高中化学水的电离和溶液的酸碱性_同步练习人教版选修四

用心 爱心 专心 水的电离和溶液的酸碱性 同步练习

（一）典型例题

【例1】常温下，纯水中存在电离平衡：H2OH++OH-，请填空：

改变条件 水的电离平衡移动 Kw 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

【分析】温度不变时，无论溶液是酸性、中性还是碱性，溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积都相同。常温下，此值为10-14。

在任何溶液中，水电离产生的氢离子浓度和水电离产生的氢氧根离子浓度始终相同，即为1:1。

【答案】

改变条件 水的电离平衡移动方向 Kw c(H+)总 c(OH-)总 水电离出的c(H+)

升温到100℃ 正向 增大 增大 增大 增大

通氯化氢 逆向 不变 10-12 mol/L 10-12 mol/L

加氢氧化钠固体 逆向 不变 10-10 mol/L 10-10 mol/L

加氯化钠固体 不动 不变 10-7 mol/L 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（ ）

A.1.0×10－7 mol·Ｌ－1 B.1.0×10－6 mol·Ｌ－1

C.1.0×10－2 mol·Ｌ－1 D.1.0×10－12 mol·Ｌ－1

【分析】本题以水的离子积为知识依托，考查学生对不同条件下水电离程度的认识，同时考查了思维的严密性。错解分析：pH=12的溶液，可能是碱溶液，也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解，就会漏选D。

解题思路：先分析pH=12的溶液中c(H＋)、c(OH－)的大小。由c(H＋)=10－pH得：

c(H＋)=1.0×10－12 mol·L－1 c(OH－)=1.0×10－2 mol·L－1

再考虑溶液中的溶质：可能是碱，也可能是强碱弱酸盐。最后进行讨论：(1)若溶质为碱，则溶液中的H＋都是水电离生成的：c水(OH－)=c水(H＋)=1.0×10－12 mol·Ｌ－1(2)若溶质为强碱弱酸盐，则溶液中的OH－都是水电离生成的：c水(OH－)=1.0×10－2 mol·Ｌ－1。

【答案】CD

【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/L B. 1×10-8 mol/L

C. 1×10-11 mol/L D. 1×10-10 mol/L 用心 爱心 专心 【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/L

c(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、1：1 B、1：2 C、1：10 D、10：1

【分析】根据定量计算，稀释后c(H+)=2×10-8mol·L-1，c(SO42-)=10-8 mol·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HＹ溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（ ）

A.3.0～3.3 B.3.3～3.5 C.3.5～4.0 D.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－1

pH=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 mL B.a=b=1000 mL

C.a＜b D.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/L B. （10-8+10-10）mol/L 用心 爱心 专心 C.（1×10-14-5×10-5）mol/L D. 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. 8.3 B. 8. C. 9 D. 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xL pH=a的盐酸溶液和yL pH=b的电离度为α的氨水恰好完全中和，则x/y的值为（ ）

A.1 B. 10-14-a-b /α C. 10a+b-14/α D.10a-b/α

【分析】c(HCl)=c(H+)=10-amol·L-1，盐酸的物质的量=10-a×x mol·L-1，c(NH3·H2O)·α=c(OH-)=10b-14 mol·L-1，NH3·H2O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NH3·H2O的物质的量=盐酸的物质的量=10-bmol·L-1×1L=10-bmol；所以氨水的电离度为10a+b-12 %。

【答案】A

【例11】用0.01mol/LH2SO4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H2SO4；②少加了1滴H2SO4(设1滴为0.05mL)。则①和②c(H+)之比为（ ）

A. 10 B. 50 C. 5×103 D. 104

【分析】多加1滴H2SO4，则酸过量，相当于将这1滴硫酸由0.05mL稀释至100mL。少加1滴H2SO4，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)(OHcKW=10-9(mol/L)，故二者比值为104。 用心 爱心 专心 【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CH3COONa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>③ B. ③>②>① C. ③=②>① D. 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； （ ）