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水的电离和溶液的酸碱性典型例题及习题

高二化学《水的电离和溶液的酸碱性》典型例题及习题(一)典型例题【例1】常温下,纯水中存在电离平衡:H+-,请填空:改变条件水的电离平衡移动K w c(H+)总c(OH-)总水电离出的c(H+) 升温到100℃通氯化氢10-2 mol/L加氢氧化钠固体10-4 mol/L加氯化钠固体10-7 mol/L【例2】室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的c(OH-)为()双选A.1.0×10-7 mol·L-1B.1.0×10-6 mol·L-1C.1.0×10-2 mol·L-1D.1.0×10-12 mol·L-1【例3】室温下,把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+,其浓度接近于()A. 1×10-4 mol/LB. 1×10-8 mol/LC. 1×10-11 mol/LD. 1×10-10 mol/L【分析】温度不变时,水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。

在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生,而氢离子则由酸和水共同电离产生。

当酸的浓度不是极小的情况下,由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分),而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。

所以,酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子。

稀释后c(H+)=(1×10-3L×0.1mol/L)/2L = 1×10-4mol/Lc(OH-) = 1×10-14/1×10-4 = 1×10-10 mol/L【答案】D【例4】将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c (SO42-):c (H+)约为()A、1:1B、1:2C、1:10D、10:1【分析】根据定量计算,稀释后c(H+)=2×10-8mol·L-1,c(SO42-)=10-8mol·L-1,有同学受到思维定势,很快得到答案为B。

其实,题中设置了酸性溶液稀释后,氢离子浓度的最小值不小于1×10-7mol·L-1。

所以,此题稀释后氢离子浓度只能近似为1×10-7mol·L-1。

【答案】C【例5】弱酸H Y溶液的pH=3.0,将其与等体积水混合后的pH 范围是( )A.3.0~3.3B.3.3~3.5C.3.5~4.0D.3.7~4.3【分析】虚拟HY 为强酸,则将其与等体积水混合后c (H +)=21×10-3 mol ·L -1pH=3+lg2=3.3,事实上HY 为弱酸,随着水的加入,还会有部分H +电离出来,故c (H +)>21×10-3 mol ·L -1即pH <3.3。

【答案】A【例6】将体积均为10 mL 、pH 均为3的盐酸和醋酸,加入水稀释至a mL 和b mL ,测得稀释后溶液的pH 均为5,则稀释后溶液的体积( )A.a =b=100 mLB.a =b=1000 mLC.a <bD.a >b【分析】盐酸是强电解质,完全电离。

在加水稀释过程中盐酸电离出的H +离子的物质的量不会增加。

溶液中c (H +)与溶液体积成反比,故加水稀释时,c (H +)会随着水的加入而变小。

醋酸是弱电解质,发生部分电离。

在加水稀释过程中未电离的醋酸分子发生电离,从而使溶液中H +离子的物质的量增加,而c (H +)与溶液体积同样成反比,这就使得此溶液中c (H +)受到n (H +)的增加和溶液体积V 增加的双重影响。

很明显,若将盐酸和醋酸同等程度的稀释到体积都为a ,则盐酸的c (H +)比醋酸的c (H +)小。

若要稀释到两溶液的c (H +)相等,则醋酸应该继续稀释,则有b >a 。

【答案】C【例7】99mL0.1mol/L 的盐酸和101mL0.05mol/L 氢氧化钡溶液混合后,溶液的c(H +)为( )(不考虑混合时的体积变化)。

A. 0.5×(10-8+10-10)mol/LB. (10-8+10-10)mol/LC.(1×10-14-5×10-5)mol/LD. 1×10-11 mol/L【分析】把101mL 的Ba(OH)2分差成99mL 和2mL ,其中99mLBa(OH)2溶液和99mL 盐酸溶液恰好完全反应,这样就相当于将2mL0.05mol/L 的Ba(OH)2加水稀释至200mL ,先求溶液中的[OH -],然后再化成[H +],故应选D 。

[答案]D【例8】将pH=8的NaOH 溶液与pH=10的NaOH 溶液等体积混合后,溶液的pH 值最接近于( )。

A. 8.3B. 8.C. 9D. 9.7[解析]同种溶质的酸或碱溶液混合后溶液的pH 值约为大的pH 减去0.3(两溶液的pH 值必须相差2以上)。

[答案]D【例9】室温下x L pH=a 的盐酸溶液和y L pH=b 的电离度为α的氨水恰好完全中和,则x /y 的值为( )A.1B. 10-14-a -b /αC. 10a +b -14/αD.10a -b /α【分析】c (HCl)=c (H +)=10-a mol ·L -1,盐酸的物质的量=10-a ×x mol ·L -1,c (NH 3·H 2O)·α=c (OH -)=10b -14 mol ·L -1,NH 3·H 2O 物质的量为10b -14÷α×y mol ·L -1。

根据题意:10-a ·x =10b -14÷α×y ,得x /y =10a +b -14/α。

【答案】C【例10】若在室温下pH=a 的氨水与pH=b 的盐酸等体积混合,恰好完全反应,则该氨水的电离度可表示为( )A.10a +b -12 %B. 10a +b -14 %C. 1012-a -b %D. 1014-a -b %【分析】设氨水和盐酸各取1L 。

