第二讲 水的电离和溶液的酸碱性一、选择题1．下列叙述正确的是( )。A．无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14B．c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液一定是中性溶液C．0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍D．任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱解析 KW＝c(H＋)·c(OH－)，且KW只与温度有关，所以，在常温下，纯水、酸性、碱性或中性稀溶液，均有KW＝1×10－14；在温度不确定时，中性溶液里的c(H＋)不一定等于1×10－7mol·L－1；0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以，0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍；当c(H＋)或c(OH－)大于1mol·L－1时，用pH表示溶液的酸碱性就不简便了，而是直接用c(H＋)或c(OH－)来表示。答案 A2．下列说法错误的是( )。A．0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中，由水电离的c(H＋)为10－13mol·L－1B．pH＝2与pH＝1的CH3COOH溶液中c(H＋)之比为1∶10C．等体积pH＝12的NaOH溶液和pH＝2的CH3COOH溶液混合，混合后溶液pH＜7D．1mol醋酸分子中含有共价键的个数为8NA解析 A项，0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中c(H＋)＜0.1mol·L－1，故由水电离的c(H＋)＞10－13mol·L－1；B项，pH相差1，溶液中的c(H＋)相差10倍；C项，等体积pH＝12的NaOH溶液和pH＝2的CH3COOH溶液混合，CH3COOH过量，溶液显酸性，即pH＜7；D项，1个醋酸分子中含有8个共价键，即1mol醋酸分子中含有共价键的个数为8NA。答案 A3．对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是( )A．该溶液1mL稀释至100mL后，pH等于3B．向该溶液中加入pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C．该溶液中硝酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)之比值为10－12D．该溶液中水电离出的c(H＋)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)的100倍解析硝酸为强电解质，完全电离，稀释100倍，pH增大2，A项正确。不知道HNO3和Ba(OH)2溶液的体积，B项错。硝酸电离出的c(H＋)为0.1mol·L－1，由水电离出的\nc(H＋)为10－13mol·L－1，二者之比应为1012，C项错。pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)为10－11mol·L－1，故D项应为10－2，D项错。答案A4．用某种仪器量取液体体积，平视时读数为nmL，仰视时读数为xmL，俯视时读数为ymL，若x＞n＞y，则所用的仪器可能为( )。A．量筒B．容量瓶C．滴定管D.以上均不对解析 滴定管的刻度下面大，上面小。答案 C5．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是( )。A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1B．P点时恰好完全中和，溶液呈中性C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D．酚酞不能用作本实验的指示剂解析 由图可知，盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，都是0.1mol·L－1，A错误；P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等，恰好完全中和，溶液呈中性，故B项正确；曲线a对应的溶液起点的pH等于1，故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，C项错误；强酸和强碱的中和滴定，达到终点时溶液为中性，指示剂选择酚酞或甲基橙都可以，D项错误。答案 B6．下列说法正确的是( )A．某盐的水溶液呈酸性，该盐一定是强酸弱碱盐B．弱电解质溶液稀释后，溶液中各种离子浓度一定都减小C．水的离子积常数KW随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应D．中和相同体积相同pH的盐酸和醋酸溶液所需NaOH的物质的量相同解析A错，如NaHSO4溶液呈酸性；B错，如盐酸稀释后c(OH－)会增大；D错，中和相同体积同pH的盐酸和醋酸，醋酸消耗NaOH的物质的量多。答案C\n7．常温下，下列叙述不正确的是( )A．c(H＋)＞c(OH－)的溶液一定显酸性B．pH＝3的弱酸溶液与pH＝11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性C．pH＝5的硫酸溶液稀释到原来的500倍，稀释后c(SO)与c(H＋)之比约为1∶10D．中和10mL0.1mol/L醋酸与100mL0.01mol/L醋酸所需NaOH的物质的量不同解析B项，pH＝3的弱酸溶液与pH＝11的强碱溶液等体积混合，弱酸浓度大，有大量剩余，反应后溶液显酸性。C项，pH＝5的硫酸溶液稀释到原来的500倍，则溶液接近于中性，c(H＋)约为10－7mol/L，c(SO)＝10－5/(2×500)＝10－8mol/L，则c(SO)∶c(H＋)＝1∶10。D项，两份醋酸的物质的量相同，则所需NaOH的物质的量相同，错误。答案D二、非选择题8．在不同温度下的水溶液中c(H＋)＝10xmol/L，c(OH－)＝10ymol/L，x与y的关系如下图所示。请回答下列问题：(1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为________，曲线Ⅰ所代表的温度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是____________________________________________。(2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01mol/L的NaOH溶液的pH为________。