化学专题----水溶液中的离子平衡及电化学基础试卷

第1页第二节水的电离和溶液的酸碱性典型例题及习题一（一）典型例题【例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10-2mol/L加氢氧化钠固体10-4mol/L加氯化钠固体10-7mol/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Kwc(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10-12mol/L10-12mol/L加氢氧化钠固体逆向不变10-10mol/L10-10mol/L加氯化钠固体不动不变10-7mol/L10-7mol/L【例2】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH－)为（）A.1.0×10－7mol·Ｌ－1B.1.0×10－6mol·Ｌ－1C.1.0×10－2mol·Ｌ－1D.1.0×10－12mol·Ｌ－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＋)=1.0×10－12mol·L－1c(OH－)=1.0×10－2mol·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＋)=1.0×10－12mol·Ｌ－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(OH－)=1.0×10－2mol·Ｌ－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.1×10-4mol/LB.1×10-8mol/LC.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×0.1mol/L）/2L=1×10-4mol/Lc(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、1：1B、1：2C、1：10D、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=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】虚拟HY为强酸，则将其与等体积水混合后第2页c(H＋)=21×10－3mol·L－1pH=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＋)＞21×10－3mol·L－1即pH＜3.3。【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（）A.a=b=100mLB.a=b=1000mLC.a＜bD.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/LB.（10-8+10-10）mol/LC.（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.8.3B.8.C.9D.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（）A.1B.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.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：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)，第3页c(H+)=5141010)(OHcKW=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=②③B.③②①C.③=②①D.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③②①。【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”）⑴读数：滴定前俯视或滴定后仰视；（）⑵未用标准液润洗滴定管；（）⑶用待测液润洗锥形瓶；（）⑷滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后尖嘴气泡消失；（）⑸不小心将标准液滴在锥形瓶的外面；（）⑹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CpH7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A.X＝Y＝ZB.X＞Y＝ZC.X＜Y＝ZD.X＝Y＜Z4．pH＝2的溶液，其H＋浓度为0.01mol/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.①③④5．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A.2︰1B.100︰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B.pH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0.01mol/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0.01mol/L第4页②若A为弱碱，其溶液的物质的量浓度大于0.01mol/L③反应前，A溶液中c(OH)-一定是0.01mol/L④反应后，混合溶液中阴离子的浓度大于阳离子的浓度A．①②B．①③C．①②③D．①②③④8．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=3.5B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1.0×10－13mol·L－1，则此溶液中一定不可能．．．．．大量存在的离子组是()A.Fe3＋、NO3-、Cl－、Na＋B.Ca2＋、HCO3-、Cl－、K＋C.NH4+、Fe2＋、SO