电离平衡练习
一、选择题（共10题）
1.稀氨水中存在着下列平衡：NH3·H2O NH＋OH－，若要使平衡向左移动，同时使c(OH－)增大，应加入的适量物质或采取的措施是( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水 ⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③⑥
C.③ D.③⑤
2.相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离常数K 9×10－7 9×10－6 1×10－2
A.三种酸的强弱关系：HX>HY>HZ
B.反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生
C.相同温度下，0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大
D.相同温度下，1 mol/L HX溶液的电离常数大于0.1 mol/L HX溶液的电离常数
3.已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH＝4
B.升高温度，溶液的pH增大
C.此酸的电离常数约为1×10－7
D.由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍
4.醋酸为一元弱酸，25 ℃时，其电离常数Ka＝1.75×10－5。下列说法错误的是( )
A.0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH在2～3范围内
B.CH3COONa溶液中，c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)
C.将0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液加水稀释，其电离常数和均不变
D.等体积的0.1 mol·L－1 NaOH溶液和0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液混合后，溶液pH>7，且c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
5.室温下，向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加入下列物质，对所得溶液的分析正确的是( )
加入的物质 对所得溶液的分析
A 90 mL H2O 由水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1
B 0.1 mol CH3COONa固体 c(OH－)比原CH3COOH溶液中的大
C 10 mL pH＝1 的H2SO4溶液 CH3COOH的电离程度不变
D 10 mL pH＝11的NaOH溶液 c(Na＋)＝c(CH3COO－)＞c(OH－)＝c(H＋)
6.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
HClO K＝3×10－8
H2CO3 Ka1＝4×10－7 Ka2＝6×10－11
A.向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：CO＋2Cl2＋H2O===2Cl－＋2HClO＋CO2↑
B.向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：2HCO＋Cl2===Cl－＋ClO－＋2CO2↑＋H2O
C.向NaClO溶液中通少量CO2：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO
D.向NaClO溶液中通过量CO2：CO2＋2NaClO＋H2O===Na2CO3＋2HClO
7.常温下，将pH＝a的NaOH溶液与pH＝b的醋酸溶液等体积混合后，两者恰好完全反应，则该温度下醋酸的电离常数约为( )
A.1014－a－2b B.10a＋b－14
C.10a－2b D.10a－2b＋14
8.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)变化的曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A.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>c
C.将a、b两点溶液混合，所得溶液中：c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)
D.氨水稀释过程中，c(NH)/c(NH3·H2O)不断减小
9.浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度：a点小于b点
C.若两溶液无限稀释，则它们的c(OH－)相等
D.当lg＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
10.常温下，向20 mL 0.2 mol/L H2X溶液中滴加0.2 mol/L NaOH溶液，溶液中各微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示，以下说法不正确的是( )
A.由图可推测，H2X为弱酸
B.滴加过程中发生的反应有：H2X＋OH－===HX－＋H2O，HX－＋OH－===X2－＋H2O
C.水的电离程度：a点与b点大致相等
D.若常温下Ka(HY)＝1.1×10－2，HY与少量Na2X发生的反应是：2HY＋X2－===H2X＋2Y－
二、非选择题（共题）
11.现有pH＝2的醋酸甲和pH＝2的盐酸乙：
(1)取10 mL甲溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡____________(填“向左”“向右”或“不”，下同)移动；若加入少量的冰醋酸，醋酸的电离平衡____________移动，若加入少量无水醋酸钠固体，待固体溶解后，溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值将____________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释100倍。稀释后的溶液，其pH大小关系为pH(甲)____________(填“大于”“小于”或“等于”)pH(乙)。若将甲、乙两溶液等体积混合，溶液的pH＝____________。
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH＝7，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)____________(填“大于”“小于”或“等于”)V(乙)。
(4)取25 mL的甲溶液，加入等体积pH＝12的NaOH溶液，反应后溶液中c(Na＋)、c(CH3COO－)的大小关系为c(Na＋)____________(填“大于”“小于”或“等于”)c(CH3COO－)。
12.已知：
酸 H2C2O4 HF H2CO3 H3BO3
电离平衡 常数Ka Ka1＝5.9×10－2 Ka2＝6.4×10－5 未知 Ka1＝4.2×10－7 Ka2＝5.6×10－11 5.8×10－10
