专项提能特训17弱电解质电离常数计算与图像分析
一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1．一元弱酸HA溶液中存在下列电离平衡：HA＋
－
H＋＋A－。将1.0molHA分子加入1.0L)水中，如图，表示溶液中HA、H、A的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是(答案解析＋
C将1.0molHA分子加入1.0L水中，先形成的是浓度接近为1.0mol·L1的HA溶液，－
－
H和A的浓度此时为0；然后酸分子开始电离，分子的浓度逐渐减小，而电离出的各个离子浓度逐渐增大，达电离平衡时，电离出的各个离子浓度最大，但是一定小于1.0mol·L1，而－
且H、A的物质的量浓度相同，显然只有C中图像符合。2．25℃时不断将水滴入0.1mol·L1的氨水中，下列图像变化合理的是(－
＋－
)答案解析C稀释时氢氧根离子浓度下降，pH下降，趋近于7，但不可能小于7，故A项错误；随着水的滴入，电离度始终增大，故B项错误；随着水的滴入，离子浓度下降，导电能力下降，故C项正确。3．(2019·山东烟台诊断测试)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。常温下，将相同体积的盐酸和氨水分别加水稀释，溶液的电导率随加入水的体积V(H2O)变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是()1A．曲线Ⅰ表示盐酸加水稀释过程中溶液电导率的变化B．a、b、c三点溶液的pH：a＞b＞cC．将a、b两点溶液混合，所得溶液中：[Cl－]＝[NH4]＋[NH3·H2O]＋
[NH4]D．氨水稀释过程中，不断增大[NH3·H2O]＋
答案解析BD从图像看，曲线Ⅰ的电导率变化幅度比曲线Ⅱ小，即离子浓度在稀释时变化慢，则曲线Ⅰ为氨水对应的曲线，曲线Ⅱ是盐酸所对应的曲线，A项错误；a点溶液呈碱性，b点电导率较小，则酸性较弱，c点到b点加水稀释，pH增大，故溶液的pH：a>b>c，B项正确；a、b两点溶液混合后的溶质为NH4Cl和过量的NH3·H2O，C项错误；稀释过程中，NH3·H2O电[NH4]离平衡正向移动，增大，D项正确。[NH3·H2O]＋
4.(2018·马鞍山二模)室温时，1mol·L1的HA溶液和1mol·L1的HB溶液，起始时的体积均－
－
为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，所得曲线如图所示。下列说法中错误的是()A．M点溶液中[A]等于N点溶液中[B]－
－
B．HA的电离常数约为10－
－4
mol·L－1
C．浓度均为0.1mol·L1的NaA和HA混合溶液的pH＜7D．M、P两点的溶液分别用等浓度的NaOH溶液中和，消耗的NaOH溶液体积：P＞M答案解析D由图中信息可知，室温时，1mol·L1的HA溶液和1mol·L1的HB溶液pH分别为2－
－
和0，所以HA是弱酸、HB是强酸，HB已完全电离。因为浓度和体积均相等，故两溶液中所含一元酸的物质的量相等。M点溶液和N点溶液的pH都等于3，由电荷守恒可知，M点溶液中[A]等于N点溶液中[B]，A项正确；1mol·L－
－
－
－
－1
的HA溶液的pH为2，[A]＝[H]＝－
－
－＋
0.01mol·L1，[HA]≈1mol·L1，则HA的电离常数约为104，B项正确；浓度均为0.1mol·L1的2NaA和HA混合溶液中，[HA]≈[A－]，根据电离常数的表达式可知，[H＋]＝Ka(HA)＝10－4
mol·L－1，所以该溶液的pH＜7，C项正确；M、P两点的溶液所含一元酸的物质的量相等，故分别用等浓度的NaOH溶液中和时，消耗的NaOH溶液体积相等，D项错误。5.(2020·许昌月考)等体积、浓度均为0.2mol·L－1的三种溶液：①HA溶液、②HB溶液、③NaHCO3溶液，已知将①②分别与③混合，实验测得所产生的CO2气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是()A．酸性：HB＞HA＞H2CO3
B．恰好反应时，所得两溶液中：[A－]＞[B－]C．上述三种溶液中由水电离出的[OH－]的相对大小：③＞①＞②D．HA溶液和NaHCO3溶液恰好反应，所得的溶液中：[A－]＋[HA]＝0.1mol·L－1答案解析B由题图可知，HB溶液与NaHCO3溶液反应的速率较快，说明HB溶液中氢离子浓度较大，所以酸性：HB＞HA＞H2CO3，A项正确；反应结束后所得两溶液分别为NaA溶液、NaB溶液，根据“越弱越水解”，则[B－]＞[A－]，B项错误；NaHCO3水解促进水的电离，酸的酸性越强，对水的电离的抑制程度越大，所以HB对水的电离的抑制程度最大，三种溶液中由水电离出的[OH－]的相对大小：NaHCO3溶液＞HA溶液＞HB溶液，C项正确；根据物料守恒可知，HA溶液和NaHCO3溶液反应所得溶液中[A－]＋[HA]＝0.1mol·L－1，D项正确。6．(2020·信阳联考)298K时，甲酸(HCOOH)和甲酸钠的混合溶液中HCOOH、HCOO－的浓度存在关系式：[HCOO－]＋[HCOOH]＝0.100mol·L－1，含碳元素的粒子浓度与pH的关系如图所示。下列说法中正确的是()A．298K时，HCOOH的电离常数Ka＝1.0×10－3.75mol·L－1
B．0.1mol·L－1HCOONa溶液中有[HCOO－]＋[HCOOH]＋[OH－]＜[H＋]＋0.1mol·L－1
3C．298K时，加蒸馏水稀释P点溶液，溶液中n(H＋)·n(OH－)增大D．0.1mol·L－1HCOONa溶液和0.1mol·L－1HCOOH溶液等体积混合后，溶液的pH＝3.75(混合后溶液体积变化忽略不计)答案解析AC[H][HCOO]1.0×103.75×0.050－
298K时，HCOOH的电离常数Ka＝＝mol·L1＝[HCOOH]0.050＋
－
－
－3.75
1.0×10－
mol·L1，A项正确；HCOONa溶液呈碱性，0.1mol·L－
