]
2.
(1)常温下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,填写下列表达式中的数据变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)。
①
________;
②
________;
③
________;
④
________。
(2)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数;理由是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
[解析]
(1)①将①式变为
=
;
②此式为Ka;
③将③式变为
=Ka/c(H+);
④将④式变为
=
。
(2)稀释100倍,HX、CH3COOH溶液的pH变化均小于2,二者均为弱酸,酸性HX>CH3COOH。
[答案]
(1)①变小 ②不变 ③变大 ④不变
(2)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,酸性强,电离平衡常数大
角度2 电离常数的有关计算
3.已知室温时,0.1mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
【导学号:
37742215】
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
B [c(H+)=0.1%×0.1mol·L-1=10-4mol·L-1,pH=4;因HA在水中有电离平衡,升高温度促进平衡向电离的方向移动,c(H+)将增大,pH会减小;C选项可由电离常数表达式算出Ka=
=1×10-7;c(H+)=10-4mol·L-1,所以水电离出的c(H+)=10-10mol·L-1,前者是后者的106倍。
]
4.碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO
+H+的电离常数K1=________(已知:
10-5.60=2.5×10-6)。
[解析] 由H2CO3H++HCO
得
K1=
=
≈4.2×10-7。
[答案] 4.2×10-7
5.在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH
)=c(Cl-),则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。
[解析] 氨水与HCl等体积混合后的溶液中的电荷守恒关系式为c(NH
)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因c(NH
)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
NH3·H2O NH
+ OH-
(
-
)mol·L-1
mol·L-1 10-7mol·L-1
Kb=
=
。
[答案] 中
6.
(1)25℃时,0.1mol·L-1的HCOONa溶液的pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=________。
(2)25℃时,向含amolNH4NO3的溶液中滴加bL氨水呈中性,则所滴加氨水的浓度为________mol·L-1。
[已知Kb(NH3·H2O)=2×10-5mol·L-1]
[解析]
(1)Ka=
≈
=10-7,
(2)根据溶液呈中性可知c(OH-)=c(H+)=1×10-7mol·L-1,
n(NH
)=n(NO
)=amol
设加入氨水的浓度为cmol/L,混合溶液的体积为VL
由Kb=
=
=2×10-5mol·L-1,
得c=
mol·L-1。
[答案]
(1)10-7
(2)
有关电离平衡常数计算的答题模板(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始/(mol·L-1):
c(HX)00
平衡/(mol·L-1):
c(HX)-c(H+)c(H+)c(H+)
则:
K=
由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:
c(HX)-c(H+)≈c(HX)。
则K=
或c(H+)=
。
一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)的比较
命题点1 一元强酸(碱)和一元弱酸(碱)的一般性质比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较
比较项目
酸
c(H+)
pH
中和碱
的能力
与足量Zn反应产生H2的量
开始与金属反应的速率
一元强酸
大
小
相同
相同
大
一元弱酸
小
大
小
(2)相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
比较项目
酸
c(H+)
c(酸)
中和碱
的能力
与足量Zn反应产生H2的量
开始与金属反应的速率
一元强酸
相同
小
小
少
相同
一元弱酸
大
大
多
说明:
一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似。
[对点训练1] 相同温度下,关于物质的量浓度、体积均相等的①NaOH溶液,②氨水,说法正确的是( )
A.c(OH-):
①>②
B.pH:
①=②
C.导电性:
①<②
D.中和酸的能力:
①>②
A [pH:
①>②,导电性:
①>②,中和酸的能力:
①=②。
]
[对点训练2] 25℃下,在①pH=2的CH3COOH溶液、②pH=2的HCl溶液、③pH=12的氨水、④pH=12的NaOH溶液中,下列说法正确的是________(填字母)。
A.等体积的①、②分别与足量铝粉反应,生成H2的量:
②>①
B.将等体积①②加水稀释至pH=4,加水较多的是②
C.若将②、③溶液混合后,pH=7,则消耗溶液的体积:
②>③
D.将四种溶液分别稀释100倍后,溶液的pH:
③>④>②>①
E.将等体积的③、④加H2O稀释100倍,pH较大的为③
F.将等体积的③④加等浓度盐酸中和,所需盐酸的体积相同
[答案] CDE
[对点训练3] 相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元弱酸溶液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( )
C [相同体积、相同pH的某一元强酸和一元弱酸中,H+浓度相等,所以刚开始与锌反应的速率是相同的,随着反应的进行,弱酸继续电离,故反应速率较强酸快,排除B、D;又因弱酸的物质的量浓度大于强酸,所以与足量的锌反应生成氢气的量较多,排除A项。
]
一元弱酸和一元强酸与金属的反应
实验操作
图像
同体积、同浓度的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
同体积、同pH的盐酸和醋酸分别与足量Zn反应
