水的电离和溶液的酸碱性典型例题及习题.docx

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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：

H2O

H++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

10-2mol/L

加氢氧化钠固体

10-4mol/L

加氯化钠固体

10-7mol/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.1.0×10－7mol·Ｌ－1mol·Ｌ－1

mol·Ｌ－1mol·Ｌ－1

【例3】室温下，把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.1×10-4mol/LB.1×10-8mol/L

C.1×10-11mol/LD.1×10-10mol/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×L）/2L=1×10-4mol/L

c（OH-）=1×10-14/1×10-4=1×10-10mol/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HＹ溶液的pH=，将其与等体积水混合后的pH范围是（）

A.3.0～3.5【分析】虚拟HY为强酸，则将其与等体积水混合后

c（H＋）=

×10－3mol·L－1

pH=3＋lg2=，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＋）＞

×10－3mol·L－1即pH＜。

【答案】A

【例6】将体积均为10mL、pH均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至amL和bmL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积（）

=b=100mL=b=1000mL

＜b＞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】L的盐酸和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/L

C.（1×10-14-5×10-5）mol/LD.1×10-11mol/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.

[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（两溶液的pH值必须相差2以上）。

[答案]D

【例9】室温下xLpH=a的盐酸溶液和yLpH=b的电离度为α的氨水恰好完全中和，则x/y的值为（）

B.10-14-a-b/αC.10a+b-14/αD.10a-b/α

【分析】c（HCl）=c（H+）=10-amol·L-1，盐酸的物质的量=10-a×xmol·L-1，c（NH3·H2O）·α=c（OH-）=10b-14mol·L-1，NH3·H2O物质的量为10b-14÷α×ymol·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-amol·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LH2SO4滴定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。

则①和②c（H+）之比为（）

A.10B.50C.5×103D.104

【分析】多加1滴H2SO4，则酸过量，相当于将这1滴硫酸由稀释至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+）=

=10-5（mol/L），

②少加1滴硫酸时，c（OH-）

=10-5（mol/L），

c（H+）=

=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>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~，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”）

读数：

滴定前俯视或滴定后仰视；（）

未用标准液润洗滴定管；（）

用待测液润洗锥形瓶；（）

滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后尖嘴气泡消失；（）

不小心将标准液滴在锥形瓶的外面；（）

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

CpH<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

＝Y＝Z＞Y＝Z＜Y＝Z＝Y＜Z

4．pH＝2的溶液，其H＋浓度为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.①③④

5．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

︰1︰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L的一元强酸等体积混合后所得溶液的pH为7。

以下说法中正确的是（）

①若A为强碱，其溶液的物质的量浓度等于L

②若A为弱碱，其溶液的物质的量浓度大于L

③反应前，A溶液中c（OH）-一定是L

④反应后，混合溶液中阴离子的浓度大于阳离子的浓度

A．①②　　　B．①③　　C．①②③　　D．①②③④

8．下列叙述正确的是（）

ApH=3和pH=4的盐酸各10mL混合，所得溶液的pH=

B溶液中[H+]越大，pH值也越大，溶液的酸性就越强

C液氯虽然不导电，但溶解于水后导电情况良好，因此，液氯也是强电解质

D当温度不变时，在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数

9．在室温下，某溶液中由水电离出的H＋浓度为×10－13mol·L－1，则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是（）

