1.一元强酸与一元弱酸的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较
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。
2.图像法理解一强一弱的稀释规律
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
5.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞,NaNO2溶液显红色
②用HNO2溶液做导电实验,灯光很暗
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-1的HNO2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.③⑥D.③④
解析:
选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说明等pH、等体积的盐酸和HNO2,c(HNO2)>c(HCl);④说明HNO2溶液发生不完全电离;⑤只能说明酸性:
HNO2>H2CO3;⑥说明存在HNO2
H++NO。
6.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甲(OH-)≤c乙(OH-)
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
解析:
选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,正确;B项,酸抑制水的电离,甲烧杯中H+的浓度是乙烧杯中H+浓度的10倍,因此水电离出的OH-浓度:
10c甲(OH-)=c乙(OH-),错误;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,错误;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,即所得溶液的pH:
甲≤乙,错误。
弱酸(碱)的判断
(1)设计实验证明BOH(如NH3·H2O)是一元弱碱的方法
①室温下,测0.1mol·L-1BOH的pH,若pH=13,则BOH为强碱,若pH<13,则BOH为弱碱。
②配制BCl的溶液,测其pH,若pH=7,则BOH为强碱,若pH<7,则BOH为弱碱。
③配制pH=12的BOH的溶液,加水稀释100倍,若稀释后溶液的pH=10,则BOH为强碱,若稀释后溶液的pH>10,则BOH为弱碱。
(2)设计实验证明HA是一元弱酸的方法
实验方法
结论
①测0.01mol·L-1HA的pH
pH=2,HA为强酸,pH>2,HA为弱酸
②测NaA溶液的pH
pH=7,HA为强酸,pH>7,HA为弱酸
③测相同pH的HA和盐酸稀释相同倍数前后的pH变化
若HA溶液的pH变化比盐酸的小,则HA为弱酸
④测等体积、等pH的HA和盐酸中和NaOH的量
若HA溶液消耗NaOH的量比盐酸的多,则HA为弱酸
⑤测等体积、等物质的量浓度的HA和盐酸分别与颗粒大小相同的锌粒反应的速率
若HA溶液与Zn粒反应比盐酸的速率慢,则HA为弱酸
⑥测等体积、等pH的HA和盐酸分别与足量的锌粒反应产生H2的量
若HA溶液与足量的锌粒反应最终产生H2的量比盐酸的多,则HA为弱酸
1.(2019·湖北百校联考)已知,反应Cl2+H2O
HCl+HClO达到平衡后,要使增大,可加入( )
A.NaCl固体 B.水
C.CaCO3固体D.NaOH固体
点拨:
①弱酸不能制强酸,因此不能由HClO反应生成H2CO3。
②c(HClO)=,要使c(HClO)增大,可使V减小或n(HClO)增大。
解析:
选C 加入NaCl固体c(Cl-)增大,导致平衡逆向移动,c(HClO)减小,A错误;加水平衡正向移动,但根据勒夏特列原理,HClO浓度会减小,B错误;加CaCO3固体可消耗HCl,使平衡正向移动,HClO浓度增大,C正确;加NaOH固体可消耗HCl和HClO,使HClO浓度减小,D错误。
2.(2019·广州模拟)25℃时,把0.2mol·L-1的醋酸加水稀释,则图中的纵轴y表示的是( )
A.溶液中OH-的物质的量浓度
B.
C.溶液中的
D.CH3COOH的电离程度
点拨:
溶液的导电能力与自由移动离子的浓度和所带电荷的多少有关。
解析:
选B 加水稀释0.2mol·L-1的醋酸溶液时,c(H+)减小,c(OH-)增大,A项错误;c(H+)、c(CH3COO-)均减小,溶液导电能力减小,B项正确;溶液中n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)减小,=,则增大,C项错误;加水稀释电离平衡正向移动,CH3COOH的电离程度增大,D项错误。
3.为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:
0.010mol·L-1氨水、0.1mol·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。
(1)甲用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,你认为这一方法_________________________________________________________(填“正确”或“不正确”),并说明理由_____________________________________________________。
(2)乙取出10mL0.010mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b应满足什么关系?
______________________。
(3)丙取出10mL0.010mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,溶液颜色变________(填“深”或“浅”)。
你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质?
