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考点五十五 电离平衡常数的考查1以下是常温下几种弱酸的电离平衡常数： CH3COOHH2SHClOK=1.8105K1=1.3107K2=7.11015K=4.691011下列说法正确的是A 可发生反应：H2S+ 2ClO=S2+ 2HClOB CH3COOH溶液与Na2S溶液不能反应生成NaHSC 同物质的量浓度的Na2S、NaClO、CH3COONa溶液，pH最大的是NaClO溶液D 同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液，酸性最强的是CH3COOH【答案】D2由表格中的电离平衡常数判断可以发生的反应是化学式电离常数HClOK=3108H2CO3K1=4.4107K2=4.71011A NaClO + NaHCO3 = HClO + Na2CO3B NaClO+ CO2+ H2O = HClO + NaHCO3C 2NaClO+ CO2+ H2O = 2HClO + Na2CO3D 2HClO + Na2CO3 = 2NaClO + CO2+ H2O【答案】B3根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是化学式电离常数HClOK3108H2CO3K14107K261011A 向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：CO32-2Cl2H2O=2Cl2HClOCO2B 向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO3-Cl2=ClClO2CO2H2OC 向NaClO溶液中通少量CO2：CO2NaClOH2O=NaHCO3HClOD 向NaClO溶液中通过量CO2：CO22NaClOH2O=Na2CO32HClO【答案】C【解析】A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水，溶液中碳酸钠过量，盐酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，次氯酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和次氯酸钠，反应的离子方程式应为：2CO32-+2Cl2+H2O=2Cl-+ClO-+2HCO3-，故A错误；B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水，氯水中的盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，次氯酸不能和碳酸氢钠反应，产物为次氯酸，反应的离子方程式为：HCO3-+Cl2=Cl-+HClO+CO2，故B错误；C向NaClO溶液中通入少量CO2，因次氯酸的酸性强于HCO3-，则反应生成碳酸氢钠和次氯酸，反应的化学方程式为：CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO，故C正确；D.向NaClO溶液中通入足量CO2反应生成碳酸氢钠和次氯酸，反应的化学方程式为：CO2+NaClO+H2O=NaHCO3+HClO，故D错误。4硫酸、硝酸、高氯酸在水溶液中都是强酸，下表是某温度下这三种酸在冰醋酸中的电离常数。下列说法正确的是酸H2SO4HNO3HClO4K16.31094.210101.6105A 在冰醋酸中H2SO4的电离方程式为：H2SO42HSO42-B 在冰醋酸中，HNO3的酸性最强C 在冰醋酸中，0.01 mol/L的HClO4，其离子总浓度约为4104mol/LD 高氯酸水溶液与氨水反应的离子方程式为HNH3H2O=H2ONH4+【答案】D5化合物HB在水中达到电离平衡时各微粒的浓度如表所示(25 ):HB初始浓度/molL-11.000.100平衡浓度/molL-1c(HB)0.9960.098 7c(B-)或c(H+)4.2110-31.3410-3Ka=c(H+)c(B-)cHB 1.7810-51.8210-5=已电离的HB浓度HB的初始浓度 100% 0.421%1.34%分析表中至的数据，下列说法不正确的是A 与的数据都说明化合物HB只有部分电离B 与的数据近似相等，说明HB的电离平衡常数与初始浓度无关C 与的数据说明加水稀释后HB的电离平衡正向移动D 与的数据说明HB起始浓度越大，电离的程度越大【答案】D6常温下将盐酸溶液滴加到联氨(N2H4)的水溶液中，混合溶液中的微粒的物质的量分数(X)随-1g(OH-)变化的关系如图所示。下列叙述错误的是A 反应N2H62+N2H4=2N2H5+的pK=90(已知pK=lgK)B N2H5Cl溶液中存在:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)C N2H5Cl溶液中c(H+)c(OH-)D Kb1(N2H4)=10-6【答案】A【解析】A、由N2H5+的电离方程式N2H5+H2ON2H62+OH-可得Kb2(N2H4)c(N2H62+)c(OH-)c(N2H5+)=c(OH-)=10-15，则Kb1(N2H4)/Kb2(N2H4)c2(N2H5+)c(N2H62+)c(N2H4)，即为反应N2H62+N2H4=2N2H5+的K=Kb1(N2H4)/Kb2(N2H4)=10-610-15=109，所以pK=9.0，A错误；B、N2H5C1溶液中存在的电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)，B正确。C、N2H5C1溶液中因N2H5+的水解使溶液呈酸性，所以c(H+)c(OH-)，C正确；D、由图象可知当-lg(OH-)=6时，N2H4和N2H5+的物质的量分数相等，可推知其浓度相等，由N2H4的电离方程式N2H4+H2ON2H5+OH-，得Kb1(N2H4)c(N2H5+)c(OH-)c(N2H4)=c(OH-)=10-6，D正确；答案选A。