- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流，河水是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可直接毒害人体，也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。
请回答下列问题：
(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，该温度下1 mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离出的
c(OH－)＝________ mol·L－1。
(2)25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解方程式为__________，由水电离出的c(OH－)＝__________ mol·L－1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如上图所示，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。理由是__________________________________。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：
①25 ℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的化学方程式为__________________
(5)25 ℃时，在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，若测得pH＝6，则溶液中c(CH3COO－)－c(Na＋)＝________ mol·L－1(填精确值)，c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝________。
正确答案
(1)10－12 (2)CO32—＋H2O
(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，即c(H＋)＝c(OH－)＝10－6，可知Kw＝10－12,1 mol·L－1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH－)取决于溶液中的c(H＋)，即c水电离(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。(2)碳酸钠的水解反应分步进行，以第一步为主，强碱弱酸盐溶液呈碱性，由水电离出的c(OH－)或c(H＋)取决于溶液中的c(OH－)，为10－3 mol·L－1。(3)HX的pH变化量比醋酸的小，酸性较弱，电离平衡常数较小。(4)强碱弱酸盐对应的酸的酸性越弱，其水解程度就越大，pH越大，弱酸的电离平衡常数越小。其中Na2CO3对应的是K2＝5.6×10－11，H2CO3的K1大于K(HCN)，K2小于K(HCN)，因此向NaCN溶液中通入少量的CO2，产物应是NaHCO3。(5)溶液中存在电荷守恒：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝9.9×10－7 (mol·L－1)。通过电离平衡常数的表达式可知c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝K(CH3COOH)/c(H＋)＝18。
科学实验证明通常状态下并不存在NaAlO2,Al(OH)3溶于强碱溶液形成的阴离子实际是因为Al(OH)3分子中的铝原子最外层电子数未达到饱和,能与OH－离子形成配位键,结合生成[Al(OH)4]－,因此1molAl(OH)3与碱反应时只能中和1molH+,表现为一元酸.
(1)据此请写出Al(OH)3的两性电离的方程式____________________；
(2)硼与铝是同族元素，试推测H3BO3是_____元酸,酸性是________(强或弱);并写出其电离的方程式_____________________________；
正确答案
(1) 碱式电离:Al(OH)3
酸式电离: Al(OH)3 + H2O
(2)一元,弱酸;B(OH)3 +H2O
醋酸铅是一种特殊的能够溶解于水的弱电解质的盐，在离子方程式中不能改写为离子。
（1）水的电离平衡曲线如图所示，若A点表示25 ℃时水的电离达平衡时的离子浓度，B点表示95 ℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则95℃时0.1 mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离出的 c(H＋)= mol·L－1，Kw(25 ℃) Kw(95℃)(填“>”、“<”或“＝”)。25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl 固体，对水的电离平衡的影响是 (填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
（2）25℃时，在0.1L 0.2 mol·L-1的HA溶液中，有0.001mol的HA电离成离子，则该溶液的pH= ，电离度为 。
（3）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量（已知如表数据）。向NaCN溶液中通入少量CO2，所发生反应的化学方程式为 。
