水电离和溶液酸碱性典型例题与习题

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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 2O 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

【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-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

【例3】室温下,把1mL0.1mol/L 的H 2SO 4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 【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 (SO 42-

):c (H +

)约为( ) A 、1:1 B 、1:2 C 、1:10 D 、10:1 【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 -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

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(NH3·H2O)·α=c(OH-)=10b-

b-14÷α×y mol·L-1。根据题意:

14 mol·L-1,NH

3·H2O物质的量为10

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.10

a +

b -12

% B. 10

a +

b -14

% C. 10

12-a -b

% D. 10

14-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 -14

mol ·L -1

即氨水电离出的OH -

的物质的量为10

a -14

mol ,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10

a +

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. 10

B. 50

C. 5×103

D. 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 +)=1002

01.005.0⨯⨯=10-5

(mol/L), ②少加1滴硫酸时,c (OH -)

1002

01.005.0⨯⨯=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>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; ( )

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