考点2电离常数及其应用
3.[2020福建福州八县一中联考]已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表所示。
H2CO3
H2SO3
HClO
Ka1=4.4×10-7
Ka1=1.29×10-2
Ka=4.7×10-8
Ka2=4.7×10-11
Ka2=6.24×10-8
下列说法正确的是（ ）
A.常温下,相同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强
B.向Na2CO3溶液中通入少量SO2:
2C+SO2+H2O
2HC
+S
C.向NaClO溶液中通入少量CO2:
2ClO-+CO2+H2O
2HClO+C
D.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
4.[2020江西南昌摸底测试]常温下,将NaOH溶液滴加到某一元酸（HA）溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示。
[已知:
p
=-lg
]
下列叙述正确的是（ ）
A.Ka（HA）的数量级为10-4
B.滴加NaOH溶液过程中,
保持不变
C.m点所示溶液中:
c（H+）=c（HA）+c（OH-）-c（Na+）
D.n点所示溶液中:
c（Na+）=c（A-）+c（HA）
5.[2019河南五校联考]常温下,浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg
的变化如图甲所示;当pH=b时,两曲线出现交叉点x,如图乙所示。
下列叙述正确的是（ ）
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb（MOH）≈1.1×10-4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg
相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则
增大
6.[2019山东济南质量评估]常温下,将一定浓度的HA和HB两种酸溶液分别与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合,实验记录如下表:
混合液
pH
加入的酸
酸的浓度/（mol·L-1）
①
8.6
HA
0.10
②
2.0
HB
0.12
下列说法正确的是（ ）
A.HA为强酸,HB为弱酸
B.溶液①中存在:
c（A-）>c（Na+）>c（OH-）>c（H+）
C.升高温度,溶液①中c（H+）增大,pH减小
D.溶液②中存在:
c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（B-）
7.[2020吉林长春第一次质量监测节选,5分]酿酒和造醋是古代劳动人民的智慧结晶,白酒和醋也是日常生活中常见的有机物。
（1）下列以高粱为主要原料的酿醋工艺中,利用醋酸溶解性的是 （填标号）。
A.蒸拌原料 B.淀粉发酵 C.用水浸淋 D.放置陈酿
（2）写出乙酸在水溶液中的电离平衡常数的表达式:
。
（3）已知25℃下,CH3COOH的电离平衡常数Ka=2×10-5,则25℃时CH3COONa的水解平衡常数Kh= （填数值）。
8.[2019山西太原名校定时训练节选,3分]CO2溶于水形成H2CO3。
已知常温下H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数为Kb=1.75×10-5。
常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显 （填“酸性”“中性”或“碱性”）;请计算反应N+HC
+H2O
NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= （保留2位有效数字）。
一、选择题
1.[一元弱酸滴定一元弱碱]已知10-3.4≈3.98×10-4,常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.0100mol/L的氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,在滴加过程中溶液的pH与所加CH3COOH溶液的体积关系如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A.n=7
B.水的电离程度先增大再减小
C.常温下,0.0100mol/L的氨水中NH3·H2O的电离度为3.98%
D.Y点对应的溶液中c（NH3·H2O）+c（OH-）=c（CH3COO-）+c（H+）
2.[结合图像考查电离常数、电离度、水的离子积常数的应用]常温下,一元弱碱甲胺（CH3NH2）的电离常数Kb≈4.0×10-4,lg5≈0.7。
电解质溶液的电导率与离子浓度有关,电导率越大,溶液的导电能力越强。
