
第一單元 弱電解質(zhì)的電離平衡
1.了解電解質(zhì)的概念,了解強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念?!?.理解電解質(zhì)在水中的電離以及電解質(zhì)溶液的導電性?!?.理解弱電解質(zhì)在水中的電離平衡,能利用電離平衡常數(shù)進行相關計算。
弱電解質(zhì)的電離平衡
[知識梳理]
一、強、弱電解質(zhì)
1.概念
2.與化合物類型的關系
強電解質(zhì)主要是大部分離子化合物及某些共價化合物;弱電解質(zhì)主要是某些共價化合物。
3.電離方程式的書寫
(1)弱電解質(zhì)
①多元弱酸分步電離,且第一步電離程度遠遠大于第二步,如H2CO3電離方程式:H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
②多元弱堿電離方程式一步寫成,如Fe(OH)3電離方程式:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(2)酸式鹽
①強酸的酸式鹽完全電離,如NaHSO4電離方程式:NaHSO4===Na++H++SO。
②弱酸的酸式鹽中酸式酸根不能完全電離,如NaHCO3電離方程式:NaHCO3===Na++HCO,HCOH++CO。
二、弱電解質(zhì)的電離平衡
1.電離平衡的建立
在一定條件下(如溫度、壓強等),當弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子結合成弱電解質(zhì)分子的速率相等,且溶液中各分子和離子的濃度都不再發(fā)生變化時,電離過程達到了平衡。
2.電離平衡的特征
3.電離平衡的影響因素
(1)內(nèi)因:弱電解質(zhì)本身的性質(zhì)。
(2)外因
①溫度:溫度升高,電離平衡向右移動,電離程度增大。
②濃度:稀釋溶液,電離平衡向右移動,電離程度增大。
③同離子效應:加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì),電離平衡向左移動,電離程度減小。
④加入能反應的物質(zhì):電離平衡向右移動,電離程度增大。
[自我檢測]
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)強電解質(zhì)溶液中不存在溶質(zhì)分子,弱電解質(zhì)溶液中存在溶質(zhì)分子。( )
(2)氨氣溶于水,當c(OH-)=c(NH)時,表明NH3·H2O電離處于平衡狀態(tài)。( )
(3)強電解質(zhì)溶液的導電能力一定比弱電解質(zhì)溶液強。( )
(4)由0.1 mol·L-1一元堿BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH===B++OH-。( )
解析:(2)NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,NH3·H2O電離出的c(OH-)與c(NH)永遠相等,不能表明NH3·H2O電離處于平衡狀態(tài);(3)溶液導電能力與電解質(zhì)強弱無關;(4)由于0.1 mol·L-1一元堿BOH中OH-的濃度小于0.1 mol·L-1,所以BOH應屬于弱堿,其電離方程式應為BOHB++OH-。
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.判斷下列電離方程式的書寫是否正確,如有錯誤請在橫線上改正。
(1)H2CO3的電離:H2CO32H++CO( )
________________________________________________________________________
(2)Fe(OH)3的電離:Fe(OH)3Fe3++3OH-( )
________________________________________________________________________
(3)水溶液中NaHSO4的電離:NaHSO4===Na++HSO( )
________________________________________________________________________
(4)熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離:NaHSO4===Na++H++SO( )
________________________________________________________________________
答案:(1)× H2CO3H++HCO、HCOH++CO
(2)√
(3)× NaHSO4===Na++H++SO
(4)× NaHSO4===Na++HSO
(1)電解質(zhì)、非電解質(zhì)都屬于化合物,單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。常見的電解質(zhì)有部分氧化物、酸、堿、鹽、水等。
(2)電解質(zhì)的強弱是由物質(zhì)的內(nèi)部結構決定的,與外界因素無關,關鍵是看在水溶液中是否完全電離。
①與溶解性無關。例如:BaSO4等雖難溶于水,但溶于水的部分卻能完全電離,是強電解質(zhì)。醋酸能與水互溶但不能完全電離,是弱電解質(zhì)。
