nbhkdz.com冰点文库

杭高2011学年第一学期高一化学竞赛辅导练习8

时间:2015-06-15


杭高 2011 学年第一学期高一化学竞赛辅导练习 8 电离平衡
【知识要点】 一、强电解质、弱电解质 强电解质 电离程度 电离平衡 过程表示 溶液中存在的微粒 (水分子不计) 电离方程式 实例 完全 不、不可逆 ==== 只有电离出的阴、阳离子,不存 在电解质分子 H2SO4====2H++SO42 — CaCl2====Ca2++2Cl

/>弱电解质 部分 有、可能 即有电离出的阴、阳离子(少部分), 又有电解质分子(大部分)。 NH3·H2O NH4++OH — — + H2S H +HS ,HS


H++S2



绝大多数的盐 (包括难溶性盐) ; 强酸:H2SO4、HCl、HclO4 等; 强碱:Ba(OH)2、Ca(OH)2 等。

注意:多元强酸电离一步完成且完全 而多元弱酸的电离是分步进行的, 且第二步电离比第一步电离困难, 第三步电离比第二 步电离更困难,但每步电离都存在相应的电离平衡,因此应分步书写电离方程式。 二、弱电解质的电离平衡 (1)概念 弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(湿度、浓度),弱电解质电离成离子的速率和 离子结合成分子的速率相等的状态。 (2)特点 ①动——动态平衡:V(闻子化)=V(分子化)≠0。在电离方程式中用“ ”表示。 ②定——平衡时各组成成分一定,即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变 ③变——条件改变,平衡被打破。 (3)影响电离平衡的因素 与化学平衡一样,外界条件的改变也会引起移动. 以 0.1mol/1 CH3COOH 溶液为例: 项目 变化 项目 平衡移动
+

加水

升温

加入固体 NaOH

加入无水 CH3COONa 左移 减小 减小 增大 增强

通入气体 HCl 左移 增大 增大 减小 增强

加入等浓 度 的 CH3COOH 不移动 增大 不变 不变 不变

右移

右移 增大 增大 减小 增强

右移 减小 减小 增大 增强

H 的 物 质 增大 的量 (mol) [H+] 浓 度 (mol) PH 值 导电能力 减小 增大 减弱

三、电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素: ①自由移动离子浓度的大小。(主要决定因素)湿度一定,离子浓度越在,导电能力越
1

强。 ②湿度:湿度越高,导电能力越强。(与金属导电相反) ③离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。 由此可知:强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。 四、水的电离平衡 1. 实验证明,纯水微弱的导电性,是极弱的电解质: 2. 25℃1LH2O 的物质的量 n(H2O)=


1000 — =55.6(mol)共有 10 7mol 发生电离 18

H2O H++OH 起始(mol) 55.6 0 0 —7 —7 — 电离(mol) 10 10 10 7 — — — 平衡(mol)55.6-10 7 10 7 10 7 — — — 25℃[H+]·[OH ]= 10 7=10 14=Kw 的离子积常数。 2.影响 Kw 的因素 — Kw 与溶液中[H+]、[OH ]无关,与湿度有关。 水的电离为吸热过程,所以当湿度升高时,水的电离程度增大,Kw 也增大。 — — — — 例如 100℃,1LH2O 有 10 6mol 电离,此时水的离子积常数为 Kw=10 6·10 6=10 12. 3.影响水的电离平衡因素 (1)湿度,升湿度促进水的电离,降温则相反 — (2)向纯水中引入 H+或 OH ,会抑制水的电离 (3)向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子,将促进水的电离,此乃为盐类水解 的实质。 3. 酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。(列表比较如下:) [H+] 水 与 [OH ] 水 关系


x 的计算式

室温 x 值 x=1×10 7mol/L


对水电离影响 对水电离影响

纯水 酸溶液

x= Kw

Kw x= [H ? ]
[H+]水=[OH ]水


x<1×10 7mol/L


碱溶液

x= 正 盐 溶 液 强酸弱碱盐 强碱弱酸盐 强碱强酸盐


Kw [OH ? ]
x>1×10 7mol/L


抑制

x=[H+] — x=[OH ] x= Kw


促进 无

x=1×10 7mol/L


注[H+]水、[OH ]水指水电离出的 H+、OH 浓度 — — [H+]水、[OH ]指指溶液中的 H+、OH 浓度 由上表可得重要规律: — (1)在任意湿度、任意物质的水溶液中(含纯水)的水本身电离出的[H+]水≡[OH ]水 (2)酸和碱对水的电离均起抑制作用 ①只要碱的 pH 值相等(不论强弱、不论几元)对水的抑制程度相等,碱也同理。 ②若酸溶液的 pH 值与碱溶液的 pOH 值相等,则两种溶液中水的电离度相等。
2