常温下,用0.02mol·L-1盐酸分别滴定20.00mL浓度均为0.02mol·L-1的NaOH溶液和CH3NH2溶液,利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。
下列推断正确的是（ ）
A.曲线Ⅰ代表NaOH的滴定曲线,H点对应的溶液中不存在电离平衡
B.G点对应的溶液中:
c（Cl-）>c（H+）>c（CH3N）>c（OH-）
C.常温下,E、F点对应的溶液中水电离的c（H+）·c（OH-）=1.0×10-14
D.常温下,F点对应的溶液的pH≈6.3
3.[2020河北唐山摸底考试]常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1某酸（HA）溶液,溶液中HA、A-的物质的量分数δ（X）随pH的变化如图所示。
下列说法正确的是[已知δ（X）=
]（ ）
A.Ka（HA）的数量级为10-5
B.溶液中由水电离出的c（H+）:
a点>b点
C.当pH=4.7时,c（A-）+c（OH-）=c（HA）+c（H+）
D.当pH=7时,消耗NaOH溶液的体积为20.00mL
二、非选择题（共16分）
4.[考查电离平衡常数的应用][6分]已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如表所示。
弱酸的化学式
HSCN
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.3×10-1
1.8×10-5
6.2×10-10
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
（1）25℃时,将20mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液和20mL0.1mol·L-1HSCN溶液分别与20mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化关系如图所示。
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 。
（2）若保持温度不变,在CH3COOH溶液中通入一定量的氨气,下列量会变小的是 （填字母）。
a.c（CH3COO-） b.c（H+）
c.Kw d.CH3COOH的电离平衡常数
（3）某温度时,测得0.01mol·L-1NaOH溶液的pH=11。
在此温度下,将pH=2的H2SO4溶液V1L与pH=12的NaOH溶液V2L混合,若所得混合液呈中性,则V1∶V2= 。
5.[新素材、新情境][10分]近年研究发现As2O3（砒霜）在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。
砷有两种常见的酸:
砷酸（H3AsO4）、偏亚砷酸（HAsO2）。
已知H3AsO4的pKa1、pKa2、pKa3依次为2.25、6.77、11.40（pKa=-lgKa）。
回答下列问题:
（1）写出砷酸第二步的电离方程式:
。
（2）下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是 （填标号）。
A.常温下,测定0.01mol·L-1HAsO2溶液和0.01mol·L-1H3AsO4溶液的pH
B.常温下,测定0.1mol·L-1NaAsO2溶液和0.1mol·L-1Na3AsO4溶液的pH
C.常温下,分别用蒸馏水稀释pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液100倍,测定稀释后溶液的pH
D.常温下,比较体积均为10mL,浓度均为0.01mol·L-1HAsO2溶液、H3AsO4溶液分别与质量相等且形状相同的锌粒反应
（3）常温下,加水稀释H3AsO4溶液,下列量会增大的是 （填标号）。
A.KwB.pH
C.D.c（H+）·c（H2As
）
（4）向10.00mL0.1mol·L-1H3AsO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积为V时,c（H3AsO4）=c（H2As
）。
①V （填“>”“<”或“=”）10.00mL。
②此时,混合溶液的pH= 。
参考答案
1.B 铵盐的不稳定性与NH3·H2O是弱电解质无关,A项错误;NH4Cl水解显酸性,说明是强酸弱碱盐,能说明NH3·H2O是弱电解质,B项正确;氨水浓度极小时,其中OH-含量很少,与NH3·H2O是弱电解质无关,C项错误;0.1mol·L-1的氨水能使无色酚酞试液变红,只能说明氨水显碱性,与NH3·H2O是弱电解质无关,D项错误。
2.A H2A的Ka1大于HB的Ka,说明H2A的电离程度比HB的电离程度大,故常温下,相同浓度溶液的pH:
H2A升高Na2A溶液的温度,A2-水解程度增大,溶液中c（A2-）减小,而c（Na+）不变,故
