第二节 水的电离和溶液的酸碱性.docx

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第二节水的电离和溶液的酸碱性

第二节　水的电离和溶液的酸碱性

一、单项选择题

1．（2014·莱芜期末）t℃时，水的离子积为KW，该温度下将amol/L一元酸HA与bmol/L一元碱BOH等体积混合，若混合后溶液呈中性，下列说法一定正确的是（A）

A．混合溶液中，c（H＋）＝

B．混合溶液的pH＝7

C．a＝b

D．混合溶液中：

c（B＋）＝c（A－）＋c（OH－）

解析：

pH＝7表示中性溶液是在常温下，B项错误；未指明酸和碱的强弱，不能确定二者的体积关系，C项错误；根据电荷守恒，阳离子还有H＋，D项错误。

2．（2014·北京海淀区期末）某种碳酸饮料中主要含柠檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸钠等成分，常温下测得其pH约为3.5，下列说法不正确的是（C）

A．柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离

B．该碳酸饮料中水的电离受到抑制

C．常温下，该碳酸饮料中KW的值大于纯水中KW的值

D．打开瓶盖冒出大量气泡，是因为压强减小，降低了CO2的溶解度

解析：

柠檬酸电离出H＋，抑制碳酸和水的电离，A、B项正确；水的离子积常数只与温度有关，C项错误；气体的溶解性随着压强的降低而减小，打开瓶盖，压强降低气体溶解度降低逸出CO2，D项正确。

3．（2014·深圳调研）水的电离平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是（B）

A．图中对应点的温度关系为a>b

B．水的电离常数K电离数值大小关系为b>d

C．温度不变，加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点

D．在b点对应温度下，将pH＝2的H2SO4与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，溶液显酸性

解析：

a、b两点水的离子积分别为1×10－14、1×10－12，温度越高水的离子积越大，所以b点对应的温度较高，A项错误。

由于b点对应的温度高于d点，所以b点时水的电离常数大于d点，B项正确。

温度不变时，水的离子积不变，加入NaOH不可能使溶液从c点变到a点，因为这两点c（H＋）不相等但c（OH－）相等，水的离子积不相等，故C项错误。

由于b点水的离子积为1×10－12，所以将pH＝2的H2SO4与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，恰好完全反应，溶液显中性，D项错误。

4．下图是向100mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时溶液pH变化的图象，根据图象所得结论正确的是（A）

A．原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L－1

B．x为0.1mol的NaOH

C．原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

D．x为1mol的NaOH

解析：

由图象起点pH＝1，可知原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L－1，选项A正确，C错误；x为酸碱恰好中和点，此时n（HCl）＝n（NaOH）＝0.1mol·L－1×0.1L＝0.01mol，故BD均错误。

5．（2014·合肥质检）常温下，15mL某待测物质的量浓度的盐酸，用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的滴定曲线如下图所示，则两种溶液的物质的量的浓度分别是（D）

A

B

C

D

c（HCl）/（mol·L－1）

0.12

0.06

0.05

0.1

c（NaOH）/（mol·L－1）

0.06

0.12

0.1

0.05

解析：

由图象起点pH＝1，可知盐酸浓度为0.1mol/L，只有D选项符合题意。

6．室温下，在pH＝11的某溶液中，由水电离的c（OH－）为（D）

①1.0×10－7mol·L－1　②1.0×10－6mol·L－1　③1.0×10－3mol·L－1　④1.0×10－11mol·L－1

A．③B．④

C．①或③D．③或④

解析：

pH＝11即c（OH－）＝10－3mol·L－1是碱性溶液，碱性溶液有两种情况：

一是碱溶液，一是强碱弱酸盐的溶液。

解此题要注意一个关键问题，由水电离出的c（H＋）始终等于由水电离出的c（OH－）。

若为碱溶液，由水电离出的c（OH－）＝c（H＋）＝

＝10－11mol·L－1；若为强碱弱酸盐的溶液，由水电离出的c（OH－）＝10－3mol·L－1。

二、非选择题

7．现有常温下的六份溶液：

①0.01mol·L－1CH3COOH溶液；　②0.01mol·L－1HCl溶液；　③pH＝12的氨水；　④pH＝12的NaOH溶液；　⑤0.01mol·L－1CH3COOH溶液与pH＝12的氨水等体积混合后所得溶液；　⑥0.01mol·L－1HCl溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。

（1）其中水的电离程度最大的是________（填序号，下同），水的电离程度相同的是________；

（2）若将②、③混合后所得溶液pH＝7，则消耗溶液的体积：

②________③（填“>”、“<”或“＝”）；

（3）将六份溶液同等稀释10倍后，溶液的pH：

①________②，③________④，⑤________⑥（填“>”、“<”或“＝”）；

（4）将①、④混合，若有c（CH3COO－）>c（H＋），则混合溶液可能呈________（填序号）。

A．酸性B．碱性C．中性

解析：

（1）酸和碱都会抑制水的电离，故只有⑥为NaCl溶液，对H2O的电离无抑制作用。

②③和④对水的电离抑制程度相同。

（2）因pH＝12的氨水中c（NH3·H2O）>0.01mol·L－1，故②、③混合，欲使pH＝7；则需②的体积>③的体积。

（3）稀释同样的倍数后，溶液的pH：

①>②；③>④；⑤>⑥。

（4）由电荷守恒知：

c（Na＋）＋c（H＋）＝c（CH3COO－）＋c（OH－），仅知道c（CH3COO－）>c（H＋），无法比较c（H＋）与c（OH－）的相对大小，也就无法判断混合液的酸碱性，故选A、B、C。