＋、NO3-、Cl－、Na＋＋、HCO3-、Cl－、K＋

+、Fe2＋、SO42-、NO3-－、SO42-、K＋、Na＋

10．为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度（AG）的概念，AG=lg

，则下列叙述正确的是（）

A.中性溶液的AG=0

B.酸性溶液AG＜0

C.常温下mol·L－1氢氧化钠溶液的AG=12

D.常温下mol·L－1盐酸溶液的AG=12

11．在25℃时，分别用pH=9、pH=10的两种氨水中和同浓度、同体积的盐酸，消耗氨水的体积分别为V1和V2，则V1和V2的关系是（）

=10V2＞10V2＜10V2＞10V1

12．在25℃时向VmLpH=a的盐酸中，滴加pH=b的NaOH（aq）10VmL时，溶液中Cl－的物质的量恰好等于Na＋的物质的量，则a+b的值是

B.14D.不能确定

13．在一定温度下，相同pH的硫酸和硫酸铝溶液中水电离出来的c（H＋）分别是×10－amol·L－1和×10－bmol·L－1，此温度下，水的离子积常数KW为（）

A.1.0×10－142a、有%醋酸溶液，其电离度为10%，假设溶液的密度为1g/mL，则下列结论正确的是

A.[H＋]＝10－3mol/LB.[OH－]＝10－9mol/L

＝4D.溶液中由水电离的[H＋]＝10－10mol/L

15．水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子中只有1个分子发生电离，则n值是（）

能使水的电离平衡向电离方向移动，而且所得溶液显酸性的是（）

A.将水加热到99℃，使水的pH=B.在水中滴入稀硫酸

C.在水中加入小苏打D.在水中加入氯化铝固体

二、填空题

17．水的电离可表示为2H2O

H3O++OH-。

已知，乙醇CH3CH2OH也能发生类似电离，写出该电离方程式___________________________________________________；又知乙醇的离子积常数为KS=1×，在乙醇中的Ks相当于水中的________，与pH相当的是________________________，其值是_____________________。

18．

（1）有两瓶pH都等于2的无色溶液：

一瓶是强酸，一瓶是弱酸。

为了对它们作出鉴别，某学生只用蒸馏水和pH试纸，便得出结论，试简述其方法和结论：

______________________________________。

（2）试设计一个简单的实验证明，在醋酸溶液中存在着CH3COOH

CH3COO-+H+的电离平衡。

（要求写出简要操作、现象及实验能说明的问题）

19．在25℃时，有pH=a的盐酸与pH=b的NaOH溶液，取VaL该盐酸同该NaOH溶液恰好反应，需VbLNaOH溶液，问：

（1）若a+b=14时，则Va/Vb=（填数值）；

（2）若a+b=13时，则Va/Vb=（填数值）；

（3）若a+b>14时，则Va/Vb=（填表达式），且VaVb（填>、<或=）．

20．有甲、乙两份等体积的浓度均为·L-1的氨水，pH为11。

（1）甲用蒸馏水稀释100倍，则NH3·H2O的电离平衡向__________（填“促进”或“抑制”）电离的方向移动，溶液的pH将为_______（填序号）。

A．9~11之间B．11

C．12~13之间D．13

（2）乙用·L-1的氯化铵溶液稀释100倍。

稀释后的乙溶液与稀释后的甲溶液比较，pH______（填“甲大”、“乙大”或“相等”），其原因是________________________________________________________

____________________________________________。

21．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“不变”）

滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量液滴溅出；（）

标准液在刻度线以上，未予调整；（）

滴定前仰视，滴定后俯视（标准液）；（）

碱式滴定管（待测液），或移液管里有水珠未经润洗，直接注入待测液；（）

移液管吸取待测液后，悬空放入锥形瓶（尖嘴与瓶壁不接触）；（）

滴定到指示剂颜色刚变化，就认为到了滴定终点。

（）

⑺锥形瓶用蒸馏水冲洗后，不经干燥便直接盛待测溶液；（）

⑻滴定接近终点时，用少量蒸馏水冲洗瓶内壁。

（）

三、计算题

22．在t℃时，稀硫酸和盐酸混合液中，c（H+）=10－amol·L－1，c（OH-）=10－bmol·L－1，已知a+b=12.向20mL该混合酸溶液中逐滴加入pH=11Ba（OH）2溶液，生成BaSO4的量如图所示，当加入60mLBa（OH）2溶液时，C点溶液的pH=6（体积变化忽略不计），试计算：

