HA=HB
命题法2 外界条件对电离平衡的影响
典例2 H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。
若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
[解析] 加水稀释,平衡向右移动,但c(H+)减小,A项错误;SO2过量会产生较多的H2SO3,而H2SO3的酸性比H2S强,溶液pH减小,B项错误;滴加新制氯水,Cl2+H2S===S↓+2HCl,使H2S的电离平衡向左移动,HCl的生成,使溶液pH减小,C项正确;加入少量CuSO4固体,CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4,使H2S的电离平衡向左移动,H2SO4的生成,使溶液中c(H+)增大,D项错误。
[答案] C
【解题法】 影响弱电解质电离平衡的因素
内因:
弱电解质本身的性质,是决定因素。
命题法3 电离平衡常数的应用
典例3 (双选)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡
常数(25℃)
Ki=1.77×10-4
Ki=4.9×10-10
Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11
下列选项错误的是( )
A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
B.2HCOOH+CO
===2HCOO-+H2O+CO2↑
C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
D.等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者
[解析] 因Ki1(H2CO3)>Ki(HCN)>Ki2(H2CO3),故HCN可与CO
发生反应生成CN-和HCO
,因此向含CN-的溶液中通入CO2发生的反应为CN-+H2O+CO2===HCN+HCO
,A项错误;利用甲酸与碳酸的电离平衡常数可知酸性:
HCOOH>H2CO3,则HCOOH可与碳酸盐反应生成甲酸盐、CO2和H2O,B项正确;酸性:
HCOOH>HCN,故等pH的HCOOH和HCN相比,HCN的物质的量浓度大,所以中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者,C项正确;在等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中,均存在:
c(Na+)+c(H+)=c(R-)+c(OH-)(R-=HCOO-或CN-),因CN-水解程度大,则在NaCN溶液中c(H+)较小,而两溶液中c(Na+)相等,故两溶液中所含离子数目前者大于后者,D项错误。
[答案] AD
【解题法】 电离平衡常数的主要应用
根据酸碱的电离常数大小可进行以下判断:
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。
如相同条件下常见弱酸的酸性强弱:
H2SO3>H3PO4>HF>
CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO。
(2)判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱,电离常数越大,对应的盐水解程度越小,碱性(或酸性)越弱。
(3)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
(4)判断微粒浓度比值的变化。
弱电解质加水稀释时,能促进弱电解质的电离,溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化,但电离常数不变,考题中经常利用电离常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如:
0.1mol/LCH3COOH溶液中加水稀释,
=
=
,加水稀释时,c(H+)减小,K值不变,则
增大。
1.浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
的变化如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:
b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg
=2时,若两溶液同时升高温度,则
增大
答案 D
解析 由图可知MOH溶液稀释104倍时pH改变了4个单位,而ROH溶液稀释104倍时pH改变小于4个单位,所以MOH是强碱,ROH是弱碱,A项正确;ROHR++OH-加水稀释,平衡正向移动,ROH的电离程度增大,ROH的电离程度:
b点大于a点,B项正确;若两溶液无限稀释,则两溶液接近中性,二者氢氧根离子浓度相等,C项正确;当稀释100倍时,同时加热,MOH是强碱,在水溶液中完全电离,c(M+)不变,加热ROHR++OH-,平衡正向移动,c(R+)增大,
减小,D项错误。
2.下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25℃时,0.1mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C
解析 CH3COOH在水溶液中存在如下平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,加入CH3COONa,增大了CH3COO-浓度,平衡逆向移动,CH3COOH电离程度减小,A项错误;二者完全反应后生成NH4NO3,NH
水解导致溶液呈酸性,故反应后的溶液pH<7,B项错误;H2S溶液中,H2S不能完全电离,溶液中离子浓度小,导电能力弱,Na2S在溶液中完全电离,溶液中离子浓度大,导电能力强于同浓度的H2S溶液,C项正确;AgCl和AgI的Ksp不等,该溶液中c(Cl-)和c(I-)不可能相等,D项错误。
3.已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
A.水的电离程度始终增大
B.