②與溶液的導電性無必然聯(lián)系。溶液的導電性與溶液中的離子濃度和離子所帶電荷數(shù)有關,強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定強。
(2015·高考全國卷Ⅰ,13,6分)濃度均為0.10 mol·L-1、體積均為V0的MOH和ROH溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨lg的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.MOH的堿性強于ROH的堿性
B.ROH的電離程度:b點大于a點
C.若兩溶液無限稀釋,則它們的c(OH-)相等
D.當lg=2時,若兩溶液同時升高溫度,則增大
[解析] 由圖像分析濃度為0.10 mol·L-1的MOH溶液,在稀釋前pH為13,說明MOH完全電離,則MOH為強堿,而ROH的pH9
B.氯化銨溶液呈酸性
C.常溫下0.01 mol/L氨水的pH=10.6
D.體積相同的0.1 mol/L氨水和0.1 mol/L NaOH溶液中和鹽酸的量相同
解析:選D。A項,若氨水為強堿,必完全電離,則pH=11的氨水加入水稀釋到原溶液體積的100倍時,pH應等于9;B項,氯化銨溶液呈酸性,說明NH發(fā)生水解反應生成了弱電解質(zhì)NH3·H2O,“有弱才水解”;C項,常溫下0.01 mol/L氨水的pH=10.6,說明氨水不能完全電離,若完全電離,pH應等于12;D項,無論氨水堿性強弱,等體積、等濃度的氨水和NaOH溶液中和鹽酸時最終電離出的n(OH-)相同,它們的中和能力相同。
2.(2018·莆田一模)醋酸是電解質(zhì),下列事實能說明醋酸是弱電解質(zhì)的組合是( )
①醋酸與水能以任意比互溶
②醋酸溶液能導電
③醋酸溶液中存在醋酸分子
④0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L鹽酸的pH大
⑤醋酸能和碳酸鈣反應放出CO2
⑥0.1 mol/L醋酸鈉溶液的pH=8.9
⑦大小相同的鋅粒與相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液反應,開始時醋酸產(chǎn)生H2速率慢
A.②⑥⑦ B.③④⑤⑥
C.③④⑥⑦ D.①②
解析:選C。醋酸溶液中存在CH3COOH分子,說明醋酸部分電離,存在電離平衡,是弱電解質(zhì),③正確。0.1 mol/L醋酸溶液的pH比0.1 mol/L鹽酸的pH大,說明醋酸溶液中c(H+)小于鹽酸,是弱電解質(zhì),④正確。0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH=8.9,說明CH3COO-發(fā)生了水解,CH3COOH是弱電解質(zhì),⑥正確。相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液與Zn反應,醋酸反應慢,說明其中c(H+)小,是弱電解質(zhì),⑦正確。
強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的證明實驗
[以證明某酸(HA)為弱酸為例]
實驗方法
結論
(1)測0.01 mol·L-1 HA溶液的pH
pH=2,HA為強酸;pH>2,HA為弱酸
(2)測NaA溶液的pH
pH=7,HA為強酸;pH>7,HA為弱酸
(3)相同條件下,測相同濃度的HA和HCl溶液的導電性
導電性相同,HA為強酸;導電性弱于鹽酸,HA為弱酸
(4)往同濃度的HA和HCl溶液中投入大小相同的Zn粒或CaCO3固體
開始反應速率相同,HA為強酸;開始反應速率比鹽酸慢,HA為弱酸
(5)測相同pH的HA與HCl稀釋相同倍數(shù)前后的pH變化
pH變化倍數(shù)相同,HA為強酸;pH變化倍數(shù)小于鹽酸,HA為弱酸
影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素
3.稀氨水中存在著下列平衡:NH3·H2ONH+OH-,若要使平衡向逆反應方向移動,同時使c(OH-)增大,應加入適量的物質(zhì)是( )
①NH4Cl固體?、诹蛩帷、跱aOH固體?、芩、菁訜?br />
⑥MgSO4固體
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
解析:選C。①使平衡逆向移動,c(OH-)減小;②④⑥使平衡正向移動,c(OH-)減??;⑤使平衡正向移動,c(OH-)增大;只有③使平衡逆向移動且c(OH-)增大。
4.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,溶液中氫離子濃度增大
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。加水,電離平衡雖向右移動,但因溶液體積變大,c(H+)減小,A項錯誤;通入少量SO2,因發(fā)生SO2+2H2S===3S↓+2H2O,平衡向左移動,溶液pH增大,但通入過量SO2,最終溶液為飽和亞硫酸溶液,溶液pH減小,B項錯誤;加入新制氯水,發(fā)生反應:H2S+Cl2===S↓+2HCl,平衡向左移動,溶液酸性增強,pH減小,C項正確;加入CuSO4后,發(fā)生反應:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,溶液中c(H+)變大,D項錯誤。