解析(1)根据曲线中的数据，可以知道曲线Ⅰ代表的温度下水的离子积为1×10－12mol2·L－2，水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积就越大，曲线Ⅰ所代表的水的离子积比曲线Ⅱ的大，所以，曲线Ⅰ代表的温度高。(2)曲线Ⅰ所代表的水的离子积为1×10－12,0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol/L，则c(H＋)＝10－10mol/L，pH＝10。答案(1)1×10－12 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小，由于水的电离过程是吸热过程，温度越高，离子积越大，故曲线Ⅱ代表的温度低 (2)109．已知：常温下，A酸的溶液pH＝a，B碱的溶液pH＝b。(1)若A为盐酸，B为氢氧化钡，且a＝3，b＝11，两者等体积混合，溶液的pH为________。a．大于7 b．等于7 c．小于7(2)若A为醋酸，B为氢氧化钠，且a＝4，b＝12，那么A溶液中水电离出的氢离子浓度为________mol/L，B溶液中水电离出的氢离子浓度为________mol/L。\n(3)若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且a＋b＝14，两者等体积混合后溶液显碱性。则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该水解反应的离子方程式为__________________________。解析(1)pH＝3的盐酸中的c(H＋)与pH＝11的氢氧化钡溶液中的c(OH－)相等，都等于1×10－3mol·L－1，二者等体积混合后恰好完全反应，溶液呈中性。(2)醋酸和氢氧化钠均抑制水的电离。(3)a＋b＝14的意义为酸中c(H＋)与碱中c(OH－)相等，二者混合后溶液呈碱性，说明碱为弱碱，反应中碱过量。故弱碱阳离子M＋水解。答案(1)b (2)10－10 10－12(3)M＋＋H2OMOH＋H＋10．某学生用0.1mol·L－1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作分解为如下几步：A．移取20mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶，并加入2～3滴酚酞B．用标准溶液润洗滴定管2～3次C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液D．取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上1～2cmE．调节液面至“0”或“0”以下某一刻度，记下读数F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度就此实验完成填空：(1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)__________________；(2)上述B步骤操作的目的是________________________________________；(3)上述A步骤操作之前，先用待测液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响是___________________________________________________________；(4)判断到达滴定终点的实验现象是_______________________________；(5)若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸，则对滴定结果产生的影响是__________________________________。解析 (3)若用待测液润洗锥形瓶，则锥形瓶内所取待测液偏多，消耗标准液也将偏多，导致结果偏大。(5)若用含NaOH的KOH溶液滴定盐酸，因为M(NaOH)<M(KOH)，所以配制标准液中c(OH－)偏大，测得盐酸浓度偏小。答案 (1)B、D、C、E、A、F (2)洗去滴定管内壁附着的水，防止将标准溶液稀释产生误差 (3)使测得的未知溶液浓度偏大 (4)溶液由无色变为浅红色，且在半分钟内不褪色 (5)使测得的未知溶液浓度偏小，原因是同质量的NaOH中和的盐酸比KOH中和的盐酸多11．现有浓度均为0.1mol·L－1的下列溶液：①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵请回答下列问题：\n(1)四种溶液中由水电离出的H＋浓度由大到小的顺序是(填序号)__________________________________________________________。(2)将③和④等体积混合后，混合液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________________________________________。(3)已知T℃，KW＝1×10－13，则T℃________25℃(填“＞”、“＜”或“＝”)。在T℃时将pH＝11的NaOH溶液aL与pH＝1的硫酸bL混合(忽略混合后溶液体积的变化)，若所得混合溶液的pH＝10，则a∶b＝________。(4)25℃时，有pH＝x的盐酸和pH＝y的氢氧化钠溶液(x≤6，y≥8)，取aL该盐酸与bL该氢氧化钠溶液反应，恰好完全中和，求：①若x＋y＝14，则a/b＝________(填数据)；②若x＋y＝13，则a/b＝________(填数据)；③若x＋y＞14，则a/b＝________(填表达式)；④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和，两溶液的pH(x、y)的关系式为________(填表达式)。解析 (1)向溶液中加入酸或碱均能抑制H2O的电离，且溶液中H＋或OH－浓度越大，由水电离出的H＋浓度越小；盐的水解能促进水的电离，即由水电离出的c(H＋)从大到小的顺序为④②③①。(2)二者完全反应生成NaCl和NH3·H2O，NH3·H2O电离使溶液呈碱性，即c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(OH－)＞c(NH)＞c(H＋)。(3)温度升高时KW增大，T℃时KW＞1×10－14，即T℃＞25℃；NaOH溶液中n(OH－)＝0.01amol，硫酸中n(H＋)＝0.1bmol，根据混合后溶液pH＝10，得10－3＝，解得a∶b＝101∶9。(4)若两溶液完全中和，则溶液中n(H＋)＝n(OH－)，即10－xa＝10y－14b，整理得＝10x＋y－14，①若x＋y＝14时，＝1；②若x＋y＝13，则＝0.1；③若x＋y＞14，则＝10x＋y－14；④两溶液完全中和时，则有＝10x＋y－14即lg＝x＋y－14，解得x＋y＝14＋lg。答案 (1)④②③① (2)c(Na＋)＝c(Cl－)＞c(OH－)＞c(NH)＞c(H＋) (3)＞ 101∶9 (4)①1 ②0.1③10x＋y－14 ④x＋y＝14＋lg