(1)为了证明HF是弱酸，甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究。
①甲同学取一定体积的HF溶液，滴入2滴紫色石蕊试液，显红色，再加入NaF固体观察到的现象是____________，则证明HF为弱酸。
②乙同学取10 mL未知浓度的HF溶液，测其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL。再测其pH为b，若要认为HF为弱酸，则a、b应满足的关系是b<____________(用含a的代数式表示)。
③丙同学用pH试纸测得室温下0.10 mol·L－1的HF溶液的pH为2，则测定HF为弱酸，由丙同学的实验数据可得室温下HF的电离常数约为____________。
(2)25 ℃时，调节2.0×10－3 mol·L－1氢氟酸水溶液的pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F－)与溶液pH的变化关系如图所示。请结合图中信息回答下列问题：
HF电离平衡常数的表达式：Ka＝____________。室温下，向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH＝3.4时，c(F－)∶c(HF)＝____________。HF的电离常数值为____________。
13.食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5≈10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1HAc溶液的体积为__________ mL。
(2)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，测定pH，记录数据。
序 号 V(HAc) /mL V(NaAc) /mL V(H2O) /mL n(NaAc) ∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… … … … … …
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息，补充数据：a＝________，b＝________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由： ________________________________
___________________。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(3)小组分析上表数据发现：随着的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________ mol·L－1。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点________。
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(4)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ __________，测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(5)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途：_________
_____。
14.(1)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH＝13，CO2主要转化为________(写离子符号)；若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，溶液pH＝________。(室温下，H2CO3的K1＝4×10－7；K2＝5×10－11)
(2)调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放。已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝1∶________∶________。
答案
1.C解析 若在氨水中加入NH4Cl固体，c(NH)增大，平衡向左移动，c(OH－)减小，①不符合题意；硫酸中的H＋与OH－反应，使c(OH－)减小，平衡向右移动，②不符合题意；当在氨水中加入NaOH固体后，c(OH－)增大，平衡向左移动，③符合题意；若在氨水中加入水，稀释溶液，平衡向右移动，c(OH－)减小，④不符合题意；电离属于吸热过程，加热平衡向右移动，c(OH－)增大，⑤不符合题意；加入MgSO4固体发生反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)减小，平衡向右移动，⑥不符合题意。
2. B解析 表中电离常数大小关系：HZ>HY>HX，所以酸性强弱为HZ>HY>HX，可见A、C不正确。电离常数只与温度有关，与溶液浓度无关，D不正确。
3. B解析 A项，c(H＋)＝0.1%×0.1 mol·L－1＝10－4 mol·L－1，pH＝4；B项，因HA在水中有电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，c(H＋)增大，pH减小；C选项，
K＝＝≈≈1×10－7；D项，c(H＋)＝10－4 mol·L－1，所以水电离出的c(H＋)水＝10－10 mol·L－1，前者是后者的106倍。
4. C解析 A.Ka＝＝1.75×10－5，c(H＋)≈c(CH3COO－)，则c(H＋)＝＝＝×10－3，pH＝－lg(×10－3)＝3－lg，因2＝3－lg＜3－lg＜3－lg＝3，则溶液的pH在2～3范围内，故A正确；B.CH3COONa溶液中，根据质子守恒得：c(CH3COOH)＋c(H＋)＝c(OH－)，故B正确；C.温度不变，则电离常数不变，将0.1 mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释，c(CH3COO－)减小， Ka＝，增大，故C错误；D.等体积的0.1 mol·L－1NaOH溶液和0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液混合后，溶液溶质为CH3COONa，pH>7，则c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)，故D正确。
5. B解析 A.向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加入90 mL H2O，醋酸的电离平衡正向移动c(H＋)>10－4 mol·L－1，故由水电离出的c(H＋)<10－10 mol·L－1，选项A错误；B.向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体，醋酸根离子浓度增大，醋酸的电离逆向移动，c(OH－)比原CH3COOH溶液中的大，选项B正确；C.向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加入10 mL pH＝1的H2SO4溶液，氢离子浓度增大，抑制醋酸的电离，CH3COOH的电离程度减小，选项C错误；向10 mL pH＝3的CH3COOH溶液中加入10 mL pH＝11的NaOH溶液，醋酸过量，所得溶液呈酸性，故c(CH3COO－) ＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，选项D错误。