外界條件對電離平衡影響的“四個不一定”
(1)稀醋酸加水稀釋時,溶液中不一定所有的離子濃度都減小。
因為溫度不變,Kw=c(H+)·c(OH-)是定值,稀醋酸加水稀釋時,溶液中的c(H+)減小,故c(OH-)增大。
(2)電離平衡右移,電解質(zhì)分子的濃度不一定減小,離子的濃度不一定增大,電離程度也不一定增大。
如對于CH3COOHCH3COO-+H+,平衡后,加入冰醋酸,c(CH3COOH)增大,平衡右移,根據(jù)勒夏特列原理,只能“減弱”而不能消除,再次平衡時,c(CH3COOH)比原平衡時大;加水稀釋或加少量NaOH固體,都會引起平衡右移,但c(CH3COOH)、c(H+)都比原平衡時要??;加水稀釋或增大弱電解質(zhì)的濃度,都使電離平衡向電離方向移動,但加水稀釋時弱電解質(zhì)的電離程度增大,而增大弱電解質(zhì)的濃度時弱電解質(zhì)的電離程度減小。
電離平衡常數(shù)
[知識梳理]
一、電離平衡常數(shù)(又稱電離常數(shù))
1.常見弱堿和弱酸的電離平衡常數(shù)(25 ℃)
弱電解質(zhì)
電離方程式
電離平衡常數(shù)
NH3·H2O
NH3·H2O
NH+OH-
Kb=1.8×10-5
CH3COOH
CH3COOH
CH3COO-+H+
Ka=1.8×10-5
HClO
HClOH+
+ClO-
Ka=3.0×10-8
2.CH3COOH的酸性大于HClO的酸性(填“大于”“小于”或“等于”),判斷的依據(jù):相同條件下,電離平衡常數(shù)越大,則電離程度越大,c(H+)越大,酸性越強。
3.電離平衡常數(shù)的意義:弱酸、弱堿的電離平衡常數(shù)能夠反映酸堿性的相對強弱。相同條件下,電離平衡常數(shù)越大,則電離程度越大。多元弱酸的電離以第一步電離為主,各級電離平衡常數(shù)的大小差距較大。
4.外因?qū)﹄婋x平衡常數(shù)的影響:電離平衡常數(shù)與其他化學平衡常數(shù)一樣只與溫度有關,與電解質(zhì)的濃度無關,升高溫度,K值增大,原因是電離是吸熱過程。
5.碳酸(二元弱酸)
(1)電離方程式是H2CO3H++HCO,HCOH++CO。
(2)電離平衡常數(shù)表達式:Ka1=,Ka2=。
(3)比較大小:Ka1>Ka2。
二、有關電離平衡常數(shù)的計算(以弱酸HX為例)
1.已知c(HX)和c(H+),求電離平衡常數(shù)。
HX H+?。-
起始 c(HX) 0 0
平衡 c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
則Ka=。
由于弱酸只有極少一部分電離,c(H+)的數(shù)值很小,可做近似處理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),則Ka=,代入數(shù)值求解即可。
2.已知c(HX)和電離平衡常數(shù),求c(H+)。
HX H+ + X-
起始 c(HX) 0 0
平衡 c(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
則Ka=。
由于Ka值很小,c(H+)的數(shù)值很小,可做近似處理:c(HX)-c(H+)≈c(HX),則c(H+)=,代入數(shù)值求解即可。
三、電離度
1.弱電解質(zhì)的電離度α=×100%。
2.一般而言,相同溫度下,弱電解質(zhì)溶液的濃度越大,電離度越小;弱電解質(zhì)溶液的濃度越小,電離度越大。
[自我檢測]
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。
(1)電離常數(shù)受溶液濃度的影響。( )
(2)電離常數(shù)可以表示弱電解質(zhì)的相對強弱。( )
(3)電離常數(shù)大的酸溶液中的c(H+)一定比電離常數(shù)小的酸溶液中的c(H+)大。( )
(4)H2CO3的電離常數(shù)表達式:Ka=。( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.[2016·高考全國卷Ⅱ,26(4)]聯(lián)氨(N2H4)為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應的平衡常數(shù)值為____________(已知:N2H4+H+ N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為______________________。
解析:N2H4的第一步電離的方程式為N2H4+H2ON2H+OH-,則電離平衡常數(shù)Kb====K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。聯(lián)氨是二元弱堿,其與硫酸形成的酸式鹽為N2H6(HSO4)2。
答案:8.7×10-7 N2H6(HSO4)2
(1)電離平衡常數(shù)除了可以用于比較弱電解質(zhì)的電離能力外,還能判斷電離平衡的移動方向。