正确答案
（1）1×10－11、 < 、 促进 （2） 2 、 5% （3）NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3
试题分析：（1）由图中曲线可知，25℃时水的离子积Kw = c(H＋) × c(OH-)=10－14 ，95℃时水的离子积Kw = c(H＋) × c(OH-)=10－12 ，Kw(25 ℃)> Kw(95℃)，且95℃的氢氧化钠溶液中，当c(OH-)="0.1" mol·L－1 时，由水电离的c(H＋) =10－12 /0.1 mol·L－1 =10－11 ；往水中加水解的盐，将促进水的电离。
（2）因为HA为一元酸，所以有0.001molHA电离，则C(H+)="0.001mol÷0.1L=0.01" mol/L，所以pH=-lgC(H+)=2，电离度α=n电离/n总="0.001" mol÷(0.1L×0.2 mol/L) ×100%=5%。
（3）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量，所以酸的电离常数越大，则说明该酸酸性越强。所以从右表数据可知，酸性比较：H2CO3 >HCN>HCO3- ，所以根据强酸制弱酸原理，往NaCN溶液中通入少量CO2 发生的化学方程式为NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3 。
（4分）常温下，现有一瓶稀氨水、标准盐酸、pH试纸、必要的酸碱指示剂等药品，要测定
（1）先测稀氨水的__________，设其数值为a，可通过__________实验（写名称，不用写过程）实现此目的。
（2）再测定其pH，设其数值为b，其操作过程简述如下：__________
（3）用a、b表示该氨水的电离度
正确答案
（4分，每空1分）（1）物质的量的浓度 中和滴定
（2）用洁净的玻璃棒蘸取氨水，滴在pH试纸上，将试纸与标准比色卡相比较，从而测定此氨水的pH
（3）该氨水的电离度
要测定电离度，就必须测定溶液中总的分子数和电离的分子数；实际操作过程中可以分别测定其浓度。稀氨水的浓度可以通过酸碱中和滴定的方法测得；已电离的可以测定氢氧根的浓度，通过测得pH得到。
甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质，存在电离平衡，且改变条件平衡发生移动。实验方案如下：
甲：取纯度相同，质量、大小相等的锌粒于两支试管中，同时加入 0.1 mol·L-1的HA溶液、稀盐酸各10 mL，按图装好，观察现象。
乙：① 用pH计测定浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸的pH；
② 再取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴(1滴约为1/20 mL)分别稀释至100 mL，再用pH计测其pH变化。
(1)乙的方案中说明HA是弱电解质的理由是：测得0.1 mol·L-1的HA溶液的
pH 1(填“＞”、“＜”或“=”)；甲方案中，说明HA是弱电解质的实验现象是：
(填序号)
A.加入两种稀酸后，两个试管上方的气球同时鼓起，且一样大
B.加入HA溶液后，试管上方的气球鼓起慢
C.加入稀盐酸后，试管上方的气球鼓起慢
(2) 乙同学设计的实验第 步，能证明改变条件弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况，设计如下实验：
①使HA的电离程度和c(H+)都减小，c(A-)增大，可在0.1 mol·L-1的HA溶液中，选择加入 试剂(选填“A”、“B”、“C”或“D”,下同)；
②使HA的电离程度减小，c(H+)和c(A-)都增大，可在0.1 mol·L-1的HA溶液中，选择加入 试剂。
A.NaA固体(可完全溶于水)
B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C.1 mol·L-1 H2SO4
D.2 mol·L-1 HA
正确答案
(1)＞ B (2)② ①A ②D
(1)弱酸不能完全电离，故0.1 mol·L-1的HA中c(H+)必小于
0.1 mol·L-1，故pH＞1，因HA为弱酸，溶液中的c(H+)低于相同浓度的一元强酸的c(H+)，故产生氢气的速率稍慢，但最终由于电离出的氢离子的量相同，故生成氢气的体积一样大，即气球的体积一样大。
(2)乙方案中②，取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴稀释相同的倍数，弱酸HA的pH变化小，强酸的pH变化大，这是因为稀释能促进弱电解质电离平衡的移动。
（6分）写出下列物质在水溶液中的电离方程式或离子水解方程式。
1、写出下列三种物质的电离方程式
(1) HClO 。
（2）CH3COONa 。
（3）NH3·H2O 。
2、写出下列三种物质的离子水解方程式
（4）CH3COONa 。
（5）NH4Cl 。
（6）NaF 。
正确答案
（6分）（每小题1分）(1) HClO 
（2） CH3COONa ＝CH3COO- + Na+ （3） NH3·H2O
（4） CH3COO- + H2O
（5） NH4+ + H2O
试题分析：醋酸钠是强电解质，用等号连接，次氯酸和氨水都是弱电解质，用可逆号连接，因此正确的电离方程式是(1) HClO
点评：书写电离方程式时首先要判断电解质的强弱，然后在依据具体的电解质书写；而水解方程式的书写，则需要注意水解反应一般都是可逆的，其次还要注意多元弱酸根以及多元弱碱离子的不同。再就是水解的程度一般都很小，一般不能标出“↑”或“↓”。
