水的电离和溶液的酸碱性 例题解析

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：2NH3

-

NH4+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+) = 2×10-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = ___________。

若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/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+) = 2×10-7 mol/L Kw = 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) = 8×10-9 mol/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、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、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

【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，

cH

AG＝lg，则下列叙述正确的是

cOH

A、中性溶液的AG＝0 B、酸性溶液的AG＜0 C、常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG＝12

D、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（acidity arede），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＝1 B、在25℃时，若溶液呈酸性，则pH＜7，AG＜0 C、在25℃时，若溶液呈碱性，则pH＞7，AG＞0

D、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=10 C(H+)=10-10mol/L C(OH—) =10-4mol/L pH=13 C(H+)=10-13mol/L C(OH—) =10-1mol/L pH=12 C(H+)=10-12mol/L C(OH—) =10-2mol/L 10-4·n + 10-1·m = (n+m) ×10-2 n ：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。

+-a--14 -b-

解答：设酸的pH为a，C(H)酸=10，碱的pH为b，C(OH)碱=10/ 10=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) ×V

-a- (13 - b)10 = 10

两边取负对数：-lg10-a = -lg10 - (13 - b)，a=13-b a+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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 若混合后溶液显碱性＿＿＿＿

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