1、弱电解质的电离平衡 强弱电解质的图象分析1.在体积都为1 L,pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中,投入0.65 g锌粒,则如图所示符合客观事实的是()【解析】选C。因盐酸为强酸、醋酸为弱酸,故pH都等于2的盐酸和醋酸溶液中,c(HCl)=0.01 molL-1,而c(CH3COOH)0.01 molL-1,1 L溶液中n(HCl)=0.01 mol,n(CH3COOH)0.01 mol。A项,相同时间内pH变化较大的应为HCl,错误;B项,产生H2的速率大的应为CH3COOH,错误;D项,相同时间内c(H+)变化较大的为HCl,错误。2.(2019佛山模拟)已知常温时HClO的Ka=3.010-8
2、,HF的Ka=3.510-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.曲线为次氯酸稀释时pH的变化曲线B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗次氯酸的体积较小C.a点时,若都加入相同大小的锌粒,此时与氢氟酸反应的速率大D.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小【解析】选B。常温下Ka(HClO)Ka(HF),酸性:HClOHF,根据图象将pH和体积都相同的HClO和HF稀释同等倍数,的pH改变值大于的pH改变值,曲线代表稀释HF时pH的变化曲线,曲线代表稀释HClO时pH的变化曲线。A项
3、,根据上述分析,曲线为HF稀释时pH的变化曲线,A项错误;B项,a点HClO溶液和HF溶液的pH相同,a点c(HClO)大于c(HF),取a点的两种酸溶液中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO溶液的体积较小,B项正确;C项,a点HClO溶液和HF溶液的pH相同,即a点两溶液中c(H+)相等,此时与相同大小的锌粒反应的反应速率相等,C项错误;D项,酸溶液中OH-全部来自水的电离,根据图象b点溶液的pH大于c点溶液的pH,b点溶液中c(H+)小于c点溶液中c(H+),b点对水的电离的抑制小于c点,b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度大,D项错误。【归纳提升】图象法理解一强一弱
4、的稀释规律(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸的比较加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸的比较加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多实验描述型强弱电解质的判断3.(2020榆林模拟)现有浓度均为0.1 molL-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液。下列判断中正确的是()A.若三种溶液中H+分别为a1 molL-1、a2 molL-1、a3 molL-1,则它们的大小关系为a2=a1=a3B.等体积的以上三种酸溶液分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1 mol、b2 mol、b3 m
5、ol,则它们的大小关系为b1=b2v1v3【解析】选D。HCl、H2SO4是强电解质,完全电离,CH3COOH是弱电解质,部分电离,由三种酸溶液中的浓度知,它们的大小关系为a2=2a1,a1大于a3,A项错误;等浓度等体积的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液分别与过量NaOH溶液反应生成盐的物质的量的大小关系为b1=b2=b3,B项错误;分别用三种酸溶液中和一定量的NaOH溶液生成正盐,若需要酸溶液的体积分别为V1、V2、V3,则其大小关系为V1=V3=2V2,C项错误;硫酸中H+为0.2 molL-1,盐酸中H+为0.1 molL-1,醋酸中H+小于0.1 molL-1,分别与Zn反应,开始时生成H2
6、的速率的大小关系为v2v1v3,D项正确。4.为了证明一水合氨(NH3H2O)是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验:0.010 molL-1氨水、0.1 molL-1 NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010 molL-1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 molL-1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NH3H2O是弱电解质,则a、b应满足什么关系?_。(3)丙
7、取出10 mL 0.010 molL-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NH3H2O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NH3H2O是弱电解质:_。【解析】(1)若NH3H2O是强电解质,则0.010 molL-1氨水中c(OH-)应为0.010 molL-1,pH=12。用pH试纸测出0.010 molL-1氨水的pH为10,说明NH3H2O没有完全电离,应为弱电解质。(2)若NH3H2O是强电解质,用蒸馏水稀释至1 000 mL,其p
8、H=a-2。因为NH3H2O是弱电解质,不能完全电离,a、b应满足a-2ba。(3)向0.010 molL-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的N水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是N使NH3H2O的电离平衡NH3H2ON+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。这两种可能均会使溶液颜色变浅,可证明NH3H2O是弱电解质。(4)NH4Cl为强酸弱碱盐,只需检验NH4Cl溶液的酸碱性,即可证明NH3H2O是弱电解质,还是强电解质。答案:(1)正确若是强电解质,则0.010 molL-1氨水中c(OH-)应为0.010 molL-1,pH=12(2)a-
9、2ba(3)浅能向0.010 molL-1氨水(滴有酚酞溶液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅,有两种可能:一是氯化铵在水溶液中电离出的N水解使溶液显酸性,加入氨水中使其pH降低;二是N使NH3H2O的电离平衡NH3H2ON+OH-逆向移动,从而使溶液的pH降低。这两种可能均可证明NH3H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸,再用玻璃棒蘸取0.1 molL-1 NH4Cl溶液,滴在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测出pH,pH1,则HA为弱酸与同浓度的盐酸比较导电性导电性和盐酸相同时为强酸,比盐酸弱时为弱酸与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢反应速率相同时为强酸,比盐酸反应慢时为弱酸(2)从是否存在电离
10、平衡的角度判断在水溶液中,强电解质不存在电离平衡,弱电解质存在电离平衡,在一定条件下电离平衡会发生移动。据此有以下判断HA是强酸还是弱酸的方法:从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。如将pH=3的HA溶液稀释100倍后,再测其pH,若pH=5,则为强酸,若pH7。【加固训练】1.某温度下,相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是()A.a点导电能力比b点强B.b点的Kw值大于c点C.与盐酸完全反应时,消耗盐酸体积VaVcD.a、c两点的c(H+)相等【解析】选D。选项A,根据图示可知,a点对应的曲线为NaOH溶液稀释曲线,b、c点对应的曲线
11、为氨水的稀释曲线,a点溶液中离子浓度小于b点溶液中离子浓度,a点导电能力更弱;选项B,Kw值只与温度有关,b、c两点Kw值相等;选项C,NH3H2O的物质的量大于NaOH,稀释过程中溶质总量不变,所以c点消耗盐酸多;选项D,a、c两点溶液pH相等,则c(H+)相等。2.下列说法中正确的是()A.加水稀释0.01 molL-1的CH3COOH溶液,溶液中c(OH-)减小B.室温时,0.1 molL-1的某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则该溶液的pH=4C.氨水加水稀释后,溶液中c(NH3H2O)/c(N)的值增大D.常温下,pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中,水的电离程度相同【解析】选B。A、加水稀释,促进醋酸电离,但溶液中氢离子浓度减小,溶液中c(H+)c(OH-)不变,所以c(OH-)增大,A错误;B、溶液中的c(H+)=0.1 molL-10.1%=1.010-4 molL-1,则pH=4,B正确;C、加水稀释,弱碱溶液的电离平衡正向移动,的值减小,C错误;D、盐酸抑制了水的电离,铵根离子水解促进了水的电离,D错误。