某一元弱酸(用HA表示)在水中的电离方程式是：HA
(1)向溶液中加入适量NaA固体，以上平衡将向________(填“正”、“逆”)反应方向移动，理由是______________________________________________________。
(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液，以上平衡将向________(填“正”、“逆”、“不移动”)反应方向移动，溶液中c(A－)将________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，溶液中c(OH－)将________。
正确答案
(1)逆 c(A－)增大，平衡向减小c(A－)的方向即逆反应方向移动 (2)正 减小 增大
（1）HA在水中的电离方程式为HA
（2）若向溶液中加入适量NaCl溶液，以上平衡将向正反应方向移动，因溶液中c(A－)将减小，而溶液中c(OH－)将增大；
写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
NH3·H2O： ， Ba(OH)2：___________________________，
NaHSO4： ， NaHCO3：___________________________ 。
正确答案
（每空3分） NH3·H2O
NaHSO4=Na++H++SO42— NaHCO3=Na++HCO3—
NH3·H2O：NH3·H2O
Ba(OH)2：Ba(OH)2=Ba2++2OH—
NaHSO4：NaHSO4=Na++H++SO42—
NaHCO3：NaHCO3=Na++HCO3—
某二元酸(用H2A表示)在水中的电离方程式是：H2A=H＋＋HA－，HA－
(1)NaHA溶液________(填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“酸碱性无法确定”)，原因是______________________。
(2)某温度下，向0.1 mol·L－1的NaHA溶液中滴入0.1 mol·L－1 KOH溶液至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是________(填字母)。
正确答案
(1)显酸性 HA－只电离不水解 (2)BC
(1)由题给电离方程式知：HA－只电离不水解，所以NaHA溶液显酸性。(2)溶液显中性，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒有：c(H＋)＋c(Na＋)＋c(K＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，则c(Na＋)＋c(K＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)；加入KOH溶液，发生反应HA－＋OH－=A2－＋H2O，A2－水解使溶液显碱性，所以，加入的KOH的物质的量小于NaHA的物质的量，c(Na＋)>c(K＋)。
炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]－，其电离出的CN－有毒，当CN－与H＋结合生成HCN时，毒性更强。回答下列问题。
(1)剧毒物HCN的水溶液酸性很弱，写出其电离的方程式： 。
(2)与弱电解质碳酸的电离方式相似，[Au(CN)2]－也存在着两步电离，其一级电离方程式为 。
(3)处理这种废水是在碱性条件下，利用NaClO将CN－氧化为CO32-和N2，其离子方程式为 。在酸性条件下，ClO－也能氧化CN－，但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的主要原因是 。
正确答案
(1)HCN
(2)[Au(CN)2]－
(3)5ClO－＋2CN－＋2OH－=2CO32-＋N2↑＋H2O＋5Cl－ 生成剧毒物HCN，对人体有害
(1)HCN的水溶液酸性很弱，说明HCN为弱电解质，电离方程式为HCN
有浓度为0.1 mol•L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：
（1）三种溶液中c(H+) 依次为a mol•L-1，b mol•L-1，c mol•L-1，其大小顺序为__________。
（2）等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH 溶液反应，生成的盐的物质的量依次为n 1mol，n2 mol，n3 mol，它们的大小关系为____________。
（3）中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V1L、V2L、V3L，其大小关系为____________。
（4）与锌反应时产生氢(气)的速率分别为v1、v2、v3，其大小关系为____________
正确答案
（1）a＝
盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，存在电离平衡。所以
（1）a＝
（2）由于酸根的物质的量都是相同的，因此生成的盐的物质的量也是相同的，即n1=n2=n3。
（3）在氢氧化钠相同的条件下，需要硫酸的量少，因此答案是V1=V3=1/2V2。
（4）氢离子浓度越大，反应速率越快，所以根据（1）可知，反应速率是v2＞v1＞v3.