增大,B项错误。
根据电离平衡常数可知,酸性H2A>HB>HA-,又知酸和盐反应遵循“强酸制弱酸”原理,故HB不能与NaHA溶液反应生成H2A,C项错误。
酸性HB>HA-,根据“越弱越水解”知,A2-的水解程度大于B-的水解程度,故常温下,相同浓度溶液的碱性:
Na2A>NaB,D项错误。
3.B 弱电解质电离平衡常数越大,电离程度越大,H2SO3的Ka1=1.29×10-2,而H2CO3的Ka1=4.4×10-7,所以常温下,相同浓度的H2SO3溶液的酸性强于H2CO3溶液的酸性,A项错误。
由于H2SO3的Ka2小于H2CO3的Ka1,但大于其Ka2,所以向Na2CO3溶液中通入少量SO2,反应的离子方程式为2C+SO2+H2O
2HC
+S,当SO2足量时,生成CO2和HS
B项正确。
由题给信息知Ka1（H2CO3）>Ka（HClO）>Ka2（H2CO3）,所以向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O
HClO+HC
C项错误。
HClO不能与NaHCO3溶液反应,但HCl是强酸,能与NaHCO3溶液反应,使c（HCl）减小,促进平衡Cl2+H2O
HCl+HClO正向移动,从而可提高HClO的浓度;HClO具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者能够发生氧化还原反应,所以加入NaHSO3溶液不能提高HClO的浓度,D项错误。
4.C 根据题图知,m点时p
=0,即
=1,m点溶液pH=4.76,即c（H+）=10-4.76mol·L-1,故Ka（HA）=
=c（H+）=10-4.76=100.24×10-5≈1.74×10-5,即Ka（HA）的数量级为10-5,A项错误;随着NaOH溶液的不断滴加,
逐渐增大,
=
×
=Ka（HA）×
Ka（HA）不变,故
将变大,B项错误;m点所示溶液中存在电荷守恒c（H+）+c（Na+）=c（OH-）
+c（A-）,则c（H+）=c（OH-）+c（A-）-c（Na+）,又m点所示溶液中c（A-）=c（HA）,故c（H+）=c（HA）+c（OH-）-c（Na+）,C项正确;n点所示溶液呈酸性,根据电荷守恒c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（A-）,得c（Na+）-c（A-）=c（OH-）-c（H+）<0,即c（Na+）5.C 选项A,通过图甲中两种碱溶液的曲线变化可知,ROH为强碱,MOH为弱碱,常温下,浓度为c0的ROH溶液的pH=13,故其初始浓度为0.1mol·L-1,即c0=0.1mol·L-1,错误。
选项B,Kb（MOH）=
≈
≈1.1×10-3,错误。
选项C,x点处两种溶液的pH相等,均为b,故水电离出的c（H+）均为10-bmol·L-1,正确。
选项D,升温可促进弱电解质的电离,故lg
相同时,升温,c（R+）不变,c（M+）增大,则
减小,错误。
6.D 溶液①中HA与NaOH恰好完全反应,得到NaA溶液,pH=8.6,说明NaA为强碱弱酸盐,则HA为弱酸,溶液②中HB与NaOH反应,HB过量,剩余HB的浓度为
mol·L-1=0.01mol·L-1,pH=2.0,说明HB为强酸,A项错误;溶液①中的溶质为NaA,NaA为强碱弱酸盐,离子浓度关系:
c（Na+）>c（A-）>c（OH-）>c（H+）,B项错误;升高温度,促进溶液①中NaA水解,c（OH-）增大,c（H+）减小,pH增大,C项错误;根据电荷守恒,溶液②中c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（B-）,D项正确。
7.
（1）C（1分）
（2）Ka=
（2分） （3）5×10-10（2分）
【解析】
（1）醋酸易溶于水,用水浸淋淀粉发酵产物可将产物中的醋酸提取出来,C项正确。
（2）乙酸的电离方程式为CH3COOH
CH3COO-+H+,Ka=
。
（3）根据CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-,则水解平衡常数Kh=
=
==5×10-10。
8.碱性（1分） 1.3×10-3（2分）
【解析】 由Ka1（H2CO3）的水解程度大于N的水解程度,故NH4HCO3溶液显碱性;N+HC
+H2O
NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=
=
=≈1.3×10-3。
1.D X点,氨水和醋酸恰好完全反应生成醋酸铵和水,由常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,可推知铵根离子和醋酸根离子的水解程度相同,所以溶液显中性,即n=7,A正确;氨水显碱性,NH3·H2O抑制水的电离,随着CH3COOH溶液的加入,生成醋酸铵,醋酸铵水解,促进水的电离,当CH3COOH溶液过量,溶液显酸性时,CH3COOH抑制水的电离,所以水的电离程度先增大再减小,B正确;常温下,0.0100mol/L的氨水的pH=10.6,则c（OH-）=10-3.4mol/L,NH3·H2O