氨水电离出的c (OH -)=10-14÷10-a mol ·L -1=10a -14mol ·L -1 即氨水电离出的OH -的物质的量为10a -14mol ,而NH 3·H 2O 的物质的量=盐酸的物质的量=10-b mol ·L -1×1L=10-b mol ;所以氨水的电离度为10a +b -12 %。

【答案】A【例11】用0.01mol/LH 2SO 4滴定0.01mol/LNaOH 溶液,中和后加水至100mL 。

若滴定时终点判断有误差:①多加了1滴H 2SO 4;②少加了1滴H 2SO 4(设1滴为0.05mL)。

则①和②c (H +)之比为( )A. 10B. 50C. 5×103D. 104【分析】多加1滴H 2SO 4,则酸过量,相当于将这1滴硫酸由0.05mL 稀释至100mL 。

少加1滴H 2SO 4,相当NaOH 溶液过量2滴,即将这部分NaOH 溶液稀释至100mL 。

现计算如下:①多加1滴硫酸时,c (H +)=100201.005.0⨯⨯=10-5(mol/L), ②少加1滴硫酸时,c (OH -)100201.005.0⨯⨯=10-5(mol/L), c (H +)=5141010)(---=OH c K W =10-9(mol/L),故二者比值为104。

【答案】D 【例12】有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol ·L -1的盐酸溶液,将①加热蒸发至体积一半;向②中加入少量的CH 3COONa 固体(加入后仍显酸性);③不作任何改变,以酚酞作指示剂,用NaOH 溶液滴定上述三种溶液,所耗NaOH 溶液的体积为( )A. ①=②>③B. ③>②>①C. ③=②>①D. ①=②=③【分析】本题着重考查酸碱中和、溶液的酸碱性判断及抽象思维能力。

对①加热蒸发,由于HCl的挥发性比水大,故蒸发后溶质可以认为没有,消耗的NaOH溶液的体积最少。

在②中加入CH3COONa固体,发生反应:HCl+CH3COONa==CH3COOH+NaCl,当以酚酞作指示剂时,HCl、CH3COOH被NaOH中和:HCl+NaOH==NaCl+H2O,CH3COOH+NaOH==CH3COONa+H2O,此过程中被中和的H+物质的量与③相同。

若改用甲基橙作指示剂,因为甲基橙的变色范围(pH)为3.1~4.4,此时,部分CH3COOH不能被NaOH完全中和,三种溶液所消耗的NaOH溶液体积为③>②>①。

【答案】C【例13】以标准的盐酸溶液滴定未知的氢氧化钠为例,判断以下操作所引起的误差(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)⑴读数:滴定前俯视或滴定后仰视;()⑵未用标准液润洗滴定管;()⑶用待测液润洗锥形瓶;()⑷滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴气泡消失;()⑸不小心将标准液滴在锥形瓶的外面;()⑹指示剂用量过多。

()【分析】本题主要考查学生的实验操作规范及误差分析能力。

(1)滴定前俯视或滴定后仰视会导致标准液读数偏大,造成滴定结果偏高。

(1)未用标准液润洗滴定管,会使标准液浓度降低,造成滴定结果偏高。

(3)用待测液润洗锥形瓶,会使标准液用去更多,造成滴定结果偏高。

(4)气泡不排除,结束后往往气泡会消失,所用标准液读数增大,造成测定结果偏高。

(5)不小心将标准液滴在锥形瓶的外面,导致标准液读数偏大,造成滴定结果偏高。

(6)指示剂本身就是一种弱电解质,指示剂用量过多会导致标准液耗去偏多,造成测定结果偏高。

(二)基础练习一、选择题1.下列溶液肯定是酸性的是()A 含H+的溶液B 加酚酞显无色的溶液C pH<7的溶液D [OH-]<[H+]的溶液2.将pH试纸用蒸馏水湿润后,去测定某溶液的pH,该溶液的pH将会A.偏高B.偏低C.不变D.上述三种情况均有可能3.pH相同的氨水、氢氧化钠和氢氧化钡溶液,分别用蒸馏水稀释到原来的X倍、Y倍、Z倍,稀释后三种溶液的pH同,则X、Y、Z的关系是A.X=Y=ZB.X>Y=ZC.X<Y=ZD.X=Y<Z4.pH=2的溶液,其H+浓度为0.01mol/L,下列四种情况的溶液:①25℃的溶液、②100℃的溶液、③强酸溶液、④弱酸溶液,与上述符合的有A.①③B.①②③④C.③④D.①③④5.有甲、乙两种溶液,甲溶液的pH是乙溶液的两倍,则甲溶液中[H+]与乙溶液中[H+]的关系A.2︰1B.100︰1C.1︰100D.无法确定6.有两瓶pH值都等于2的酸溶液,一瓶是强酸,另一瓶是弱酸,可用来鉴别它们的一组试剂是A.石蕊试液和水B.pH试纸和水C.酚酞试液和水D.酚酞试液和苛性钠溶液7.一元碱A与0.01mol/L的一元强酸等体积混合后所得溶液的pH为7。

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