水的电离和溶液的酸碱性典型例题及习题

1 高二化学高二化学 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性 典型例题及习题典型例题及习题 一 典型例题 一 典型例题 例例 1 1 常温下 纯水中存在电离平衡 H2OH OH 请填空 改变条件水的电离平衡移动Kwc 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 例例 2 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 1 B 1 0 10 6 mol 1 C 1 0 10 2 mol 1 D 1 0 10 12 mol 1 例例 3 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 答案答案 D 例例 4 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 答案答案 C 例例 5 5 弱酸 H 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 3B 3 3 3 5C 3 5 4 0D 3 7 4 3 分析分析 虚拟 HY 为强酸 则将其与等体积水混合后 c H 10 3 mol L 1 2 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 10 3 mol L 1即 pH 3 3 2 1 答案答案 A 例例 6 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 mL C a b D a b 2 分析分析 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 答案答案 C 例例 7 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 例例 8 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 例例 9 9 室温下xL pH a的盐酸溶液和yL pH b的电离度为 的氨水恰好完全中和 则x y的值为 A 1 B 10 14 a b C 10a b 14 D 10a b 分析分析 c HCl c H 10 amol L 1 盐酸的物质的量 10 a x mol L 1 c NH3 H2O c OH 10b 14 mol L 1 NH3 H2O 物质的量为 10b 14 y mol L 1 根据题意 10 a x 10b 14 y 得x y 10a b 14 答案答案 C 例例 10 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 3 分析分析 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 答案答案 A 例例 11 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 多加了 1 滴 H2SO4 少加了 1 滴 H2SO4 设 1 滴为 0 05mL 则 和 c H 之比为 A 10 B 50 C 5 103 D 104 分析分析 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 多加 1 滴硫酸时 c H 10 5 mol L 100 201 0 05 0 少加 1 滴硫酸时 c OH 10 5 mol L 100 201 0 05 0 c H 10 9 mol L 故二者比值为 104 5 14 10 10 OHc KW 答案答案 D 例例 12 12 有 三瓶体积相等 浓度都是 1mol L 1的盐酸溶液 将 加热蒸发至体积一半 向 中加入少量的 CH3COONa 固体 加入后仍显酸性 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 B C D 分析分析 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 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 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 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 CH3COOH 不能被 NaOH 完全中和 三种溶液所消耗的 NaOH 溶液体积为 答案答案 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 4 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 二 基础练习 一 选择题一 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 C pH 7 的溶液 D OH 14 时 则 Va Vb 填表达式 且 Va Vb 填 或 20 有甲 乙两份等体积的浓度均为 0 1mol 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 0 1mol 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 7 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 锥形瓶用蒸馏水冲洗后 不经干燥便直接盛待测溶液 滴定接近终点时 用少量蒸馏水冲洗瓶内壁 三 计算题三 计算题 22 在 t 时 稀硫酸和盐酸混合液中 c H 10 a mol L 1 c OH 10 b mol 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 60mL Ba 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 0 48 三 能力测试 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 1 B 9 1 C 1 11 D 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 A 1 B 10 C 12 D 13 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 A pH 2 的硫酸 B pH 2 的醋酸 C 0 01mol L 的甲酸 D 0 01mol L 的硝酸 4 下列溶液 pH 0 的盐酸 0 5mol L 1的盐酸溶液 0 1mol L 1的氯化铵溶液 0 1mol L 1 的氢氧化钠溶液 0 1mol 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 B C D 5 25 时 在某物质的溶液中 由水电离出的c H 1 0 10 amol L 1 下列说法正确的是 A a7 时 水的电离一定受到促进 C a7 时 溶液的 pH 可能为a 8 6 某温度下重水中存在电离平衡 D2O D OD D2O 的离子积常数 1 0 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 30mL0 5mol L 1NaOD 的重水溶液中加入 20mL0 5mol L 1DCl 的重水溶液 所得溶液 pD 11 D pD 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 第二节第二节 水的电离和溶液的酸碱性参考答案水的电离和溶液的酸碱性参考答案 二 基础练习 1 D 2 D 3 B 4 B 5 D 6 BD 7 A 8 D 9 BC c水 H 1 0 10 13 mol 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 5 mol 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 OHNH OHNH 231 232 2 1 c c V V 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 a mol L 1 V mL 10b 14 mol L 1 10V mL 解得 a b 13 13 D 14 CD 15 解析 常温下 c H 1 0 10 7 mol L 1 即每升水中已电离的水的物质的量是 1 0 10 7 mol 而每升水的物质的量是 则 1 molg18 g1000 n mol 10 7 mol 5 56 108 18 1000 9 答案 B 16 D 17 2CH3CH2OH CH3CH2OH2 CH3CH2O Kw pCH3CH2OH2 9 55 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 CH3COOHCH3COO 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 0 05mol L 1 c HCl 0 20mol L 1 2 pH 1 3 最初混合酸 c H 0 05mol L 1 2 0 20mol L 1 0 30mol L 1 pH 0 52 B 点还没有完全中和 酸有剩余 c H L LLmolLLmol 06 0 04 0 205 0 20 0 30 0 11 mol L 1 pH 1 48 30 1 所以 B 点比最初混合酸的 pH 增加 1 48 0 52 0 96 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 0 01 摩尔 由 H OH H2O 知 0 1 x 0 01 1 x 0 001 得x 1 9 答案 D 2 D 10 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 5 0 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 0 5mol L 1的盐酸