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第七章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离平衡
题号 1 1－1 2 2－1 3 4 4－1 5 5－1 6 6－1 7 8
答案
一、单项选择题
1．有关电解质与非电解质的陈述，合理的是( )
A．在水溶液中能导电的化合物都是电解质
B．在熔融状态下不导电的化合物都是非电解质
C．氨水为混合物，不属于电解质
D．硫酸溶于水能导电，所以浓硫酸为电解质
1题变式
1－1.电解质有强弱之分，二者的区别在于其电离程度的差异。下列对强、弱电解质的描述，不正确的是( )
A．强电解质是指在水溶液中能完全电离的电解质
B．在水溶液中离子浓度小的电解质为弱电解质
C．在水溶液中只能部分电离的电解质为弱电解质
D．强酸、强碱和绝大部分盐类为强电解质
2．下列实验事实不能证明醋酸是弱酸的是( )
A．常温下，测得醋酸钠溶液的pH>7
B．常温下，测得0.1 mol•L－1醋酸溶液的pH＝4
C．常温下，将pH＝1的醋酸溶液稀释1 000倍，测得pH<4
D．常温下，将物质的量浓度相同的醋酸溶液与氢氧化钠溶液等体积混合后恰好中和
2题变式
2－1.下列事实可证明NH3•H2O是弱碱的是( )
A．NH3•H2O能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B．铵盐受热易分解
C．0.1 mol•L－1 NH3•H2O溶液可以使酚酞试液变红
D．0.1 mol•L－1氯化铵溶液的pH约为5
3．已知室温时，0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是（ ）?
A.该溶液的pH=4?
B.升高温度，溶液的pH增大?
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7??
D.由HA电离出的c (H+)约为水电离出的c (H+)的106倍
4．在常温条件下，下列对醋酸的叙述中，不正确的是( )
A．pH＝5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中：c(Na＋)＜c(CH3COO－)
B．将pH＝a的醋酸稀释为pH＝a＋1的过程中，cCH3COOHcH＋变小
C．浓度均为0.1 mol•L－1的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后：c(CH3COO－)－c(CH3COOH)＝2[c(H＋)－c(OH－)]
D．等体积pH＝a的醋酸与pH＝b的NaOH溶液恰好中和时，存在a＋b＝14
4题变式
4－1.对室温下100 mL pH＝2的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是( )
A．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气体积可用上图表示
B．温度都升高20 ℃后，两溶液的pH不再相等
C．加水稀释至溶液体积为200 mL后，两种溶液的c(OH－)都减小
D．加水稀释至溶液体积为200 mL，醋酸溶液的pH变为4
5．要证明某酸是弱酸，下列方法正确的是( )
A．将串联一小灯泡的该酸溶液与串联一相同小灯泡的硫酸并联，接通电源后，若该溶液上的灯泡较暗，则说明该酸是弱酸
B．测定该酸的钠盐溶液常温下的pH，若pH>7，则说明该酸是弱酸
C．用该酸的溶液与金属锌反应，产生气泡较慢，则说明该酸是弱酸
D．中和等体积等浓度的NaOH溶液消耗该酸的量大于硫酸，则说明该酸是弱酸
5题变式
5－1.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A．相同浓度的两溶液中c(H＋)相同
B．100 mL 0.1 mol•L－1的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5
D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小
6．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25 ℃)：
酸 电离方程式 电离平衡常数Ka
CH3COOH CH3COOH CH3COO－＋H＋
Ka＝1.76×10－5
H2CO3 H2CO3 H＋＋HCO－3
HCO－3 H＋＋CO2－3
Ka1＝4.31×10－7
Ka2＝5.61×10－11
H3PO4 H3PO4 H＋＋H2PO－4
H2PO－4 H＋＋HPO2－4
HPO2－4 H＋＋PO3－4
Ka1＝7.52×10－3
Ka2＝6.23×10－8
Ka3＝4.50×10－13
下列说法中正确的是( )
A．温度升高，K值减小
B．0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸，cH＋cCH3COOH值将增大
C．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)>pH(Na3PO4)
D．PO3－4、HPO2－4和H2PO－4在溶液中不能大量共存
6题变式
6－1.pH＝2的两种一元酸X和Y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol•L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为VX、VY，则( )
