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改变条件 升温到100℃ 通氯化氢 加氢氧化钠固体 加氯化钠固体 水的电离平衡移动 Kw H++OH-,请填空: c(H+)总 10-2 mol/L c(OH-)总 水电离出的c(H+) 10-4 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( )双选 A.1.0×107 mol·L

-1

B.1.0×106 mol·L1

C.1.0×10

-2

mol·L

-1

D.1.0×10

-12

mol·L1

【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-)=10-8 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

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【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)=

1--

×103 mol·L1 2

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)>

1--

×103 mol·L1即pH<3.3。 2【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 C.a<b

B.a=b=1000 mL

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

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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:

0.05?0.01?2=10-5(mol/L),

100-0.05?0.01?2 ②少加1滴硫酸时,c(OH)=10-5(mol/L),

100?14KW10+-9

c(H)==10(mol/L),故二者比值为104。 ?c(OH?)10?5【答案】D ①多加1滴硫酸时,c(H+)=

【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

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