(4分)工业上用MnO2为原料制取KMnO4，主要生产过程分为两步进行：第一步将MnO2和KOH、粉碎，混匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K2MnO4；第二步将K2MnO4的浓溶液用惰性电极进行电解，在阳极上得到KMnO4，在阴极上得到KOH。电解K2MnO4的浓溶液时，两极发生的电极反应式：
阴极是 ，阳极是 ；
电解的总反应方程式是 。
正确答案
由题意在阳极上得到KMnO4，在阴极上得到KOH，阴极是水的电离平衡被破坏，阴极：2H2O ＋2e―=H2＋2OH― ;阳极：MnO42――e―=MnO42―
总反应：2K2MnO4＋2H2O=2KMnO4＋2KOH＋H2↑
已经知25℃时几种物质的电离度（溶液浓度为0.1mol）如下表：
（已知（H2SO4的第一步是完全电离的）
（1）25℃时，0.1mol/L上述几种溶液[H+]由大到小的顺序是（填序号）____；
（2）25℃时，pH值相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是____；
（3）25℃时，将足量的 Zn粉放入等体积、pH=1的上述几种溶液中产生氢气的体积（同温同压下），由大到小顺序为____；
正确答案
(1)①④②③
(2)③②④①
(3)③②①④
(4)HSO4-
(1)对上述四种溶液，均为0.1mol/L时，H2SO4＝H+＋HSO4-，HSO4-
∴顺序为①④②③
(2)25℃，pH值相同的四种溶液，[H+]浓度相同，其电离度越小，该电解质溶液的浓度越大，所以应为：③②④①，其中H2SO4的浓度最小，是因为它的第一步完全电离与HCl相同，但其第二步又可电离出一定的H+，所以二者综合，其浓度最小。
(3)在等体积，[H+]浓度相同的情况下，加入足量的Zn粉，将产生氢气的量与各电解质的浓度有关，因该反应可进行到底，溶液浓度越大，则溶质的物质的量越大，产生H2越多，但对H2SO4和HCl而言，其pH都为1，盐酸浓度要比H2SO4大；但反应中，盐酸完全消耗，而H2SO4为二元酸，第一步完全电离，第二步也在与Zn反应中趋于完全进行，所以[H+]浓度在反应中增加，产生的氢气量比盐酸多，顺序为③②①④。
（4分）有H+浓度相同、体积相等的三种酸：a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸，同
时加入足量的锌，则开始时反应速率由大到小的顺序是 （用
a、b、c表示）， 完全反应后生成H2的体积由大到小是 。
正确答案
a=b=c a=b
试题分析：盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，则在氢离子浓度相同的条件下，和锌反应时最初的反应速率是相等的。由于醋酸的浓度最大，所以醋酸产生的氢气最多，而盐酸和硫酸产生的氢气是相等的。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，试题基础性强，侧重对学生解题方法的培养和训练，有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力，提高学生的灵活应变能力。
在一定温度下，有a．盐酸 b．硫酸 c．醋酸三种酸：
（1）当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是 。
（2）同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
（3）若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是 。
（4）当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
（5）当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为 ，反应所需时间的长短关系是 。
（6）将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H+)由大到小的顺序是 。
正确答案
（1）b>a>c （2）b>a＝c （3）c>a>b(或c>a＝2b) （4）c>a＝b （5）a＝b＝c a＝b>c （6）c>a＝b
试题分析：（1）氯化氢和硫酸是强电解质，在水中完全电离，盐酸是一元酸，所以盐酸中c（H+）=c（HCl），硫酸是二元酸，硫酸溶液中c（H+）=2c（H2SO4），醋酸是一元弱酸，所以醋酸溶液中c（H+）＜c（CH3COOH），则当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是b＞a＞c；（2）同体积同物质的量浓度的三种酸，三种酸n（HCl）=n（CH3COOH）=n（H2SO4），盐酸和醋酸是一元酸，硫酸是二元酸，盐酸和醋酸需要氢氧化钠的物质的量相等，硫酸需要的氢氧化钠是盐酸和醋酸的2倍，中和NaOH能力由大到小的顺序是b＞a=c；（3）氯化氢和硫酸是强电解质，盐酸是一元酸，硫酸是二元酸，醋酸是弱电解质且是一元酸，所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等，硫酸中氢离子浓度是硫酸的浓度的2倍，醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度，所以当三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为c＞a＞b；（4）当三者c（H+）相同、体积相同时，盐酸、硫酸完全电离，只有醋酸在继续电离，则分别加入足量锌，相同状况产生的气体体积由大到小的顺序为c＞a=b；（5）与锌反应时产生氢气的速率与氢离子浓度成正比，氢离子浓度越大，反应速率越大，当c（H+）相同、体积相同时，同时加入形状、质量、密度相同的锌，则开始时反应速率的大小关系是a=b=c；反应过程中，醋酸不断电离，氢离子浓度较大，反应速率较快。反应所需时间的长短关系是a＝b>c；（6）将c（H+）相同的三种酸均稀释相同倍数，盐酸、硫酸的变化相同，但醋酸为弱酸，促进电离，稀释相同的倍数时，其pH由大到小的顺序为a=b＞c。
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