－
＋
－
－
－
－1
HCOONa溶液中有0.1＋
－
mol·L1＋[OH]＞[H]＋0.1mol·L1，即[HCOO]＋[HCOOH]＋[OH]＞[H]＋0.1mol·L1，B项错误；298K时，加蒸馏水稀释P点溶液，溶液中[H][OH]＝Kw，保持不变，但加水稀释，＋
－
可同时促进HCOOH的电离和HCOONa的水解，n(H＋)和n(OH－)都增大，故n(H＋)·n(OH－)增大，C项正确；0.1mol·L－1HCOONa溶液和0.1mol·L－1HCOOH溶液等体积混合后，虽然混合溶液中[HCOO]＋[HCOOH]＝0.100mol·L1，但由于HCOOH的电离程度大于HCOONa的水解程－
－
度，混合溶液中[HCOO]＞[HCOOH]，故溶液的pH＞3.75，D项错误。二、非选择题7．(1)已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10＝6.2×10－8
－
－5
－
mol·L1，H2SO3的Ka1＝1.3×10－－
－
－2
mol·L1，Ka2
－－
mol·L1。若氨水的浓度为2.0mol·L1，溶液中的[OH]＝________mol·L1。将－
－7
SO2通入该氨水中，当[OH]降至1.0×10[SO23]mol·L时，溶液中的＝__________。－
[HSO3]－
－1
(2)氨是合成、铵盐和氮肥的基本原料。氨的水溶液显弱碱性，其原因为_____________(用离子方程式表示)；0.1mol·L1的氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液的pH________(填“升高”－
或“降低”)；若加入少量明矾，溶液中NH4的浓度________(填“增大”或“减小”)。＋
(3)25℃，两种酸的电离平衡常数如下表。Ka1/mol·LH2SO3H2CO3
－1
Ka2/mol·L－1
1.3×10－24.2×10－7
6.3×10－85.6×10－11
①HSO3的电离平衡常数表达式K＝_______________________________________________。－
②0.10mol·L－1
Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________。③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为______________________________。(4)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＋
N2H5的K＝8.7×107mol·L1；Kw＝1.0×10＋
－
－14
mol·L1)。联氨与硫酸形成的酸－
4式盐的化学式为______________________________________________________________。答案(1)6.0×10－3
＋
0.62－
(2)NH3·H2O－
[H＋][SO23](3)①[HSO－3]NH4＋OH降低增大－＋
②[Na＋]>[SO23]>[OH]>[HSO3]>[H]－
－
③H2SO3＋HCO3===HSO3＋CO2↑＋H2O－
－
(4)8.7×10－7解析＋
N2H6(HSO4)2
(1)由NH3·H2O的电离方程式及其电离平衡常数Kb＝1.8×10－5mol·L－1可知，Kb＝－
[NH4][OH]－－－＋－
＝1.8×105mol·L1，当氨水的浓度为2.0mol·L1时，溶液中的[NH4]＝[OH][NH3·H2O]＝6.0×10－3
mol·L1。由H2SO3的第二步电离方程式HSO3
－
－8
－1
－
SO23＋H及其电离平衡常数－
＋
－＋
[SO23][H]Ka2＝6.2×10mol·L可知，Ka2＝＝6.2×10－8mol·L－1，将SO2通入该氨水中，－
[HSO3]－
[SO26.2×10－83]－－7－1＋－7－1
当[OH]降至1.0×10mol·L时，溶液中的[H]＝1.0×10mol·L，则＝[HSO－1.0×10－73]＝0.62。(2)NH3·H2O为弱电解质，在溶液中部分电离产生NH4和OH－，使溶液显碱性。若加入少量＋
氯化铵固体，则[NH4]增大，使一水合氨的电离平衡逆向移动，[OH－]减小，pH降低。若加＋
入少量明矾，因Al3＋与OH－反应，使一水合氨的电离平衡正向移动，则[NH4]增大。＋
－
[H＋][SO23](3)①根据电离平衡常数的含义可知：HSO3的电离平衡常数表达式为K＝；－
[HSO3]－
②Na2SO3在溶液中发生电离：Na2SO3===2Na＋＋SO23，SO－2－
3发生水解反应：－
SO23＋－
H2O－
HSO3＋OH，水解产生的HSO3又有部分发生水解反应：HSO3＋H2O－
－
－
＋
－
H2SO3＋OH－1
，水解是微弱的，而且在水中还存在水的电离平衡H2O－
H＋OH，所以0.10mol·L－
－＋
Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为[Na＋]>[SO23]>[OH]>[HSO3]>[H]；③由于Ka2(H2SO3)－(4)联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4＋H2O1.0×10N2H5＋OH，再根据已知：N2H4＋H＋
－
－14
－1
＋
N2H5的K＝8.7×107mol·L＋
－1
及Kw＝＋－＋＋－
[N2H5][OH][N2H5][OH][H]mol·L，故联氨第一步电离平衡常数为K＝＝＝[N2H4][N2H4][H＋]5[N2H＋5]－＋7×1.0×10－14mol·L－1＝8.7×10－7mol·L－1；联氨为二元弱×OHH＝8.7×10[][][N2H4][H＋]碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。6