(2)在運用電離平衡常數(shù)表達式進行計算時,濃度必須是平衡時的濃度。
25 ℃時,部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示:
化學式
CH3COOH
H2CO3
HClO
電離平
衡常數(shù)
1.8×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
3.0×10-8
請回答下列問題:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強到弱的順序為____________________________。
(2)同濃度的CH3COO-、HCO、CO、ClO-結合H+的能力由強到弱的順序為______________________________。
(3)將少量CO2氣體通入NaClO溶液中,寫出反應的離子方程式:_______________________。
(4)體積為10 mL pH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1 000 mL,稀釋過程中pH變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù);理由是________________________________________。
[解析] (1)~(2)電離平衡常數(shù)越大,酸性越強;電離平衡常數(shù)越小,其對應酸根離子結合H+能力越強。
(3)根據(jù)電離平衡常數(shù)可以判斷:酸性H2CO3>HClO>HCO,H2CO3可以和ClO-反應生成HCO和HClO,所以少量CO2與NaClO溶液反應生成HCO和HClO。
(4)根據(jù)圖像分析知,起始時兩種溶液中c(H+)相同,故c(較弱酸)>c(較強酸),稀釋過程中較弱酸的電離程度增大的多,故在整個稀釋過程中較弱酸的c(H+)一直大于較強酸的c(H+),稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的大,故HX酸性強,電離平衡常數(shù)大。
[答案] (1)CH3COOH>H2CO3>HClO
(2)CO>ClO->HCO>CH3COO-
(3)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
(4)大于 稀釋相同倍數(shù),HX的pH變化比CH3COOH的pH變化大,酸性強,電離平衡常數(shù)大
(1)根據(jù)電離平衡常數(shù)知,上述電解質(zhì)均為弱電解質(zhì),常溫下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀釋過程中,下列表達式的數(shù)據(jù)一定變小的是________(填序號)。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
E.
若該溶液升高溫度,上述表達式的數(shù)據(jù)增大的是________。
(2)上述例題中H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1、Ka2差別很大的原因(從電離平衡的角度解釋):____________________________________________________。
答案:(1)A ABCE
(2)第一步電離產(chǎn)生的H+對第二步的電離起抑制作用
利用電離平衡常數(shù)解題的思維模型
電離平衡常數(shù)及其應用
1.(2018·滄州高三月考)液態(tài)化合物AB會發(fā)生微弱的自身電離,電離方程式為ABA++B-,在不同溫度下其平衡常數(shù)為K(25 ℃)=1.0×10-14,K(35 ℃)=2.1×10-14。則下列敘述正確的是( )
A.c(A+)隨溫度的升高而降低
B.35 ℃時,c(A+)>c(B-)
C.AB的電離程度:α(25 ℃)>α(35 ℃)
D.AB的電離是吸熱過程
解析:選D。由于K(25 ℃)<K(35 ℃),故c(A+)隨溫度的升高而增大,A錯;由電離方程式可知,任何溫度下,都存在c(A+)=c(B-),B錯;由25 ℃和35 ℃時的電離平衡常數(shù)可知,溫度越高,電離程度越大,C錯;由于K(25 ℃)<K(35 ℃),因此AB的電離是吸熱過程,D正確。
2.運用電離平衡常數(shù)判斷下列可以發(fā)生的反應是( )
酸
電離平衡常數(shù)(25 ℃)
碳酸
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
次溴酸
Ka=2.4×10-9
①HBrO+Na2CO3===NaBrO+NaHCO3
②2HBrO+Na2CO3===2NaBrO+H2O+CO2↑
③HBrO+NaHCO3===NaBrO+H2O+CO2↑
④NaBrO+CO2+H2O===NaHCO3+HBrO
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
解析:選C。根據(jù)復分解反應中較強酸制備較弱酸的原理,①中Ka(次溴酸)=2.4×10-9>Ka2(碳酸)=5.6×10-11,能發(fā)生;④中Ka(次溴酸)=2.4×10-9<Ka1(碳酸)=4.3×10-7,能發(fā)生;②和③都不能發(fā)生。
