1、 水的电离和溶液的酸碱性 同步练习 （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 10-2 mol/L 加氢氧化钠固体 10-4 mol/L 加氯化钠固体 10-7 mol/L 【分析】 温度不变时，无论溶液是酸性、中性还是碱性，溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积都相同。常温下， 此值为 10-14。 在任何溶液中，水电离产生的氢离子浓度和水电离产生的氢氧根离子浓度始终相同，即为1:1。 【答案】 改变条件 水的电离平衡移动方向 Kw
2、 c(H+)总 c(OH-)总 水电离出的 c(H+) 升温到 100 正向 增大 增大 增大 增大 通氯化氢 逆向 不变 10-12 mol/L 10-12 mol/L 加氢氧化钠固体 逆向 不变 10-10 mol/L 10-10 mol/L 加氯化钠固体 不动 不变 10-7 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（ ） 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 【分析】 本题以水的离子积为知识依托，考查学生对不同条件下水
3、电离程度的认识，同时考查了思维的严密性。错解分析： pH=12的溶液，可能是碱溶液，也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解，就会漏选 D。 解题思路：先分析 pH=12的溶液中 c(H )、 c(OH )的大小。由 c(H )=10 pH得： c(H )=1.0 10 12 mol L 1 c(OH )=1.0 10 2 mol L 1 再考虑溶液中的溶质：可能是碱，也可能是强碱弱酸盐。最后进行讨论： (1)若溶质为碱，则溶液中的 H 都是水电离生成的： c 水 (OH )=c 水 (H )=1.0 10 12 mol 1(2)若溶质为强碱弱酸盐，则溶液中的 OH 都是水电离生成的： c 水
4、(OH )=1.0 10 2 mol 1。 【答案】 CD 【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
5、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
6、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。 【
7、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+)
8、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.（ 110 -14-510 -5） mol/L D. 110 -11 mol/L 【分析】 把 101mL的
9、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 xL pH=a的盐酸溶液和
10、 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】 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】 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（ ）
11、 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：多加了 1 滴
12、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】 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+)= 100 201.005.0 =10-5(mol/L)， 少加 1滴硫酸时， c(OH-) 100 201.005.0 =10-5(mol/L)， c(H+)=5141010)( OHc KW=10
13、-9(mol/L)，故二者比值为 104。 【答案】 D 【例 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】 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=C
14、H3COOH+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 3.14.4，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】 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
15、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
16、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 C pH14时，则 Va/Vb= (填表达式 )，且 Va Vb(填 、7 时，水的电离一定受到促进 C. a7 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 =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.
17、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。 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
18、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)OHNH( )OHNH( 231 23221 ccVV 10，即 V1 10V2。 12 A 根据电荷守恒，反应后的溶液中： c(Na ) c(H )=c
19、(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1-molg18 g1000，则： n= 181000 mol 10 7 mol=5.56 108 答案： B 16 D 17 2CH3CH2OH CH3CH2OH2+ + CH
20、3CH2O- 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
21、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 LLmo lLLmo l
22、 06.0 04.0205.020.030.0 11 =301 mol L 1 pH=1.48 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 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 pH1.0 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； a7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 0.1mol 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=5.7， B 选项也不正确。 C 选项中把