A．X为弱酸，VX<VY B．X为强酸，VX>VY
C．Y为弱酸，VX<VY D．Y为强酸，VX>VY
二、双项选择题
7．已知0.1 mol•L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，要使溶液中cH＋cCH3COOH值增大，可以采取的措施是( )
A．加少量烧碱溶液 B．升高温度
C．加少量冰醋酸 D．加水
8．今有两种正盐的稀溶液，分别是a mol•L－1NaX溶液和b mol•L－1NaY溶液，下列说法中不正确的是( )
A．若a＝b，pH(NaX)>pH(NaY)，则相同浓度时，酸性HX>HY
B．若a＝b，并测得溶液中c(X－)＝c(Y－)＋c(HY)[c(HY)≠0]，则相同浓度时，酸性HX>HY
C．若a>b，并测得溶液中c(HX)＝c(HY)，则可推出溶液中c(X－)>c(Y－)，且相同浓度时，酸性HX>HY
D．若两溶液等体积混合，测得溶液中c(X－)＋c(Y－)＋c(HX)＋c(HY)＝0.1 mol•L－1，则可推出a＋b＝0.1
三、非选择题
9．常温下，pH＝2的高碘酸(HIO4)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液显酸性；0.01 mol•L－1的碘酸(HIO3)或高锰酸(HMnO4)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液显中性，请回答下列问题：
(1)高碘酸是________(填“强酸”或”弱酸”)，理由是_______。
(2)0.01 mol•L－1的碘酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液中IO－3与Na＋浓度关系是c(IO－3)________c(Na＋)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)已知高碘酸和硫酸锰在溶液中反应生成高锰酸、碘酸和硫酸，该反应的离子方程式可表示为______________。
10．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：0.10 mol•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0.10 mol•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10 mL 0.10 mol•L－1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，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10 mL 0.10 mol•L－1氨水，滴入2滴酚酞试液，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)__________________。
11．课题式学习是研究性学习的一种基本方式，其学习模式为：
提出课题―→确定研究方案―→解决问题―→总结和评价
某化学兴趣小组在学习了电解质的有关知识后，老师提出了一个“电解质水溶液导电能力强弱的影响因素”的课题。让该小组来完成课题的研究，已知HCl在水中能完全电离。
(1)该小组同学首先用密度为1.049 g/mL的乙酸(CH3COOH)和质量分数为36.5%、密度为1.18 g/mL的浓盐酸分别配制1 mol•L－1CH3COOH溶液和1 mol•L－1 HCl溶液各500 mL，则他们应该量取乙酸和浓盐酸的体积分别为______________和______________。
(2)某同学在配制500 mL 1 mol•L－1的CH3COOH溶液时，向容量瓶中转移溶液时操作如上图所示，图中的错误有__________。
(3)他们首先用如下图所示装置测1 mol•L－1的CH3COOH溶液和1 mol•L－1 HCl溶液的导电能力，接通电源后发现与HCl溶液相连的灯泡较亮，有同学认为乙酸是弱电解质，你______________(填“同意”或“不同意”)他的观点，通过该现象你得到的结论是____________________________。
(4)他们又用上述装置测物质的量浓度相同的CuSO4溶液和NaOH溶液的导电能力，接通电源后发现与CuSO4溶液相连的灯泡较亮，有同学认为NaOH是弱电解质，你__________(填“同意”或“不同意”)他的观点，通过该现象你得到的结论是____________。
(5)通过上述探究实验，你能得到的结论是_________________。
12．某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。
实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度：取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol•L－1的醋酸溶液，用0.2 mol•L－1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题：