7若定义pC是溶液中微粒物质的量浓度的负对数，则常温下，一定浓度的某酸(H2A)水溶液中pC(H2A)、pC(HA)、pC(A2-)随着溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法一定正确的是A pH=4时，c(HA)c(HC2O4-)c(C2O42-)c(H2C2O4)D 向0.1mol/L H2C2O4溶液中加入少量水c(HC2O4-)/c(H2C2O4)增大【答案】B9常温下，H2A是一种易溶于水的二元酸，将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中，溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数(a)随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是A 常温下，H2AHA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30B 当c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)时，溶液呈中性C pH=6.27时，c(A2-)=c(HA-)c(H+)c(OH-)D V(NaOH溶液)：V(HA溶液)=3：2时，2c(Na+)+c(OH-)=2c(H2A)+c(HA-)+c(H+)【答案】D1025时，将浓度均为0.1 molL-1、体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合，保持Va+Vb=100 mL，Va、Vb与混合液pH的关系如图所示。下列说法正确的是A Ka(HA)=110-6B b点时，c(B+)=c(A-)C c点时，混合溶液中c(A-)c(OH-)c(HA)随温度升高而增大D ac过程中水的电离程度始终增大【答案】B【解析】A. 由图可知0.1mol/L HA溶液pH=3，由HAH+A可知：Ka=10-310-30.1=10-5mol/L，故A错误；B.b点是两者等体积混合溶液呈中性，所以离子浓度的大小为：c(B+)=c(A)c(H+)=c(OH)，故B正确；C.c点时，c(A-)c(OH-)c(HA)=1Kh水解平衡常数Kh只与温度有关，温度升高，Kh增大，1Kh减小，c(A-)c(OH-)c(HA)减小，故C错误；D.ab是酸过量和bc是碱过量两过程中水的电离程受抑制，b点是弱酸弱碱盐水解对水的电离起促进作用，所以ac过程中水的电离程度先增大后减小，故D错误；本题选B。11T时，浓度均为1mol/L的两种弱酸HA、HB中不断加水稀释，并用pH传感器测定溶液pH。所得溶液pH的两倍(2pH)与溶液浓度的对数(lgc)的关系如图所示。下列叙述错误的是已知：HA的电离平衡常数：Ka=C(H+)C(A-)CHA-C(A-)C2(H+)C(HA)pKa=-lgKaA 酸性：HAHBB a点对应的溶液中：c(HA)=0.1mol/L，c(H+)=0.01mol/LC T时，弱酸HB的pKa5D 弱酸的Ka随溶液浓度的降低而增大【答案】D12t时，配制一组c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=1.00010-3molL-1的H2CO3与HCl或H2CO3与NaOH的混合溶液，溶液中部分微粒浓度的负对数(-lgc)与pH关系如下图所示。下列说法正确的是（ ）A pH=6.3的溶液中：c(Na+)1.00010-3molL-1B pH=7的溶液中：c(Na+)c(H2CO3)c(CO32-)C pH=a的溶液中：c(HCO3-)c(Na+)c(H+)c(CO32-)D 25时，反应H2CO3+CO32-2HCO3-的平衡常数为1.0104【答案】BD13已知25时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数Ka1.8105Ka14.3107Ka25.61011Ka3.0108回答下列问题：（1）物质的量浓度均为0.1molL1的四种溶液：aCH3COONa bNa2CO3 cNaClO dNaHCO3pH由小到大排列的顺序是_（用字母编号填写）。（2）常温下，0.1molL1 CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是_（填字母）。Ac（H）Bc（H）c（CH3COOH）Cc（H）c（OH）Dc（OH）c（H）Ec（H）c（CH3COO）c（CH3COOH）（3）体积均为100mL pH2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则HX的电离平衡常数_（填“大于”、“小于”或“等于”）CH3COOH的电离平衡常数。（4）标准状况下，将1.12L CO2通入100mL 1molL1的NaOH溶液中，用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式：c（OH）2c（H2CO3）_；c（H）c（Na）_。（5）25时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得pH6，则溶液中c（CH3COO）c（Na）_molL1（填精确值）。【答案】adcbBD大于c(HCO3)+c(H+)c(OH)+c(HCO3)+2c(CO32)9.91071425时，三种酸的电离平衡常数如下：回答下列问题：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.8105K14.3107K25.610113.0108（1）一般情况下，当温度升高时，电离平衡常数K_(填“增大”、“减小”或“不变”)。（2）下列四种离子结合质子能力最强的是_(填字母)。a.CO32 b.ClO c.CH3COO d.HCO3（3）下列反应不能发生的是_(填字母)。