如 pH=3 的盐酸溶液与 pH=11 的氨水溶液在室温下,由水电离出的 [H+]水=[OH ]水=


10?14 — =10 11mol/L ?3 10

(3)在凡能水解的盐溶液中,水的电离均受到促进,且当强酸弱的碱盐的 pH 和强碱 弱酸盐的 pOH 值相等时(同一湿度),则促进程度相等。 (4)较浓溶液中水电离出[H+]的大小: — ①酸溶液中[OH ]等于水电离的[H+] ②碱溶液中[H+]等于水电离的[H+] ③强酸弱碱盐溶液中的[H+]等于水电离出[H+] — ④强碱弱酸盐溶液中的[OH ]等于水电离出的[H+] 如 pH=4 的 NH4Cl 溶液与 pH=10 的 NaAc 溶液中,(室温)由水电离出的 [H+]水=[OH ]水=


10?14 — =10 4mol/L ?10 10

【例题精讲】
例 1.下列四种溶液中,由水电离出的[H+]之比(依次)为( ) ①pH=0 的盐酸 ②0.1mol/L 的盐酸 ③0.01mol/L 的 NaOH 溶液 ④pH=11 的 NaOH 溶 液 (A)1 :10 :100 :1000 (C)14 :13 :12 :11 (B)0 :1 :12 :11 (D) 14 :13 :2 :3
— —

例 2.某湿度下,纯水中的[H+]=2×10 7mol/L,则此时[OH ]=______,若湿度不变, — — 滴入稀硫酸使[H+]=5×10 6mol/L,则[OH ]=_______,由水电离出[H+]为,该纯水的 PH 值 _______(填>、<、== 例 3.常温下某溶液中,由水电离出的[H+]为 1×10 12mol/L,该溶液中一定能大量共存 的离子组是( ) — — — — + + A.K 、Na 、SO42 、NO3 B.Na+、K+、S2 、CO32 — — — — C.Fe2+、Mg2+、Cl 、SO42 D.NH4+、Cl 、K+、SO32


例 4.在图(1)所示的装置中,烧杯中盛放的是 Ba(OH)2 溶液,当从滴定管中逐渐加 入某种溶液(A)时,溶液的导电性的变化趋势如图(2)所示。

图1
3

图2

该根据离子反应的特点分析:A 溶液中含有的溶质可能是_________或__________(至 少写出两种),并写出相应的离子反应的离子方程式: ________________________________、____________________________

【练习】
一、选择题( - 1.(2001 年全国高考题)在含有酚酞的 0.1 mol·L 1 氨水中加入少量的 NH4Cl 晶体, 则溶液颜色 A.变蓝色 B.变深 C.变浅 D.不变 2.当不考虑水的电离时,在氢硫酸溶液中,下列的离子浓度关系中正确的是 + - - A.c(H )=c(HS )+2c(S2 ) + - - B.c(H )=c(HS )+c(S2 ) - + C.2c(S2 )=c(H ) - - D.c(S2 )=c(HS ) 3. 在无土栽培中,需配制一定量含 50 mol NH4Cl , 24 mol K2SO4 的营养液。若用 KCl,NH4Cl 和(NH4)2SO4 三种固体为原料来配制,三者的物质的量依次是(单位为 mol) A.2,64,24 B.48,2,24 C.32,50,12 D.16,50,24 -1 4.在浓度均为 1 mol·L 的(NH4)2SO4、 (NH4)2CO3、 (NH4)2Fe(SO4)2 三种溶液中,若
1 测得其中 c(NH ? 4 )分别为 a、b、c(mol·L ),则下列判断正确的是


A.a=b=c B.c>a>b C.b>a>c D.a>c>b 5.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是 - + - A.1 mol·L 1 的甲酸溶液的 c(H )约为 0.01 mol·L 1 B.甲酸与水以任意比例互溶 - - C.10 mL 1 mol·L 1 甲酸恰好与 10 mL 1 mol·L 1NaOH 溶液完全反应 D.在相同条件下,甲酸的导电性比一元强酸溶液的弱 - 6.用水稀释 0.1 mol·L 1 氨水时,溶液中随着水量的增加而减小的是 - A.c(OH )/c(NH3·H2O) - B.c(NH3·H2O)/c(OH ) + - C.c(H )和 c(OH )的乘积 - D.OH 的物质的量 7.下列各电离方程式中书写正确的是 A.CH3COOH B.KHSO4 C.Al(OH)3 D.NaH2PO4