（1）最初混合酸溶液中c（H2SO4）=，c（HCl）=；

（2）A点pH=；

（3）B点比最初混合酸的pH增加多少（写出计算过程）（lg3=）

（三）能力测试

1．pH=13的强碱溶液和pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱溶液和强酸溶液的体积之比为（）

A.11:

1B.9:

1C.1:

11D.1:

9

2．将0.23g钠投入到100mL水中，充分反应后所得溶液的密度为1g/cm3，则该溶液的pH为（温度为25℃）（）

.10C

3．在10mLpH=12的NaOH溶液中，加入10mL的某酸，再滴入石蕊试液，溶液显红色。

这种酸可能是（）。

=2的硫酸=2的醋酸的甲酸的硝酸

4．下列溶液：

①pH=0的盐酸，②·L-1的盐酸溶液，③·L-1的氯化铵溶液，④·L-1的氢氧化钠溶液，⑤·L-1的氟化钠溶液，由水电离的H+浓度由大到小的顺序正确的是（）

A.①②③④⑤B.③⑤④②①C.①②③⑤④D.⑤③④①②

5．25℃时，在某物质的溶液中，由水电离出的c（H+）=×10-amol·L-1，下列说法正确的是（）

A.a<7时，水的电离一定受到促进>7时，水的电离一定受到促进

C.a<7时，溶液的pH一定为aD.a>7时，溶液的pH可能为a

6．某温度下重水中存在电离平衡D2O

D++OD-，D2O的离子积常数=×10-12，若pD=-lgc（D+），该温度下有关分析正确的是（）

A.0.1molNaOD溶于重水制成1L溶液，pD=13

B.将pD=4的DCl的重水溶液稀释100倍，所得溶液pD=6

C.向·L-1NaOD的重水溶液中加入·L-1DCl的重水溶液，所得溶液pD=11

=10的NaOD的重水溶液中，由重水电离出的c（OD-）为1×10-10mol·L-1

7．Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：

2Fe3++2I-==2Fe2++I2（水溶液），当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡____（填：

向左、向右、不）移动。

第二节水的电离和溶液的酸碱性参考答案

（二）基础练习

1．D7．A8．D

9．BCc水（H＋）=×10－13mol·L－1，则该溶液可能是强碱性溶液，也可能是强酸性溶液，总之，水的电离被抑制。

因而“一定不可能大量存在”是指酸性和碱性条件下都不能大量存在。

评注：

若去掉题干中的“不可”，则选D。

若去掉题干中的“一定不”，则选AD。

10．AD

11．B因为pH1=9，所以c1（OH－）=10－5mol·L－1；因为pH2=10，所以c2（OH－）=10－4　mol·L－1

根据题意得：

c1（NH3·H2O）V1=c2（NH3·H2O）V2

由于弱电解质浓度越大，电离程度越小，则

＞10，即V1＞10V2。

12．A根据电荷守恒，反应后的溶液中：

c（Na＋）＋c（H＋）=c（OH－）＋c（Cl－）

由于c（Na＋）=c（Cl－）

所以：

c（OH－）=c（H＋）

即酸所提供的n（H＋）等于碱所提供的n（OH－）：

10－amol·L－1×VmL=10b－14mol·L－1×10VmL

解得：

a＋b=13。

13．D

15．解析：

常温下，c（H＋）=×10－7mol·L－1，即每升水中已电离的水的物质的量是×10－7mol，而每升水的物质的量是

，则：

n=

mol∶10－7mol=×108

答案：

B

16．D

17．2CH3CH2OH

CH3CH2OH2++CH3CH2O-KwpCH3CH2OH2

18．

（1）等倍数（如1000倍）地稀释两种溶液，稀释过程中pH变化大的是强酸，pH变化小的是弱酸。

（2）在醋酸溶液中滴加石蕊试液，溶液变红色，证明醋酸能电离出H+；在上述溶液中加入少量的CH3COONH4晶体，振荡溶液，溶液颜色变浅，说明c（H+）变小，证明醋酸溶液中存在CH3COOH

CH3COO-+H+的电离平衡。

（注意：

用CH3COONH4晶体而不用CH3COONa晶体，是因为CH3COONH4在溶液中呈中性，故选择之。

）

19．

（1）1

（2）10－1

（3）10-14／（10-a×10－b）;>.