a.CO322CH3COOH2CH3COOCO2H2O b.ClOCH3COOHCH3COOHClOc.CO322HClOCO2H2O2ClO d.2ClOCO2H2OCO322HClO（4）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000 mL，稀释过程中pH变化如下图所示。则HX的电离平衡常数_(填“”、“=”或“15CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。（1）用甲烷与水蒸气制备合成气，每生成1mol合成气，需要供给51.5 kJ热量。该反应的热化学方程式为_。 （2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，发生反应： CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)。测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示：时间/min 物质的浓度(mol/L)01234CH40.20.13 0.1 0.1 0.09 H20 0.21 0.3 0.3 0.33 该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_。 3min时改变的反应条件是_（只填一种条件的改变即可）。（3）已知一定压强下，温度、投料比Xn(CH4)/n(H2O)对该反应的影响如图所示。图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 _X2(填“=”、“”或“510-11c(HCOO)c(Na)c(H) c(OH)(a-b)/2【解析】 (1)根据热化学方程式的书写方法,先写出方程式并标注状态,再根据热量与化学计量数计算焓变,则16碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。回答下列问题：（1）碳酸和草酸（H2C2O4）均为二元弱酸，其电离均为分步电离，二者的电离常数如下表：H2CO3H2C2O4K14.21075.4102K25.610115.4105向碳酸钠溶液中滴加少量草酸溶液所发生反应的离子方程式为_。浓度均为0.1 molL1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液，其溶液中H+浓度分别记作c1、c2、c3、c4。则四种溶液中H+浓度由大到小的顺序为_。（2）常温时，C和CO的标准燃烧热分别为394.0 kJmol1、283.0 kJmol1，该条件下C转化为CO的热化学方程式为_。（3）氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇，反应如下：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)H=Q kJmol1该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表：温度/250300350K/L2mol22.0410.2700.012由此可判断Q_(选填“ ”或“c3c2c1 2C(s)+O2(g) 2CO(g)H=222.0 kJmol1 2.041 L2mol2 0.08 molL1min1 41725时，部分物质的电离平衡常数如表所示：化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.710-5K14.310-7 K25.610-113.010-8请回答下列问题：（1）物质的量浓度相等的CH3COONa溶液和NaClO溶液pH大小关系为：c(CH3COONa)_c(NaClO)（填“”、“”或“”）。（2）H2CO3的电离方程式为：_。（3）向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体，发生反应的离子方程式为：_。（4）泡沫灭火器内筒装有Al2(SO4)3溶液，外筒装有NaHCO3溶液。 Al2(SO4)3溶液呈酸性的原因是：_。（用离子方程式说明） 内、外筒溶液混合后发生反应离子方程式为：_。（5）常温下0.1 molL-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变大的是_。Ac(H+) Bc(H+)c(OH)C c(H+)c(CH3COOH) Dc(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)（6）H+浓度相等、体积相等的两份溶液A（盐酸）和B（CH3COOH）分别与锌粉反应后，仅有一份溶液中剩余锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是 _（填写序号）。开始反应时的速率AB 放出等量氢气所需要的时间BA 参加反应的锌的物质的量AB A中有锌剩余【答案】 H2CO3HClOHCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强，对应的盐水解越弱；(2)H2CO3为二元弱酸，分两步电离，以第一步为主，电离方程式为：H2CO3 HCOH+ HCO3- CO32- + H+ ；(3)因为酸性H2CO3HClOHCO3-，根据强制弱规律，向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体，发生反应的离子方程式为：ClO- + CO2 + H2O = HCO3- + HClO ；(4) Al2(SO4)3溶液中由于Al3+水解而呈酸性。 Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合，发生相互促进水解；（5）A.0.1 molL-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,溶液中氢离子浓度减小;B、KW=c(H+)c(OH-)只受温度的影响,温度不变则其值是一个常数;C.0.1 molL-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,各个微粒浓度减小,同时醋酸的电离向右移动,c(H+)减小的程度小于c(CH3COOH)的减小程度,所以c(H+)c(CH3COOH)增大；D.c(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)=Kw/Ka，为常数,因为温度不变则常数不变；（6）由于醋酸部分电离，其酸的浓度大于氢离子浓度，盐酸中HCl的浓度等于氢离子的浓度，所以醋酸的浓度大于HCl的浓度，则盐酸中锌粉剩余，以此解答该题。详解:(1)根据表中数据可以知道,酸的电离出平衡常数大小为:CH3COOHH2CO3HClOHCO3-,电离平衡常数越大,酸性越强，对应的盐水解越弱，所以pH大小关系为：c(CH3COONa)c(NaClO),因此，本题正确答案是:c(CH3COO)c(OH)c(H) 9.9107molL1 大于 大于 3.6109CH3COOH电离出的c(H+)约为，酸抑制水的电离，则由水电离出的c(H+)= c(OH-)= ，由CH3COOH电离出的c(H+)约是由水电离出的c(H+)的倍。19以硼镁矿(2MgOB2O3H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、A12O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下： 已知：表一：不同温度下H3BO3的溶解度 温度） 20 40 60 100 溶解度（g） 5.0 8.7 14.8 40.2表二：不同物质沉淀完全时的pH 物质 Fe（OH）3 Al（OH）3 Fe（OH）2 Mg（OH）2 pH 3.2 5.2 9.7 12.4(1)由于矿粉中含CaCO3，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出，应采取的措施为_。(2)“浸出液”显酸性，含有H3BO3、Mg2+和SO42-，还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时，向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO，可以除去的杂质离子为_，H2O2的作用为_(用离子方程式表示)。(3)“浸取”后，采用“热过滤”的目的为_。(4)“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图所示，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4H2O，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩，_。 (5)己知25时，硼酸(H3BO3)溶液中存在如下平衡：H3BO3(aq)+H2O(1) B(OH)4-(aq)+H+(aq)；K=5.710-10；25时，0.7molL-1硼酸溶液中c(H+)=_molL-1。(6)已知25时： 化学式 H2CO3 CH3COOH 电离常数 K1=4.410-7K2=4.710-11 K=1.7510-5下列说法正确的是_(填选项字母)。a碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中能观察到有气泡产生b碳酸钠溶液滴入醋酸溶液中能观察到有气泡产生c等浓度碳酸溶液和硼酸溶液的pH：前者后者d等浓度碳酸钠溶液和醋酸钠溶液的pH：前者后者【答案】分批慢慢加入硫酸（或边加入边搅拌）Fe3+、Fe2+、Al3+H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O防止因温度下降使H3BO3从溶液中析出加压升温结晶（或加压升温结晶并过滤）210-5bd【解析】（1）CaCO3与硫酸反应生成二氧化碳、硫酸钙和水，该反应的化学方程式为：CaCO3 （粉末）+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2，由于矿粉中含CaCO3，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出，故应分批慢慢加入H2SO4；故答案为：应分批慢慢加入H2SO4 ；（2）加适量H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，所以H2O2的作用是：H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O，加MgO调节pH，使Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去，所以除去的离子有Fe3+、Fe2+、Al3+；故答案为：Fe3+、Fe2+、Al3+；H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O；（3）题目信息可知：H3BO3的溶解度随温度的升高而增大，所以要采用“热过滤”，以防温度下降时H3BO320两位同学设计实验确定某一元酸HA是弱电解质并分析其中的变化，实验方案如下：甲：取纯度、质量、大小相同的锌粒于两只相同气球中，向2支试管中分别加入浓度均为0.1mol/L的HA溶液和稀盐酸各10mL，将气球套在试管上，并同时将锌粒加入试管。乙：方案一：用pH计测定浓度为0.1mol/L HA溶液的pH；方案二：取pH=3的HA溶液5mL稀释至500mL，再用pH计测其pH。（1）甲同学设计的方案中，说明HA是弱电解质的实验现象是_（填字母）。a. 两个试管上方的气球同时鼓起，且一样大b. 装有HA溶液的试管上方的气球鼓起慢c. 装有盐酸的试管上方的气球鼓起慢（2）乙同学设计的方案可证明HA是弱电解质：方案一中，测得0.1mol/L的HA溶液的pH_1（填“”“7，则证明HA是弱电解质NaA物质的量浓度0.1 molL的HA溶液
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