《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

3. 在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答：
　　　　　　　
(1)“O”点导电能力为0的理由是______________________________。
(2)a、b、c三点处，溶液的c(H⁺)由小到大的顺序为____________________。
(3)a、b、c三点处，电离程度最大的是__________。
(4)若将c点溶液中c(CH₃COO⁻)增大，c(H⁺)减小，可采取的措施有：
①______________________________；
②______________________________；
③______________________________。

答案： 3. 解析：溶液的导电能力主要由离子浓度来决定，题目中的图像说明冰醋酸加水稀释过程中，离子浓度随着水的加入先逐渐增大到最大值又逐渐减小，故c(H+)是b点最大，c点最小，这是因为c(H+)=V(aq)n(H+)​，加水稀释，醋酸的电离平衡正向移动，n(H+)增大使c(H+)有增大的趋势，而V(aq)增大使c(H+)有减小的趋势，c(H+)是增大还是减小，取决于这两种趋势中哪一种占主导地位。在“O”点时，未加水，只有醋酸，因醋酸未发生电离，没有自由移动的离子存在，故不能导电；要使CH3​COO−的浓度增大，H+浓度减小，可通过加入OH−、活泼金属等使平衡正向移动。
答案：
(1)在“O”点处醋酸未电离，无离子存在
(2)c<a<b 
(3)c
(4)①加少量NaOH固体 ②加少量Na2​CO3​固体 ③加入Zn、Mg等金属

任务三 电离平衡常数的计算与应用
[探究活动]
生活中我们会遇到很多跟酸有关的物质，食醋中含有醋酸，水果中含有柠檬酸，可乐中含有碳酸，酸奶中含有乳酸，蔬菜中含有草酸等，一些药品中含有马兜铃酸、乙酰水杨酸等等。
活动1 查阅资料发现，醋酸、碳酸和硼酸在25℃的电离平衡常数分别是1.75×10⁻⁵、4.5×10⁻⁷（第一步电离）和5.8×10⁻¹⁰。它们的酸性强弱顺序是怎样的？有何规律？
活动2 乙酰水杨酸（俗称阿司匹林）是一种一元弱酸（用HA表示）。在一定温度下，0.10mol·L⁻¹乙酰水杨酸水溶液中，乙酰水杨酸的电离度α为5.7％，求该酸的电离平衡常数。

答案： 【探究活动】
1. 提示：醋酸＞碳酸＞硼酸。$K_{a}$值越大，酸性越强。
2. 提示：乙酰水杨酸的电离方程式为$HA\rightleftharpoons H^{+}+A^{-}$。在0.10mol·L⁻¹该酸的水溶液中，达到电离平衡状态时：$c(H^{+}) = c(A^{-}) = c(HA)_{起始}\cdot\alpha = 0.10mol·L^{-1}\times5.7\% = 5.7\times10^{-3}mol·L^{-1}$。$c(HA)_{平衡}=c(HA)_{起始}\cdot(1 - \alpha)=0.10mol·L^{-1}\times(1 - 5.7\%) = 9.43\times10^{-2}mol·L^{-1}$，则$K_{a}=\frac{c(H^{+})\cdot c(A^{-})}{c(HA)_{平衡}}=\frac{(5.7\times10^{-3})^{2}}{9.43\times10^{-2}}\approx3.5\times10^{-4}$。

[评价活动]
1. 将浓度为0.05mol·L⁻¹的HClO溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（ ）
A. c(H⁺)
B. $\frac{c(HClO)}{c(H^{+})}$
C. $K_{a}(HClO)$
D. $\frac{c(ClO^{-})}{c(HClO)}$

答案： 【评价活动】
1. D 解析：HClO溶液加水稀释，HClO的电离平衡正向移动，$c(H^{+})$、$c(ClO^{-})$均减小，A错误；$n(H^{+})$增大，$n(HClO)$减小，由于溶液体积相同，则$\frac{c(HClO)}{c(H^{+})}$减小，B错误；由于温度不变，则$K_{a}(HClO)$不变，$\frac{c(ClO^{-})}{c(HClO)}=\frac{K_{a}(HClO)}{c(H^{+})}$，由于$c(H^{+})$减小，则$\frac{c(ClO^{-})}{c(HClO)}$增大，C错误，D正确。

2. 已知下面三个数据：6.3×10⁻⁴、5.6×10⁻⁴、6.2×10⁻¹⁰分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生：NaCN+HNO₂=HCN+NaNO₂；NaNO₂+HF=HNO₂+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是（ ）
A. $K_{a}(HF)=6.3×10^{-4}$
B. $K_{a}(HNO_{2})=6.2×10^{-10}$
C. 三种酸的强弱顺序为HF＞HNO₂＞HCN
D. $K_{a}(HCN)＜K_{a}(HNO_{2})＜K_{a}(HF)$

答案： 2. B 解析：相同温度下弱电解质的电离常数的大小是比较弱电解质相对强弱的条件之一。根据题中反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为$HF\gt HNO_{2}\gt HCN$，由此可判断：$K_{a}(HF)\gt K_{a}(HNO_{2})\gt K_{a}(HCN)$，其对应数据依次为：$K_{a}(HF)=6.3\times10^{-4}$、$K_{a}(HNO_{2})=5.6\times10^{-4}$、$K_{a}(HCN)=6.2\times10^{-10}$。