答案 B
9.常温下,向10mLbmol·L-1的CH3COOH溶液中滴加等体积的0.01mol·L-1的NaOH溶液,充分反应后溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),下列说法不正确的是( )
A.b>0.01
B.混合后溶液呈中性
C.CH3COOH的电离常数Ka=
D.向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的过程中,水的电离程度逐渐减小
解析 反应后溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒:
c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,说明醋酸过量,b>0.01,A、B两项正确;pH=7,c(H+)=10-7mol·L-1,Ka=
=
=
,C项正确;在整个滴加过程中水的电离程度先变大后逐渐减小,因为酸、碱抑制水的电离,D项错误。
答案 D
【素养立意】
近几年高考侧重考查考生的化学核心素养,变化观念与平衡思想是化学核心素养的重要组成部分。
只要考生具备了平衡思想,解答这类题目时,就可以把电离平衡看作一种化学平衡,把电离平衡常数看作一种平衡常数,根据平衡常数的概念及计算方式对电离平衡常数进行计算。
10.(2018·河南中原名校联考)已知100℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12,对于该温度下pH=11的氨水,下列叙述正确的是( )
A.向该溶液中加入同温同体积pH=1的盐酸,反应后溶液呈中性
B.温度降低至25℃,该氨水中H2O电离出的H+浓度小于10-11mol/L
C.该氨水中加入NH4Cl溶液,NH3·H2O的电离能力增强
D.滴加等浓度等体积的硫酸,得到的溶液中存在电离平衡:
NH4HSO4(aq)NH
(aq)+H+(aq)+SO
(aq)
解析 已知100℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12,对于该温度下pH=11的氨水,c(H+)=10-11mol/L,c(OH-)=
=0.1mol/L,氨水是弱碱,不完全电离,物质的量浓度大于0.1mol/L。
向该溶液中加入同温同体积pH=1的盐酸,氨水过量,反应后溶液呈碱性,选项A错误;100℃时,pH=11的氨水中H2O电离出的H+浓度等于10-11mol/L,温度降低至25℃,水的电离程度减小,则该氨水中H2O电离出的H+浓度小于10-11mol/L,选项B正确;该氨水中加入NH4Cl溶液,铵根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,NH3·H2O的电离能力减弱,选项C错误;硫酸氢铵是强酸的酸式盐,是强电解质,其电离方程式为NH4HSO4===NH
+H++SO
,选项D错误。
答案 B
11.某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性,设计了如下实验方案。
装置如图(夹持仪器略):
实验方案:
在两试管中分别加入过量镁条,同时将两注射器中的溶液注入相应试管中,观察产生氢气的速率和体积。
(1)盐酸与镁反应的离子方程式为______________________。
(2)在上述实验方案中有一明显欠缺,该欠缺是_____________。
(3)在欠缺已经得到改正的方案下,反应起始时,产生氢气的速率关系应是____________________;最终产生氢气体积的关系应是__________________________________________________。
(4)实验中产生的氢气体积比理论值高,可能原因是____________________________________。
(5)通过比较起始反应的速率可以得出的结论是
__________________________________________________。
(6)除上述方法外,还可以通过其他方法比较盐酸和醋酸的酸性,请写出其中的一种方法____________。
解析
(1)盐酸与镁反应的离子方程式为Mg+2H+===Mg2++H2↑。
(2)当两种酸的浓度不相等时,无法比较盐酸和醋酸的酸性强弱,所以方案中的欠缺是:
没有说明两种酸的浓度相等。
(3)当两种酸的浓度相等时,由于盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以盐酸中的c(H+)大于醋酸中的c(H+),则反应起始时,产生氢气的速率是:
盐酸的快,醋酸的慢;两种酸的浓度和体积相等,则两种酸的物质的量相等,所以最终产生氢气的体积相等。
(4)由于盐酸、醋酸与镁的反应是放热反应,可能导致过量镁与热水反应产生氢气。
(5)根据“同种金属与酸反应的剧烈程度”得:
反应剧烈的为强酸,反应不剧烈的为弱酸,所以比较起始反应的速率可得:
盐酸酸性比醋酸强。
(6)测定同浓度盐酸和醋酸的pH;测定同浓度氯化钠和醋酸钠的pH等。
答案
(1)Mg+2H+===Mg2++H2↑
(2)没有说明两种酸的浓度相等
(3)盐酸的快,醋酸的慢 相等
(4)反应放热,过量镁与水反应
(5)盐酸酸性比醋酸强
(6)测定同浓度盐酸和醋酸的pH(其他合理答案均可)
12.25℃时,0.1mol·L-1的HA溶液中
=1010,0.10mol·L-1的BOH溶液中pH=13。
请回答下列问题:
(1)HA是______________(填“强电解质”或“弱电解质”,下同),BOH是____________。
(2)HA的电离方程式是_____________________________。
(3)在加水稀释HA的过程中,随着水量的增加而减小的是________(填选项字母)。
A.
