水的电离和溶液的酸碱性8

《第二节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：H2O H++OH-，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【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】K w c(H+)总c(OH-)总水电离出的c(H+) 改变条件水的电离平衡移动方向升温到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－1B.1.0×10－6 mol·Ｌ－1C.1.0×10－2 mol·Ｌ－1D.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/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 (SO 42-)=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.3.0～3.3 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 －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. 8.3 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.1 B. 10-14-a -b /α C. 10a +b -14/α D.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CH 3COONa 固体，发生反应：HCl+CH 3COONa==CH 3COOH+NaCl ，当以酚酞作指示剂时，HCl 、CH 3COOH 被NaOH 中和：HCl+NaOH==NaCl+H 2O ，CH 3COOH+NaOH==CH 3COONa+H 2O ，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CH 3COOH 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。