H +CH3COO
? K +H +SO 2 4






Al3 +3OH
+ +



Na +H2PO ? 4

4

8.当溶液中 HS +H2O A.Cu2




S2 +H3O 达到平衡时,欲使 c(S2 )增大,应加入
- + -

2? B.CO 3

C.H2O 9.在 RNH2·H2O


D.HCl
? RNH 3 +OH 形成的平衡中,要使 RNH2·H2O 的电离程度及


c(OH )都增大,可采取的措施是 A.通入 HCl B.加少量 NaOH 固体 C.加水 D.升温 二、非选择题(共 55 分) 10.(12 分)用实验确定某酸 HA 是弱电解质。两同学的方案是: - 甲:①称取一定质量的 HA 配制 0.1 mol·L 1 的溶液 100 mL;②用 pH 试纸测出该溶 液的 pH,即可证明 HA 是弱电解质。 乙: ①用已知物质的量浓度的 HA 溶液、 盐酸, 分别配制 pH=1 的两种酸溶液各 100 mL; ②分别取这两种溶液各 10 mL,加水稀释为 100 mL;③各取相同体积的两种稀释液装入两 个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明 HA 是弱电解质。 (1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是 。 (2)甲方案中,说明 HA 是弱电解质的理由是测得溶液的 pH 1(选填>、<、 =) 。 乙方案中,说明 HA 是弱电解质的现象是 (多选扣分) a.装 HCl 溶液的试管中放出 H2 的速率快; b.装 HA 溶液的试管中放出 H2 的速率快; c.两个试管中产生气体速率一样快: (3)请你评价乙方案中难以实现之处和不妥之处。 (4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取) ,作简明扼要表述。 -1 11.(9 分)如下图,在一烧杯中盛有 200 mL 0.1 mol·L 的 H3PO4 溶液,同时一光滑小 球悬浮在液体中间。

(1)合上电键 K 时,电流计指针向 边偏转。 - (2)向烧杯里逐滴滴入 0.4 mol·L 1 的 Ba(OH)2 溶液至刚好完全反应,可观察到的现象 有: ① ,② ,③ 。 (3)磷酸可用磷矿石[Ca3(PO4)2]来制取,写出该反应的化学方程式:
5

12.(12 分)已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度大于第二 步电离程度,第二步电离程度远大于第三步电离程度?? 今有 HA、H2B、H3C 三种一元、二元、三元弱酸,根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸 盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应: - - - ①HA+HC2 (少量)===A +H2C - - ②H2B(少量)+2A ===B2 +2HA - - ③H2B(少量)+H2C ===HB +H3C 回答下列问题: (1)相同条件下,HA、H2B、H3C 三种酸中酸性最强的是 。
2? (2)A 、B2 、C3 、HB 、H2C 、HC 6 种离子中,最易结合质子的是
- - - - -

,最

难结合质子的是 。 (3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号) - - A.H3C+3A ===3HA+C3 - - - B.HB +A ===HA+B2 - - - C.H3C+B2 ===HB +H2C (4)完成下列反应的离子方程式。 - A.H3C+OH (过量) ; 3- B.HA(过量)+C 。 13.(8 分)在稀氨水中存在平衡:NH3+H2O
+ - -



NH ? 4 +OH ,如进行下列操作,

则 NH3、NH ? “减小” “不变”填写。 4 、H 、OH 浓度如何变化?试用“增大” (1)通适量 HCl 气体时,c(NH3) (2)加入少量 NaOH 固体时,c(NH ? 4 ) (3)加入 NH4Cl 晶体时,c(NH ? 4 ) ,c(H ) ,c(OH ) ,c(OH )
- - +

。 。 。

14.(8 分)在 a、b 两支试管中,分别装上形态相同、质量相等的一颗锌粒,然后向两 支试管中分别加入相同物质的量、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白: ( 1 ) a 、 b 两支试管中的现象:相同点是 ;不同点 是 。原因是 。 (2)a、b 两支试管中生成气体的体积开始时是 a 于 b,反应完毕后生成气 体的总体积是 a b,原因是 。 15.(6 分)为测定人呼出气体中二氧化碳的含量,将 1000 mL 呼出的气体通入 50.0 mL -1 氢氧化钡溶液中,使其完全吸收,过滤后取 20.0 mL 澄清溶液,用 0.100 mol·L 盐酸滴 定,当耗去 20.4 mL 盐酸时恰好完全反应。另取 20.0 mL 原氢氧化钡溶液,用同种盐酸滴定, 耗去 36.4 mL 盐酸时,恰好反应完全。试计算人呼出气体中二氧化碳的体积百分含量(气体 体积在标准状况下测定) 。

6