B.
C.c(H+)与c(OH-)的乘积
D.c(OH-)
(4)在体积相等、pH相等的HA溶液与盐酸溶液中加入足量Zn,HA溶液中产生的气体比盐酸中产生的气体________(填“多”“少”或“相等”)。
解析
(1)25℃,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,结合
=1010可得c(H+)=10-2mol·L-1,c(OH-)=10-12mol·L-1;由HA的浓度知HA为弱电解质。
(2)HA的电离方程式为HAH++A-。
(3)在加水稀释时,平衡向右移动,
=
减小,c(H+)与c(OH-)乘积不变,c(OH-)增大,
=
增大。
(4)HA是弱电解质,在pH、体积均相等的盐酸与HA溶液中,HA的物质的量大,故HA与Zn反应产生H2的量多。
答案
(1)弱电解质 强电解质
(2)HAH++A-
(3)B (4)多
13.Ⅰ.现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)取10mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动,若加入少量的冰醋酸,醋酸的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。
稀释后的溶液,其pH大小关系为pH(甲)________pH(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
若将甲、乙两溶液等体积混合,溶液的pH=________。
(3)各取25mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________V(乙)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)取25mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小关系为c(Na+)________c(CH3COO-)(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸化
学式
HSCN
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离
平衡
常数
1.3×10-1
1.8×10-5
4.9×
10-10
Ka1=
4.3×10-7
Ka2=
5.6×10-11
(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,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是________(填选项字母)。
a.c(CH3COO-)
b.c(H+)
c.Kw
d.醋酸电离平衡常数
(3)25℃时,等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,溶液的pH由大到小的顺序为_____________(填化学式)。
解析 Ⅰ.
(1)根据勒夏特列原理可知,加水稀释后电离平衡正向移动;若加入冰醋酸,相当于增大了反应物浓度,因此电离平衡也正向移动;加入醋酸钠固体后,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制了醋酸的电离,故c(H+)/c(CH3COOH)的值减小。
(2)由于在稀释过程中醋酸继续电离,故稀释相同的倍数后pH(甲)小于pH(乙)。
盐酸和醋酸溶液的pH都是2,溶液中的H+浓度都是0.01mol·L-1,设醋酸的原浓度为cmol·L-1,混合后平衡没有移动,则有
CH3COOHH++CH3COO-
原平衡浓度
(mol·L-1)c-0.010.01 0.01
混合后浓度
(mol·L-1)(c-0.01)/20.01 0.02/2
由于温度不变醋酸的电离常数不变,结合数据可知醋酸的电离平衡确实未发生移动,因此混合后溶液的pH仍等于2。
(3)取体积相等的两溶液,醋酸的物质的量较多,经NaOH稀溶液中和至相同pH时,消耗NaOH溶液的体积V(甲)大于V(乙)。
(4)两者反应后醋酸过量,溶液显酸性,根据电荷守恒可得c(Na+)小于c(CH3COO-)。
Ⅱ.
(1)由Ka(CH3COOH)=1.8×10-5和Ka(HSCN)=0.13可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的,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,浓度越大反应速率越快。
(2)加入氨气,促进醋酸的电离,则c(CH3COO-)增大,故a错误,加入氨气,c(OH-)增大,c(H+)减小,故b正确;由于温度不变,则Kw不变,故c错误;由于温度不变,醋酸电离平衡常数不变,故d错误。
(3)酸性越弱,其盐水解程度越大,pH越大,根据电离平衡常数知酸性:
CH3COOH>HCN>HCO
,则水解程度:
Na2CO3>NaCN>CH3COONa,pH由大到小的顺序为Na2CO3>NaCN>CH3COONa。
答案 Ⅰ.
(1)向右 向右 减小
(2)小于 2
(3)大于
(4)小于
Ⅱ.
(1)HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快
(2)b
(3)Na2CO3>NaCN>CH3COONa