(1)配制250 mL 0.2 mol•L－1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________和________。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.200 0 mol•L－1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：
实验序号 1 2 3 4
消耗NaOH溶液
的体积/ mL 20.05 20.00 18.80 19.95
则该醋酸溶液的准确浓度为____________(保留小数点后四位)。
实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响：用pH计测定25 ℃ 时不同浓度的醋酸的pH，结果如下：
醋酸浓度/mol•L－1 0.001 0 0.010 0 0.020 0 0.100 0 0.200 0
pH 3.88 3.38 3.23 2.88 2.73
回答下列问题：
(3)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是：__________________。
(4)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
实验三 探究温度对醋酸电离程度的影响：
(5)请你设计一个实验完成该探究，请简述你的实验方案。
参考答案
一、单项选择题
1．解析：在水溶液中能导电，且导电的离子全部来自化合物自身，这样的化合物为电解质。共价化合物有的虽为电解质，但由于熔融时不能电离成自由移动的离子，所以不能导电。浓硫酸是混合物，不属于电解质，纯硫酸才是电解质。
答案：C
1题变式
1－1.解析：离子浓度的大小并不能作为判断电解质强弱的依据，因为起始浓度小的电解质，即使完全电离，电离产生的离子浓度也很小。
答案：B
2．解析：证明是弱电解质可以从电离和所对应的盐溶液是否水解两个角度解题。A项是所对应的溶液发生水解，可以；B项说明醋酸在水溶液中不完全电离，可以；C项是加水促进醋酸的电离，可以；D项只能证明醋酸是一元酸，不能证明其是弱酸，D项错。
答案：D
2题变式
2－1.解析：证明NH3•H2O是弱电解质的原理有两个：一是证明NH3•H2O 不能完全电离，溶液中存在电离平衡；二是证明NH3•H2O 与强酸反应所对应的盐溶液水解具有弱酸性。选项D就是利用了第二个原理。
答案：D
3．解析：升高温度有利于弱酸的电离，所以升高温度溶液中的?c (H+)增大，pH减小，故B选项的说法错误。
答案：B
4．解析：pH＝5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中：c(H＋)＞c(OH－)，据电荷守恒知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，故c(Na＋)＜c(CH3COO－)，A项正确；醋酸稀释过程中，c(CH3COOH)、c(H＋)均减小，但电离平衡CH3COOH H＋＋CH3COO－向右移动，c(CH3COOH)减小得更快，故cCH3COOHcH＋变小，B项正确；据物料守恒得：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)……①，据电荷守恒知：2c(Na＋)＋2c(H＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(OH－)……②，将①式代入②式并整理得：c(CH3COO－)－c(CH3COOH)＝2[c(H＋)－c(OH)－]，C项正确；等体积醋酸溶液与NaOH溶液恰好中和时，c(CH3COOH)＝c(NaOH)，但醋酸是弱电解质，醋酸溶液中的c(H＋)小于NaOH溶液中的c(OH－)，故a＋b＞14，D项错。
答案：D
4题变式
4－1.解析：A选项中pH相等的醋酸和盐酸，醋酸的浓度大于盐酸，二者和足量的锌反应得到的氢气体积不相等；B选项正确；C选项中加水稀释时，醋酸中c(OH－)浓度增大；D选项中醋酸是弱酸，存在电离平衡，加水稀释至200 mL时，pH<4。
答案：B
5．解析：A、C选项中可能是由于浓度引起的，不能说明酸性的强弱，不正确；D项中和相同量的NaOH需相同量的H＋，该酸可能为一元酸，D不正确。
答案：B
5题变式
5－1.解析：A项盐酸和醋酸浓度相同时，因两者电离能力不同，c(H＋)盐酸>c(H＋)醋酸；B项两者均为一元酸，在同体积、同浓度的前提下，盐酸和醋酸中和氢氧化钠的能力相同；C项稀释后，盐酸的pH＝5，而醋酸电离平衡被促进，其pH<5；D项c(H＋)几乎不变。
答案：B
6．解析：对于选项A，电解质的电离过程是一个吸热过程，因此温度升高电离程度增大，K增大；对于选项B，在0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸，电离平衡向右移动，溶液中c(CH3COO－)增大，Ka不变，cH＋cCH3COOH＝KacCH3COO－，因此cH＋cCH3COOH的值将减小；对于选项C，由于HPO2－4的电离常数小于HCO－3的电离常数，也小于CH3COOH的电离常数，因此正确的关系为pH(Na3PO4)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)；对于选项D，根据H3PO4的三级电离常数可知能发生如下反应：H2PO－4＋PO3－4===2HPO2－4，因此PO3－4、HPO2－4和H2PO－4在溶液中不能大量共存。
答案：D
6题变式