答案：

（1）⑥　②③④　

（2）>　（3）>　>　>

（4）A、B、C

8．实验室常利用甲醛法测定（NH4）2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：

4NH

＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋（CH2）6N4H＋[滴定时，1mol（CH2）6N4H＋与1molH＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。

某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：

步骤Ⅰ　称取样品1.500g

步骤Ⅱ　将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀。

步骤Ⅲ　移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。

按上述操作方法再重复2次。

（1）根据步骤Ⅲ填空：

①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察________。

A．滴定管内液面的变化

B．锥形瓶内溶液颜色的变化

④滴定达到终点时，酚酞指示剂由______色变成______色。

（2）滴定结果如下表所示：

滴定

次数

待测溶液

的体积/mL

标准溶液的体积

滴定前刻度/mL

滴定后刻度/mL

1

25.00

1.02

21.03

2

25.00

2.00

21.99

3

25.00

0.20

20.20

若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L－1，则该样品中氮的质量分数为________。

解析：

（1）在滴定过程中，应在边滴边摇动锥形瓶的同时，边注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

当溶液颜色由无色变成浅红色并保持半分钟颜色不变时，表明已达到滴定终点。

由4NH

＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋（CH2）6N4H＋，H＋＋OH－===H2O及题给信息得：

NH

～OH－，即V（NH

）·c（NH

）＝V（NaOH）·c（NaOH）；碱式滴定管不用标准液润洗就直接加入标准液，使c（NaOH）降低，消耗NaOH溶液的体积增大，n（NH

）增大，结果偏高。

锥形瓶中水未倒净对结果没有影响。

（2）三次实验平均消耗NaOH溶液的体积为：

＝20.00mL，25.00mL待测液中n（NH

）＝n（OH－）＝0.1010mol·L－1×0.02000L＝2.020×10－3mol，样品中氮的质量分数为：

×100%≈18.85%。

答案：

（1）①偏高　②无影响　③B　④无　粉红（或浅红）　

（2）18.85%

9．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。

在25℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH<7，试纸变红色；若pH>7，试纸变蓝色。

而要精确测定溶液的pH，需用pH计。

pH计主要通过测定溶液中H＋的浓度来测定溶液的pH。

已知100℃时，水的离子积常数KW＝1×10－12。

（1）已知水中存在如下平衡：

H2O＋H2OH3O＋＋OH－　ΔH>0，现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是________（填字母）。

A．向水中加入NaHSO4

B．向水中加入Cu（NO3）2

C．加热水至100℃

D．在水中加入（NH4）2SO4

（2）现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显________色，呈______（填“酸”、“碱”或“中”）性；若用pH计测定，则pH______（填“>”、“＝”或“<”）7，溶液呈______（填“酸”、“碱”或“中”）性。

（3）常温下，现用预先用水润湿的pH试纸测得某氨基酸溶液的pH等于8，则原溶液的pH______（填“>”、“＝”或“<”）8。

解析：

（1）题中要求使水的电离平衡向右移动，即促进水的电离，常采用加热法或加入可水解的盐，现同时要求溶液呈酸性，因此只能加入强酸弱碱盐，即Cu（NO3）2或（NH4）2SO4符合题意，A项中虽是酸性，但平衡向左移动，C项中平衡虽向右移动，但溶液仍呈中性。

（2）100℃时水的pH＝6，但溶液仍呈中性，因此pH试纸的颜色仍为淡黄色。

（3）pH＝8证明氨基酸溶液呈碱性，预先用水润湿的pH试纸相当于对待测液进行了稀释。

答案：

（1）BD　

（2）淡黄　中　<　中　（3）>

10．下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃

25

t1

t2

水的离子积Kw

1×10－14

a

1×10－12

试回答下列问题：

（1）若25＜t1＜t2，则a________1×10－14（填“＞”、“＜”或“＝”），作此判断的理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）25℃下，某Na2SO4溶液中c（SO

）＝5×10－4mol·L－1，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c（Na＋）∶c（OH－）＝________________________________________________________________________。

（3）在t2℃下pH＝10的NaOH溶液中，水电离产生的OH－浓度为________________。

（4）t2℃，将pH＝11的NaOH溶液V1L与pH＝1的稀硫酸V2L混合（设混合后溶液的体积为原来两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________________________________________________________________________。

解析：

（1）升温，Kw变大。

（2）c（SO

）＝5×10－4mol·L－1，则c（Na＋）＝2c（SO

）＝1×10－3mol·L－1，稀释10倍，则c（Na＋）＝1×10－4mol·L－1。

25℃时Na2SO4溶液中c（OH－）＝1×10－7mol·L－1，稀释10倍后仍然为1×10－7mol·L－1，则c（Na＋）∶c（OH－）＝103∶1。

（3）pH＝10的NaOH溶液c（H＋）＝10－10mol·L－1，NaOH溶液中c（H＋）来自于水的电离，水电离出H＋的同时也电离出等量的OH－。

（4）t2℃时，pH＝2，说明溶液呈酸性，酸过量。

t2℃，pH＝11的NaOH溶液，c（OH－）＝0.1mol·L－1，设加入的NaOH溶液为V1L，加入的H2SO4溶液为V2L，混合后c（H＋）＝

＝0.01（mol·L－1），9V2＝11V1，

＝

。

答案：

（1）＞　水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度变大，离子积增大　

（2）1000∶1　（3）1×10－10mol·L－1　（4）9∶11