N+OH-,NH3·H2O电离出的c（N）和c（OH-）相等,则氨水中NH3·H2O的电离度≈
×100%≈3.98%,C正确;Y点对应溶液的溶质为等浓度的醋酸铵和NH3·H2O,溶液中物料守恒关系式为c（NH3·H2O）+c（N）=2c（CH3COOH）+2c（CH3COO-）,电荷守恒关系式为c（N）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）,联立两个式子消去c（N）可得c（NH3·H2O）+c（OH-）=2c（CH3COOH）+c（CH3COO-）+c（H+）,D错误。
2.D 曲线Ⅰ在滴定前电导率较大,说明对应的电解质溶液中离子浓度较大,氢氧化钠溶液和甲胺溶液的起始浓度相等,故曲线Ⅰ代表氢氧化钠的滴定曲线,H点对应的溶液中含有Na+、H+、Cl-、OH-、H2O,存在水的电离平衡,A项错误。
G点对应的溶液中溶质是CH3NH3Cl、HCl,酸碱中和滴定反应为CH3NH2+HCl
CH3NH3Cl,则过量的HCl的物质的量是CH3NH3Cl的
弱碱阳离子水解程度很小,所以G点对应的溶液中离子浓度大小为c（Cl-）>c（CH3N）>c（H+）>c（OH-）,B项错误。
E点对应的溶液为NaCl溶液,呈中性,F点对应的溶液为CH3NH3Cl溶液,呈酸性,CH3N水解促进水的电离,故F点对应溶液中水电离的c（H+）·c（OH-）大于水的离子积,C项错误。
F点对应的溶液中酸碱恰好完全反应,溶液中溶质为CH3NH3Cl,浓度为0.01mol·L-1,溶液中存在水解平衡CH3N+H2O
CH3NH2·H2O+H+,Kh=
=
=
×10-10。
设0.01mol·L-1CH3NH3Cl溶液中c（H+）=xmol·L-1,有
=
×10-10,x≈5×10-7,得溶液的pH≈6.3,D项正确。
3.A 由HA
H++A-可知Ka（HA）=
当pH=4.7时,c（HA）=c（A-）,所以Ka（HA）=c（H+）=10-4.7=100.3×10-5≈2.00×10-5,数量级为10-5,A项正确;a点c（HA）>c（NaA）,b点c（NaA）>c（HA）,HA电离出的氢离子抑制水的电离,NaA水解促进水的电离,所以b点溶液中由水电离出的c（H+）大,B项错误;当pH=4.7时,c（HA）=c（A-）、c（OH-）7,D项错误。
4.
（1）HSCN的酸性比CH3COOH的强,HSCN溶液中c（H+）较大,故HSCN溶液与NaHCO3溶液的反应较快（2分）
（2）b（2分） （3）10∶1（2分）
【解析】
（1）由Ka（CH3COOH）=1.8×10-5和Ka（HSCN）=1.3×10-1可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的酸性,即在相同浓度的情况下,HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,H+浓度越大反应越快。
（2）通入氨气,促进CH3COOH的电离,则c（CH3COO-）增大,故a项不符合题意;通入氨气,c（OH-）增大,c（H+）减小,故b项符合题意;由于温度不变,则Kw不变,故c项不符合题意;由于温度不变,CH3COOH的电离平衡常数不变,故d项不符合题意。
（3）某温度时,0.01mol·L-1NaOH溶液中c（OH-）=0.01mol·L-1,pH=11,则c（H+）=1×10-11mol·L-1,Kw=c（H+）·c（OH-）=0.01×1×10-11=1×10-13;此温度下pH=12的NaOH溶液中c（OH-）=0.1mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c（H+）=0.01mol·L-1,若所得混合溶液呈中性,则H2SO4与NaOH恰好完全反应,即0.01mol·L-1×V1L=0.1mol·L-1×V2L,V1∶V2=10∶1。
5.
（1）H2As
H++HAs（2分）
（2）B（2分） （3）BC（2分） （4）①<（2分） ②2.25（2分）
【解析】
（2）砷酸以第一步电离为主,比较相同浓度的NaAsO2、NaH2AsO4溶液的pH,利用越弱越水解原理判断H3AsO4和HAsO2的酸性强弱,B项错误。
（3）温度不变,Kw、电离常数不变,加水稀释,促进砷酸的电离,砷酸的电离程度增大,砷酸二氢根离子浓度、氢离子浓度减小,pH增大。
（4）当V=10.00mL时,溶液为NaH2AsO4溶液,c（H2As
）>c（H3AsO4）,当c（H3AsO4）=c（H2As
）时,V<10.00mL。
Ka1=
=c（H+）,pH=-lgc（H+）=-lgKa1=2.25。
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