________(填“能”或“否”),并说明原因______________________________。
(4)请你根据所提供的试剂,再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:
(1)若NH3·H2O是强电解质,则0.010mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010mol·L-1,pH=12。
用pH试纸测出0.010mol·L-1氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,应为弱电解质。
(2)若NH3·H2O是强电解质,用蒸馏水稀释至1000mL,其pH=a-2。
因为NH3·H2O是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足a-2
(3)向0.010mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:
一是NH4Cl在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2O
NH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。
这两种可能均可证明NH3·H2O是弱电解质。
(4)NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,即可证明NH3·H2O是弱电解质还是强电解质。
答案:
(1)正确 若是强电解质,则0.010mol·L-1氨水中c(OH-)应为0.010mol·L-1,pH=12
(2)a-2
(3)浅 能 向0.010mol·L-1氨水(滴有酚酞溶液)中加入NH4Cl晶体后颜色变浅,有两种可能:
一是NH4Cl在水溶液中电离出的NH水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是NH使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2O
NH+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。
这两种可能均可证明NH3·H2O是弱电解质
(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH<7(方案合理即可)
考点
(二) 电离度与电离常数【点多面广精细研】
1.电离度
(1)概念:
一定条件下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的弱电解质分子数占原来弱电解质总分子数的百分数。
(2)表达式:
α=×100%。
(3)意义:
衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
(4)影响因素
温度的影响
升高温度,电离平衡向右移动,电离度增大;
降低温度,电离平衡向左移动,电离度减小
浓度的影响
当弱电解质溶液浓度增大时,电离度减小;
当弱电解质溶液浓度减小时,电离度增大
2.电离常数
(1)概念:
在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值是一个常数。
(2)表达式
①对于一元弱酸HA:
HA
H++A-,
电离常数Ka=。
②对于一元弱碱BOH:
BOH
B++OH-,
电离常数Kb=。
③对于多元弱酸,以H2CO3为例:
H2CO3
H++HCO Ka1=;
HCO
H++CO Ka2=。
(3)意义
相同条件下,K值越大,表示该弱电解质越电离,所对应弱电解质的酸性或碱性相对越。
(4)特点
①电离常数只与温度有关,与电解质的浓度、酸碱性无关,由于电离过程是吸热的,故温度升高,K增大。
②多元弱酸是分步电离的,各级电离常数的大小关系是K1≫K2……,所以其酸性主要决定于第步电离。
[小题练微点]
1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)当弱电解质的浓度增大时,电离度增大( )
(2)在1mol·L-1的CH3COOH溶液中,升高温度,电离度增大( )
(3)电离平衡右移,电离常数一定增大( )
(4)H2CO3的电离常数表达式:
Ka=( )
(5)电离常数可以表示弱电解质的相对强弱( )
(6)电离常数随着弱电解质浓度的增大而增大( )
(7)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( )
答案:
(1)×
(2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
2.已知0.1mol·L-1HCOOH溶液中存在电离平衡HCOOH
HCOO-+H+,请画出HCOOH电离度(α)、电离常数与温度的关系图像。
提示:
3.已知25℃时,下列酸的电离常数:
物质名称
醋酸
氢氰酸
氢氟酸
甲酸
电离常数K
1.75×10-5
4.93×10-10
7.2×10-4
1.77×10-4
则物质的量浓度均为0.1mol·L-1的上述溶液中c(H+)最大的是( )
A.醋酸 B.氢氰酸
C.氢氟酸D.甲酸
解析:
选C 由题表中数据可知,氢氟酸的K最大,物质的量浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液中c(H+)最大的是氢氟酸。
[学霸微提醒]
(1)电离平衡正向移动,电离度不一定增大。
(2)电离平衡正向移动,电离常数不一定发生变化。
(3)电离度增大时,电离常数不一定增大;电离常数增大时,电离度一定增大。
1.(2015·海南高考)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)在水中的电离度与浓度关系的是( )
解析:
选B 这两种物质都是弱电解质,在温度不变、浓度相等时,电离程度CH3COOH2.(2019·洛阳模拟)分析表中数据,下列选项错误的是( )
弱酸
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
1.8×10-5
4.9×10-10
Ka1=4.4×10-7
Ka2=4.7×10-11
A.CH3COO-、HCO、CN-在溶液中可以大量共存
B.CH3COO-+HCN===CH3COOH+CN-不能发生
C.相同物质的量浓度的Na2CO3和NaCN溶液,后者pH较大
D.pH=a的上述3种酸溶液,加水后溶液的pH仍相同,则醋酸中加入水的体积最小
解析:
选C CH3COO-、HCO和CN-均水解显碱性,相互之间不发生反应,A正确;由Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)可知酸性:
CH3COOH>HCN,弱酸不能制强酸,B正确;由于电离常数:
HCN>HCO,根据“越弱越易水解”可知C错误;pH相同的CH3COOH、HCN、H2CO33种酸溶液,加入相同体积的水,CH3COOH溶液pH变化最大,则pH变化相同的情况下,CH3COOH溶液中加入水的体积最小,D正确。
3.(2015·福建