先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10mL时,c(NH
)=c(CH3COO-)
答案 D
解析 酸、碱会抑制水的电离,能水解的盐则会促进水的电离,故在滴加过程中,水的电离程度先增大,当恰好完全反应后再滴加氨水,水的电离程度将会减小,A错误;
=
=
,在滴加氨水的过程中,c(OH-)逐渐增大,Kb不变,则
将减小,B错误;溶液体积逐渐增大,溶液中n(CH3COOH)与n(CH3COO-)之和保持不变,浓度在逐渐减小,C错误;当加入10mL氨水时,二者恰好反应生成CH3COONH4,溶液呈中性,由电荷守恒c(NH
)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),可知c(NH
)=c(CH3COO-),D正确。
4.常温下,0.2mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:
c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D
解析 混合后的溶液为0.1mol/LNaA溶液,由题图知,c(A-)<0.1mol·L-1,所以A-发生了水解,所以HA是弱酸,A错误;A-水解,溶液呈碱性,B错误;根据电解质溶液中的三个守恒知:
在NaA中,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C错误;由上述分析知,Y是HA分子,根据物料守恒得c(A-)+c(HA)=c(Na+),D正确。
5.下列关于0.10mol·L-1NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO
B.25℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+c(CO
)
D.温度升高,c(HCO
)增大
答案 B
解析 A项中HCO
不能拆开,正确的电离方程式为NaHCO3===Na++HCO
,A项错误;B项,n(H+)×n(OH-)=[c(H+)×V]×[c(OH-)×V]=[c(H+)×c(OH-)]×(V×V)=Kw·V2,由于水的离子积不变而溶液体积增大,故n(H+)×n(OH-)的值增大,B项正确;由电荷守恒可知:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+2c(CO
),C项错误;温度升高,HCO
水解程度增大,反应HCO
+H2OH2CO3+OH-平衡右移,HCO
浓度减小,D项错误。
6.室温下,0.1mol·L-1的某二元酸H2A溶液中,可能存在的含A粒子(H2A、HA-、A2-)的物质的量分数随pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H2A的电离方程式:
H2AH++HA-
B.pH=5时,在NaHA和Na2A的混合溶液中:
c(HA-)∶c(A2-)=1∶100
C.等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,离子浓度大小关系为:
c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)
D.Na2A溶液必存在c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),各粒子浓度均大于0
答案 B
解析 由图知,在pH=0~6范围内,不存在H2A分子,说明H2A的第一步电离是完全的,H2A的电离方程式为H2A===H++HA-,HA-H++A2-,A项错误;由pH=3时的数据可求得HA-的电离平衡常数Ka=
=1×10-3,温度不变,电离平衡常数不变,故pH=5时电离平衡常数Ka=
=
=1×10-3,解得
=100,故B项正确;在等物质的量浓度的NaHA和Na2A混合溶液中,HA-的电离程度大于A2-的水解程度,故离子浓度大小关系应为c(Na+)>c(A2-)>c(HA-),C项错误;根据H2A的电离方程式知,Na2A溶液中c(H2A)=0,D项错误。
现有等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,分别加入足量镁,产生H2的体积(同温同压下测定)的变化图示如下:
其中正确的是( )
A.①③B.②④
C.①②③④D.都不对
[错解] A或B
[错因分析] 错选A,将V(H2)看成了反应速率;错选B,是对“等pH与等物质的量浓度”两个概念区别不清,对溶液中c(H+)不清楚。
[解析] ①③的错误是显而易见的,因为随着反应进行,V(H2)只可能增大而不可能减小。
②图初看起来是对的,但要注意等pH的醋酸溶液和盐酸,醋酸的物质的量浓度要比盐酸的大得多,与足量的镁反应时,不仅产生氢气的体积更大,反应更快,而且反应的时间更长,不可能比盐酸更早结束反应。
④图看起来好像也对,但要注意一个细节,在物质的量浓度相同的情况下,醋酸中c(H+)在反应完成之前都比盐酸中的小,因此醋酸中的反应速率应该比盐酸中的反应速率小,即取相同的时间点,盐酸所对应的V(H2)应比醋酸的大,因此④图也是错的。
[答案] D
[心得体会]