高中化学水的电离和溶液的酸碱性例题解析人教版选修四

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网水的电离和溶液的酸碱性例题解析【例1】（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3NH4++NH2-据此判断以下叙述中错误的是（）A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒B．一定温度下液氨中C(NH4+)·C(NH2-)是一个常数C．液氨的电离达到平衡时C(NH3)=C(NH4+)=C(NH2-)D．只要不加入其他物质，液氨中C(NH4+)=C(NH2-)（2）完成下列反应方程式①在液氨中投入一小块金属钠，放出气体＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②NaNH2溶于水的反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。③类似于“H++OH—=H2O”的反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。解析：此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的H+与H2O结合形成H3O+)以及水的电离平衡,并能迁移应用于对于NH3电离的认识：NH3分子电离产生H+和NH2—,H+与NH3结合生成NH4+，液氨电离产生等量的NH2—与NH4+，一定温度下离子浓度乘积为一常数；NH4+类似于H+，NH2—类似于OH—。具备上述知识后，就可顺利完成解题。答案：（1）C（2）①2Na+2NH3=H2↑+2NaNH2②NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑或NH2—+H2O=OH—+NH3↑③NH2—+NH4+=2NH3↑或NH4Cl+NaNH2=2NH3↑+NaCl【例2】某温度下纯水中C(H+)=2×10-7mol/L，则此时溶液中的C(OH-)=___________。若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+)=5×10-6mol/L，则此时溶液中的C(OH-)=___________。解析：由水电离产生的H+与OH-量始终相等，知纯水中C(H+)=C(OH-)。根据纯水中C(H+)与C(OH-)可求出此温度下水的Kw的值，由Kw的性质（只与温度有关，与离子浓度无关），若温度不变，稀盐酸中Kw仍为此值，利用此值可求出盐酸中的C(OH-)。答案：纯水中C(OH-)=C(H+)=2×10-7mol/LKw=C(H+)·C(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14稀盐酸中C(OH-)=Kw/C(H+)=(4×10-14)/(5×10-6)=8×10-9mol/L【例3】：某溶液中由水电离出来的C(OH—)=10-12mol/L，则该溶液中的溶质不可能是（）A、HClB、NaOHC、NH4ClD、H2SO4解析：由水电离反应式知：此溶液水电离产生的C(H+)=C(OH—)=10-12mol/L，若溶液中的H+全部来自水的电离，则此溶液显碱性，是因溶有碱类物质所致，若溶液中的H+不仅为水电离所产生，则此溶液显酸性，为酸性物质电离所致。NH4Cl不可能电离产生H+。解答：C学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网【例4】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)C(OH—)的操作是（）（1）将水加热煮沸（2）向水中投入一小块金属钠（3）向水中通CO2（4）向水中通NH3（5）向水中加入明矾晶体（6）向水中加入NaHCO3固体（7）向水中加NaHSO4固体A、（1）（3）（6）（7）B、（1）（3）（6）C、（5）（7）D、（5）解析：本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响，请按如下思路完成本题的解：本题涉及到哪些条件对水的电离平衡的影响？各自对水的电离平衡如何影响？结果任何（C(H+)与C(OH—)相对大小）？归纳酸、碱、盐对水的电离平衡的影响。解答：D【例5】、下列溶液，一定呈中性的是（）A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液B.[H+]=1×10-7mol·L-1的溶液C.pH=14-pOH的溶液D.pH=pOH的溶液解析：此题要求将教材中定义pH方法迁移应用于表示pOH以及pH与pOH的关系，根据pH的定义方法，可定义pOH=―lgC(OH―)，将室温下水的离子积的表达式C(H+)×C(OH—)=10―14两边取负对数，―lgC(H+)―lgC(OH―)=―lg10―14，整理得pH+pOH=14。应用所得关系式分析可得D答案。点评：pOH=―lgC(OH―)、pH+pOH=14两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内，我们不一定要掌握，但将教材中的知识、方法加以迁移应用，进行探究发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。此题作为全国高考化学测试题具有重要的指导意义，值得大家认真去领悟，在随后的2001年上海高考题以及2002年全国理科综合高考题中又出现了类似的题目。[练习]1、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＝OHcHclg，则下列叙述正确的是A、中性溶液的AG＝0B、酸性溶液的AG＜0C、常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG＝12D、常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG＝12(2001年上海)2、有人曾建议用AG表示溶液的酸度（acidityarede），AG的定义为AG＝lg（[H＋]/[OH－]）。下列表述正确的是A、在25℃时，若溶液呈中性，则pH＝7，AG＝1B、在25℃时，若溶液呈酸性，则pH＜7，AG＜0C、在25℃时，若溶液呈碱性，则pH＞7，AG＞0学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网、在25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG＝2(7－pH)【例6】室温下将n体积pH=10和m体积pH=13两种NaOH溶液混合得pH=12的NaOH溶液，则n：m=——————————————解析：此题是关于两种不反应的溶液混合后溶液pH值的计算，根据混合前后溶质(NaOH)量守恒，列式求解解答：pH=10C(H+)=10-10mol/LC(OH—)=10-4mol/LpH=13C(H+)=10-13mol/LC(OH—)=10-1mol/LpH=12C(H+)=10-12mol/LC(OH—)=10-2mol/L10-4·n+10-1·m=(n+m)×10-2n：m=100：11规律：有关混合溶液的pH计算，题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，但基本题型只有两种：（1）混合后不反应，（2）混合后反应。对于溶液的稀释，可将水作为浓度为0的溶液，仍属混合后不反应一类，这一类混合溶液的pH应介于两种溶液的pH之间，因而酸、碱溶液无论加多少水稀释，其最终pH均不可能等于纯水的pH（即常温不可能为7）。混合溶液pH的计算方法也很简单，即设法求出混合溶液的C(H+)，若是溶液显碱性，则必须先求出溶液的C(OH—)，然后再换算为C(H+)或按OH—量守恒列式求解。【例7】25ºC，若10体积的某强碱溶液与1体积的某强酸溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该碱的pH与强酸的pH之间该满足的关系是_______________________解析：由题意知，本题为酸、碱混合后完全中和，根据中和反应的实质可知，酸中n(H+)与碱中n(OH-)相等，故有C(H+)酸V酸==C(OH-)碱V碱，由此关系列式可求得结果。解答：设酸的pH为a，C(H+)酸=10-a，碱的pH为b，C(OH-)碱=10-14/10-b=10-(14-b)，因为混合后溶液呈中性，所以C(H+)酸V酸==C(OH-)碱V碱10-a×V=10-(14-b)×10V=10-(13-b)×V10-a=10-(13-b)两边取负对数：-lg10-a=-lg10-(13-b)，a=13-ba+b=13即酸的pH与碱的pH之和为13点评：上面解法尽管可顺利地得出本题的解，但题中的酸碱体积比可以任意变换，则每一变换都得重新求解，这就启发我们能否找出酸、碱pH与两者体积比之间的关系呢？同时若混合后不显中性其关系又会怎样呢？将上面的解改为：C(H+)酸V酸==C(OH-)碱V碱10-a×V酸=10-(14-b)×V碱10-a·10-b=10-14·（V碱/V酸）两边取负对数得：a+b=14―lg（V碱/V酸）若混合后溶液显酸性＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网若混合后溶液显碱性＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。