高考化学一轮复习水溶液中的离子平衡

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[真题验收]

1.(2015·海南高考)下列曲线中,可以描述乙酸(甲,Ka=1.8×105)和一氯乙酸(乙,Ka

=1.4×103)在水中的电离度与浓度关系的是( )

解析:选B A.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CH3COOH

2.(1)(2017·天津高考)已知25 ℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×10

-2

,Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1,溶液中的c(OH)=__________mol·L1。

-1

将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×107 mol·L________。

时,溶液中的c(SO23)/c(HSO3)=

(2)(2017·江苏高考)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。

H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4

________(pKa1=-lg Ka1)。

(3)(2016·全国卷Ⅱ)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________(已知:N2H4+H

H2AsO4+H的电离常数为Ka1,则pKa1=

-+

N2H5的K=8.7×107;KW=1.0×10

-14

)。联氨

与硫酸形成的酸式盐的化学式为_____________________________________________。

(4)(2015·福建高考)25 ℃,两种酸的电离常数如下表。

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H2SO3 H2CO3

Ka1 1.3×102 -Ka2 6.3×108 -4.2×107 -5.6×10-11 ①HSO3的电离常数表达式K=____________________________________________。 ②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为

________________________________________________________________________。 c?NH4?·c?OH?x·x

解析:(1)设氨水中c(OH)=x mol·L,根据NH3·H2O的Kb=,则2c?NH3·H2O?

-1

c?SO2c?H?c?SO2Ka23?·3?

=1.8×10,解得x=6.0×10。根据H2SO3的Ka2=,则--=+,c?HSO3?c?HSO3?c?H?

-5

-3

当c(OH)降至1.0×10mol·L0.62。

--7-1

2

c?SO3?6.2×108

时,c(H)为1.0×10 mol·L,则-=-=c?HSO3?1.0×107-

-7

-1

c?H2AsO4?·c?H?

(2)Ka1=,K仅与温度有关,为方便计算,在图中取pH=2.2时计算,

c?H3AsO4?此时c(H2AsO4)=c(H3AsO4),则Ka1=c(H)=10

(3)将H2O可得:N2H4+H2O

H+OH KW=1.0×10

-14

-2.2

-+

,pKa1=2.2。

、N2H4+H

N2H5 K=8.7×107相加,

N2H5+OH Ka1=KW·K=1.0×10

-14

×8.7×107=8.7×107。类比

NH3与H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知,N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。

(4)由H2SO3和H2CO3的电离常数可知酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3>HCO3,故反应可放出CO2气体,H2SO3溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为H2SO3+HCO3===HSO3+H2O+CO2↑。

答案:(1)6.0×103 0.62

(2)2.2

(3)8.7×107 N2H6(HSO4)2

c?H?·c?SO23?

(4)① -c?HSO3?

②H2SO3+HCO3===HSO3+CO2↑+H2O

考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较

[思维流程]

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弱酸(弱碱)的判断 1.设计实验证明HA是一元弱酸的方法 实验方法 ①测0.01 mol·LHA的pH -1结论 pH=2,HA为强酸, pH>2,HA为弱酸 pH=7,HA为强酸, pH>7,HA为弱酸 若HA溶液的pH变化比HCl的小,则HA为弱酸 若HA溶液消耗NaOH的量比HCl的多,则HA为弱酸 若HA溶液与Zn粒反应比盐酸的速率慢,则HA为弱酸 若HA溶液反应最终产生H2的量比HCl的多,则HA为弱酸 ②测NaA溶液的pH ③测相同pH的HA和HCl稀释相同倍数前后的pH变化 ④测等体积、等pH的HA和HCl中和NaOH的量 ⑤测等体积、等物质的量浓度的HA和HCl分别与颗粒大小相同锌粒反应的速率 ⑥测等体积、等pH的HA和HCl分别与足量的锌粒反应产生H2的量 [说明] 实验①、②是最常用、最简捷的方法。

2.设计实验证明BOH(如NH3·H2O)是一元弱碱的方法

(1)室温下,测0.1 mol·L1 BOH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。

[对点训练]

1.下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是( ) ①常温下,NaNO2溶液的pH>7 ②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗 ③HNO2不能与NaCl反应

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④常温下0.1 mol·L

-1

的HNO2溶液pH=2

⑤1 L pH=1的HNO2溶液加水稀释至100 L后溶液的pH=2.2

⑥1 L pH=1的HNO2和1 L pH=1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应,最终HNO2

消耗的NaOH溶液多

⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体,溶液中c(OH)增大 ⑧HNO2溶液中加水稀释,溶液中c(OH)增大 A.①②③⑦ C.①④⑤⑥⑦

B.①③④⑤ D.②④⑥⑧

解析:选C ②如果盐酸(强酸)的浓度很小灯泡也很暗;④如果是强酸,pH=1;⑤如果是强酸,加水稀释至100 L后溶液的pH=3,实际pH=2.2,这说明HNO2溶液中存在HNO2

H+NO2,是弱酸;⑥依据HNO2+NaOH===NaNO2+H2O、HCl+

NaOH===NaCl+H2O可知,c(HNO2)大于c(HCl),而溶液中c(H)相同,所以HNO2没有全部电离;⑦加入NaNO2,溶液中c(OH)增大,说明电离平衡移动;⑧不论是强酸还是弱酸,加水稀释,溶液中c(H)均减小,而c(OH)增大。

2.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:0.010 mol·L馏水。

(1)甲用pH试纸测出0.010 mol·L

-1

-1

氨水、0.1 mol·L1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸

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10 mL 0.010 mol·L1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1 000

mL,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10 mL 0.010 mol·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0.010 mol·L

1

-1

氨水中c(OH)应为0.010 mol·L

--

,pH=12。用pH试纸测出0.010 mol·L

-1

氨水的pH为10,说明NH3·H2O没有完全电离,

应为弱电解质。

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