3.(1)25 ℃時,若向a mol·L-1的HA溶液中,滴加等體積的b mol·L-1的NaOH溶液,使溶液呈中性,用含a和b的代數(shù)式表示HA的電離平衡常數(shù)Ka=________。
(2)在25 ℃下,將a mol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應完后溶液中c(NH)=c(Cl-),則溶液顯______性(填“酸”“堿”或“中”);用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=________________________________。
解析:(1)溶液呈中性,c(H+)=10-7mol·L-1,溶液等體積混合,根據(jù)電荷守恒可知c(A-)=0.5b mol·L-1,則c(HA)=0.5(a-b) mol·L-1,則 Ka==。
(2)所發(fā)生反應的化學方程式為NH3·H2O+HCl===NH4Cl+H2O,由電荷守恒可知:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因為c(NH)=c(Cl-),所以 c(OH-)=c(H+),故溶液顯中性。Kb=,c(NH)=c(Cl-)=0.005 mol·L-1,c(OH-)=c(H+)=10-7 mol·L-1。c(NH3·H2O)= mol·L-1-c(NH)=(-0.005) mol·L-1。所以Kb==。
答案:(1) (2)中
強酸與弱酸的比較與判斷
4.(2015·高考海南卷)下列曲線中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的電離度與濃度關系的是( )
解析:選B。電離常數(shù)一氯乙酸大于乙酸,故一氯乙酸的酸性比乙酸的酸性強,即同溫、同濃度時,一氯乙酸的電離度大于乙酸;隨著濃度增大,電離度均減小,B項符合題意。
5.相同體積、相同pH的某一元強酸溶液①和某一元中強酸溶液②分別與足量的鋅粉發(fā)生反應,下列關于氫氣體積(V)隨時間(t)變化的示意圖正確的是( )
解析:選C。由于起始時pH相同,隨反應的進行,因中強酸存在電離平衡,可繼續(xù)電離出H+,故中強酸產(chǎn)生H2的體積多,且在相同時間內(nèi),中強酸的反應速率快。
一元強酸與一元弱酸的比較的常用方法
濃度均為0.01 mol·L-1的強酸HA與弱酸HB
pH均為2的強酸HA與弱酸HB
pH或物質(zhì)的量濃度
2=pHHAHB
HA=HB
水的電離程度
HA14
D.pH與體積都相同的鹽酸和醋酸分別與足量鋅反應,消耗鋅的質(zhì)量相等
解析:選C。本題從多種角度考查弱電解質(zhì)的電離問題。SO2的水溶液可以導電,是因為SO2與水反應生成的H2SO3發(fā)生電離,只能說H2SO3是電解質(zhì),A項錯誤;NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=,=,加水稀釋時,電離平衡正向移動,c(OH-)減小,Kb只隨溫度的變化而改變,溫度不變,Kb也不變,因此增大,B項錯誤;假設等體積的醋酸和氫氧化鈉都是0.1 mol/L,兩者能恰好完全中和,醋酸的pH大于1,氫氧化鈉溶液的pH為13,即a+b>14,C項正確;pH相同的鹽酸和醋酸中醋酸的物質(zhì)的量濃度大,消耗的鋅多,D項錯誤。
5.在相同溫度時,100 mL 0.01 mol·L-1的醋酸溶液與10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液相比較,下列數(shù)值前者大于后者的是( )
A.中和時所需NaOH的量
B.電離的程度
C.H+的物質(zhì)的量濃度
D.CH3COOH的物質(zhì)的量
解析:選B。100 mL 0.01 mol·L-1的醋酸溶液相當于是把10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液稀釋10倍得到的,根據(jù)弱酸稀釋時的變化可分析得出結論。
6.pH=2.0的兩種一元酸x和y,體積均為100 mL,稀釋過程中pH與溶液體積的關系如下圖所示。分別滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7.0,消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy,則下列說法正確的是( )
A.x為弱酸,VxVy
C.y為弱酸,VxVy
解析:選C。由圖知:將一元酸x和y分別稀釋10倍,pH的變化量ΔpHx=1,ΔpHy”“ B (2)Ⅱ?、貯 ②D
13.現(xiàn)有pH=2的醋酸甲和pH=2的鹽酸乙。
(1)取10 mL甲溶液,加入等體積的水,醋酸的電離平衡________移動(填“向左”“向右”或“不”),若加入少量的冰醋酸,醋酸的電離平衡________移動(填“向左”“向右”或“不”),若加入少量無水醋酸鈉固體,待固體溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值將__________(填“增大”“減小”或“無法確定”)。
