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－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

【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-)=10-8mol·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.3.0～3.3

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 ＋)＞2

1×10－3 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 (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. 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 +)=

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 +)=51410

10)(---=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