6. C解析 根据表格数据可知酸性：H2CO3＞HClO＞HCO。A项，向Na2CO3溶液中滴加少量氯水：2CO＋Cl2＋H2O===Cl－＋2HCO＋ClO－，错误；B项，向NaHCO3溶液中滴加少量氯水：HCO＋Cl2===Cl－＋HClO＋CO2↑，错误；C项，反应方程式正确；D项，向NaClO溶液中通入过量CO2：CO2＋NaClO＋H2O===NaHCO3＋HClO，错误。
7. A解析 pH＝b的醋酸溶液中c(H＋)＝c(CH3COO－)＝10－b mol·L－1，pH＝a的NaOH溶液中c(OH－)＝c(NaOH)＝10a－14 mol·L－1，将两者等体积混合，恰好完全反应，则说明醋酸的物质的量浓度等于NaOH的物质的量浓度，c(CH3COOH)约为10a－14 mol·L－1，故该温度下醋酸的电离常数为1014－a－2b。
8. B解析 A.加水稀释时，一水合氨进一步电离，导电能力变化较小，则曲线Ⅰ为氨水稀释曲线，故A错误；B.盐酸显酸性，氨水显碱性，导电能力越大，说明离子浓度越大，则a、b、c三点溶液的pH：a>b>c，故B正确；C.将a、b两点溶液混合，由于氨水浓度大于盐酸浓度，反应后氨水过量，所以溶液显碱性，c(Cl－)
10. C解析 在H2X溶液中滴加NaOH溶液首先发生反应H2X＋OH－===HX－＋H2O，该反应过程中H2X的浓度逐渐减小，HX－的浓度逐渐增大，然后发生HX－＋OH－===X2－＋H2O，HX－的浓度逐渐减小，X2－的浓度逐渐增大，根据反应过程及每个阶段中粒子种类的变化分析。A.由图和分析可知当X2－的浓度最大时酸碱恰好反应，溶液显碱性，说明盐是强碱弱酸盐，故H2X为弱酸，故A正确；B.由分析和图像可知滴加过程中发生的反应有：H2X＋OH－===HX－＋H2O，HX－＋OH－===X2－＋H2O，故B正确；C.由图像可知a点的溶质组成为等量的H2X和NaHX的混合溶液，b点为等量的NaHX和Na2X的混合溶液，H2X是酸抑制水的电离，Na2X为强碱弱酸盐促进水的电离，由此可知b点水的电离程度大于a点水的电离程度，故C错误；D.由图可得a点Ka1(H2X)＝＝c(H＋)＝10－7，b点Ka2(H2X)＝＝c(H＋)＝10－11，若常温下Ka(HY)＝1.1×10－2，则酸性HY>H2X>HX－，根据强酸制弱酸的原则，HY与少量Na2X发生的反应是：2HY＋X2－===H2X＋2Y－，故D正确。
11. (1)向右 向右 减小 (2)小于 2 (3)大于 (4)小于
解析 (1)根据勒夏特列原理可知，加水稀释后电离平衡正向移动；若加入冰醋酸，相当于增大了反应物浓度，因此电离平衡也正向移动；加入醋酸钠固体后，溶液中醋酸根离子浓度增大，抑制了醋酸的电离，故的值减小。(2)由于在稀释过程中醋酸继续电离，故稀释相同的倍数后pH甲小于乙。盐酸和醋酸溶液的pH都是2，溶液中的H＋浓度都是0.01 mol·L－1，设醋酸的原浓度为c mol·L－1，混合后平衡没有移动，则有：
由于温度不变醋酸的电离常数不变，结合数据可知醋酸的电离平衡确实未发生移动，因此混合后溶液的pH仍等于2。(3)取体积相等的两溶液，醋酸的物质的量较多，经NaOH稀溶液中和至相同pH时，消耗NaOH溶液的体积V(甲)大于V(乙)。(4)两者反应后醋酸过量，溶液显酸性，根据电荷守恒可得c(Na＋)小于c(CH3COO－)。
12. (1)①红色变浅 ②a＋2 ③1.0×10－3
(2) 1∶1 4.0×10－4(取pH＝4时，查图中数据计算得到)
解析 (1)①HF在溶液中电离出氢离子和氟离子，溶液显酸性，滴入2滴紫色石蕊试液，显红色，再加入NaF固体，HF的电离平衡向逆方向移动，氢离子浓度减小，溶液的红色变浅，证明HF存在电离平衡，即HF为弱酸；②乙同学取10 mL未知浓度的HF 溶液，测其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1 000 mL，体积增大102倍，弱酸加水稀释会促进弱酸的电离，稀释102倍，pH变化小于2个单位，所以稀释后pH＝b
②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(3)①0.110 4
(4)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液 (5)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)
解析 (1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5.0 mL。(2)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的，稀释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动。(3)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。滴定过程中，当V(NaOH)＝0时，c(H＋)＝≈ mol·L－1＝10－2.88 mol·L－1，溶液的pH＝2.88，当V(NaOH)＝11.04 mL时，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc溶液，Ac－发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(NaOH)无限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲线如图：
。
(4)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。(5)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒；H2SO3具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂；H3PO4是中强酸，可用作食品添加剂，同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。
14. (1)CO 10 (2)1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2
解析 (1)若所得溶液的pH＝13，溶液呈强碱性，则CO2主要转化为CO。若所得溶液c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，根据K2＝，则c(H＋)＝K2×＝5×10－11×2 mol·L－1＝10－10 mol·L－1，pH＝－lg 10－10＝10。(2)Ka1＝，Ka2＝[c(CO)×c(H＋)]/c(HCO)，pH＝12时，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，则c(CO)＝1012Ka2c(HCO)，c(HCO)＝1012Ka1c(H2CO3)，进而可得c(CO)＝1012Ka2×1012Ka1c(H2CO3)，故有c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝c(H2CO3)∶1012Ka1c(H2CO3)∶[1012Ka2×1012Ka1c(H2CO3)]＝1∶1012Ka1∶1024Ka1·Ka2。