6－1.解析：分析图象可知，X、Y两酸稀释10倍，X的pH增大1，则X为强酸，Y的pH增大小于1，则Y为弱酸。当pH都为2时，c(X)<c(Y)，所以体积相同的pH＝2的X、Y两酸被NaOH滴定至pH＝7时，Y消耗NaOH多。
答案：C
二、双项选择题
7．解析：CH3COOH CH3COO－＋H＋，要使cH＋cCH3COOH比值增大，加入NaOH后，c(H＋)减小，比值变小，A项错误；升高温度促进CH3COOH电离，电离程度增大，平衡向右移动，比值增大，B项正确。C项，加入少量冰醋酸后，cH＋cCH3COOH变小，因为浓度越大，电离程度越小；浓度越小，电离程度越大；D选项正确。
答案：BD
8．解析：根据“越弱越水解”分析，若pH(NaX)>pH(NaY)，则酸性HY>HX，A不正确；由c(X－)＝c(Y－)＋c(HY)[c(HY)≠0]可知：X－不发生水解，Y－发生水解，则HX为强酸，HY为弱酸，B正确；a>b时溶液中c(HX)＝c(HY)，说明NaX比NaY的水解程度小，则酸性HX>HY，C正确；D项可根据物料守恒进行判断，但要注意“等体积混合，浓度应变为原来的12”，D不正确。
答案：AD
三、非选择题
9．解析：pH＝2的高碘酸(HIO4)溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液显酸性。说明反应后酸过量，即高碘酸为弱酸。0.01 mol•L－1的碘酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，二者全部反应，溶液呈中性，说明其产物不水解，也即碘酸为强酸。按电荷守恒，可得IO－3与Na＋浓度相等。
答案：(1)弱酸 由于高碘酸溶液中c(H＋)与NaOH溶液中c(OH－)相等，两者等体积混合后，混合液显酸性，说明酸过量，说明原高碘酸在溶液中只有部分电离，故高碘酸是弱酸 (2)等于
(3)5HIO4＋2Mn2＋＋3H2O===2MnO－4＋5IO－3＋11H＋
10．解析：(1)0.10 mol•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)0.10 mol•L－1的强碱溶液稀释到原体积100倍后，其pH会减小2，弱碱则因稀释会促进原来没有电离的碱分子又电离出一部分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，0.10 mol•L－1NaOH溶液的pH为13，而0.10 mol•L－1氨水的pH为10，即c(OH-)=10-4 mol/L,可知一水合氨部分电离 (2)a－b<2 (3)能 (4)测量NH4Cl溶液的pH，其pH<7，证明一水合氨是弱电解质
11．解析：本题考查了配制一定物质的量浓度溶液的实验和电解质的相关知识，是一道典型的拼盘式题目。(1)配制上述CH3COOH溶液需要0.5 mol CH3COOH，其质量是30 g，除以乙酸密度可计算出乙酸的体积；质量分数为36.5%、密度为1.18 g•mL－1的浓盐酸物质的量浓度为11.8 mol•L－1，配制上述HCl溶液，需0.5 mol HCl，可计算出所需浓盐酸的体积；(2)转移溶液要用玻璃棒引流，且应该使用指定规格的容量瓶；(3)已知HCl在水中能完全电离，通过导电能力的不同可以判断出所量取CH3COOH在水溶液中不能完全电离，使溶液中自由移动的离子的浓度比盐酸中小，即CH3COOH是弱电解质；(4)通过NaOH和CuSO4导电能力的实验可知，自由移动的离子浓度相同时，电解质溶液的导电能力与离子所带电荷数目有关；(5)综合(3)和(4)即可得出正确结论。
答案：(1)28.6 mL 42.4 mL (2)未用玻璃棒引流；未采用500 mL容量瓶 (3)同意 阴、阳离子所带电荷数目相同时，单位体积内自由移动离子数目越大，电解质溶液的导电能力越强 (4)不同意 当单位体积内自由移动的离子数目相同时，阴、阳离子所带电荷数目越多，电解质溶液的导电能力越强 (5)电解质溶液的导电能力是由单位体积内自由移动的离子数目和离子所带电荷数目共同决定的
12．解析：(1)还缺少配制溶液所需的容器：250 mL的容量瓶和定容仪器胶头滴管；(2)首先分析NaOH的体积，第3次数据显然误差较大，舍去。另外三次所用NaOH平均体积为20 mL，代入计算可知醋酸的浓度为0.200 0 mol•L－1；(3)孤立的看每次测量值，H＋浓度远小于醋酸的浓度，说明醋酸不完全电离；联系起来看，浓度为0.100 0 mol•L－1、0.010 0 mol•L－1及0.001 0 mol•L－1的醋酸，pH变化值小于1；(4)以0.100 0 mol•L－1、0.010 0 mol•L－1醋酸为例，设0.100 0 mol•L－1的醋酸溶液体积为1 L，将其稀释至0.010 0 mol•L－1，体积变为10 L，两溶液中H＋的物质的量分别为：10－2.88 mol、10－2.38 mol，可见溶液变稀，电离出的H＋的物质的量增大，故说明醋酸的电离程度增大；(5)探究温度对醋酸的电离程度的影响，应控制其他条件相同，只有温度存在差异的醋酸溶液H＋浓度有差异，能够对溶液中H＋浓度区分度较好的仪器是pH计。
答案：(1)胶头滴管 250 mL容量瓶 (2)0.200 0 mol•L－1 (3)0.010 0 mol•L－1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1 (4)增大 (5)用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH