度更小,所以c(HC)>c(HB),溶液浓度:c(HC)>c(HB)>c(HA),体积都为V0时,溶液中溶质的物质的量:n(HC)>n(HB)>n(HA),中和反应消耗的NaOH溶液不一样多,D错误。
二、非选择题(共30分)
11.(16分)(2024·辽宁沈阳联考)回答下列问题。
(1)稀氨水中存在着平衡:NH3·H2O⥫⥬NH eq \\al(+,4)+OH-,若要使氨水中c(OH-)增大,应加入适量的②③(填序号)。
①NH4Cl固体 ②通入氨气 ③NaOH固体 ④水
(2)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 ml·L-1和0.1 ml·L-1,则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比”“
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