(2)相同條件下,取等體積的甲、乙兩溶液,各稀釋100倍。稀釋后的溶液,其pH大小關系為pH(甲)________pH(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。若將甲、乙兩溶液等體積混合,溶液的pH=________。
(3)各取25 mL的甲、乙兩溶液,分別用等濃度的NaOH稀溶液中和至pH=7,則消耗的NaOH溶液的體積大小關系為V(甲)________V(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)取25 mL的甲溶液,加入等體積pH=12的NaOH溶液,反應后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小關系為c(Na+)________c(CH3COO-)(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析:(1)根據(jù)勒夏特列原理可知,加水稀釋后電離平衡正向移動;若加入冰醋酸,相當于增加了反應物濃度,因此電離平衡也正向移動;加入醋酸鈉固體后,溶液中醋酸根離子濃度增大,抑制了醋酸的電離,故c(H+)/c(CH3COOH)的值減小。(2)由于在稀釋過程中醋酸繼續(xù)電離,故稀釋相同的倍數(shù)后pH(甲)小于pH(乙)。HCl和CH3COOH溶液的pH都是2,溶液中的H+濃度都是0.01 mol·L-1,設CH3COOH的原濃度為c mol·L-1,混合后平衡沒有移動,溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,則有
CH3COOHH+?。H3COO-
c-0.01 0.01 0.01
(c-0.01)/2 0.01 0.01/2
由于溫度不變醋酸的電離常數(shù)不變,結合數(shù)據(jù)可知醋酸的電離平衡確實未發(fā)生移動,因此混合后溶液的pH仍等于2。(3)取體積相等的兩溶液,醋酸的物質(zhì)的量較多,經(jīng)NaOH稀溶液中和至相同pH時,消耗NaOH溶液的體積 V(甲)大于V(乙)。(4)兩者反應后醋酸過量,溶液顯酸性,根據(jù)電荷守恒可得c(Na+)小于c(CH3COO-)。
答案:(1)向右 向右 減小 (2)小于 2 (3)大于
(4)小于
14.(1)一定溫度下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體,則醋酸的電離平衡向________(填“正”或“逆”)方向移動;溶液中的值________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)氨氣的水溶液稱為氨水,其中存在的主要溶質(zhì)微粒是NH3·H2O。
已知:a.常溫下,醋酸和NH3·H2O的電離平衡常數(shù)均為1.74×10-5;
b.CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O。
則CH3COONH4溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”,下同),NH4HCO3溶液呈________性,NH4HCO3
溶液中物質(zhì)的量濃度最大的離子是____________(填化學式)。
(3)99 ℃時,Kw=1.0×10-12,該溫度下測得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的電離方程式為_______________________________________。
②該溫度下,將0.01 mol·L-1H2A溶液稀釋20倍后,溶液的pH=________。
③體積相等、pH=1的鹽酸與H2A溶液分別與足量的Zn反應,產(chǎn)生的氫氣________。
A.鹽酸多 B.H2A多
C.一樣多 D.無法確定
④將0.1 mol·L-1H2A溶液與0.2 mol·L-1氨水等體積混合,完全反應后溶液中各離子濃度從大到小的順序為___________________________________________。
解析:(1)CH3COOH溶液中存在電離平衡CH3COOHCH3COO-+H+, 加入CH3COONa固體,c(CH3COO-)增大,平衡左移;CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka=,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變,故的值不變。
(2)弱酸弱堿鹽溶液酸堿性的判斷要根據(jù)對應的弱酸和弱堿的電離平衡常數(shù)的大小,電離平衡常數(shù)越大,其對應離子水解的程度越小。
(3)99 ℃時,Kw=1.0×10-12,該溫度下測得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6,說明溶液呈中性,即A2-不水解,故H2A為強酸,在水溶液中完全電離。
答案:(1)逆 不變 (2)中 堿 NH
(3)①H2A===2H++A2-?、? ③C
④c(NH)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
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