弱电解质的电离平衡教学案(3)

　　4.在相同温度下，0.01 mol•L-1 NaOH溶液和0.01 mol•L-1的盐酸相比，下列说法正确的是(　　)

　　A.由水电离出的c(H+)相等

　　B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 mol•L-1

　　C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol•L-1

　　D.两者都促进了水的电离

　　答案　A

　　解析　若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25℃)，则在0.01 mol•L-1的NaOH溶液中，由水电离的c(H+)=KWcOH-=KW0.01 mol•L-1。

　　在0.01 mol•L-1的HCl溶液中，由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离=KW0.01 mol•L-1。

　　5.关于水的离子积常数KW与水的电离平衡常数Kc的叙述中，正确的是(　　)

　　A.KW和Kc都随温度的升高而减小

　　B.KW和Kc数值不同，但单位相同

　　C.KW和Kc数值相同，但单位不同

　　D.KW和Kc数值和单位都不同

　　答案　D

　　解析　由于水的电离是吸热的，所以升高温度，向电离程度增大的方向移动，H+和OH-浓度增大，故电离平衡常数Kc=cH+•cOH-cH2O增大。而KW=c(H+)•c(OH-)也增大;KW的单位为mol2•L-2，Kc的单位为mol•L-1，所以二者的单位不同;而KW=Kc•c(H2O)，所以二者的数值也不同。

　　6.室温时，某溶液中由水电离生成的H+和OH-物质的量浓度的乘积为1×10-24，则在该溶液中一定不能大量共存的离子组是(　　)

　　A.Al3+、Na+、NO-3、Cl-

　　B.K+、Na+、Cl-、CO2-3

　　C.NH+4、Na+、Cl-、SO2-4

　　D.NH+4、K+、SiO2-3、NO-2

　　答案　D

　　练方法技巧

　　7.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H++OH-　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　)

　　A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH-)降低

　　B.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H+)增大，KW不变

　　C.向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H+)降低

　　D.将水加热，KW增大，pH不变

　　答案　B

　　解析　本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c(H+)、c(OH-)或KW的变化。向水中加入稀氨水，c(OH-)增大，平衡逆向移动，c(H+)减小，A项不正确;向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4===Na++H++SO2-4，c(H+)增大，但KW不变，B项正确;向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH-)减小，c(H+)增大，C项不正确;将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H+)、c(OH-)均增大，KW增大，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。

　　8.常温下，下列四种溶液：①pH=0的盐酸，②0.1 mol•L-1的盐酸，③0.01 mol•L-1的NaOH溶液，④pH=11的NaOH溶液中，由水电离生成的H+的物质的量浓度之比为(　　)

　　A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11

　　C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶1

　　答案　A

　　解析　在盐酸中，由水电离产生的c(H+)等于溶液中的c(OH-)：①c(H+)水=c(OH-)=1×10-14 mol•L-1　②c(H+)水=c(OH-)=1×10-13 mol•L-1;在NaOH溶液中，由水电离产生的c(H+)等于溶液中的c(H+)：③c(H+)=1×10-12 mol•L-1　④c(H+)=1×10-11 mol•L-1。因此，四种溶液中由水电离出的H+的浓度的比为

　　10-14∶10-13∶10-12 ∶10-11 =1∶10∶100∶1 000。

　　练综合拓展

　　9.已知室温时，0.1 mol•L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列各问题：

　　(1)该溶液的pH=________;

　　(2)HA的电离平衡常数K=________;

　　(3)升高温度时，K________(填“增大”，“减小”或“不变”)，pH________(填“增大”，“减小”或“不变”);

　　(4)由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的________倍。

　　答案　(1)4　(2)1×10-7　(3)增大　减小　(4)106

　　解析　(1)HA电离出的c(H+)=0.1×0.1% mol•L-1=1×10-4 mol•L-1，pH=-lg1×10-4=4;(2)电离平衡常数K=cH+•cA-cHA=1×10-4×1×10-40.1mol•L-1=1×10-7mol•L-1;(3)因HA H++A-，电离过程是吸热的，所以升高温度c(H+)、c(A-)均增大，则K增大，而pH减小;(4)c(H+)HA=1×10-4 mol•L-1。c(H+)水=c(OH-)=1×10-141×10-4mol•L-1=1×10-10 mol•L-1，所以c(H+)HA∶c(H+)水=(1×10-4)∶(1×10-10)=106。

　　10.某二元弱酸(简写为H2A)溶液，按下式发生一级和二级电离：

　　H2A H++HA-，HA- H++A2-。

　　已知相同浓度时的电离程度a(H2A)>a(HA-)，设有下列四种溶液：

　　A.0.01 mol•L-1的H2A溶液

　　B.0.01 mol•L-1的NaHA溶液

　　C.将0.02 mol•L-1的HCl与0.04 mol•L-1的NaHA溶液等体积混合所得的混合溶液

　　D.将0.02 mol•L-1的NaOH与0.02 mol•L-1的NaHA溶液等体积混合所得的混合溶液

　　据此，填写下列空白(填代号)：

　　(1)c(H+)最大的是________，最小的是________。

　　(2)c(H2A)最大的是________，最小的是________。

　　(3)c(A2-)最大的是________，最小的是________。

　　答案　(1)A　D　(2)C　D　(3)D　A

　　解析　反应后的C溶液为0.01 mol•L-1 H2A、0.01 mol•L-1 NaHA和0.01 mol•L-1 NaCl的混合溶液。因有HA-的存在抑制了H2A的第一步电离，所以其c(H+)小于A溶液中的c(H+)，c(H2A)大于A溶液中的c(H2A)。反应后的D溶液为0.01 mol•L-1的Na2A溶液，所以其c(A2-)最大，但因其水解呈碱性，且A2-的水解程度大于HA-的，所以其c(H+)最小。

　　11.实验表明，液态时，纯硫酸的电离能力强于纯硝酸，纯硫酸的导电性也显著强于纯水。又知液态纯酸都像水那样进行自身电离(H2O+H2O??H3O++OH-)而建立平衡，且在一定温度下都有各自的离子积常数。据此回答：

　　(1)纯硫酸在液态时自身电离的方程式是

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)25 ℃时，液态纯硫酸的离子积常数K(H2SO4)_______1×10-14mol2•L-2(填“>”、“<”或“=”)。

　　(3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是____________，这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡，而且还因硫酸的酸度大于硝酸，又在无水条件下，混合酸中必然发生________________________________________________

　　______________________________(写离子方程式)反应。

　　答案　(1)2H2SO4 H3SO+4+HSO-4

　　(2)>　(3)HSO-4　H++NO-3===HNO3

　　解析　根据实验表明，液态时，纯硫酸的电离能力强于纯硝酸，纯硫酸的导电性也显著强于纯水。已知液态纯酸都能像水那样进行自身电离(H2O+H2O H3O++OH-)而建立平衡，且在一定温度下都有各自的离子积常数，这些信息告诉我们纯硫酸存在着电离平衡，且电离程度强于纯硝酸和纯水，仿照纯水的电离方式，可以推知纯硫酸的电离方程式为 2H2SO4??H3SO+4+HSO-4。在25℃时，液态纯H2SO4的离子积常数K(H2SO4)比1×10-14mol2•L-2大。由于在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中2H2SO4 H3SO+4+HSO-4为主要的电离方式，而纯硝酸电离受到纯硫酸电离出的H+的抑制，因此，在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是HSO-4。同时，无水条件下，混合酸中必然发生H++NO-3===HNO3的反应。