20．

（1）促进；A

（2）甲大，乙用NH4Cl稀释后c（NH4+）增大，使NH3·H2O的电离平衡向抑制电离的方向移动，又由于NH4Cl溶液中NH4+水解，使稀释后的乙溶液的c（H+）增大

21．答案：

（1）~（6）：

偏低；（7）、（8）：

无影响。

22．

（1）c（H2SO4）=·L－1,c（HCl）=·L－1

（2）pH=1

（3）最初混合酸c（H+）=·L－1×2+·L－1=·L－1

pH=

B点还没有完全中和，酸有剩余

c（H+）=

=

mol·L－1pH=

所以B点比最初混合酸的pH增加－=

（三）能力测试

1．【解析】溶液混合一定先考虑相互之间的化学反应。

设加入的强酸的体积为1升，加入的强碱的体积为x，则混合前含氢离子摩尔，由：

H++OH-=H2O，知：

×x–=（1+x）×，得x=1/9。

【答案】D

2．D

3．[解析]本题实质考查对指示剂变色范围的了解程度。

石蕊变红色，则pH<。

[答案]B、C。

4．[解析]纯水和酸、碱、盐的稀溶液中都存在着c（H+）与c（OH-）的乘积为一个常数关系，常温下纯水或不发生水解的盐的溶液中，水电离出的c（H+）=10-7mol·L-1。

在酸或碱溶液中，由水电离产生的c（H+）都小于10-7mol·L-1，酸（或碱）电离出的c（H+）或c（OH-）越大，则其水电离出的就越小。

pH=0的盐酸溶液中，水电离出的c（H+）=10-14mol·L-1，·L-1的盐酸溶液中，水电离出来的c（H+）=2×10-14mol·L-1，·L-1的氢氧化钠溶液中，水电离出c（H+）=10-13mol·L-1。

氯化铵、氟化钠等能发生盐的水解而促进了水的电离。

由于NH3·H2O电离度小于HF，NH4+水解程度大于F-，故氯化铵溶液中水电离程度比氟化钠溶液中的水电离程度大。

综上所述，水电离出的c（H+）由大到小的顺序为③⑤④②①。

[答案]B

5．[解析]围绕水电离出的c（H+）=×10-amol·L-1考查水的电离知识点的掌握程度。

当a<7时，c（H+）=×10-amol·L-1>×10-7mol·L-1，此是水的电离被促进，则溶液必是盐溶液，可能溶液呈酸性或碱性，因此pH可能为a或14-a；a>7时，水的电离一定被抑制，则可能酸溶液或碱溶液，pH可能为a或14-a。

[答案]AD

6．[解析]根据该温度下重水的离子积常数，可推算·L-1NaOD重水溶液中含c（D+）=10-12/c（OD-）=10-12/10-1=10-11。

A选项不正确。

该温度下纯重水电离的c（D+）=c（OD-）=10-6mol·L-1，把pD=4的DCl重水溶液稀释100倍后，c（D+）=10-6+10-6=2×10-6mol·L-1，所得溶液pD=6-lg2=，B选项也不正确。

C选项中把·L-1NaOD重水溶液与·L-1DCl重水溶液混合后所的溶液：

c（OD-）=×，pD=10-11

D选项，pD=10的NaOD重水溶液中的c（OD-）=10-2mol·L-1，因此由重水电离出的c（OD-）=c（D+）=10-10mol·L-1。

[答案]CD

7．向右