命题点2 一元强酸(碱)或弱酸(碱)稀释图像分析
图中,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。
对于该图像,要深刻理解以下4点:
(1)对于pH=y的强酸溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就增大n个单位,即pH=y+n;对于pH=y的弱酸溶液来说,体积每增大10n倍,pH增大不足n个单位,即pH(2)对于pH=x的强碱溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就减小n个单位,即pH=x-n;对于pH=x的弱碱溶液来说,体积每增大10n倍,pH减小不足n个单位,即pH>x-n;无论怎样稀释,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
(3)加水稀释相同倍数后的pH大小:
氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。
(4)稀释后的pH仍然相等,则加水量的多少:
氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
[对点训练4]
向浓度均为0.1mol/L、体积均为V0的HX、HY溶液中,分别加水稀释至体积为V,pH随lg
的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.常温下,由水电离出的c(H+)·c(OH-):
a
C.相同温度下,电离常数K(HX):
a>b
D.lg
=3时,若同时微热两种液体(不考虑HY、HY和H2O的挥发),则
减小
B [稀释100倍(lg
=2),HY的pH变化2,HY为强酸,HX为弱酸。
]
[对点训练5] (2017·郑州质检)常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表盐酸加水稀释
B.a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c
C.c点的Ka值比a点的Ka值大
D.a点水电离的c(H+)大于c点水电离的c(H+)
D [溶液的导电能力与c(H+)的大小一致。
A项,Ⅰ线代表的是醋酸加水稀释;B项,pH的大小为b>a>c;C项,c、a两点的Ka相同。
]
命题点3 弱电解质的判断方法
方法一:
根据弱酸的定义判断,弱酸在水溶液中不能完全电离,如测0.1mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1。
方法二:
根据弱酸在水溶液中存在电离平衡判断,条件改变,平衡发生移动,如pH=1的CH3COOH加水稀释100倍后,1方法三:
根据弱酸的正盐能发生水解判断,如判断CH3COOH为弱酸可用以下现象判断:
(1)向一定浓度的醋酸钠溶液中,加入几滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
(2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上,测其pH>7。
方法四:
根据等体积、等pH的酸中和碱的量判断。
如消耗的碱越多,酸越弱。
[对点训练6] 下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
【导学号:
37742216】
①滴入酚酞,NaNO2溶液显红色
②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2中和碱的能力强
④25℃时0.1mol·L-1HNO2溶液的pH=2
⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体
⑥25℃时0.1mol·L-1的HNO2溶液稀释至1000倍,pH>4
A.①⑤ B.②⑤ C.③⑥ D.③④
B [①中NaNO2溶液使酚酞显红色,说明NO
水解生成弱电解质(酸)HNO2;②不能根据溶液导电性强弱判断强、弱电解质;③中说明等pH、等体积的盐酸和HNO2,c(HNO2)>c(HCl);④中说明HNO2溶液发生不完全电离;⑤中只能说明酸性:
HNO2>H2CO3;⑥中说明存在HNO2H++NO
。
]
[对点训练7] (2014·上海高考改编)室温下,甲、乙两烧杯均盛有5mLpH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4,关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是( )
A.溶液的体积:
10V甲≤V乙
B.水电离出的OH-浓度:
10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:
甲≤乙
D.若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:
甲≥乙
A [A项如果酸是强酸,则需要稀释10倍,才能使pH从3升高到4;如果是弱酸,弱酸存在电离平衡,稀释促进电离,则需要稀释10倍以上,才能使pH从3升高到4,即溶液的体积:
10V甲≤V乙,A项正确;B项酸抑制水的电离,甲烧杯中氢离子的浓度是乙烧杯中氢离子浓度的10倍,因此水电离出的OH-浓度:
10c(OH-)甲=c(OH-)乙,B项不正确;C项若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,则乙烧杯中所得盐溶液的浓度小。
如果盐不水解,则所得溶液的pH相等。
如果生成的盐水解,则甲烧杯中溶液的碱性强于乙烧杯中溶液的碱性,即
所得溶液的pH:
甲≥乙,C项不正确;D项若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,如果是强酸,则均是恰好反应,溶液显中性。
如果是弱酸,则酸过量,但甲烧杯中酸的浓度大,pH小,因此,所得溶液的pH:
甲≤乙,D项不正确。
]
[对点训练8] 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滴酚酞试剂,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]
(1)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。
(2)0.10mol·L-1的强碱溶液稀释到原来体积的100倍,其pH会减小2,弱碱溶液则因稀释会促进原来没有电离的碱又电离出一部分OH-而导致pH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pH=10的溶液中c(OH-)=10-4mol·L-1,则0.10mol·L-1氨水中的一水合氨没有完全电离
(2)a-b<2 (3)能 (4)测量NH4Cl溶
液的pH,其p